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Leçon 3 Communiquer de façon discrète 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Jean-Claude Asselborn 1 Confidentialité, Discrétion.

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1 Leçon 3 Communiquer de façon discrète 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Jean-Claude Asselborn 1 Confidentialité, Discrétion et Confiance dans la Société de lInformation

2 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Leçon 2 Discrétion Signature électronique Signature électronique Leçon 4 Paiement électronique Paiement électronique Leçon 5 Leçon 3 confidentialité entre partenaires Leçon 1 dans la société de linformation 2 En hommage à

3 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète 3 Alice Bob canal non sécurisé de communication Tiens, tiens ! Ces deux-là chiffrent leur communication. une affaire ? des terroristes ? un mauvais coup ? Comment communiquer sans attirer lattention ?

4 Quest-ce que la stéganographie 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Monsieur Jean-Claude ASSELBORN Université du Luxembourg Campus Limpertsberg 162a avenue de la Faïencerie L-1511 Luxembourg lart de recouvrir un message sté ga no 4

5 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète couvertures encres invisibles sur papier sur oeuf chevelure vocabulaire codé caches dans objets textes de journaux marquage de lettres parties déchec tablettes de cire clous creux 5

6 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète cryptographie assurer la confidentialité assurer la discrétion 6 secret réservé aux détenteurs du code secret camouflé stéganographie

7 Y a-t-il un message caché ? 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète message secret comprimer chiffrer recouvrir stéganogramme transmettre facultatif clé de couverture clé de chiffrement 7 couverture

8 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète cacher dans un texte cacher dans du multimédia brouiller les pistes cacher dans un texte un texte peut en cacher un autre 8

9 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Total: 4367 =

10 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète M D I C II –

11 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète version complète, consulter 19ième siècle Alfred de Mussset George Sand 11 Cher ami, Je suis très émue de vous dire que j'ai bien compris, l'autre jour, que vous avez toujours une envie folle de me faire danser. Je garde un souvenir de votre baiser et je voudrais que ce soit là une preuve que je puisse être aimée par vous.... Votre poupée

12 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Bonjour, Notre voyage sest très bien déroulé. A bientôt. Jean Charles Compter les lettres de chaque mot sans les signes de ponctuation ou de séparation longueur impaire = 1 longueur paire = S S O 12

13 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ Times New Roman Garamond

14 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète

15 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète On peut cacher de linformation en donnant une signification aux espaces, aux tabulations et autres caractères de remplissage non suspects

16 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète commentaires identifiants de variables et de fichiers parties ignorées arrière-porte cachée calculs superflus code source visible code source invisible programme Javascript HTML XML java 16

17 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète 0 1 espace inséré

18 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète 18

19 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète texte à cacher chiffrement ou compression générateur de texte règles de généra -tion suite de pilotage texte artificiel généré à partir de la suite binaire 19

20 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète 20 Alice Bob Je contrôle systématiquement tout le trafic la répartition statistique correspond bien à un texte, … … mais la plupart des mots ne sont pas dans le dictionnaire !

21 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète texte à cacher chiffrement ou compression extracteur de texte dictionnaire de 2 16 mots texte artificiel généré ponctuation et paragraphes suite de pilotage blocs de 16 bits n° mot mot suite de mots mot n°

22 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète 22 Alice Bob texte orthographiquement OK, mais … … pas de structure grammaticale!

23 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète générateur de reportage dévénement sportif Dupont fait une passe à Durant.... Bien joué ! générateur de spam - mail Nous pouvons vous proposer une solution à votre problème... 23

24 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète sources de mots construction dun dictionnaire typisé la facture le cadeau la lettre largent Robert Marie Julien Anne donne envoie àverbepersonneobjetpersonneàverbepersonneobjetpersonneetpersonne modèles de phrases 3 1 objet personne verbe type mot 24

25 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète texte à cacher chiffrement ou compression extracteur de texte bits suivants à camoufler texte artificiel généré modèles de phrases sélection modèle phrase état discours demande mot du type cherché sélection mot dictionnaire typisé mot demande phrase suivante modèle phrase mot 25

26 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète lautosynonyme autolautomobilesynonyme autola voituresynonyme autola limousinesynonyme auto type mot Les types sont remplacés par des listes de synonymes Il rejoint la voiture et démarre. Il rejoint synonyme auto et démarre. code

27 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Il était une fois une princesse... transformateur de texte règles linguistiques de transformation suite binaire à cacher texte de base Il y avait une fois une jolie fille dun roi... texte transformé 27

28 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète passé ; présent direct ; indirect synonymes caractères neutres capacité: 1: 20 à 1:40 modifier les temps actif ; passif modifier la direction modifier le mode de discours modifier les mots 28

29 14 avril 2011 L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Niederkorn Schiltz Zeihen 4 choix 3 choix 2 choix liste de 4 éléments = 24 permutations possibles A chacune des valeurs 0, 1, on peut associer une permutation prédéterminée de la liste 1 choix Asselborn transformateur de liste 13 nombre à cacher liste de base Niederkorn Schiltz Zeihen Asselborn liste transformée Niederkorn Zeihen Schiltz Asselborn 29

30 14 avril 2011 L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète convertir en base factorielle format factoriel générer liste permutée 30 liste de base liste permutée nombre caché convertir en nombre format factoriel générer le format factoriel liste de base Alice Bob message binaire nombre à cacher convertir en nombre message binaire convertir en message

31 14 avril 2011 L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète : 3 reste 0 2 : 4 reste 1 : 2 reste 6 13 = 2 * 3! + 0 * 2! + 1 * 1! (2, 0, 1) Tout nombre entier peut être représenté de façon unique en base factorielle 31 Il faut une liste de longueur 4 stop quotient format factoriel

32 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Asselborn Niederkorn Zeihen Asselborn Niederkorn Zeihen 0 1 Niederkorn0 Schiltz Zeihen Asselborn Schiltz

33 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Asselborn Niederkorn Zeihen Niederkorn Zeihen 0 1 Niederkorn0 Schiltz Zeihen Asselborn Zeihen Niederkorn Schiltz (2, 0, 1) 33 liste permutée liste de base

34 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Asselborn Zeihen Schiltz Niederkorn nom taille 1,82 1,79 1,76 1,84 Schiltz Niederkorn nom Asselborn Zeihen taille 1,76 1,84 1,82 1,79 trier sur nom retrier sur taille 34 Toute liste est suspecte. Je vais la réarranger !

35 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète cacher dans un texte cacher dans du multimédia brouiller les pistes cacher dans du multimédia image, son, film 35

36 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète longeur d'onde [nm] sensibilité relative infra- rouge ultra- violet rappel

37 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète ocre 1 pixel en couleur = 3 nombres p.ex. (195; 171; 75) R: 195 ( ) G: 171 ( ) B: 75 ( ) 37 8 bit

38 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète message secret image zoom valeurs des pixels G B R G B R bit le moins significatif Le changement du dernier bit na pas dimportance sur une échelle de 256 niveaux. 38

39 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète couverture G B R 0 R 255 G B une image réduite à ses derniers bits reste reconnaissable 39

40 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète stéganogramme Un stéganogramme avec des derniers bits aléatoires est détectable 40

41 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète steganogram here only 50% of the LSBs are used now detection is more difficult 41

42 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète cover secret message I1I1 I2I2 I3I3 I4I4 I5I5 I6I6 p( I 6 ) = 0 p( I 5 ) = 1 p( I 4 ) = 1 p( I 3 ) = 0 p( I 2 ) = 1 p( I 1 ) = p( I 1 ) = 0 p( I 3 ) = 1 p( I 4 ) = parity of LSBs of the domain adapt domain parity to message bits 42

43 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète RGBn° CLUT = Color Look-Up Table GIF : 256 color palette BMP : 2 n color palette 43

44 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète file header pixel color references CLUT picture parameters 4 44

45 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète 2 neighbouring CLUT entries do not necessarily correspond to comparable colors LSB substitution must be adapted design an initial palette of only 128 instead of 256 colors using only even CLUT entries for each color add a very near color in the odd CLUT entries use classical LSB methods reorder CLUT in order to have an ordered sequence of comparable colors or use classical LSB methods 45

46 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète 8x8 pixel blocks lossless compression quantizationDCT transformation table Discrete Cosine Transform 46

47 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète LSB substitution has to be adapted JPEG compression modifies LSBs of the non compressed picture use LSBs of quantified DCT coefficients pay attention : don't change value zero coefficients ! 47

48 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Each DCT coefficient contributes to the aspect of all pixels of the block. Modifications of DCT coefficients become perceptible at the border with the neighbouring blocks ! 48

49 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète detection... 49

50 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète runs under Windows Hide and Seek runs under DOS file is hidden under a GIF or BMP cover S-Tools JpHide file is hidden under a GIF or BMP cover WbStego4 file is hidden under a JPEG cover run under Windows 50

51 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète proceed in 3 steps 1.Analyse cover and find bits that could be changed without modification of the appearance depends on cover format 2. Select a subset of those bits with a PRNG, in order to hide the message independent from cover format mofidies statistical properties of the cover 3. Apply a correcting transformation in order to conserve the initial statistical properties depends on cover format act on unused bits of step 1 PSEUDO-RANDOM NUMBER GENERATOR 51

52 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète PNRG (8, 20) (1,4) (5, 16) (56, 59) (587, 122) … sead of generator = cover key generate random couples of numbers 2. conserve couples of comparable, but different color value 3. code 0 by ascending order of color values 4. code 1 by descending order of color values …10 secret message advantage : the secret message is spread all over the cover 52

53 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète levels 1 second bytes per second samples on the left channel samples on the right channel bytes 53

54 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète possibility of hiding secret messages ! artifical noise MSBs must contain 1s, in order to cover the noise of the signal 54

55 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète 1 second of sound = 176 kB numbers (16 bit) usable numbers used numbers bit = 700 byte a third of a text page can be hidden into one second of music ! Audio Interchange File Format 55

56 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète 1 second of sound = 16 kB numbers (16 bit) usable coefficients 256 used numbers 256 bit = 32 byte only a short sentence can be hidden into a second of MP3 music ! 56

57 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Film 1 Film 2 Film 3 packaging into 1 Gb containers TOC1 TOC2 TOC3 IDmenues general TOC TOC = table of contents 57

58 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète 1 Gb container pictures sound under-titles other elements fast access by table of content 58

59 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète frame n° 37frame n° 41frame n° 39 IPB reference picture movement vectors of blocks 59

60 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète 6 s film (178 frames, 1 Mb) : 3 sequences : frames type I frames : = 6 frames 89 usable frames a 7 kb message can be hidden into this file ! ( Department of Computer Science, Indiana University of Pennsylvania ) 60

61 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète text of subtitle subtitles stored as pictures position timing info visual appearance 61

62 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète pictures sound under-titles other elements table of content small unused blocks 62

63 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète cacher dans un texte cacher dans du multimédia brouiller les pistes onion et mixage 63

64 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète 64 m e destinataire adresse destinataire adresse int. 3 e int.3 e int.2 adresse int. 2 e int.1 adresse int. 1

65 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète 65

66 14 avril 2011L'Art du Secret: 3. Communiquer de façon discrète Leçon 2 Discrétion Signature électronique Signature électronique Leçon 4 Paiement électronique Paiement électronique Leçon 5 Leçon 3 confidentialité entre partenaires Leçon 1 dans la société de linformation Assurer la 66 le 5 mai 2011


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