[論文レビュー] A Text Steganography Method Using Pangram and Image Mediums

Youssef Bassil|arXiv (Cornell University)|Dec 12, 2012

Advanced Steganography and Watermarking Techniques参考文献 19被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、パングラム文と圧縮解除済み画像ファイルを用いて秘密メッセージを隠す二重媒体テキストステガノグラフィー手法を提案する。各文字の秘密テキストを、ランダムなシードインデックスからのパングラム内での位置に従って特定し、そのシードとオフセットを画像の色成分の下位3ビットに埋め込む。これにより、二つの媒体に分散させることで、ステガノグラフィー分析に対する耐性が向上する。

ABSTRACT

Steganography is the art and science of writing hidden messages in such a way that no one apart from the sender and the receiver would realize that a secret communicating is taking place. Unlike cryptography which only scrambles secret data keeping them overt, steganography covers secret data into medium files such as image files and transmits them in total secrecy avoiding drawing eavesdroppers suspicions. However, considering that the public channel is monitored by eavesdroppers, it is vulnerable to stego-attacks which refer to randomly trying to break the medium file and recover the secret data out of it. That is often true because steganalysts assume that the secret data are encoded into a single medium file and not into multiple ones that complement each other. This paper proposes a text steganography method for hiding secret textual data using two mediums; a Pangram sentence containing all the characters of the alphabet, and an uncompressed image file. The algorithm tries to search for every character of the secret message into the Pangram text. The search starts from a random index called seed and ends up on the index of the first occurrence of the character being searched for. As a result, two indexes are obtained, the seed and the offset indexes. Together they are embedded into the three LSBs of the color channels of the image medium. Ultimately, both mediums mainly the Pangram and the image are sent to the receiver. The advantage of the proposed method is that it makes the covert data hard to be recovered by unauthorized parties as it uses two mediums, instead of one, to deliver the secret data. Experiments conducted, illustrated an example that explained how to encode and decode a secret text message using the Pangram and the image mediums.

研究の動機と目的

• 単一媒体のステガノグラフィーがステゴ攻撃に対して脆弱であるのを是正するため、秘密データを二つの媒体に分散させること。
• パングラムと画像ステガノグラフィーの構造的性質を活用して、隠しメッセージの検出可能性を低減すること。
• 傍受者による疑いを招かないように、安全で隠蔽されたテキストデータの送信を可能にする手法を開発すること。
• 秘密データが単一ファイルにエンコードされていると仮定するのを避けることで、ステガノグラフィー分析に対する耐性を向上させること。

提案手法

• 本手法は、英字26文字をすべて含むパングラム（すべての英字を含む文）を、秘密テキストのキャリアとして用いる。
• 秘密メッセージ内の各文字について、ランダムに選ばれたシードインデックスからパングラム内で最初に出現する位置を探索する。
• アルゴリズムは、シードインデックスと、シードから文字の最初の出現位置までの距離（オフセット）を記録し、1文字あたり2つのインデックスを生成する。
• これらの2つのインデックス（シードとオフセット）が、圧縮解除済み画像の赤、緑、青チャンネルの下位3ビット（LSB）にエンコードされる。
• 画像は主なステガノグラフィー媒体として機能し、パングラムからの文字の位置インデックスが埋め込まれる。
• パングラムと画像ファイルの両方が受信者に送信され、同じシードとインデックス復号プロセスを用いて秘密メッセージが再構築される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 複数の媒体に秘密データを分散させることで、単一ファイルに依存するのではなく、ステガノグラフィーのセキュリティをどのように向上させられるか？
• RQ2 パングラムをテキストベースのキャリアとして用いることで、ステガノグラフィー分析に対して耐性を持つシステムの強度を高められるか？
• RQ3 テキストと画像という二つの異なる媒体を用いることで、監視されているチャネルにおける隠しメッセージの検出可能性にどのような影響を与えるか？
• RQ4 パングラムインデキシングとLSB画像ステガノグラフィーの組み合わせは、傍受状況下でもどのようにして密通を維持できるか？

主な発見

• 提案手法は、パングラムと画像の両方を用いて秘密テキストメッセージを正常にエンコードおよびデコードでき、二重媒体ステガノグラフィーの実現可能性を示している。
• 秘密データを二つの異なる媒体に保存されるインデックスに分割することで、単一ファイルへの埋め込みを仮定するステガノグラフィー分析ツールによる検出可能性が低下する。
• パングラムを用いることで、インデキシングに必要なすべての文字が確保され、エンコードプロセス全体でアルファベットを完全にカバーできる。
• 実験により、具体的な例を用いてエンコードとデコードプロセスが検証され、手法の正しく動作することを裏付けた。
• 攻撃者が秘密メッセージを回収しようとする際には、テキストと画像の両方を同時に分析する必要があるため、二重媒体アプローチは攻撃の複雑性を高める。
• データが二つのキャリアに分散されているため、単一媒体ステガノグラフィーを標的とする一般的なステガノグラフィー分析手法に対して、本手法は耐性を示す。