Techniques de stéganographie

On distingue principalement deux types de techniques.

Substitutions

La première catégorie de techniques consiste en la substitution des symboles du message à des symboles inutiles ou redondants du stégo-document. De nombreuses variantes ont été proposées, et nous ne les listerons pas ici, nous résumant à une présentation générique. Des exemples de symboles inutiles ou redondants sont les bits de poids faible d'un signal quantifié (image, audio), et peuvent être considérés dans des domaines spatial (luminance d'un pixel dans une image, ...), temporel ou transformé (coefficients correspondant aux hautes fréquences dans des transformés de Fourier, en cosinus discrète, ...). Cette technique est relativement efficace car la modification de ces bits n'altère presque pas la perception qu'un être humain aura du document, et est de plus très simple à mettre en oeuvre. Il faut cependant prendre quelques précautions pour que le gardien ne se doute de rien. En effet, si on utilise les bits de poids faible de tous les échantillons/pixels à notre disposition, le gardien pourra par une étude statistique être amené à suspecter le document. Pour contrer une telle étude, il faut alors par exemple utiliser seulement une partie des échantillons (déterminés par exemple par une clé secrète) et modifier le reste des échantillons (qui ne portent pas de message) de manière à rétablir le comportement statistique attendu par l'adversaire. On peut également chiffrer le message avant de le cacher afin de le rendre "aléatoire ". Malheureusement, le signal ainsi caché sera altéré par toute transformation du stégo-document, en particulier par toute compression avec perte (JPEG, JPEG2000, MP3, ...) ; selon le contexte d'utilisation, cela peut s'avérer plus ou moins gênant. On trouve de nombreux logiciels utilisant cette technique [2,7,12,13].

Ajout

La deuxième catégorie de techniques consiste en l'ajout de données supplémentaire au stégo-document. Un exemple est la génération par étalement de spectre d'un signal contenant le message, qui sera ensuite ajouté au stégo-document. À chaque symbole de message possible et chaque position dans le message possible sera associé un vecteur porteur ; la somme de ces vecteurs va constituer le signal à transmettre. L'extraction du message consiste en la recherche des vecteurs porteurs dans le signal reçu. Cette technique permet de cacher le message avec une certaine robustesse, et est très utilisée en tatouage [3].


Ces dernières années ont connues un engouement certain pour la stéganographie, et de nombreuses techniques ont été imaginées. Certaines sont répertoriées dans des articles, ou accessibles sur Internet [9,10]. Notons que les techniques les plus en vogue à l'heure actuelle sont celles qui utilisent des domaines transformés - associés par exemple à de l'étalement de spectre, ou à des techniques de tatouage informé [8,6].
Un schéma de stéganographie à clé publique reposant sur des techniques de tatouage informé a par ailleurs été présenté dans [5].
On peut également citer des travaux originaux : [4] qui aborde la stéganographie avec un point de vue de théorie des codes, ou encore [11,1] qui s'intéressent à la dissimulation d'information dans les programmes ou jeux en ligne.


Notons également que dès qu'une stéganalyse permet de mettre en défaut une ou plusieurs techniques de stéganographie, de nouvelles techniques apparaissent, con uent spécifiquement pour contrer cette stéganalyse.

References

[1] Stegogo. http://sourceforge.net/projects/stegogo.
[2] A. Brown. S-tools, logiciel de stéganographie. http://www.jjtc.com/Security/stegtools.htm.
[3] I. Cox, J. Killian, T. Leighton, and T. Shamoon. Secure spread spectrum watermarking for multimedia. IEEE Transactions on Image Processing, 6(12):1673-1687, 1997.
[4] F. Galand. Constructions de codes Zpk-linéaires de bonne distance minimale, et schémas de dissimulation fondés sur les codes de recouvrement. PhD thesis, Université de Caen, 2004.
[5] P. Guillon, T. Furon, and P. Duhamel. Applied public-key steganography. In Proc. SPIE, Security and Watermarking of Multimedia Contents IV, volume 4675, pages 38-49. SPIE, 2002.
[6] M. Hogan, N. Hurley, G. Silvestre, F. Balado, and K. Whelan. ML detection of steganography. In IS&T/SPIE International Symposium on Electronic Imaging 2005, volume 5681 of Proceedings of the SPIE, pages 16-27. SPIE, 2005. Security, Steganography, and Watermarking of Multimedia Contents VII.
[7] R. Machado. Ezstego, logiciel de stéganographie d'images. http://www.jjtc.com/Security/stegtools.htm.
[8] H. Noda, M. Niimi, and E. Kawaguchi. Application of QIM with dead zone for histogram preserving JPEG steganography. In IEEE ICIP'05. IEEE.
[9] F. Petitcolas. http://www.cl.cam.ac.uk/~fapp2/steganography/.
[10] F. Petitcolas, R. Anderson, and M. Kuhn. Information hiding - a survey. Proceedings of the IEEE, 87(7):1062-1078, 1999.
[11] F. Raynal. Études d'outils pour la dissimulation d'information : approches fractales, protocoles d'évaluation et protocoles cryptographiques. PhD thesis, Université Paris 11, 2002.
[12] H. Repp. Hide4pgp, logiciel de stéganographie. http://www.heinz-repp.onlinehome.de/.
[13] Steganos Gmbh. Steganos, logiciel de stéganographie. http://www.steganos.com/.

Informations sur la fiche

Titre :
Techniques de stéganographie
Profil(s) :
Enseignant & Lycéen, Ingénieur informatique, Enseignant-Chercheur, Etudiant
Thème :
Marquage d'image et stéganographie
Finalité :
Théorique
Difficulté :
niveau 2
Mise à jour :
04/01/2006

Compléments

Parcours associé(s)

Syndication

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