[논문 리뷰] Using Transcoding for Hidden Communication in IP Telephony

Wojciech Mazurczyk, Paweł Szaga외 1명|arXiv (Cornell University)|2011. 11. 04.

Advanced Steganography and Watermarking Techniques참고 문헌 19인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 음성 코덱 변환을 활용하여 사용되지 않는 페이로드 공간에 데이터를 숨기는 IP 전화에서의 새로운 스테가노그래픽 기법인 TranSteg를 소개한다. 원래 스트림의 외관을 변화시키지 않으면서도 더 효율적인 코덱을 선택하여 페이로드 크기를 줄임으로써 잔여 공간을 만들어내고, 이 공간에 코어트 데이터를 삽입함으로써 단일 네트워크 점검 환경에서 높은 스테가노그래픽 대역폭과 낮은 탐지 가능성을 동시에 달성한다.

ABSTRACT

The paper presents a new steganographic method for IP telephony called TranSteg (Transcoding Steganography). Typically, in steganographic communication it is advised for covert data to be compressed in order to limit its size. In TranSteg it is the overt data that is compressed to make space for the steganogram. The main innovation of TranSteg is to, for a chosen voice stream, find a codec that will result in a similar voice quality but smaller voice payload size than the originally selected. Then, the voice stream is transcoded. At this step the original voice payload size is intentionally unaltered and the change of the codec is not indicated. Instead, after placing the transcoded voice payload, the remaining free space is filled with hidden data. TranSteg proof of concept implementation was designed and developed. The obtained experimental results are enclosed in this paper. They prove that the proposed method is feasible and offers a high steganographic bandwidth. TranSteg detection is difficult to perform when performing inspection in a single network localisation.

연구 동기 및 목표

• IP 전화에서 코덱 변환을 활용하여 은밀한 통신을 위한 스테가노그래픽 기법을 개발한다.
• 코덱 최적화로 생성된 사용되지 않는 페이로드 공간을 활용하여 스테가노그래픽 대역폭을 증가시킨다.
• 음성 스트림의 메타데이터나 페이로드 크기에 변화를 주지 않음으로써 은밀한 통신을 유지한다.
• 개념 증명 구현을 통해 방법의 타당성과 성능을 입증한다.
• 단일 네트워크 지점에서의 트래픽 점검 상황에서의 탐지 저항성을 평가한다.

제안 방법

• 원래 스트림보다 더 작은 페이로드 크기를 생성하지만 여전히 수용 가능한 음성 품질을 유지하는 코덱을 선택한다.
• 원래 음성 스트림을 선택된 코덱으로 변환하지만, 페이로드 크기는 원래 값으로 인위적으로 유지한다.
• 변환된 페이로드의 사용되지 않는 공간에 숨겨진 데이터(스테고그램)를 채운다.
• 코덱 변경 사항이 스트림에 신호되지 않아 정상적인 트래픽처럼 보이게 한다.
• 스테가노그래픽 삽입이 코덱 수준에서 이루어지며, 서로 다른 코덱 간의 압축 효율성 차이를 활용한다.
• 방법의 타당성과 성능을 검증하기 위해 개념 증명 구현체를 개발하고 테스트했다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 코덱 변환을 통해 IP 전화에서 스트림의 관찰 가능한 특성에 영향을 주지 않으면서도 은밀한 페이로드 공간을 생성할 수 있는가?
• RQ2 제안된 방법은 단일 지점 네트워크 점검 상황에서 높은 스테가노그래픽 대역폭을 확보하면서도 탐지되지 않는가?
• RQ3 코덱 선택이 스테가노그래픽 삽입에 가능한 공간에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 음성 품질 저하가 방법의 타당성과 은밀성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 실세계 IP 전화 시스템에서 감지 없이 구현 가능할 수 있는가?

주요 결과

• TranSteg 방법은 더 효율적인 코덱을 선택함으로써 사용되지 않는 페이로드 공간을 성공적으로 생성하여 스테가노그래픽 데이터 삽입을 가능하게 했다.
• 원래의 페이로드 크기와 코덱 신호 전달 방식을 유지함으로써 단일 네트워크 점검 상황에서 탐지하기 어려운 상태를 유지했다.
• 실험 결과는 이 방법의 타당성을 확인했으며, 높은 스테가노그래픽 대역폭을 입증했다.
• 스트림의 관찰 가능한 파rameter에 변화를 주지 않음으로써 높은 수준의 은밀성을 달성했다.
• 개념 증명 구현체는 실시간 IP 전화 환경에서의 방법의 실용성을 검증했다.
• 대역폭과 낮은 탐지 가능성이 핵심인 은밀한 통신 분야에서 이 방법은 잠재력을 보였다.