Řešení pro Úkol 5-4 – Steganografická výzva

Řešení

Šifrování je určitě užitečné tehdy, pokud chceme utajit obsah komunikace, aby se nikdo cizí nedozvěděl, co protistraně sdělujeme. Steganografie se naproti tomu snaží úplně utajit, že vůbec nějaká komunikace probíhá, aby si ji nikdo nepovolaný ani nevšiml. Od dob, kdy se zpráva údajeně vytetovala na hlavu otrokovi, počkalo se, až mu dorostou vlasy, a pak se teprve poslal na cestu, urazila steganografie dlouhou cestu až k moderním digitálním postupům, které umožňují schovat informaci do hudby, videa a nebo do digitálních obrázků, které na první pohled vypadají úplně obyčejně a zcela nevinně.

Barva každého bodu (pixelu) je dána trojicí čísel, které popisují množství červené, zelené a modré složky obrazu. Každé toto číslo je typicky jeden bajt, tj. osmibitová hodnota v binární soustavě, kódující hodnoty v rozmezí od 0 do 255. Zatímco sedmý bit s nejvyšší vahou se podílí na intenzitě svitu příslušného pixelu velkou měrou (polovinou intenzity barelné složky), ty nejméně významné bity regulují jas jen nepatrně a pro lidské oko sotva postřehnutelně. Je to podobný rozdíl, jako kdybychom u dlouhého čísla v desítkové soustavě změnili jednu číslici: změníme-li číslici v řádu tisíců, je to velká změna, ale prohození v řádu jednotek není tak významné.

Toho využívají steganografické metody, protože tajnou informaci umístí do těch nejméně významných bitů v každém bajtu, jejichž dopad na vjem obrázku je nepatrný. Jak takovou informaci odhalit? Spolehlivá metoda je, když máme k dispozici originální obrázek, pak můžeme oba porovnat a zjistit, zda vykazuje rozdíly oproti originálu. Abyste to měli snazší, v zadání máte k dispozici dva zdánlivě stejné obrázky a pravý z nich je označený, že je v něm heslo. Logicky tedy levý obrázek je originál, ve kterém heslo není. Když si oba obrázky zvětšíte do nové záložky prohlížeče a budete mezi nimi přepínat, skutečně si na kvalitním monitoru všimnete nepatrné změny, která se projeví jako jemné pobliknutí intenzity při přepínání z jednoho na druhý, všimnete.

Co dál? Nechtěli jsme být krutí, takže pod šifrou je i návod, jak se ke skryté informaci dostat pomocí grafického programu Gimpu. Oba obrázky si uložte do svého počítače a oba si v Gimpu otevřte. Pamatujte, že se potřebujete dostat k rozdílu mezi oběma obrázky. Proto jeden z obrázků celý vyberte (Ctrl + A) a zkopírujte do schránky (Ctrl + C). Potom se přepněte do druhého obrázku a najděte nastavení vrstev (Ctrl + L), přidejte novou vrstvu tlačítkem, zvolte průhlednost a potom do vrstvy vložte obrázek ze schránky (Ctrl + V). Nakonec vemte nástroj pro výběr (R) a klikněte mimo obrázek do šedé plochy, aby se obrázek ukotvil.

Nyní máme oba téměř identické obrázky nad sebou ve vrstvách a to nám umožní s nimi provádět matematické operace. V ovládátku vrstev vybereme režim vrstvy „rozdíl“. V ten okamžik obrázek zčerná. Není divu, oba obrázky jsou téměř stejné, a proto jejich rozdíl je téměř nulový, tedy téměř černý. Rozdíl mezi vrstvami máme ale jen v náhledu. Abychom mohli pokračovat s obrázkem dál, tak musíme vrstvy sloučit, takže klikneme pravým tlačítkem na horní vrstvu v ovládátku a vybereme „sloučit dolů“.

Nyní už jen zbývá obrázek zesvětlit, abychom na něm něco viděli. Je více možností, ale nejjednodušší je v menu barev najít „křivky“ a pořádně hnout šikmou čarou někam do levého horního rohu a voilà, před očima z ničeho vykoukne krásný páv. Že k té Tvojí mámě krásně pasuje?