A Szteganográfia elemeinek bemutatása

Átírás

1

2 A Szteganográfia elemeinek bemutatása Unicsovics György Hétpecsét előadás, Budapest november 21.

3 Ki vagyok én? Unicsovics György, a Nemzetbiztonsági Hivatal vezető tanácsadója; Híradástechnikai mérnök; Műszaki informatikai szakmérnök; ZMNE doktoranduszi tanulmányaimat befejeztem; Több nemzetközi IT biztonsági projekt résztvevője, illetve hazai téma veztője.

4 A B C D

5 Áttekintés: Egy kis elmélet... A szteganográfia története; Szteganográfia felosztása; Technikai; Nyelvészeti Szteganográfia avagy Rejtjelzés; Szteganográfia Detektálhatósága; Szteganográfiai alkalmazások; Összegzés. Ez talán megérne egy önálló előadást

6 Egy kis elmélet... Tények és fikciók: Közismert tény, hogy terrorista csoportok ártalmatlannak látszó küldeményekbe ágyaznak be információkat: Nagy forgalmú web oldalak látogatása során; - ebay.com, Amazon.com

7 USA Today Terrorista csoportok Web rejtjelzés mögé rejtőzködnek

8 Egy kis elmélet...folyt. Közismert tény, hogy terrorista csoportok ártalmatlannak látszó küldeményekbe ágyaznak be információkat: Nagy forgalmú web oldalak látogatása során; Magánjellegű levelekbe;

9 Rejtés szövegbe

10 Egy kis elmélet... Közismert tény, hogy terrorista csoportok ártalmatlannak látszó küldeményekbe ágyaznak be információkat: Nagy forgalmú web oldalak látogatása során; Magánjellegű levelekbe; Publikus hírcsoportok oldalain;

11 Wired Bin Laden: Steganography Master?

12 Steganography = Stenography Már az ókoriak is... A szteganográfia története Szteganográfia jelentése és célja: Szteganográfia a rejtett, vagy fedett írás művészete. Célja a kommunikáció tényének elrejtése a harmadik fél elől. Szteganográfia fő csoportjai: Szteganográfia Technikai adatrejtés Nyelvészeti adatrejtés

13 Szteganográfia felosztása Szteganográfia Technikai adatrejtés Nyelvészeti adatrejtés Tudományos módszereket használ az információ elrejtéséhez, amely módszerek analóg és digitális formában megjeleníthetők lehetnek. Az üzeneteket valamely nem magától érthetődő módon rejti el a hordozóban, pl. zsargon kódként, vagy szemagrammaként.

14 Szteganográfia felosztása folyt. Szteganográfia Technikai adatrejtés Nyelvészeti adatrejtés Analóg adatrejtés Tetoválás Láthatatlan tinták Stb.

15 Analóg adatrejtés: A technikai szteganográfia - Tetoválás:

16 A technikai szteganográfia folyt. Analóg adatrejtés: - Láthatatlan tinták:

17 Analóg rejtés szövegbe Betűfont helyének vízszintes megváltoztatása abcdefghijklm abcdefghijklm abcdefghijklm - Normál elhelyezkedés. - A b betű utáni betűköz mértéke 1p ritkítva, míg a g betű utáni köz 1p sürítve. - A b betű utáni betűköz mértéke 0,5p ritkítva, míg a g betű utáni köz 0,5p sürítve. Betűfont helyének függőleges megváltoztatása abcdefghijklm abcdefghijklm abcdefghijklm - Normál elhelyezkedés. - Az e betű elhelyezése 1p emelt, míg a k betű elhelyezése csak 0,5p emelt. - A c betű elhelyezése 1p süllyesztett, míg az m betű csak 0,5p süllyesztett.

18 Szteganográfia felosztása folyt. Szteganográfia Technikai adatrejtés Nyelvészeti adatrejtés Analóg adatrejtés Digitális adatrejtés Tetoválás Láthatatlan tinták Stb. Szöveg Video Kép Hang

19 A technikai szteganográfia Digitális adatrejtés szövegbe: Ebben a file-ban rejtem el az információt a Steganography alkalmazás segítségével. Direkt szövegbevitelt alkalmaztam Ez itt a szöveges üzenet, amelyet igyekszem sikeresen elrejteni a beavatatlan szemlélők elől. A program meglehetős hatékonxsággal képes szöveges állományokat direkt módon beágyazni...

20 Digitális rejtés szövegbe folyt.

21 A technikai szteganográfia folyt. Digitális adatrejtés képekbe (elméleti háttér): Pixeles képábrázolás Bináris képek Palettás képek Nem palettás képek Adatrejtés bináris képekbe Bináris kép pixelcseréje, ami alig észrevehető Bináris kép pixelcseréje, ami már szembetűnő

22 A technikai szteganográfia folyt. Digitális adatrejtés képekbe: Minden egyes képpont színét 3-3 byte határozza meg. (Többféle színábrázolás is van, ez itt csak az egyik alapelve). Egy pixel 2^(8*3) ^(8*3)= k = különböző színt vehet fel RGB színnégyzet,

23 A technikai szteganográfia folyt. Digitális adatrejtés képekbe: Az adatrejtés BMP képekbe: - LSB rejtés fedőképekben. Vörös Zöld Kék

24 A technikai szteganográfia folyt. Digitális adatrejtés képekbe: Az adatrejtés palettás képekbe: A palettás képeknél a pixelek értéke 8 bit, így a paletta 256 elemű;

25 A technikai szteganográfia folyt. Digitális adatrejtés képekbe: Az adatrejtés JPEG képekbe: JPEG = Joint Photographic Expert Group; Folytonos színtónusú állóképek digitális kódolása; Előnye a 65535x65535 képméret; Kódoló és dekódoló szimmetrikus felépítésű Tömörítés aránya szabadon paraméterezhető; Tömörítés hatásfoka és a képminőség fordított arányban áll egymással; Alapvetően veszteséges tömörítés, de ismert a veszteségmentes változat is, amely DPCM kódolást alkalmaz, A JPEG leggyakoribb tömörítési változata a DCT alapú szekvenciális kódolás;

26 A technikai szteganográfia folyt. Digitális adatrejtés képekbe: Az adatrejtés JPEG képekbe: A JPEG kódolási eljárás összefoglalása A JPEG dekódolási eljárás összefoglalása

27 A technikai szteganográfia folyt. Digitális adatrejtés hanganyagba: Ember számára hallhatatlan a változás az eredeti és a sztegomédia között; A sztegomédia statisztikai és tömörítési karakterisztikája közötti különbség minimális; Általános eljárásokat túl kell élnie (például tömörítés, kismértékű zajosítás, szűrés); A hanganyagban található a beágyazott információ, és nem az audiofájl fejlécében vagy kiterjesztésében. Az emberi hallás hallótartománya; Elfedési jelenség; Két hangot csak akkor tudunk kettőnek hallani, ha a kettő között egy minimális idő eltelik.

28 A technikai szteganográfia folyt. Digitális adatrejtés hanganyagba: Eredeti MP3 hanganyag, mintavételezés Hz. File mérete: 380 KB Manipulált hanganyag, mintavételezés Hz. File mérete: 380 KB Rejtett állomány mérete: 140KB

29 A technikai szteganográfia folyt. Digitális adatrejtés hanganyagba:

30 A technikai szteganográfia folyt. Digitális adatrejtés mozgóképbe: 1. A gyorsaság és az alacsony sávszélesség miatt minél kisebb bitsebességen, de jó minőséggel, minél kisebb hibával átvinni a csatornán a videót, 2. Az illegális másolatok terjedésének a megakadályozása. Adatrejtés tömörítetlen videóba: Szórt spektrumú vízjel; Nyilvános lulcsú vízjelzés.

31 A technikai szteganográfia folyt. Digitális adatrejtés mozgóképbe: Adatrejtés tömörített videóba: MPEG mint a leggyakoribb tömörítési eljárás

32

33 A nyelvészeti szteganográfia Szteganográfia Nyelvi adatrejtés Technikai adatrejtés Szemagrammák Nyílt kódok Vizuális szemagrammák Szöveges szemagrammák Zsargon kódok Rejtett sifrék Grille sifrék Null sifrék

34 Szemagrammák: A nyelvészeti szteganográfia folyt. Szimbólumok, jelek útján történő információ rejtés. A vizuális szemagramma nem más mint egy ártalmatlannak kinéző hordozó szimbólum, amely a mindennapi kommunikációban bármikor, bárhol előfordulhat. A szöveges szemagrammában a szövegnek, mint hordozónak a megjelenítését változtatjuk meg. Fontok átméretezése, különleges hatások alkalmazása, lendületes, eltérő vonások a levelekben mind gépi, mind kézírásban

35 Szemagrammák: A nyelvészeti szteganográfia folyt.

36 A nyelvészeti szteganográfia folyt. Nyílt kódok: Ártalmatlannak kinéző szöveg, amely nyilvánvalóan nem kelti fel az avatatlan szemlélő gyanúját. A hordozó szöveget szokás nyílt (overt) kommunikációnak nevezni; A beágyazott, rejtett információ rendszerint fedett (covert) kommunikáció. Zsargon kódok alatt nem mást értünk mint a napjainkban is használt és elterjedt szlenget, esetlegesen a szakmai zsargonként aposztrofált speciális kommunikációt.

37 A nyelvészeti szteganográfia folyt. Rejtett sifrék: Ez a köznapi nyelvben nem mást jelent, mint a nyílt információ beágyazását egy fedő médiumba, oly módon, hogy annak megjelenítése csak azon személy részére lehetséges, akinek számára azt elrejtették. Grille kód: sablon felhasználása olyan módon, hogy maga a sablon fedi el a hordozó médiumot és benne a rejtett információt. A sablon megnyitásakor, maga a beágyazott információ jelenik meg.

38 A nyelvészeti szteganográfia folyt. Rejtett sifrék: Null kód: a nyílt szöveg, amely ártalmatlannak néz ki, valamely előre jól definiált szabályok szerinti értelmezés szerint teljesen más jelentéssel bír: - Minden szó első és harmadik brűjének összeolvasása adja az értelmes szöveget; - Csak minden negyedik szó értelmezendő. News Eight Weather: Tonight increasing snow. Unexpected precipitation smothers eastern towns. Be extremely cautious and use snowtires especially heading east. The highways are knowingly slippery. Highway evacuation is suspected. Police report emergency situations in downtown ending near Tuesday. Newt is upset because he thinks he is President

39 Szteganográfia avagy Rejtjelzés A titkosírással kódolt üzenetről akárki, azonnal láthatja, hogy a számára rejtett üzenetről van szó; Lehet, sőt valószínű, hogy megfejteni nem tudja, de a küldő mindenképpen gyanússá válik; Az üzenetrejtés és a rejtjelzés két különböző dolog, de együtt hatékonyabban alkalmazhatók; Az üzenet rejtése valami mást jelent mint a titkosítás és/vagy rejtjelzés.

40 Szteganográfia avagy Rejtjelzés folyt. A titkosírás is hozzáférhetetlenné teszi az üzenet tartalmát a beavatatlan számára, de...; rejtés alatt ma valami mást értünk; A szteganográfia nem váltja ki, nem is válthatja ki a rejtjelzést; Szteganográfia = rejtett írás; Rejtjelzés = a kriptográfia tárgykörébe tartozó tudomány; A rejtjelzés önmagában nem védelem.

41 Szteganalízis zis jelentése és s célja: c Bevezetés s a szteganalízisbe zisbe Szteganalízisnek zisnek nevezzük k a rejtett informáci ciók észlelésének eljárását, melynek célja c a rejtett kommunikáci ció felfedése. Nincs informáci ció kinyerés!!! Nincs informáci ció megfejtés!!! Védelmi szempontból l az észlelés s kevés!!!!

42 Bevezetés s a szteganalízisbe zisbe folyt. Hogyan tehetünk eleget a védelmi v igényeknek? A szteganalízis zis eljárásban detektálni kell a hordozóban elrejtett üzenetet; A detektált üzenetet ki kell nyerni a hordozóból; A kinyert üzenetet meg kell fejteni.

43 Bevezetés s a szteganalízisbe zisbe folyt. A szteganográfiai támadt madások célja. hogy a sztegomédi diában felfedjük k az eredeti hordozóhoz hoz képesti k változv ltozásokat, függetlenf ggetlenül l attól, hogy ezek okoztak e szemmel érzékelhető változást az eredeti állományhoz képest. k A támadt madási módszerek m megválaszt lasztása sa és s a támadt madás kivitelezése elsődlegesen nem függvf ggvénye az alkalmazott szteganográfiai szoftvertnek.

44 Passzív támadás: Fogvatartottak problémája...

45 Aktív v támadt madások: Fogvatartottak problémája...foyt ja...foyt. Általános szánd ndékú aktív v támadt madás

46 Fogvatartottak problémája...foyt ja...foyt. Üzenet hamisítási si szánd ndékú aktív v támadt madás

47 Fogvatartottak problémája...foyt ja...foyt. Aktív v támadt madás üzenet ismételt, módosm dosított küldk ldésével

48 A szteganalízis zis lépéseil A szteganalízist zist leírhatjuk mint a szteganográfiai eljárások megelőzésére irányul nyuló tevékenys kenységet. Detection Decryption Destruction

49 A szteganográfia támadt madása A következk vetkező támadási eljárásokat ismerjük: - Csak a sztegoobjekt támadása (Stego( Stego-onlyonly attack); - Ismert hordozó támadása (Known cover attack); - Ismert üzenet támadt madása (Known message attack); - Választott sztegoobjekt attack); támadása (Chosen stego - Választott üzenet támadt madása (Chosen message attack); - Ismert szteganográfiai támadt madás s (Known( attack); stego

50 Szteganográfia Detektálhat lhatósága Egyszerű szteganográfiai modell esetén n a harmadik fél f semmit nem tud az alkalmazott módszerrm dszerről; Rejtjelzéssel kombinált szteganográfia esetén, a börtönőr ismeri a sztego algoritmust, azonban nem ismeri a titkos kulcsot, amelyet a kommunikáló felek használnak; Napjaink sztegoanalízise zise még g erős s fejlődésben van, az első cikkek ez irányban a késői k 90-es években láttak l napvilágot; Uniformizálás s szüks kségessége. ge.

51 Szteganográfia Detektálhat lhatósága folyt. A detektálás s osztályoz lyozása törtt rténhet: Fájl aláí áírások; Fájl anomáli liák; Vizuális támadt madások; Statisztikai támadt madások;

52 Szteganográfia Detektálhat lhatósága folyt. Vizuális támadt madások: A hordozó és a rejtett üzenet határai megfigyelhetők Eredeti hordozó tartalom Rejtett üzenet LSB=0 ha fekete LSB=1 ha fehér

53 Szteganográfia Detektálhat lhatósága folyt. Vizuális támadt madások:

54 Szteganográfia Detektálhat lhatósága folyt. Vizuális támadt madások: Eredeti hordozó Rejtett üzenet Szűrt A Szűrt B

55 Szteganográfia Detektálhat lhatósága folyt. Statisztikai támadt madások: Chi-square Attack

56 A szteganalízis zis eszközei zei A szteganográfia detektálására hivatott szoftvereket szteganalitikai eszközöknek knek hívjuk. h Néhány szabadon felhasználhat lható,, néhányuk n nyuk fiztetős meglehetősen drága. A rejtett informáci ció detektálása után n a beágyazott tartalmat ki kell nyerni a hordozóból. Néhány szteganalitikai szoftver: és Szoftver neve Detektált médiam Licence Fejlesztő/gy /gyártó StegSpy JPEG Szabadon felhasználhat lható Michael T. Raggo Stegdetect JPEG Nyílt forrású Niels Provos StegBreak JPEG Nyílt forrású Niels Provos StegSuite Licence díjasd Wetstone Technologies StegAnalyzer JPEG Licence díjasd Wetstone Technologies

57 A szteganalízis zis eszközei zei folyt. Stegspy: 25/a Eredeti hordozó (1.1 MB) 25/b StegSpy analízis eredménye Beágyazott állományt tartalmazó hordozó (108,5 KB) Beágyazott állomány a hordozóban, a os poziciótól kezdődően

58 A szteganalízis zis eszközei zei folyt. Stegspy: A BMP fájl f fejlécének kezdete A BMP fájl f fejlécének vége

59 A szteganalízis zis eszközei zei folyt. Stegdetect: JPEG fájl f detektálása a Stegdetect programmal

60 A szteganalízis zis eszközei zei folyt. Stegbreak: - Niels Provos által kifejlesztett alkalmazás; - DOS alatt futó alkalmazás, ami teljes kipróbálású szótártámadások elvégz gzését t teszi lehetővé JPEG formátum tumú képek ellen. - A támadt madás s során n a beágyaz gyazásnál l használt jelszó megfejtése után n az elrejtett informáci ciót t nyeri ki a hordozóból. - A Stegbreak sikere természetesen szorosan összefügg a jelszó és s a könyvtk nyvtár r minőségétől. A szavak könyvtk nyvtárban történő változtatásának szabálya szintén n szorosan összefügg a sikerrel.

61 A szteganalízis zis eszközei zei folyt. StegoSuite: A WetStone által kifejlesztett szoftver széles körben k elterjedt az igazságügyi gyi szakért rtői i körökben, k kben, mivel lehetővé teszi a szteganográfiai módszerek m teljes tárht rházának felfedését. StegoSuite moduljai: StegoAnalyst; StegoBreak; StegoWatch;

62 StegAnalyzer: A szteganalízis zis eszközei zei folyt. Jelenleg a Backbone Security két t verzióban kínálja k a StegAnalyzer-t: A StegAnalyzer AS fájlrendszerek felderítésére re szolgál, l, azokat képes k átkutatni, ismert szteganográfiai szoftverek nyomait keresve. A StegAnalyser SS képes az ismert sztegoobjektum fájlaláírások detektálására, amellett, hogy az AS modifikáci ció valamennyi képessk pességével bír. b

63 WinHex: A szteganalízis zis eszközei zei folyt.

64 Detect: A szteganalízis zis eszközei zei folyt.

65 A szteganalízis zis eszközei zei folyt. Detect: Detect keretrendszer Detect grafikus felülete... Elemző szoftver N1 Elemző szoftver N2 Elemző szoftver N3 Elemző szoftver Nn

66 Detect: A szteganalízis zis eszközei zei folyt.

67 A szteganalízis zis eszközei zei folyt. Detect: Továbbfejleszt bbfejlesztési si irányok: - a keretrendszerben a jövőben j még m g több t analizáló szoftver jelenhet meg, mely nem csak a jelenlegi hordozómédi diákra biztosít t több t elemzési lehetőséget, hanem újabb hordozómédi diát t is képes k vizsgálni lni; - a Detect bemenetére érkező sztegoobjektum paraméterei alapján n kerül l automatikusan kiért rtékelésre, majd az eredménynek megfelelően en automatikusan elindul a Detect megfelelő moduljának futása;

68 A szteganalízis zis eszközei zei folyt. Detect: Továbbfejleszt bbfejlesztési si irányok: -a a keretrendszerből l indíthat tható analizáló szoftverek bővülésével b vel párhuzamosan merül l fel az igény, hogy a Detect több szálon tudjon futni oly módon, m hogy egyszerre többft bbféle médim dián, több t elemzés s legyen végrehajthatv grehajtható.

69 A Szteganográfia észlelésének problémái Relatíve új és s gyorsan fejlődő tudomány; Magas a false positive szám; hatalmas mennyiségű képi média, m valamint majdnem mindegyikre létezl tező szteganográfiai alkalmazás s ; nagy monotonitású képek és s rajzok esetében szintén magas false positive ; kifejezetten problémás s a kis terjedelmű üzenetek detektálása; titkosítás s alkalmazása a szteganográfiai szoftverekben.

70 Igazságügy gy vs.. Szteganográfia A szteganográfia természetes törekvt rekvése, hogy rejtve maradjon. Nincs kellő publicitása az igazságügyi gyi oldalról l elért eredményeknek, nincs statisztika. A szteganográfia hatásainak mellőzése a statisztikai hiányoss nyosságok miatt rossz alternatíva. Természetes azt feltételezni, telezni, hogy a szteganográfi fiát használj lják, vagy használni fogják, mivel jellegzetessége ge a rejtés, ami vonzó a bűnözők b k számára. Ezért, ha a bűnözők b k még m g nem is használj lják k a szteganográfi fiát, a jövőben j a cyberspace bűnözők által alkalmazott eszközökben kben biztosan felbukkannak majd a szteganográfia különbk nböző adaptáci ciói. i.

71 A szteganográfia legyőzése A szteganográfiai alkalmazások legyőzésének folyamata hasonlít t a kriptoanalízishez zishez.. Az előfordul forduló gyenge pontok feltárására ra koncentrál. Néhány megközel zelítés s a statisztikai változv ltozásokat (fájlanom jlanomáliák, furcsa paletták, ismert fájlalf jlaláírások stb.) vizsgálja, míg m g mások m a vizuális felderítést helyezik előtérbe. Mindezek ellenére az igazságügyi gyi szakért rtőknek más m s eszközök is rendelkezésükre kre állnak.

72 A szteganográfia legyőzése folyt. digitális bűntb ntény ny helyszínének nek vizsgálata; sztegelemzés; szteganográfiai szoftver detektálása; szteganográfiai szoftver nyomai; hordozó/sztegof /sztegofájl párok lokalizálása; kulcsszó-keres keresés és s aktivitás s monitorozása; gyanúsított számítástechnikai stechnikai ismeretei; valósz színűtlen fájlok f keresése; se; szteganográfiai kulcsok lokalizálása; rejtett tárolt roló helyek;

73 Szteganográfiai alkalmazások S-Tools - GIF, BMP, WAV JP Hide&seek -JPEG MP3Stego -MP3 Steghide - BMP, JPEG, WAV, AU

74 Szteganalitikai alkalmazások StegSpy -JPEG StegDetect -JPEG Stegbreak -JPEG Detect - BMP, JPEG, GIF, WAV, AU

75 Összegezve A szteganográfia nem más mint az információ elrejtésének módja egy kiválasztott hordozóba. A szteganalízis a rejtett információk felfedésére irányuló komplex tevékenységek összessége. Az interneten garmadája. szabadon elérthető programok Sokkal kevesebb publikált többségük borsos árakon. analitikai program, Az adatrejtés detektálása meglehetősen bonyolult, de nem lehetetlen feladat. Kombinált eljárások végrehajtása. Sok anekdóta kering a szteganográfia különösen terroristák általi használatáról. Nincs statisztikai kimutatás az analitikai szoftverek sikerességéről. Eddig senki bizonyítékot. nem talált erre nézve perdöntő Luisburg...Árja Testvériség.

76 Hasznos linkek:

77 Kérdések Köszönöm, hogy meghallgattak!