Стеганография. История тайнописи

Вадим Гребенников

Введение

С возникновением письменности задача обеспечения секретности и подлинности передаваемых сообщений стала особенно актуальной. Действительно, сообщение, переданное словесно или показанное жестами, доступно для постороннего только в тот краткий промежуток времени, пока оно «в пути», а в его авторстве и подлинности у получателя никаких сомнений быть не может, потому что он видит своего собеседника.

Иное дело, когда сообщение записано — оно уже живет отдельной жизнью и имеет свой путь, зачастую далеко расходящийся с путем человека, его создавшего. Записанное на бумаге сообщение существует в материальном мире гораздо более длительный промежуток времени, и у людей, желающих ознакомиться с его содержанием против воли отправителя и получателя, появляется гораздо больше шансов сделать это.

Поэтому именно после возникновения письменности появилось искусство тайнописи, искусство «тайно писать» — набор методов, предназначенных для секретной передачи записанных сообщений от одного человека другому. Данные о первых способах тайнописи весьма обрывочны. Предполагается, что она была известна в древнем Египте и Вавилоне.

При этом тайнопись делилась на два вида: шифрование (криптография) и сокрытие информации (стеганография). Слово «стеганография» происходит от греческих слов «steganos» — скрытый и «graphein» — писать.

Стеганография — это мероприятия по сокрытию и защите информации, а стегоанализ — это мероприятия по разбору и раскрытию тайной информации. Вместе стеганография и стегоанализ создают науку стеганологию (греч. λόγος — слово, понятие). Стеганология — это наука об использовании всех доступных средств (невидимые чернила, микроточки, маскировка, компьютеры) для сокрытия и раскрытия тайной информации.

Криптография изучает методы сокрытия данных для хранения или передачи, причем данные преобразуются в форму сообщения, которое специально не скрывается, и допускается возможность его анализа противником. Цель классической стеганографии состоит в том, чтобы скрыть секретные данные в других открытых наборах или потоках данных таким способом, который не позволяет обнаружить, что в них имеется какая-то скрытая составная часть, и тем самым выделить эти сообщения среди остальных.

Поэтому можно было бы сказать, что стеганография — это искусство и наука о способах передачи (хранения) сообщений, скрывающих факт существования скрытого канала связи (скрываемых данных).

Стеганографию следует отличать и от сигнальных систем. С древних времен применяется метод сокрытия данных, который основан на построении некоторой сигнальной системы с использованием «условных знаков», т. е. не привлекающих внимание знаков и сообщений, смысл которых оговорен заранее и держится в секрете. С их помощью одна из сторон может передавать другой короткие сообщения о ходе событий или интересующих объектах, а также информировать другую сторону о том, какой способ поведения необходимо выбрать в данный момент.

В первый раз о стеганографии было упомянуто ещё в V веке до н. э. в летописи Геродота. В ней он рассказывал о вооружённых столкновениях между Грецией и Персией в V веке до н. э., которые рассматривал как противоборство между волей и рабством, между независимыми греческими государствами и Персией. Согласно Геродоту именно искусство тайнописи спасло Грецию от порабощения Ксерксом, «царем царей», правителем Персии.

Отношения между Грецией и Персией значительно обострились вскоре после того, как Ксеркс начал строительство города Персеполь, новой столицы своего царства. Дань и подарки поступали со всех концов империи и соседних государств, за исключением Афин и Спарты. Решив отомстить за такую дерзость, Ксеркс начал мобилизацию войска, заявив: «Мы так расширим персидскую империю, чтобы её границей служило небо, чтобы солнце не смогло увидеть ни лоскуток земли за нашими границами». Следующие пять лет он потратил на то, чтобы тайно собрать наибольшую в истории армию, и в 480 году до н. э. уже был готов нанести внезапный удар.

Однако наращивание военной силы Персии видел Демарат, грек, изгнанный из родины и живший в персидском городе Сузы. Несмотря на изгнание, он всё же оставался лояльным к Греции и потому решил предупредить спартанцев о плане вторжения Ксеркса. Проблема заключалась лишь в том, как передать сообщение, чтобы его не смогли перехватить персидские солдаты. Геродот писал так:

«Поскольку опасность обнаружения послания была очень велика, то оставался только единственно возможный способ, которым Демарат мог успешно передать своё послание. Он соскоблил воск с двух сложенных дощечек для письма, написал прямо на дереве, что собирается делать Ксеркс, а затем снова покрыл воском дощечки с сообщением. По внешнему виду дощечки казались чистыми, без каких-либо записей, поэтому они не вызывали подозрения у персидских солдат.

Когда гонец с посланием добрался до места назначения, никто не мог и предположить о наличии послания, пока, как я полагаю, дочь Клеомена [царя Лаконики в 520–491 г.г. до н. э.], Горго, которая была женой Леонида I [царя Лаконики в 491–480 г.г. до н. э.], не догадалась и не сказала другим, что если они счистят воск, то найдут записанное под воском на дощечках послание. Так и сделали; после того как был счищен воск, под ним обнаружилось послание, которое прочли, а затем передали в другие греческие города».

Благодаря этому предупреждению беззащитные на тот момент греки стали сами вооружаться. Доходы от надлежащих государству серебряных рудников, которые до этого распределялись среди граждан, были направлены на строительство двухсот военных кораблей.

В результате Ксеркс потерял элемент внезапности, и 23 сентября 480 года до н. э., когда персидский флот достиг Саламинского пролива неподалёку от Афин, греки уже были наготове. Хотя Ксеркс думал, что он поймал греческий флот в ловушку, но в действительности греки сознательно заманивали персидские корабли в пролив. Греки знали, что их небольшие суда, которых к тому же было в несколько раз меньше, чем у персов, в открытом море будут уничтожены, но внутри пролива, благодаря маневренности, они смогут победить персов.

Поскольку ветер изменил направление, то персидский флот оказался внутри пролива и вынужден был принять бой на греческих условиях. Корабль персидской царицы Артемисии был окружён с трёх сторон, так что она смогла вырваться назад в море, только протаранив один из своих кораблей. Возникла паника, большое количество персидских судов сталкивались друг с другом, и греки начали стремительную атаку. В течение одного дня флот персов был уничтожен.

Геродот также вспомнил ещё об одном случае, когда сокрытие послания оказалось достаточным, чтобы беспрепятственно его передать. Он рассказал историю о Гистии, который хотел подтолкнуть Аристагора и Милета к восстанию против персидского царя Дария. Чтобы послания не обнаружили враги, Гистий побрил голову своего вестника, написал на коже текст послания, а затем подождал, пока волосы не выросли опять. Что же, неспешный в то время ход истории позволял пользоваться такими способами. Посланец, у которого не было ничего явно его компрометирующего, мог путешествовать, не беспокоясь. По прибытии на место он побрил голову и «вручил» послание адресату.

Заметным вкладом в стеганографию в 357 году до н. э. стал «книжный шифр» древнегреческого полководца Энея Тактики, описанный им в трактате «О перенесении осад». В разделе «О тайных письмах» Эней предложил прокалывать малозаметные дыры в книге или в другом документе над буквами (или под ними) секретного сообщения. Интересно отметить, что в Первой Мировой войне германские шпионы использовали аналогичный способ сокрытия секретных писем, заменив дыры на точки, которые наносились симпатическими чернилами на буквы газетного текста.

Древние китайцы использовали следующий вид стеганографии: писали сообщение на тонкой шёлковой ткани, которая потом свёртывалась в крошечный шарик и покрывалась воском. Посланец глотал этот восковой шарик и в своём желудке доставлял послание к определённому месту, где естественным путём оно изымалось и передавалось адресату.

То, что стеганография смогла просуществовать столь длительное время, показывает, что она, несомненно, обеспечивает определённую секретность, но ей свойствен один принципиальный недостаток. Если курьера обыскают и найдут сообщение, то сразу же станет известно и его содержание. Перехват сообщения мгновенно ставит под угрозу всю безопасность. Пристальная стража может тщательным образом обыскивать всех, кто пересекает границу, счищая с дощечек весь воск, нагревая чистые листы бумаги, очищая сваренные яйца от скорлупы, брея людям голову и т. д., так что случаи выявления сообщения будут неминуемы.

Следующий рукописный труд о стеганографии появился только в конце ХV века. Так, в 1499 году Иоганн Тритемий (Трисемус), аббат бенедиктинского монастыря Святого Мартина в Шпанхейме (Германия), приступил к написанию серии томов под общим названием «Стеганография» (лат. Steganographia). В первых разделах он писал о способах замены гласных-согласных, о криптографическом использовании «пустых» знаков и не имеющих смысла слов. Но из-за ереси, что по мнению христианских священников содержалась в произведении, он продолжительное время оставался в виде рукописи. А после того, как в 1606 году книга всё же была напечатана, она сразу была внесена в католический Индекс запрещённых книг.

В 1682 году Генрих Хиллер написал книгу «Глубочайшая тайна стеганографических искусств» (лат. Mysterium artis steganographicae novissimum), в которой намеревался научить читателя не только тайнописи, но и распознавать такие языки, как латинский, немецкий, итальянский и французский, просто определяя статистическую частоту букв и дифтонгов (сочетание двух простых гласных).

В дальнейшем стеганографическими методами сокрытия своей переписки очень часто пользовались русские революционеры. Так, в 1902 году в Женеве в типографии «Союза русских социал-демократов» была издана брошюра Владимира Петровича Акимова (наст. фам. Махновец) «О шифрах», где во второй главе «Как спрятать шифр» были описаны химические методы тайнописи для революционеров-подпольщиков. В брошюре В.П. Акимов пояснил, что наиболее надёжным средством являются невидимые чернила, реагирующие только на определённый химический состав.

1. История стеганографии

1.1. Невидимые чернила

В некоторых способах стеганографии использовали физические особенности носителей информации. Так, симпатические, т. е. невидимые, чернила исчезали вскоре после написания ими текста или были невидимы с самого начала. Они представляли собой химические растворы, которые становились бесцветными после высыхания, но видимыми после обработки другим химикалием (реагентом).

Например, если писать железным купоросом, то текст является невидимым, пока его не обработают раствором цианата калия, после чего образуется берлинская лазурь — вещество, имеющее прекрасный цвет. Искусство изготовления качественных чернил для тайнописи заключалось в том, чтобы найти вещество, которое бы реагировало с минимальным количеством химикалий (лучше всего лишь с одним).

Невидимые чернила были двух видов: органические жидкости и «симпатические» химикалии. Первые, к которым относятся моча, молоко, уксус и фруктовые соки, становятся видимыми в результате незначительного нагревания. Вторые — в результате обработки бумаги специальным химическим реактивом или освещения лучами определённой части спектра, обычно, ультрафиолетом.

Этот способ стеганографии получил свое начало с незапамятных времён. Еще китайский император Цин Шихуанди (249–206 г.г. до н. э.) использовал для своих секретных писем густой рисовый отвар (удерживающий крахмал), который после высыхания написанных иероглифов не оставлял никаких видимых следов. Если такое письмо слегка смачивали слабым спиртовым раствором йода (или отваром водорослей), то появлялись синие надписи.

Римский учёный Плиний-старший в своей «Естественной истории», написанной им в І веке до н. э., рассказывал, каким образом можно использовать сок растений из семьи молочаев в качестве симпатических чернил. После высыхания надпись, сделанная этими чернилами, была не видна, но при слабом нагревании становилась коричневой.

Много органических жидкостей ведут себя похожим образом: при нагревании, из-за того, что в них содержится большое количество углерода, они темнеют. И это известно подготовленным шпионам, которые в случае окончания симпатических чернил используют для этой цели собственную мочу.

Великий римский поэт Публий Овидий Назон, который жил в I веке до нашей эры, в поэме «Наука любви» рекомендовал влюблённым способ тайнописи молоком, проявляемой посыпанием бумаги сажей. После сдувания сажи на бумаге оставались её мелкие частицы, прилипшие к местам, где были написанные молоком буквы.

В I веке нашей эры Филон Александрийский описал способ изготовления «тайных» чернил из сока чернильных орешков с последующей обработкой написанного раствором железомедной соли.

В 1412 году несколько видов симпатических чернил описал арабский криптолог Шехаб аль-Калкашанди (1355–1412) во второй части раздела под общим заголовком «Относительно сокрытия в буквах тайных сообщений» своей «Энциклопедии всех наук».

В 1558 году итальянский криптолог Джованни Баттиста делла Порта (итал. Giovanni Battista della Porta, 1535–1615) посвятил вопросу невидимой переписки отдельную книгу «Магия естественная» (лат. Magia naturalis). Он описал, как спрятать послание внутри сваренного вкрутую яйца, сначала изготовив чернила из одной унции (28 г) квасцов и пинты (0,5 л) уксуса, а затем написав послание этими чернилами на скорлупе. Раствор проникал сквозь поры скорлупы и оставлял сообщение на поверхности плотного яичного белка, которое можно было прочитать, только разбив яйцо и очистив скорлупу.

Название «симпатические чернила» было введено в конце XVII века химиком Лемортом из Лейдена. Он дал это имя водному раствору «свинцового сахара». Так называлась уксусно-свинцовая соль (уксусно-кислый свинец Pb(CH3COO)2), что в те времена в значительных количествах употреблялась при окрашивании и ситцепечатании. Чернила проявлялись нагреванием или же обработкой сероводородом.

Русский царь Пётр I занимался не только составлением шифров, но и уделял надлежащее внимание применению симпатических чернил. Так, в апреле 1714 года царь написал послу России в Швеции князю Ивану Юрьевичу Трубецкому: «Посылаю к вам три скляницы для тайнова писма: чем пэрво писат под А. которая войдет в бумагу и ничево знат не будет; потом под В. — темы чернилы потом писат, что хочешь явъново; а третье под С. — то, когда вот нас получишь писма, оной помазат, то чернилы сойдут, а первое выступит».

В ХVІІІ веке руководитель Коллегии иностранных дел России Никита Иванович Панин рекомендовал в особых случаях использовать симпатические чернила для записи шифрованного текста между строками видимого текста и отправлять эти письма специальным курьером, а не по почте.

В одном из писем в Берлин Н.И. Панин писал: «Не имея под рукой симпатических чернил, к помощи которых я обычно прибегаю, сегодня при написании прилагаемого письма я использовал лимонный сок. Следовательно, при обработке не следует опускать его в азотную кислоту, а надо подогреть».

В 1797 году жена будущего русского императора Александра I великая княгиня Елизавета Алексеевна в переписке со своей матерью использовала молоко и советовала родным: «Вместо того, чтобы держать письмо над огнём, можно так же посыпать его угольным порошком; это делает видимым написанное и таким образом можно писать с обеих сторон».

Симпатические чернила в конце XVIII века получили широкое распространение и в Северной Америке. Его использовали в своей переписке братья Калпери, один из которых был американским агентом в Лондоне. Эти уникальные чернила поставлял им врач из Лондона сэр Джеймс Джей — брат первого главного американского судьи Джона Джея. Это стало первым в истории США случаем широкомасштабного применения симпатических чернил.

Джеймс Джей через многие годы рассказал историю с чернилами в одном из своих писем, где описал созданный им способ составления невидимых чернил для связи со своим братом Джоном в Нью-Йорке. В частности, он отмечал, что «этой жидкостью снабжали также генерала Вашингтона, и у меня есть его письмо с признанием её большой пользы и с просьбами о последующих посылках…».

В июле 1779 года генерал Джордж Вашингтон, который воздавал должное вопросам защиты связи, в одном из своих писем писал: «Все белые чернила, которыми я располагал… отправлены полковником Уэббом в пузырьке № 1. Жидкость в пузырьке № 2 является дополнением, которое делает первую жидкость видимой при смачивании ею бумаги мягкой щеткой после того, как первая высохнет… Я прошу ни при каких обстоятельствах никогда не говорить о получении вами таковых жидкостей от меня или кого бы то ни было другого». Эта тайнопись позволяла американцам успешно преодолевать английскую цензуру.

Англичане также широко пользовались тайнописью. В частности, в их агентурных посланиях применялась галодубильная кислота, которая является сернокислым железом (этот рецепт был заимствован из книги Джованни Порта «Магия естественная»).

Одной из проблем спецслужб Российской империи стало широкое использование революционерами различных видов невидимых чернил. Одним из первых проявлений внимания со стороны власти к этой проблеме стало донесение российского посла в Париже о симпатических чернилах, употребляемых польскими эмигрантами, которое К.В. Нессельроде в декабре 1836 года переслал шефу жандармов и III Отделения А.Х. Бенкендорфу.

В августе 1852 года, генеральный консул в Париже Эбелинг прислал одному из руководителей III Отделения А.А. Сагтынскому коробочку с 2-мя склянками черных чернил, употребляемых якобы теми же «зловредными» польскими эмигрантами. Эбелинг утверждал, что в склянке под номером 1 содержатся бесцветные чернила, которыми пишут текст, а затем поверх них пишут обыкновенными чернилами. В склянке № 2 содержался раствор, которым можно было удалить обычные чернила и прочесть тайное послание.

К коробочке были приложены и рецепты этих жидкостей. К сожалению, у меня нет данных о перехвате таких писем, но граф А.Ф. Орлов 22 июня 1853 года отдал распоряжение управляющему III Отделением Л.В. Дубельту выдать Сагтынскому 16 руб. 30 коп. серебром или 63 франка 75 сантимов для отправки Эбелингу для возмещения понесенных им расходов по приобретению 2-х склянок.

По воспоминаниям директора Департамента полиции (далее — ДП) А.Т. Васильева, письма, содержавшие тайнопись, представляли особую проблему: «Охрана оказывалась перед дилеммой: либо проявить невидимый текст или оставить все как есть и доставить адресату письмо непрочитанным. Естественно, сделать видимыми симпатические чернила — задача не очень сложная; все, что надо чаще всего сделать — это протереть бумагу лимонным соком, хлорированной водой или молоком или слабо нагреть.

Если, однако, такое секретное послание проявить, то содержащее его письмо уже нельзя отправить. С другой стороны, очень сложно принять решение не читать сообщение, возможно, имеющее огромное политическое значение. Решение этой головоломки нашел капитан Г.Г. Мец, жандармский офицер, прикомандированный к Департаменту полиции.

Будучи весьма сообразительным и интеллигентным человеком, к тому же страстным фотографом, он предложил метод дешифровки этих писем фотографическим способом, который не оставлял ни малейшего следа на письме. С этого момента стало возможным читать невидимые сообщения так, что адресаты не догадывались, что их письма прочитаны».

В русской армии штатные стеганографы появились накануне Крымской войны XIX века. Это были штатские чины, занимавшиеся тем, что «секретили» от врага приказы командования на тот случай, если корреспонденция вдруг попадёт в руки противника. В армии их называли «чернильными душами». Эти тихие люди, волею судьбы, сыграли большую роль в спасении русской сухопутной армии в битве на реке Альме 8 сентября 1854 года.

7 сентября противник подошёл к реке Альма и начал перестрелку с русскими частями. Боевой порядок союзных войск состоял из четырёх французских и одной турецкой дивизий на правом фланге и пяти английских дивизий на левом фланге. Войска обеспечивались мощной огневой поддержкой корабельных орудий.

В разгар рукопашной схватки на альминском мосту казачий разъезд ротмистра Уварова захватил курьера от французского маршала Сент-Арно. В сумке пленного находились письма частного характера и… больше ничего. Подозрительные документы доставили в канцелярию, где в присутствии князя Меньшикова стеганограф Степан Николаевич Мардарий (1835–1917) расшифровал секретные донесения.

Он высыпал на бумагу железные опилки и приложил к обратной стороне листа магнит. Железный порошок «расползся» по невидимым буквам. Русское командование узнало про обходной манёвр дивизии генерала Боске и поспешило отвести войска с левого фланга. Битва была проиграна, но основные силы своей армии А.С. Меньшиков сберёг.

Бывший канцелярист С.Н. Мардарий был пожалован «за усердие» орденом Станислава 4-й степени и чином титулярного советника. Это давало право на личное дворянство и соответствовало военному званию капитана. После окончания войны он вернулся в г. Николаев. Он купил небольшой дом на углу Рождественской (Лягина) и Большой Морской, переселил в него пожилую мать, затем срочно отправился в Санкт-Петербург.

Поражение в Крымской войне накалило ситуацию в Российской империи. Москва и Санкт-Петербург были охвачены студенческим «брожением». Здесь появились нелегальные народнические кружки, которые вскоре объединились в тайные террористические организации. Началась 30-летняя война между «бомбистами» и царской бюрократией. Правительство увеличило втрое (!) штаты тайной полиции и сделала ставку на провокаторов.

С.Н. Мардарий был назначен начальником специального департамента корпуса жандармов. Офицеры относились к нему уважительно, но за глаза традиционно называли «чернильной душой». В задачу этого подразделения входило создание сети лабораторий по перлюстрации и графологической экспертизе всей подозрительной корреспонденции. В губернских почтовых отделениях и на таможнях появились чиновники, которые проверяли письма и всю печатную продукцию.

В XIX и в начале ХХ века в России стеганографию активно использовали разные подпольные революционные организации, которые были оппозиционными к власти, такие как «Земля и Воля», «Народная воля», РСДРП, БУНД (еврейская подпольная организация), эсеры, анархисты и т. д. Очень широко химическую переписку применяли «народники» 1870-х годов. В материалах их судебных процессов было на этот счёт немало данных.

Так, революционер Н.П. Теплов переписывался с петербургским кружком «артиллеристов» раствором соли. Имеется в виду обычный водный раствор поваренной соли, следы которого проявлялись простым нагреванием. Другие переписывались лимонным раствором, следы которого также проявлялись простым нагреванием. Н.А. Виташевский вспоминал, что для переписки он пользовался молоком: «Если исписанную молоком бумажку слегка потереть пеплом сожженной бумаги, то написанное проступает».

Все тексты, написанные этими простыми химическими рецептами (соль, лимон, молоко), проявлялись нагреванием и были, как правило, малонадёжными. Создание в 1876 году такой сугубо конспиративной организации, как «Земля и Воля», а затем и «Народная Воля», потребовали от конспираторов разработки других, более стойких химических чернил. Так, в октябре 1880 года жандармы при аресте в Киеве руководителей «Южнорусского рабочего союза» нашли письма, между строками которых с помощью хлористого железа были обнаружены шифры.

В 1878 году произошел резонансный случай, который сделал С.Н. Мардария легендарным человеком в полиции. Эта история описана во многих монографиях и выглядит так: В.И. Засулич, стрелявшая в петербургского градоначальника Ф.Ф. Трепова, находилась в тюрьме и ожидала решения суда присяжных. Она попросила разрешения у тюремного начальства отправить письмо родным, чтобы ей принесли тёплую одежду. Послание было передано для проверки в графологическую лабораторию.

Статский советник С.Н. Мардарий находился в командировке, поэтому проверку осуществляли его подчинённые. Записка была «чистой». Присяжные вынесли оправдательный приговор и отпустили В.И. Засулич из зала суда. Жандармы, которые хотели задержать террористку по вновь открывшимся обстоятельствам преступления, не успели этого сделать. Извозчик, стоявший у парадного подъезда, быстро увёз её на конспиративную квартиру.

Когда записка попала к С.Н. Мардарию в руки, он быстро разобрался в ситуации. Послание содержало на обратной стороне информацию о плане побега, написанную водным раствором хлорида железа (FeCl3). В.И. Засулич принимала это вещество как лекарство. Такую записку можно было прочесть, только обработав её водным раствором тиоцианата калия, — тогда все невидимые буквы становились кроваво-красными.

В 1893 году ДП издал для внутреннего пользования учебник по графологии и криптографии, написанный действительным статским советником С.Н. Мардарием.

В 1884 году при разгроме киевских народовольцев был изъят стакан с химическим веществом, а также были обнаружены письма, на которых, как сказано в полицейских протоколах, «между строками виднеются полосы от раствора полторахлористого железа». Поэтому с того времени все письма заключённых в царских тюрьмах стали проверяться раствором 1,5 % хлористого железа на предмет выявления в них химического текста. А в качестве химических чернил служил раствор жёлтой кровяной соли, а другими словами — железисто-синеродистого калия.

Писали революционеры свои послания не только в письмах, но и между строк книг, журналов и даже газет. Так, Я.В. Стефанович в переписке с Л.Г. Дейчем использовал номера газеты «Московские новости», на страницах которой химией наносил свои стеганограммы. В конце каждого подобного письма наносилось слово «конец» для обозначения полного окончания химического текста. Это слово присутствовало в большинстве стеганографических писем, которые сумели скопировать жандармы.

Владимир Ильич Ленин, когда находился в тюрьме, писал письма молоком на страницах книг. Наиболее подробно об этом рассказала А.И. Ульянова-Елизарова: «Это, пожалуй, самые интересные страницы из его тюремной жизни… Конечно, никаких химических реактивов в тюрьме получить было нельзя. Но В.И. Ленин вспомнил, как рассказывал мне, одну детскую игру, показанную матерью: писать молоком, чтобы проявлять потом на свечке или лампе. Молоко он получал в тюрьме ежедневно… И вот он стал писать им меж строк жертвуемой для этого книги…

Таким образом, шифрованные письма точками были заменены этим, более скорым способом. В письме точками В.И. Ленин сообщал, что на такой-то странице имеется химическое письмо, которое надо нагреть на лампе. Вследствие трудности прогревания в тюрьме этим способом пользовался больше он, чем мы. Надежда Константиновна Крупская (жена В.И. Ленина) указывает, впрочем, что можно было проявлять письма опусканием в горячий чай и что таким образом они переписывались молоком или лимоном, когда сидели (с осени 1896 года) одновременно в предварилке.

Вообще В.И. Ленин, всегда стремившийся к уточнению всякой работы, к экономии сил, ввел особый значок, определявший страницу шифрованного письма, чтобы не рыться и не разыскивать в книгах. Первое время надо было искать этот значок на странице семь. Это был тоненький карандашный штрих, и перемножение числа строк с числом букв на последней строке, где он находился, давало страницу: так, если была отмечена 7-ая буква 7-ой строки, мы раскрывали 49-ю страницу, с которой и начиналось письмо… Этот способ обозначения, — страницы время от времени менялись, — сохранялся у нас постоянно».

В 1900 году был напечатан 58-й том энциклопедии «Брокгауза и Эфрона», в котором было приведено 15 разнообразных рецептов симпатических чернил. В 1902 году была напечатана брошюра Владимира Петровича Акимова «О шифрах», во втором разделе которой он описал несколько способов химической переписки:

«1) Все кислоты при нагревании обугливают те места, которые ею покрыты. Поэтому часто пишут слабым раствором соляной или серной кислот (1–2 % раствором), соком лимона, лука и, даже, мочой. Кислоты, однако, оставляют легкий след и могут самопроявиться со временем. Это зависит от крепости раствора и от качества бумаги. Поэтому раствор кислоты требуется приготовлять как можно более слабый (опытным путём), а бумагу брать лучших сортов, но не глянцевую!

После нанесения химического текста бумаге нужно дать возможность как следует просохнуть, а затем тщательно вычистить мягкой белой резинкой. Соки лимона и лука не всегда бывают одинаковой густоты, а перо удерживает мелкие волокна клетчатки, которые при высыхании становятся видны на бумаге. Следовательно — это не лучший способ. Перо следует брать мягкое, с длинным расчепом и узкой медленно заостряющейся нижней частью.

Лучший способ химической переписки — писать азотно-свинцовой солью (PbNO3). Соль следует растворить в воде. Когда дальнейшее прибавление соли перестанет растворяться, мы получим насыщенный раствор. Его следует слить и разбавить в 4–5 раз, иначе он придаст глянец бумаге. Бумагу затем следует также вычищать резинкой.

2) Более надежны химические чернила, проявляющиеся при обработке написанного определенным химическим составом. Самый известный способ — писать синеродистым кали, растворенным в малой дозе воды. Проявляется «химия» полуторахлористым железом. Кали — вещество сильно ядовитое. В нечистом виде может быть добыто в любой слесарной мастерской, где оно под названием желтой окалины применяется при лужении. А полуторахлористым железом жандармы проверяют в тюрьмах все письма.».

До этого момента химическая переписка шла излюбленными подручными средствами подпольщиков — молоком, лимоном, солью, содой, щавелевой кислотой и т. п. Их ещё широко применяли учителя марксистов народники. Но именно они же перешли к более сложным реактивам. Социал-демократы сильно отстали от своих предшественников.

Рецепт народовольцев (жёлтая соль) был к этому времени окончательно отвергнут. И секретарем редакции «Искры» было решено не усложнять свою жизнь. Ведь вся переписка шла до этого без перебоев и провалов. Более того — молочная «химия» в течение года не была обнаружена и в петербургском Доме предварительного заключения.

Именно в начале ХХ века женой В.И. Ленина Н.К. Крупской неустойчивые естественные «чернила» в переписке большевиков были заменены на водный раствор уксуснокислого свинца. По письмам, написанным ею в те годы, можно составить целую инструкцию по правилам химической переписки:

1. «Не пишите лимоном, можно читать не проявляя: проявляются сами».

2. «Для писем в книгах употребляйте уксуснокислый свинец, но сделайте предварительно опыт… Можно так же писать… письма химией и в обыкновенных письмах между строк, надо брать только толстую английскую бумагу, это наилучший способ сношений».

3. «Во всех… газетах и журналах бумага ни к чёрту не годна».

4. «Надо писать совсем чистым пером и вовсе не нажимать, а то видно. писала вам про уксуснокислый свинец».

5. «Химия ваша никуда не годна, …можно было прочитать не грея. Проверьте-ка свою химию, всё ясно видно было бледно жёлтым цветом, очевидно, состав долго стоял».

Вообще свинцовые соли для «химии» широко применяли и другие революционные группировки. Так, параллельно существующий «Союз русских социал-демократов за рубежом» считал наилучшим составом симпатических чернил раствор азотно-свинцовой соли, который проявлялся не только нагреванием, но и нашатырем — водным раствором сероводорода.

Интересно, что в том же 58-м томе «Брокгауза и Эфрона» был выписан также и алгоритм выявления химического письма: «Чтобы распознать присутствие штрихов, сделанных симпатическими чернилами на белой бумаге или между строками, написанными обыкновенными чернилами, подозрительную бумагу помещают между пластинками белого стекла, сильно придавливают последние друг к другу и рассматривают внимательно при падающем (отраженном) и проходящем свете. Нередко это дает возможность прямо прочесть даже совершенно бесцветные штрихи.

В противном случае проводят по подозрительной бумаге ряд косвенно-пересекающихся линий при помощи гусиных перьев, обмакиваемых в различные реактивы, как то: разведенную уксусную кислоту, сероводородную воду, сернистый аммоний, йодную воду, растворы железного, медного купороса, сулемы, азотно-серебряной соли, хлорного железа, желтой и красной кровяной соли, свинцового сахара, танина и пр. Если какой-нибудь из реактивов даст положительное указание, то нетрудно отыскать соответственный раствор для проявления всего написанного».

Поэтому главной задачей подпольщиков было не дать самого повода заподозрить наличие стеганографии. А это уже зависело от их мастерства. Именно в этом конспиративном искусстве Н.К. Крупская имела огромный практический опыт.

В дальнейшем революционеры существенно усовершенствовали технологию химической переписки. Появились сложные химические рецепты. Так, например, в 1902 году Зинаида Кржижановская предложила такой рецепт: «писать 1%спиртовым раствором b-нафтола; чистить резинкой. Для проявления растворить немного паранитранилина в разведенной соляной или серной кислоте, прибавить туда несколько капель раствора азотно-натриевой или азотисто-калиевой соли и тотчас по приготовлении влить эту смесь в большой объём крепкого раствора уксуснонатриевой соли».

В 1904 году Мартын Николаевич Лядов предложил другой способ: «Пишите впредь слабым раствором крахмала, проявляется раствором йода, от тепла не проявляется. Отмечайте письма, писанные крахмалом, чертами под подписью».

В 1911 году секретарь троцкистской газеты «Правда» Виктор Леонтьевич Копп в одном из своих писем написал инструкцию по ведению химической переписки:

«Пишут на шероховатой, не глянцевой бумаге. Пишут сначала обыкновенными чернилами какой-нибудь безразличный текст, т. е. что-либо совершенно безобидное, ни слова о делах. Когда это письмо написано, то берут совершенно чистое мягкое перо и пишут между строками, написанными чернилами, уже то, что хотят сказать о конспиративных делах.

Это конспиративное письмо пишут химическими чернилами, т. е. раствором какой-нибудь кислоты: либо 1) Plumbum nitricum (азотно-кислым свинцом) — это самый лучший состав, но яд, и без рецепта этого препарата не выдают; либо 2) винно-каменной кислотой (эту кислоту можно покупать в любом аптекарском или даже бакалейном магазине: она совершенно безопасна и покупка ее не подозрительна, так как эту кислоту употребляют в хозяйстве часто, например, для лимонадов); наконец, можно просто писать 3) лимонной кислотой.

Какую бы из этих кислот вы не взяли, вы должны ее растворить в воде, написать что-нибудь на чистом листе бумаги, а затем нагреть эту бумагу на лампе, если раствор хорош, то написанные буквы от нагревания станут темнеть и будут почти черными; если же раствор недостаточен, то нужно прибавить еще кислоты и только тогда писать письма к нам».

Обнаружить и прочитать эту тайнопись ДП было не сложно, ведь именно в России были разработаны и развиты способы чтения скрытых и стёртых текстов с помощью фотографии и подбора освещения, которые применяются и сейчас.

Появлялись у революционеров и новые оригинальные способы «химии». Согласно циркуляра ДП за январь 1914 года распространённым способом переписки подпольщиков стал так называемый «метод водяного давления». Для этого на сыром нелинуемом листе бумаги, наложенном на зеркало, обычным карандашом через другой, сухой, лист бумаги писали нужное письмо, которое при высыхании делалось абсолютно невидимым. На нем нерастворимыми чернилами писался маскировочный текст. Чтобы скрытое сообщение проявилось, его опять окунали в воду.

Использование уже сложных химических рецептов поставило перед ДП серьёзные проблемы. В начале ХХ века один из ведущих дешифровальщиков ДП Иван Александрович Зыбин в одной из докладных записок описал рецепты проявления химических чернил следующим образом:

«1. Растворить азотнокислое серебро при подкуривании аммиаком и при освещении вольтовой дугой.

2. Раствором эскулина (флюоресцирующих мест не заметно при освещении вольтовой дугой).

3. 5 %-ным раствором ализариновых чернил (контроль — бумага с надписями чистой водой).

4. Раствором желтой кровяной соли (0,5 %).

5. Раствором сернистого аммония (1 %).

6. Раствором аммиака (1 %).

7. Раствором красной кровяной соли с бромистым калием (1 %).

В виду проб (1, 2, 3) пробы йодом, нагреванием и полуторахлористым железом как менее чувствительные и бесполезные применены не были».

Однако с йодом И.А. Зыбин ошибся. В начале ХХ века немцы убедились в эффективности применения паров йода для проявления стеганографических посланий. В последующем, физик Роберт Вуд предложил использовать для чтения химических текстов явление люминесценции, поразившее своей эффективностью английские секретные службы, занимавшиеся этой проблемой.

В 1917 году в американском дешифровальном отделе «МІ-8» было создано отделение стеганографии, которое могло читать письма, написанные с использованием более 30 разных систем. Вскоре эксперты-химики этого отделения сумели продемонстрировать своё искусство на практике, найдя шпионские послания, написанные симпатическими чернилами, замаскированными под парфюмерии с настоящим ароматом.

Позже немцы заменили чернила, имеющие объёмную и достаточно заметную форму жидкости, химическими веществами, которыми пропитывали шарфы, носки и другие предметы шпионской одежды. После этого их нужно было только намочить в воде, чтобы получить жидкость для тайнописи. Она была настолько тщательным образом составлена, что вступала в реакцию только с одним определённым химическим веществом, после чего текст можно было прочитать.

В ответ американские химики создали реагент, который обнаруживал тайнопись с применением любого вида чернил, даже чистой воды. Осторожно нагретые кристаллы йода при сублимации превращались в пары фиолетового оттенка, которые более плотно оседали на волокнах бумаги, нарушенные при любом намокании, и тем самым обнаруживали, как двигалось перо.

После того, как это стало известно немцам, они начали писать письма симпатическими чернилами и потом смачивать им всё письмо. Американцы в свою очередь начали подвергать полоски бумаги химическим проверкам, которые показывали, была ли поверхность бумаги намочена. Это было почти таким же доказательством, как и фактическое выявление письма, написанного симпатическими чернилами. Ведь только шпион станет смачивать письмо специальной жидкостью для тайнописи.

Постоянная борьба между немецкими и американскими химиками зашла в тупик, когда обе стороны создали универсальный химический реагент, обнаруживающий симпатические чернила при любых условиях. В то время, когда появился этот реагент, отделение тайнописи «МІ-8» подвергало проверке 20 тысяч писем в неделю с целью выявления невидимых текстов и сумело отыскать 50 очень важных шпионских посланий. Среди них оказались письма, которые привели к аресту немецкой шпионки Марии Виктории, планировавшей ввезти предназначенную для саботажа взрывчатку в пустотелых статуях Девы Марии и евангельских апостолов!

Несмотря на давнюю популярность и слабую стойкость, симпатические чернила оказались настолько удобными, что применялись вплоть до Второй Мировой войны. Так, например, американец немецкого происхождения граф Вильгельм Раутер, занимавшийся шпионажем в интересах родной Германии, был вынужден использовать мочу, когда у него закончился запас симпатических чернил.

В декабре 1940 года английская цензура обнаружила подозрительные по тексту письма и решила проверить их на использование невидимых чернил. Традиционные проверки с помощью химикалий, обнаруживающих обычные симпатические чернила, дали негативные результаты.

Но химики сделали проверку с помощью паров йода (этот метод был изобретён еще в Первую Мировую войну), и на обратной стороне листов писем действительно проступил тайный текст, написанный раствором пирамидона, который часто применялся в качестве лекарства от головной боли и продавался почти в любой аптеке.

В ноябре 1941 года у цензуры вызвал подозрение почерк письма, написанного по-испански и отправленного из Гаваны в Лиссабон. Письмо было проверено с целью выявления симпатических чернил, в результате чего было найдено длинное сообщение, в котором перечислялись суда, загружавшиеся в порту Гаваны, и затрагивался вопрос о строительстве на Кубе военного аэродрома. Собрав достаточное количество доказательств, 5 сентября 1942 года американская полиция арестовала автора писем Гейнца Лунинга. Он был послан в Гавану из Германии в сентябре 1941 года. Из отправленных им в Европу 48 писем английские цензоры перехватили 43.

Во время Второй Мировой войны американские цензоры «полосовали» все письма, чтобы обнаружить наличие в них невидимых чернил. Лаборант водил по письму несколькими скреплёнными щётками, смоченными в растворах разных проявителей. Письма также проходили проверку в инфракрасных и ультрафиолетовых лучах.

Написанный крахмалом текст, невидимый при дневном или электрическом свете, начинал светиться под воздействием ультрафиолета. Инфракрасные лучи помогали различать цвета, которые не отличались при обычном свете, например, зелёные надписи на зелёной почтовой марке.

За время войны в ФБР цензурой было передано свыше 4,5 тысяч подозрительных писем, 400 из которых имели определённую оперативную ценность. Проблемы, в которых местные отделения не могли разобраться самостоятельно, передавались в лаборатории отдела безопасности. Одна из таких проблем заключалась в том, что немецкие агенты расслаивали лист бумаги пополам, писали текст невидимыми чернилами на внутренней поверхности, а половинки потом опять соединяли между собой.

Поскольку чернила находились внутри письма, никакой реагент, нанесенный на его внешнюю поверхность, не мог их обнаружить. Этот способ был обнаружен лишь после того, как один немецкий агент использовал для своего письма слишком много чернила, и их избыток просочился сквозь бумагу.

Во время Второй Мировой войны американские агенты писали свои агентурные сообщения деревянной палочкой симпатическими чернилами на водной основе. Агент растворял чернила в воде, размешивал состав, затем обматывал конец деревянной палочки маленьким кусочком ваты и опускал его в чернильницу.

Но предварительно он должен был подержать бумагу над водяным паром, затем написать секретное сообщение, пропарить бумагу вторично и положить затем ее под стопку книг. Наконец, он должен был написать обычное письмо поверх секретного сообщения.

Американская разведка готовила сотни тайнописных рецептов на основе тысяч комбинаций красок и проявителей. При возникновении чрезвычайной ситуации в качестве симпатических чернил можно было использовать разведенную кровь, сперму и даже обычную воду.

Применение симпатических чернил для обеспечения тайных коммуникаций всех разведок продолжалось и в период «холодной войны» в конце ХХ века. Известно, что американская разведка пользовалась 2-мя способами невидимой тайнописи: мокрой и сухой.

В «мокром» способе использовались симпатические чернила, которые становились невидимыми на бумаге после высыхания. Скрытое сообщение проявлялось только после обработки бумаги соответствующим реагентом. Доступным материалом были чернила из лимонного сока, который проявлялся от тепла электролампочки или свечи.

Специалисты готовили обезвоженные термочувствительные краски, придавая им различный вид. Форма таблетки аспирина была наиболее популярной, поскольку аспирин всегда был под рукой и мог храниться в аптечке, не привлекая внимания. Такая спецтаблетка растворялась в воде, после чего тайное сообщение писалось зубочисткой, смоченной полученным раствором.

Перед этим готовился лист качественной бумаги, который протирался мягкой тканью. Сообщение писалось на бумаге, положенной на стекло, чтоб не оставалось следов давления и не происходила деформация волокон. После высыхания симпатических чернил лист снова протирался для устранения каких-либо следов.

Затем письмо обрабатывалось водяным паром и ложилось внутрь толстой книги для высыхания. В конце процесса на листе бумаги с тайнописью писалось обычное письмо, которое посылалось на реальный адрес за рубежом.

Для таких писем существовал специальный «адрес получения». Чтоб не возникало никаких подозрений, на этот адрес должен был идти постоянный поток деловых и личных писем и открыток. Среди большого объема переписки трудно было обнаружить письмо с тайнописью. Тайное сообщение могло быть передано через «адрес получения» и без тайнописи.

В этом случае тайным сигналом являлся стиль письма, цвет конверта или сама открытка. Например, определенного вида открытка могла быть сигналом о готовности шпиона приступить к выполнению обязанностей. Для наиболее ценных агентов «адрес получения» использовался только один раз.

Наряду с тем, что агенты сами готовили тайнописи для отправки, иногда они также получали инструкции и задачи в виде тайнописи. Для избежания сложностей в тайнописном деле и снижения количества хранимых у шпиона реагентов, как правило, применялся метод прогревания бумаги с тайнописью.

Во время Первой Мировой войны отправленные в США немецкие шпионы имели определенные предметы одежды, пропитанные тайнописными реагентами. Чтобы получить невидимые чернила нужно было опустить в дистиллированную воду, например, платок, галстук или шарфик.

«Мокрая» тайнопись имела 2 недостатка: необходимость хранения симпатических чернил и следы повреждения бумажных волокон, которых невозможно было полностью избежать. Даже если тайные чернила не были обнаружены, при квалифицированном обследовании бумаги нарушения волокон можно было заметить.

«Сухая» тайнопись появилась в конце 1950-х годов и опиралась на идею копировальной бумаги. Химики пропитывали специальную бумагу небольшим количеством химических веществ и вклеивали их в качестве страниц в журналы, книги или блокноты.

Шпион ложил 3 листа бумаги на стекло. Верхний и нижний листы были чистыми, а средний был тайнописной копиркой. Агент писал оперативное сообщение на первом листе и с помощью копирки секретные химические вещества переносились на нижний лист. Эти «сухие» рецепты быстро стали самым востребованным методом тайнописи в 1960-е годы.

В эти годы обилие шариковых авторучек и других пластмассовых изделий дало толчок ученым ЦРУ в создании бытовых предметов со специальными химическими веществами. При использовании в качестве пишущего инструмента они оставляли на бумаге невидимые следы химических веществ, которые могли быть проявлены и прочитаны. При этом случайный наблюдатель ничего бы не увидел на бумаге.

Британская разведка также предпочитала «сухой» способ тайнописи. Химическими чернилами заправлялась обычная авторучка, а реагент для проявления тайнописи хранился как лосьон после бритья. Сообщение писалось на растворимой в воде специальной бумаге, после чего она укладывалась на ровную поверхность текстом вверх.

Спецбумага накрывалась обычной бумагой и сверху придавливалась тяжелой книгой. Нужно было 5 минут, чтобы текст переместился на обычную бумагу. Растворимая бумага отправлялась в унитаз и в считаные секунды превращалась в полупрозрачную пену на поверхности воды. Обычный лист с тайнописью укладывался в плотный конверт и хранился между страницами газеты.

Такая методика позволяла увидеть написанный текст, прежде чем он становился тайнописью. Даже сегодня британские разведчики пользуются такой авторучкой за рубежом для записи разведданных после бесед с агентами. Этому способу были обучены несколько особо ценных агентов, но для остальных он был засекречен.

Для проявления тайнописи брался ватный тампон и смачивался специальным лосьоном после бритья. После этого надо было медленно водить им по бумаге с тайнописью. Сообщение начинало появляться в виде букв, которые приобретали темно-розовый цвет.

После «проявления» начинался процесс «закрепления» с помощью обычного фена из ванной комнаты, которым просушивался влажный лист. Важно было не помять его слишком сильно, удалив при этом парфюмерный запах. После этого бумага выглядела как обычное письмо, написанное темно-розовыми чернилами…

1.2. Маскировка

Стеганография также допускает, что секретный текст может быть замаскирован в сообщении большего размера с абсолютно «посторонним» несекретным содержанием. Первым методом такой маскировки было применение трафарета или решётки, изобретённый в ХІІІ веке итальянцем Джероламо Кардано.

Обычно решётка представляла собой лист из твёрдого материала, в котором через неправильные интервалы были сделаны прямоугольные вырезы высотой для одной строки и разной длины. Накладывая эту решётку на лист бумаги, можно было записывать в вырезы секретное сообщение. После этого, сняв решётку, нужно было заполнить оставшиеся свободные места на листе бумаги каким-то текстом, который маскировал секретное сообщение. Подобным стеганографическим методом маскировки сообщения пользовались много известных исторических лиц, например, французский кардинал Ришелье и русский дипломат и писатель А.С. Грибоедов.

Так, кардинал Ришелье использовал прямоугольник размером 7x10. Для длинных сообщений прямоугольник использовался несколько раз. Прорезы трафарета размещались в позициях (1,8) (2,9) (3,6) (4,5) (4,6) (5,1) (5,6) (5,7) (5,9) (6,2) (6,10) (7,9) (7,10).

Вторым методом маскировки было чтение секретного сообщения по заранее оговоренным правилам. Так, например, в XVII веке сэр Джон Тревенион, сторонник английского короля Карла I, ожидавший неминуемой казни от рук сторонников Оливера Кромвеля, получил письмо, которое было тщательным образом изучено его тюремщиками, прежде чем было передано ему в руки. Прочитав в этом письме каждую третью букву после каждого знака препинания, он узнал, что «в восточной стене каплицы открывается одна панель». В результате во время вечерни Тревенион убежал.

Русские революционеры применяли также такой приём, как чтение секретного сообщения по заранее оговоренным местам в «невинном» тексте. Например, они договаривались читать в полученном несекретном письме только каждое пятое слово, что и составляло секретное сообщение.

Известный идеолог анархизма князь Пётр Алексеевич Кропоткин послал своему корреспонденту такое письмо: «Прости, что пишу спешно. Приходи ко мне вечером сегодня. Завтра я должен…». Чтение только пятых слов даёт следующее начало секретного текста: «Приходи завтра…». Примером такой маскировки является также «акростих» — стихотворение, в котором начальные буквы строк составляют слово или фразу.

Русская партия социалистов-революционеров (эсеров) использовала для маскировки своей секретной переписки трафаретные приветствия ко дню рождения, именин, вступления в брак и т. п. Текст открыток не имел никакого значения, но имела значение изображённая на открытках иллюстрация. Так, изображение мужских фигур означало успешный ход подпольной работы, а женских — трудности и неудачи и т. п.

Английский философ и государственный деятель Фрэнсис Бэкон (1561–1626) впервые предложил свою систему маскировки, назвав её «двухбуквенным» шифром. Практически это была «двоичная кодировка» букв латинского алфавита, используемая в настоящий момент в компьютерах.

По сути, это была бинарная система маскировки, поскольку с помощью шрифтов двух видов (например, А и В) в буквы произвольного (несекретного) текста тайно вносилась дополнительная (секретная) информация. Каждой букве секретного послания ставилось в соответствие пять букв обычного открытого текста.

Рассказывая о Ф.Бэконе, невозможно обойти и тот факт, что именно он, возможно, был автором всех произведений Уильяма Шекспира. Дело в том, что в начале XX века были проведены криптоаналитические исследования произведений Ф.Бэкона и У.Шекспира под руководством американца Джорджа Фабиана в городке Ривербэнк штата Иллинойс. Подобранные им криптоаналитики (в том числе и выдающийся американский криптолог У.Фридман) искали доказательства того, что не У.Шекспир, а Ф.Бэкон написал всемирно-известные пьесы.

В результате этих исследований был найден способ, с помощью которого удалось расшифровать секретные послания, скрытые в произведениях Ф.Бэкона и У.Шекспира. И послания эти убедительно (по крайней мере, для Дж. Фабиана) свидетельствовали, что в действительности автором всех шекспировских произведений был Ф.Бэкон, а единственным вкладом У.Шекспира в литературу было лишь его имя.

В период Второй Мировой войны пленные немецкие офицеры-подводники в своих письмах домой посылали секретные сообщения, делая небольшие пробелы после каждой значимой буквы. Один внимательный английский цензор заметил, что эти маленькие пробелы находились в самых неестественных местах, даже в середине слогов. Оказалось, что в своих скрытых посланиях немцы сообщали о тактике, которая применялась англо-американскими союзниками в борьбе с немецкими подводными лодками, а также об их технических недостатках.

В тот же период американские военные в своих письмах домой пробовали сообщать своим родственникам о месте своей службы, пользуясь заранее договоренной системой переписки. Так, например, один солдат в пяти письмах домой как второй инициал отца писал первые буквы названия страны, где находился: Т, У, Н, И, С.

Однако эти письма были получены родственниками не в том порядке, каком он их посылал, при этом забыв указать на письмах даты отправки. Поэтому родственники ответили ему, что они выучили вес атлас, но страны с названием «НУТСИ» не нашли. В 1943 году подобные попытки настолько участились, что руководству ВМФ США пришлось предупредить моряков о том, что использование «семейных кодов» может привести к строгому наказанию.

Ещё одним способом маскировки, наиболее распространённым у русских революционеров, была разметка нужных букв сообщения в печатных строках какой-либо книги. Первое упоминание об этом мы находим в 1872 году. Т. е. для переписки с арестованными товарищами использовались книги, в которых иглой или острым карандашом прокалывались или подчёркивались буквы так, чтобы получались нужные слова.

В октябре 1880 года русский революционер Лев Николаевич Гартман писал из лондонской эмиграции народовольцам в Россию: «В случае больших писем, присылайте лучше под копеечной бандеролью брошюрку, книжку, где, начиная с 5 или 11 страницы, отмечайте буквы (раскидывая на пространстве) карандашом под ними. И читать легче, и шифра не надо и посылать без труда и риска».

Ещё одним способом маскировки, применявшимся революционерами, было упрятывание сообщений в обложках книг или листах картона. Так, летом 1895 года В.И. Ленин познакомил берлинских коллег со способом прессования и превращения в переплётный картон литературных материалов, подлежавшим тайной перевозке:

«Листы таковой литературы или писем (только писанных тушью), по этому рецепту соединяются особым клеем, накладываются один на другой до определённой толщины, обкладываются снаружи подходящей бумагой; в таком виде прессуются и сушатся, после чего получается обычный на вид картон, не навлекающий ничьего подозрения; когда же спрятанную в этом картоне литературу нужно возвращать в первоначальное состояние, то картон кладут в тёплую воду и осторожно разнимают на составные части».

Сохранились два письма В.И. Ленина к Павлу Борисовичу Аксельроду в ноябре 1895 года, где уточнялся алгоритм использования этого способа:

1. «Писать надо китайской тушью. Лучше, если прибавить маленький кристаллик хромпика (K2Cr2O7): тогда не смоется. Бумагу брать потоньше…»

2. «Необходимо употреблять очень жидкий клейстер: не более чайной ложки крахмала (и притом картофельного, а не пшеничного, который слишком крепок) на стакан воды. Только для верхнего листа и цветной бумаги нужен обыкновенный (хороший) клейстер, а бумага держится хорошо, под влиянием пресса, и при самом жидком клейстере. Во всяком случае, способ годен, и его следует практиковать».

Отмеченный В.И. Лениным «хромпик» представляет собой кристаллы красного цвета и известен в химии как исходный материал для всех других соединений хрома. В XIX веке это вещество широко применялось в качестве окислителя в процессе фабричного окрашивания тканей и в фотомеханических способах печатания изображений. Поэтому «хромпик» был тогда полностью доступным для подпольщиков химикатом.

Способ расклеивания подобной «посылки» мы находим в одном из писем Н.К. Крупской в 1901 году: «Переплёт надо опустить в тёплую воду, и когда он станет расслаиваться, начать отделять листы, подставляя под кран с кипящей водой, надо только не спешить. Отделённые таким образом листы вытереть губкой, чтобы снять клей, потом дать высохнуть и сыроватыми положить под пресс».

По сравнению с другими, хорошо известными русским жандармам способами переписки (химия или точки в буквах), метод закладки писем в картон, безусловно, был более надёжным, и революционеры высоко ценили его. Конечно, он был громоздок, трудоёмок, требовал определённых материальных расходов, но гарантировал конспирацию. И молодой В.И. Ленин свою революционную деятельность начал именно с этого надёжного способа переписки с эмиграцией.

В 1900 году В.П. Акимов в своей брошюре «О шифрах», в её второй главе «Как спрятать шифр», описал несколько способов маскировки шифров:

«Отмеченные буквы. На странице книги с левой стороны в строке ставят точку, обозначающую числитель дроби шифра. С правой стороны на той же строчке ставят точку, обозначающую знаменатель. Удобнее шифровать двузначные числа.

Менее заметны, чем уколы и точки, значки, поставленные не около букв, а на их черном фоне. Карандаш должен быть очень острый и твердый, при шифровании его необходимо постоянно подтачивать наждачкой. Вместо точек лучше ставить крошечные черточки, которые незаметны, если смотреть перпендикулярно плоскости книги, а видны, если взглянуть искоса, чтобы лучи шли от букв к глазу под очень острым углом к плоскости книги. При этом чёрточки дают отблеск и становятся заметными».

Через 50 лет во время холодной войны противоборствующие спецслужбы продолжали применять метод маскировки при передаче секретных сведений. Одним из основных методов агентурной связи ЦРУ были обычные письма со стандартным текстом, на обратной стороне которых располагались секретные тайнописные сообщения.

Эти письма-прикрытия с непроявленной тайнописью содержали описания каникул, путешествий, семейные новости, и считалось, что их фактически невозможно обнаружить среди миллионов других конвертов и открыток. Именно так полагали агенты, работавшие на американскую разведку, писавшие и получавшие сотни тайнописных сообщений из самых разных уголков мира.

Но в Советском Союзе ситуация для враждебной разведки была совсем другой. КГБ тщательно контролировал входящую в СССР почту, а также письма, отправляемые за рубеж. Советские почтовые цензоры хорошо разбирались в методах тайнописи, и органы госбезопасности практически официально досматривали как почту иностранцев, так и своих граждан.

Но американцы полагали, что даже КГБ не мог бы открыть, читать и проверять каждое письмо в отдельности. И потому они взялись за проведение мероприятий по изучению почтовой цензуры, применяемой в СССР для контроля и анализа внутренней и международной почты.

Вначале сотрудники Оперативно-технической службы (далее — ОТС) ЦРУ пытались теоретически представить себе правила, по которым работает советская почтовая цензура. И если бы американская разведка смогла бы понять технологию того, как письмо изымается из общей почтовой массы, просматривается и затем анализируется, то она смогла бы найти бы средства противодействия.

Ветеран ОТС вспоминал: «Для нас всегда был вопрос, в чем заключается процесс принятия решения специалистом-химиком КГБ об изъятии подозрительного письма в центральном почтовом отделении Москвы? Как только происходило такое изъятие, как только письмо становилось подозрительным, а наш агент являлся отправителем или получателем подобного послания, начинались неприятности. Возможно, что офицер-химик КГБ не подтвердил наличие секрета в письме, но было кое-что, какая-то аномалия для первой линии почтовой цензуры, которая кем-то ощущалась или кто-то первым это видел. Почему офицер КГБ отложил письмо в сторону? Почему письмо передано офицеру-химику на исследование?»

В этой работе, названной «Проба», сотрудники ОТС направили по почте сотни «контрольных» писем в СССР, а также из него с бесконечным числом перестановок времени и дат их отправления, изменяя районы почтового ящика, страну назначения, тип письма или открытки, а также характер письма: рукописный или отпечатанный на машинке.

Исследования таких посланий, написанных на разных языках, разных размеров и стилей, продолжались в течение нескольких лет. Письма посылали из США на восточноевропейские и советские специальные «адреса получения». Письма посылали из закрытых областей СССР в Европу и США на адреса «до востребования», именуемые в ЦРУ как «АА». Многие адреса «АА» являлись домами обычных американских граждан, привлеченных ЦРУ с единственной целью: получать почту от неизвестного отправителя. Как только почта поступала, получатель звонил сотруднику ЦРУ для прибытия за письмом.

Далее письма доставлялись в ОТС для экспертизы и анализа. Конверты рассматривались на матовом экране с яркой подсветкой в поисках следов отпечатков пальцев для определения методов вскрытий, а также для выявления следов химикатов, которые, возможно, использовались КГБ, чтобы проверить письмо на наличие тайнописи. Маленькие детали, такие, как, например, расположение отпечатков пальцев по периметру бумаги, давали ценные сведения о методах исследования данного специфического письма.

«Я путешествовал в Ленинград и затем в Прагу, чтобы изучить время почтового транзита. Открытка, например, приходила приблизительно через два дня. А запечатанные бандероли поступали недели через две, — рассказывал один из специалистов ОТС. — Мы начали чувствовать и понимать, как различные страны организуют цензуру. Проект дал нам кое-какую основу, и мы направили в советский отдел ЦРУ наши рекомендации: используйте направляемую вам технику и методы для почтовых сообщений из этих городов. Теперь мы имели реальные почтовые рекомендации, которые оперативные сотрудники хотели получить и могли использовать».

Время транзита писем, открыток и других обычно отправляемых почтой посланий может показаться прозаической деталью для разведки, однако именно таким способом, как считали в ОТС, ЦРУ определило почтовый путь, минующий огромный аппарат цензуры КГБ.

В результате исследования ЦРУ оказалось, что аполитичное, безобидное сообщение от американского туриста на открытке, отправленной в США, не привлекало особого внимания советских цензоров. И наоборот, открытка или письмо от советского гражданина, отправленное за границу, гарантировало изъятие и тщательный анализ сотрудниками советской цензуры.

Не раскрывая цели запроса, в ЦРУ было получено согласие американских должностных лиц, путешествовавших по всей Европе: они покупали черно— белые открытки обычно с видами Советского Союза всякий раз, когда посещали СССР. Это были разнообразные виды советских достопримечательностей, таких, как Эрмитаж, Кремль, Красная площадь и тому подобное. Затем открытки отправлялись в ЦРУ, где сотрудники ОТС писали на них обычные сообщения якобы от американских туристов, посещавших СССР. Открытки затем возвращались в Москву с дипломатической почтой для посольства США.

Получателем являлась американская резидентура, чьи сотрудники закладывали открытки в тайник агенту для использования согласно плану агентурной связи.

Так, например, для завербованного агента в СССР ЦРУ заложило тайник с рулоном специальной фотоплёнки, которую инженеры ОТС назвали «удаляемый слой». Первоначально созданная для программы разведывательных спутников США и впоследствии забракованная, фотоплёнка имела высокое разрешение, а тонкий светочувствительный слой эмульсии легко снимался с толстой пластмассовой основы. Отделённая от основы, плёнка напоминала прозрачную обертку типа целлофана, в которую заворачивают еду для хранения в холодильнике. Эта специальная фотоплёнка спутниковой программы США стала настоящим сокровищем для ОТС.

Работая в секретном советском НИИ, агент мог фотографировать чертежи новой советской ракеты с помощью обычного 35-миллиметрового фотоаппарата. Затем изображения чертежей на проявленных негативах агент должен был перенести на специальную фотоплёнку с помощью так называемой «контактной фотопечати». Для чего негативы с чертежами накладывались на специальную фотоплёнку и освещались сверху на короткое время электролампой.

После стандартного проявления с помощью обычных покупных фотореактивов агент использовал химикаты для «отбеливания изображения», что делало плёнку полностью прозрачной. Если точно следовать инструкциям, то на фотоплёнке размерами с обычную почтовую открытку можно было разместить 9 кадров фотоснимков чертежей.

На последнем этапе агент приклеивал тонкий прозрачный лист фотоплёнки на открытку с изображениями московских достопримечательностей и заранее нанесенным текстом. Готовое «почтовое изделие» напоминало обычную открытку, напечатанную на глянцевой бумаге. Однако все эти этапы агент должен был тщательно изучить, а потом повторить в своей крошечной советской квартире, где он проживал с семьёй, в которой для такой работы не хватало места и к тому же не было никакой конспирации.

Каждый этап оперативного плана по копированию чертежей ракеты и подготовки их отправки в США требовал много времени и внимания к деталям, но работа того стоила. Изображения сверхсекретных чертежей советских ракет начали прибывать в американские почтовые ящики, расположенные как в больших городах, так и в сельской местности. Получатели, согласившиеся помочь спецслужбе из чувства патриотизма, возможно, и не подозревали, что некоторые из самых больших тайн советской Москвы проходили через их руки.

В ЦРУ обесцвеченные изображения чертежей были восстановлены с использованием специального оборудования для получения высококачественной печати. Первая партия чертежей убедила и контрразведчиков, и аналитиков советских вооружений в реальном доступе агента к секретам, и поскольку поступление чертежей продолжалась, то операция была обозначена как успех разведки.

Фотопленки на основе нитрата или ацетата целлюлозы были первыми материалами, которые спецслужбы стали использовать для получения «мягкой пленки».

Как правило, на ней было изображение или страница текста, которые могли иметь различные размеры. Обычный фотокадр гораздо больше микроточки, и потому он более уязвим для обнаружения. Агентам же было намного легче использовать обычный фотокадр для чтения разведывательных сведений.

Обычный кадр фотопленки можно было спрятать в бумажнике или в открытке, как это и делали некоторые агенты в конце 1960-х годов. Кусочки мягкой пленки можно было cвернуть в крошечные цилиндры, толщиной в спичку, и спрятать в самых разных бытовых предметах, например, в полый карандаш, авторучку или зашить в подкладку одежды, а затем прочитать с помощью обычной лупы.

Фотопленка «Kalvar» была разработана частной компанией и стала самой удачной специальной фотопленкой с высоким разрешением для получения негативов с уменьшенным изображением. Компания «Kalvar» прекратила свою деятельность в 1979 году, но другие фирмы продолжали ее выпускать для нужд OTС.

Преимущества «Kalvar» состояли в том, что с этой фотопленкой можно было работать при нормальном комнатном освещении, она не требовала специальных химикатов и могла проявляться в горячей воде.

Для приготовления «мягкой пленки» фотопленка «Kalvar» и проявленный негатив с разведданными помещались между двух стеклянных пластин в формате «эмульсия к эмульсии». Для переноса текста с негатива на «Kalvar» производилась их «засветка» электролампой 500 ватт на 40–50 секунд.

После этого «Kalvar» опускалась на несколько секунд в горячую воду и осторожно снимался фотоэмульсионный слой с целлулоидной основы. Полученный слой сушился, упаковывался в камуфляж и отправлялся по почте или нарочным агенту.

Сверхтонкие фотопленки использовались для миниатюрных фотоаппаратов, которые передавались агентам для секретного фотографирования. Тонкая основа пленки позволяла заряжать в стандартную кассету более длинный кусок фотопленки, на который снимались сотни фотографий, и это увеличивало объемы передаваемой информации.

Сверхтонкие пленки не выдерживали стандартную обработку в автоматизированных системах проявления и фотопечати. Поэтому кассеты с такими фотопленками заряжались вручную опытными техниками. Процесс проявления и печати снимков проводился также вручную в отдельных фотолабораториях.

Сочетание сверхтонких пленок и надежных миниатюрных фотокамер позволило американской разведке в годы «холодной войны» проводить серьезные оперативно-технические мероприятия.

Для повышения безопасности секретного фотографирования была разработана фотопленка с особой обработкой, которая выглядела как стандартная кассета 35-миллиметровой пленки. Однако после фотографирования любая попытка проявления такой пленки без знания специальных приемов приводила к появлению черных или прозрачных полос по всей ее длине.

Оперативное преимущество такой пленки было в том, что агент мог фотографировать секретные документы и оставлять пленку в своей камере, зная, что даже если кто-то посторонний обнаружит и проявит эту пленку, результата он все равно не получит.

В 1983 году в Будапеште американцами был завербован помощник советского военного атташе полковник Владимир Васильев. После его возвращения в Москву OTС разработала новый метод отправки сообщений агенту с использованием лазерной системы гравировки.

Она позволила наносить микротекст на черные рамки между полосами текста на страницах популярного журнала. Такое миниатюрное сообщение было невидимым для невооруженного глаза, но читалось с помощью 30-кратного увеличения.

Система выжигала чернильные пятна менее микрона, и в итоге получался микротекст на рекламном листе журнала. Агент мог купить такой журнал, и ничто не указало бы на него в случае обнаружения микротекста. Он сообщал: «Ваш пакет необходимо защитить водонепроницаемой пленкой и поместить внутри грязной, жирной тряпки, связанной веревкой».

Васильев шпионил на США в течение 3-х лет, пока его не разоблачили сотрудники ЦРУ Эдвард Ли Ховард и Олдридж Эймс. Он был арестован и приговорен к смертной казни в 1987 году.

Одна из операций с использованием лазерной гравировки осталась в памяти оперативно-технических сотрудников. Микротекст был сделан на границе линии рекламы причудливой конфеты в журнале. Реклама была напечатана краской с запахом шоколада, и когда лазер начал выжигать микротекст, вся лаборатория наполнилась запахом шоколадного печенья.

В другой технологии уменьшения текстовой фотографии использовался чувствительный слой фотопленки. Некоторые виды пленок позволяют отделить тонкий фотослой от толстой основы. Такой метод назывался «мягкая пленка» (англ. soft film) и стал одним из наиболее удобных для скрытой связи еще до Второй Мировой войны, а затем широко применялся во время «холодной войны».

Начиная с 1970-х годов, только воображение ограничивало разнообразие пластмассы, которую можно было использовать в оперативной работе. Химики OTС смогли приспособить для тайнописи оправы для очков, колпачки шариковых ручек, пластиковые брелки, кредитные карты и даже пластиковые зубочистки из коммерческих моделей швейцарских военных ножей. Использовавшие эти специзделия оперативники могли сохранять свои записи в безопасности до возвращения в резидентуру, где техники их затем проявляли.

1.3. Микрофотография

Ещё в 1644 году известный английский учёный Роберт Хук (Robert Hooke) в книге «Микрография» писал: «Если бы способ миниатюрного письма стал проще и более доступным, это нашло бы удачное применение при пересылке разведывательных сообщений без опасения быть обнаруженными или вызывать какое-либо подозрение».

Дэвид Брюстер (David Brewster), один из составителей 8-го издания Британской Энциклопедии, в статье о «микроскопии» указал: «…микроскопические копии дипломатической почты, других важных документов, а также различных планов и схем можно будет пересылать по почте. При этом в целях сохранения секретов эти сообщения будут занимать на бумаге не больше места, чем точка в конце предложения или малозаметная чернильная клякса…».

Так, в октябре 1857 года за много лет до её практического появления была предвидена не только сама «микроточка», но и способ её оперативного применения.

В общем случае под «микроточкой» понималось сильно уменьшенное фотографическое изображение документа обычных размеров, например, А4 (210х297 мм). Микроточка является простым переводом немецкого термина «Mikrat», введённого её создателем Эммануилом Голдбергом (Emanuel Goldberg) в 1925 году для обозначения созданного им микроскопического изображения. Это было сделано по аналогии и видимому подобию с обычной точкой в конце предложения, которая при использовании печатной машинки имеет диаметр около 0,8 мм. Таким образом, для того, чтобы довести документ стандартных размеров до величины машинописной точки, нужно его уменьшение в 275 раз.

В 1870 году во Франции с целью компактного хранения информации был разработан метод «миниатюрного фотографирования». Текст из 300 тысяч букв умещался на фотографии обычного размера. Впервые в военном деле этот метод был использован во время франко-прусской войны 1870-71 годов. Рене Дагрон (Renе Prudent Patrice Dagron) организовал микрофильмирование почты и других материалов, когда войска Наполеона III потерпели поражение под Седаном, и Париж был окружен объединенными германо-прусскими войсками.

Все связи с внешним миром были прерваны, и в этой ситуации пригодились опыты Дагрона в микрофотографии. В ноябре 1870 года Дагрон и его помощники развернули свою фотолабораторию и организовали изготовление микрописем для пересылки их в Париж с помощью голубиной почты. Интересно, что этот процесс до 1890 года считался французским военным секретом.

Письма и сообщения выполнялись на прозрачных листах, разделённых на 12 секций размером 80х110 мм. Они копировались вразнобой контактным способом на фотографические пластинки, которые после химической обработки повторно переснимались с большим уменьшением с помощью специальной репродукционной камеры с двадцатью короткофокусными объективами. В результате получались микроизображения размером не более 1 мм, которые уже полностью были похожими на реальную «микроточку».

После обработки эмульсия с микроизображениями снималась со стеклянной пластины в ванне из касторового масла. Полученные микрописьма сушились, вырезались и закреплялись на кусочке плёнки, который затем устанавливался в специальный голубиный контейнер. Известно, что один голубь мог нести от 36 до 54 тысяч сообщений, отснятых на 18 тончайших пленок.

Полученная в Париже почта аккуратно вынималась из контейнера, пленки размачивались в растворе аммония, разматывались, сушились и устанавливались в стекла подобно современным слайдам. Затем в отдельном помещении с помощью дуговой лампы изображения проектировались на большой экран с увеличением в 1600 раз. С экрана эта почта вручную переписывалась и рассылалась по адресам осажденного Парижа. За 5 месяцев осады французской столицы Дагрон и его команда отправили в микрописьмах 470 листов оригиналов, содержавших 2,5 миллиона сообщений.

По сути, это была модификация процесса, применявшегося американцами задолго до этого. В архивах Конфедерации сохранилось интересное письмо президенту жителей Юга Дэвису Джефферсону (Davis Jefferson) от какого-то Джона Винтера (John Winter) из Алабамы, датированное июлем 1861 года. В нём содержалось предложение использовать микрофотокопии разных сообщений для обеспечения их безопасности при доставке.

И хотя не сохранилось подтверждений реализации этого предложения, есть доказательства, что конфедераты использовали в отдельных случаях спрятанные микроизображения, в том числе в контейнерах, приспособленных для глотания в случае опасности.

По мере развития технологий микрофотографии наиболее важным оказалось получение фотографических эмульсий с достаточной светочувствительностью и отсутствием зернистости. В экспериментах по созданию фотоэмульсий исследователи столкнулись с тем, что фотопроявление скрытого серебряного изображения не подходит для микрофотографии.

Связано это было с тем, что классический процесс с химической обработкой солей серебра происходит при заметном увеличении зернистости фотослоя. А для получения микроизображений необходим другой фотопроцесс — потемнение светочувствительного слоя, непосредственно освещенного источником света. При таком экспонировании требуется хорошая оптика и точная юстировка.

Микроточка в её настоящем виде была создана талантливым немецким учёным и инженером Эммануилом Голдбергом (1881–1970). Сын военного хирурга, принимавшего участие в русско-японской войне, родился в Москве 1 сентября 1881 года. Закончив Московский университет, он выехал в Германию, где работал в Лейпцигском университете у профессора и Нобелевского лауреата Вильгельма Фридриха Оствальда (Wilhelm Friedrich Ostwald).

В 1906 году за исследование ионной природы фотографических процессов Э.Голдберг получил звание доктора наук. Два года он работал в лаборатории Адольфа Мите (Adolf Miethe) над проблемами цветной фотографии, а также был лектором в Военной академии в Берлине по курсу фотограмметрии.

Подобно Уильяму Гершелю (William Herschel) и Дэвиду Брюстеру 100 лет назад, Э.Голдберг так же задумывался о роли микрофильмирования для сохранения и обработки растущего потока печатной информации. Он был автором двух монографий: «Основы репродукционной техники» и «Структура фотографического изображения».

В 1925 году на международном конгрессе по фотографии в Париже доктор Э.Голдберг продемонстрировал созданный им процесс изготовления «микроточек» — микроизображений с предельно возможными геометрическими размерами. Размер изготовленного и показанного Голдбергом в Париже микрописьма был похож на обыкновенную точку в конце предложения.

Отсюда и пошло название «микроточка» всех известных методов тайной связи, при котором текст формата А4 можно было разместить целиком на кусочке специальной фотоплёнки размерами 1х1 мм и даже меньше. В ХХ веке специалисты по микрофотографии часто называли такое сообщение «микрограммой». Эти работы Голдберга в дальнейшем и явились основой для создания многих методик изготовления микроточек и конструирования специальной аппаратуры для оперативной микрофотографии.

В 1937 году в «отец» микроточки Э.Голдберг переехал в подмандатную Великобритании Палестину. По сути, он работал по заданиям союзников, ремонтируя на своей небольшой фирме в Тель-Авиве их оптические приборы с прецизионными шкалами. Как известно, израильтяне всегда активно использовали знания европейских переселенцев.

На новом месте по заданию израильских спецслужб Э.Голдберг пытался воспроизвести свои опыты 1925 года по изготовлению микроточек, но поначалу из-за отсутствия качественных реактивов его преследовали неудачи. Интересно, что эти работы он выполнял в тайне от союзников. По словам его дочери, ему всё же удалось создать установку для изготовления микроточек. Однако кратность уменьшения, по видимому, не превышала 100–200.

В послевоенный период оперативная микрофотография начала широко применяться в практике деятельности многих спецслужб. Это стало возможным в результате активных научно-исследовательских работ многих зарубежных и отечественных лабораторий, которые создавали достаточно простые и понятные методики изготовления микрограмм. При этом учёные и конструкторы руководствовались требованиями максимально упростить методики изготовления фотослоев с высоким разрешением с тем, чтобы процесс копирования (печатания) микроточки можно было реализовать в бытовых условиях.

И действительно, в 1950-е годы светочувствительные слои с высоким разрешением можно было достаточно легко изготовить на фотопластинках и целлофане, а химические реактивы для их изготовления свободно продавались в аптеках и магазинах бытовой химии. В это же время появились методики использования любительской фотоаппаратуры с высококачественной оптикой для изготовления и чтения микрограмм.

Специальные службы активно оснащали своих агентов миниатюрными лупами и специальными микроскопами для чтения микроточек. Всё это позволило шире внедрять микрофотографию в практическую оперативную деятельность.

Среди многообразия методов связи и обмена информацией в послевоенный период специальные службы особо выделяли микрофотографию, имевшую весьма выгодные качества. Главным была высокая конфиденциальность как следствие большой сложности обнаружения небольшой чешуйки прозрачной пленки при отсутствии точных данных о ее местонахождении. Число возможных способов сокрытия микрограммы было бесконечно велико, поэтому не возникало затруднения в выборе для каждого агента своих особенностей работы с микроточкой и вариантов ее пересылки.

В то время считалось, что правильно и качественно, без следов клея и повреждений носителя (открытки, конверта, книги, буклета и др.) спрятанные микрограммы практически неуязвимы как для опытного сотрудника службы перлюстрации, так и для лабораторного анализа. Даже когда контрразведке становилось известно о применении микрофотографии, обнаружить микроточку считалось невозможным или крайне затруднительным.

Микрофотография обладала высокой степенью надёжности вследствие устойчивости к различным химическим и механическим воздействиям. При этом опасность повреждения микроточки или ее уничтожения в процессе пересылки практически была исключена.

В отличие от других средств связи, микрофотография обладала документальностью, которая позволяла передать не только смысл сообщения, но и подлинный графический вид документа. Так, например, с помощью микроточки можно было переслать подлинники документов и текстов, чертежи, фотографии, портреты, планы и т. п.

В то же время активное использование микроточек сдерживалось довольно сложной процедурой изготовления светочувствительного слоя с высоким фоторазрешением. Изобретённый перед войной целлофан обратил на себя внимание своей прочностью и способностью впитывать химические растворы, не меняя собственных оптических параметров.

Наиболее оптимальным в ХХ веке считался процесс фотографирования микроточки с применением промежуточного негатива, впервые показанный Голдбергом в 1925 году в Париже. Схема Голдберга могла быть реализована в домашних условиях, что было весьма важным в деятельности офицеров и агентов спецслужб.

Впервые промежуточный негатив в оперативной практике стали активно применять британские специалисты во время Второй мировой войны для ускорения времени экспонирования и уменьшения мощности осветительной лампы. Если требовалась микроточка с текстом, то оригинал сообщения печатали на пишущей машинке заглавными буквами и с увеличенным интервалом. Иногда текст писался от руки черной тушью с помощью толстого чертежного пера или толстым фломастером.

Если не делать промежуточный негатив, а фотографировать лист размером А4 прямо через объектив фотоаппарата на целлофан, то размеры такой «фотоустановки» достигали порядка нескольких метров, а время экспонирования измерялось часами. Связано это было с тем, что все фоточувствительные слои, в том числе и целлофан, используемые для изготовления микроточки, должны иметь разрешение не ниже 500–700 линий на миллиметр. Такими свойствами обладают фотоматериалы с очень низкой чувствительностью из-за мелкозернистой структуры фотослоя.

Поэтому Голдберг догадался использовать промежуточный негатив, который с помощью своей установки, дважды с помощью лупы и объектива фокусировал изображение в крохотную точку с очень большой степенью яркости, что значительно сокращало время фотографирования микроточки. Пионеры микрофотографии брали даже дуговые лампы огромной яркости, чтобы на слабочувствительных материалах получать контрастное изображения микроточки.

Более удобными в применении был метод копирования микроточки с использованием промежуточного негатива (метод Голдберга). Вначале оригинал микрограммы печатали крупным шрифтом на машинке или писали от руки фломастером. Затем оригинал фотографировался на контрастную 35-миллиметроаую фотоплёнку и проявлялся таким образом, чтобы фон был максимально тёмным, а текст прозрачным.

Примером является схема копирования микроточки с помощью специального объектива, фокусное расстояние которого было рассчитано для установки на поверхность стеклянной пластинки со светочувствительным слоем.

Время копирования подбиралось экспериментально путем перемещения объектива по стеклянной пластинке с изменением продолжительности включения электролампы. Затем на пластинке со слоем выбиралась микроточка с максимально контрастным текстом и при этом отмечалось время экспозиции.

Активность использования микрофотографии в довоенный период сдерживала весьма сложная процедура приготовления светочувствительного слоя с высоким фотографическим разрешением, без чего микроточку невозможно изготовить. Изобретённый перед войной целлофан обратил на себя внимание своей прочностью и способностью впитывать химические растворы, не меняя своих оптических параметров.

Советская разведка и спецслужбы стран Варшавского договора сразу взяла на вооружение целлофан, который стал активно использоваться в качестве основы для изготовления фоточувствительных пленок для микроточек. Этот материал как будто был создан специально для микрофотографии — ведь фотоизображение формируется внутри целлофана, поверхность которого надёжно защищает микрограмму не только от царапин, но и от воздействия кислот.

Спецслужбы также применяли целлофан и для более крупных микрограмм с размерами стандартного фотокадра 24х36 мм. Такая «мягкая плёнка», как стали называть её многие разведки мира, свёртывалась с помощью спички в крохотный рулончик, легко умещавшийся, например, внутри стержня шариковой авторучки или в торцевом отверстии дверного ключа, которое к тому же закрывалось штифтом с резьбой. Если во время хранения или транспортировки «мягкая плёнка» была серьёзно помята, она перед прочтением прекрасно распрямлялась в тёплой воде.

1.4. Микрофототехника

Уже в XVIII веке в Англии и Франции были созданы специальные механические устройства для выполнения микронадписей. Один из таких приборов — «Peter's Machine for Microscopic Writing» — хранится в музее Оксфордского университета. Он позволял выполнять надпись с высотой символов всего в 2,5 микрона!

В 1839 году английский фотограф Джон Бенджамин Дэнсер (John Benjamin Dancer) сделал первое микроизображение с помощью фотокамеры Дагера, используя объектив от микроскопа с фокусным расстоянием 38 мм. При этом Дэнсер добился уменьшения оригинала в 160 раз, а в 1856 году ему удалось изготовить несколько микропортретов королевской семьи, которые были подарены королеве Виктории.

К началу Первой Мировой войны фотографический процесс принял привычный для нас вид, однако возможности микрофильмирования использовали, по-видимому, только немцы. Существует даже легенда, что настоящей задачей Оскара Барнака (1879–1936) было создание по заданию германского МИД и военных малоформатной 35-миллиметровой плёночной камеры для микрофильмирования документов.

Идея камеры, очевидно, основывалась на шведском прототипе 1911 года с форматом кадра 31х49 миллиметров и запасом плёнки тридцать метров. В 1913 году появилась первая модель фотокамеры «Ur-Leica» (приставка «Ur» соответствует немецкому «Urbild», что означает «прототип»).

А в 1923 году американец Альфред Мак Ивен (Alfred McEwen) даже запатентовал «Устройство для написания разведывательных сообщений», сконструированное на основе вышеупомянутой «Машины Питера». На обложке журнала «Scientific American» за июнь 1923 года, где появилась заметка об этом приспособлении, было написано: «Надписи для глаза микроскопа — как выгравировать шпионское сообщение на шляпке гвоздя».

В немецкой разведывательной системе разработкой и производством средств тайнописи, фальшивых документов и микрофотографий занималось подразделение «Geheimsache». Для этого у него было всё необходимое: высококачественные портативные 35-миллиметровые фотокамеры «Leica», «Contax» и особенно «Exakta». К тому же принадлежности для микросъёмки и репродукции производились именно в Германии.

В 1925-37 годах по инициативе «Geheimsache» в Германии развернулись работы по усовершенствованию микроточек — высшего достижения в сфере микрофильмирования. Практически все они базировались на первичных исследованиях Э.Голдберга в 1906 году, наиболее успешно обобщённых и развитых им в конце 1920-х годов.

В конце 1930-х годов специалисты фирмы «Agfa», одного из ведущих мировых производителей фотоматериалов, разработали фотопластинки высокого качества «HR» для астрофизики и спектрографии, известные также под названием «Agfa-Mikrat-Platten».

Другая известная немецкая компания «Zeiss-Ikon», где директором одно время был Э.Голдберг, проводила работы по упрощению процесса получения микроизображений. Ею была выпущена портативная репродукционная фотокамера для изготовления ультра-микрофильмов с оригиналов формата А4. При этом размер изображения на плёнке шириной четыре миллиметра составлял всего 2 кв. мм!

Наглядным примером «прямого», без промежуточного негатива, способа копирования микроточки может служить методика одной из европейских спецслужб. Для оснащения своих агентов был изготовлен специальный микрообъектив и тайниковый контейнер «настольная зажигалка» для его хранения.

Такой объектив применялся для фотографирования микроточки в домашних условиях. Для подготовки «установки» копирования микроточки необходимо было использовать бытовые предметы: стол, электролампу, книги, держатель для бумаги. Предварительно оригинальный текст микрограммы надо было написать крупными буквами черной тушью или фломастером на белом листе бумаги.

Затем кусочек светочувствительной пленки помещался в углубление деревянной основы зажигалки и закрывался объективом. Далее на письменном столе длиной до 3-х метров собиралась соответствующая конструкция.

Такой метод копирования микроточки требовал довольно громоздкой конструкции и предварительной юстировки объектива относительно оригинала текста микрограммы. Время экспонирования определялось моментами включения и выключения электролампы. При этом были крайне нежелательны хождения по комнате, закрывание холодильника или дверей, что могло вызвать вибрации, существенно снижавшие резкость изображения микроточки.

Особенно опасными были старые лифты, проходящие рядом трамваи и ведущиеся недалеко строительные работы, в связи с чем разведчики и агенты предпочитали работать с микроточкой по ночам, как это показано в шпионских кинофильмах. Однако такая громоздкая схема копирования микроточки могла быть реализована с помощью обычных бытовых предметов, что считалось существенным преимуществом. А специальный объектив надежно прятался в действующем контейнере «зажигалка».

Во второй половине ХХ века резко активизировалось применение оперативной микрофотографии как наиболее надежного и безопасного средства секретной связи. В связи с этим существенно увеличилась потребность в быстром и качественном изготовлении микрограмм в центральных аппаратах спецслужб стран Варшавского блока и в крупных официальных представительствах за рубежом.

Для чтения микроточек применялись небольшие любительские или детские микроскопы, если деятельность агента позволяла легально, не вызывая вопросов у друзей и соседей, использовать и хранить такого рода оптические приборы дома. В других случаях можно было пользоваться специальными малогабаритными микроскопами, которые надо было хранить в тайниках или контейнерах.

Шпионы-коллекционеры имели преимущество, используя для чтения микроточки специальные филателистические лупы с увеличением от 20 до 40 крат, которые они уже не прятали. При отсутствии специального объектива, который был, конечно, предметом-«уликой», можно было использовать наиболее популярные в Европе бытовые фотоаппараты.

Это были: «Лейка», «Экзакта», «Контакс», «Ретина», «Практика» и другие фотоаппараты, имевшие ручной режим «T» работы затвора. Перед копированием микроточки снималась задняя крышка фотоаппарата; сам он устанавливался открытым фильмовым каналом на стеклянную пластинку со светочувствительным слоем.

Предварительно выдержка фотокамеры устанавливалась в положение «Т», нажималась кнопка спуска, и затвор открывался. Экспозиция задавалась временем включения электролампы и подбиралась опытным путем, как и в схеме со специальным объективом.

Обе схемы с объективом и фотокамерой требовали предварительной настройки с помощью небольшого отвеса, а затем более точно по яркому световому пятну на центральной части объектива от включённой лампы с прозрачной стеклянной колбой.

После фотографирования целлофан с микроточкой закреплялся в растворе стандартного фотозакрепителя и промывался в проточной воде для отклеивания от стекла и удаления желатинового клея с поверхности целлофана.

Затем начиналась довольно кропотливая процедура: вырезание микроточки с помощью кусочка бритвы с острым краем. Для этого целлофан располагался на листе белой бумаги, и микроточка обрезалась с трех сторон; затем специально заточенной спичкой микроточка прижималась к бумаге, и производилось её обрезание с четвёртой стороны.

Если не использовать спичку, микроточка, не прижатая после обрезки с четвёртой стороны, могла подпрыгнуть и упасть в неконтролируемое место, что могло привести к долгим поискам микроточки или даже к её потере.

Чтобы облегчить деятельность своих агентов, спецслужбы стали проектировать и создавать малогабаритные фотокамеры и специальные объективы, с помощью которых можно было копировать (термин спецслужб) микрограммы, а затем удобно их читать.

В ГДР после войны продолжили совершенствование этого вида специальной связи и создали для МГБ широкий спектр малогабаритных фотокамер и специальных объективов для микрофотографии, которыми щедро снабжали не только своих агентов, но и разведки дружественных стран, таких как Куба, Ангола, Никарагуа и др.

МГБ ГДР имело в своём распоряжении один из старейших в мире фотооптических предприятий «Carl Zeiss Jena». Созданный на нём немецкими инженерами специальный объектив «Слива» (размерами с напёрсток) 30 лет исправно служил сотрудникам разведок Варшавского договора для изготовления микроточки и, по мнению специалистов 1-го ГУ КГБ, считался одной из лучших разработок периода «холодной войны».

Разведка МГБ ГДР оснащала своих оперативных офицеров и агентуру уникальными микрофотокамерами серии «Uranus». К ним относится аппарат «Uranus-2», размеры которого позволяли хранить его в спичечной коробке. Этой микрокамерой можно было непосредственно фотографировать оригинал текста микрограммы на специальную фотоплёнку с высоким разрешением, устанавливаемую в стандартную кассету «Minox». Этот фотоаппарат, изготовленный в количестве 5 комплектов, был оснащён особым объективом «Zeiss» с высокими оптическими параметрами.

Перед Оперативно-техническим управлением КГБ была поставлена задача создания эффективной фотооптической системы для копирования микроточек в стационарных условиях. Одной из самых удачных разработок КГБ явился аппарат «Багульник», созданный в конце 1960-х годов.

Особой любовью оперативников КГБ для копирования микроточек пользовался стационарный аппарат «Багульник», который активно использовался спецслужбами CCCР и Варшавского договора в период 1960-90 годов. Его повторяющая микроскоп конструкция была и простой, и гораздо более удобной в работе по сравнению с аналогичным прибором ЦРУ (использовался фотоаппарат «Topcon»), созданным в 1975 году. По конструкции он очень напоминал схему Голдберга, показанную широкой публике в 1925 году.

В этом аппарате заранее приготовленный промежуточный негатив проектировался на стеклянную пластинку с целлофаном. Микроскоп «Багульника» позволял визуально контролировать качество получаемой микроточки и подбирать наиболее оптимальное время экспозиции. Прибор имел массивное основание, что обеспечивало устойчивость изготовления микроточки в условиях вибраций. Блок осветителя подключался к источнику электропитания 220 или 12 вольт.

По мнению многих фотоспециалистов Востока и Запада, «Багульник» был существенно более удобным аппаратом, поскольку его внешний вид, конструкция и приёмы использования имели явное сходство с классическими фотоувеличителями, что позволяло специалистам быстро освоить «Багульник» для стабильного получения качественных микрограмм.

Спецслужбы стран Варшавского договора сразу взяли «на вооружение» целлофан, который как будто был специально создан для микрофотографии, поскольку фотоизображение формируется внутри целлофана, а его поверхностный слой надежно защищает микрограмму от царапин и воздействия кислот.

Для изготовления светочувствительного слоя требовались определенные навыки, точность выполнения всех действий и аккуратность работы с химическими реактивами. Приведём пример наиболее простого способа изготовления светочувствительного слоя с помощью бытового целлофана от обычной сигаретной пачки или упаковки пищевых продуктов (методика спецслужб стран Варшавского договора начала 1950-х годов).

Для удобного применения вырезался кусочек целлофана размерами чуть меньше стеклянной пластинки, которой пользуются в медицинских и лабораторных целях. Целлофан предварительно размачивался в чистой воде, затем наклеивался на стеклянную пластинку с помощью желатинового клея и высушивался.

Для создания фоточувствительного слоя стеклянная пластинка с целлофаном протиралась несколько секунд тампоном, смоченным в растворе нитрата серебра. Далее целлофан таким же образом обрабатывался бромидом калия и затем вторично нитратом серебра.

После обработки всеми химикатами целлофан высушивался и мог храниться несколько лет в сухом и темном месте. Непосредственно перед изготовлением микроточки проводилось «очувствление» целлофана — повышение чувствительности фотослоя путем его обработки обычной водкой, в которой растворялась таблетка пирамидона, всемирно известного медикамента от головной боли.

Существенным преимуществом связи с помощью микроточек считалось доступность всех компонентов процесса изготовления. Химические реактивы можно было купить в любой аптеке и фотомагазине, а целлофан уже много лет является самым ходовым упаковочным материалом.

В 1950-е годы спецслужбы уже имели большой практический опыт разработки и применения различных методов и средств оперативной микрофотографии. В этот период были протестированы самые разные материалы и химические соединения для изготовления светочувствительных слоев, а также опробованы оптические приспособления, микроскопы и бытовые, имеющиеся в свободной продаже фотоаппараты.

В свою очередь, ОТС использовала 3 замаскированных малогабаритных приспособления для чтения. Самым маленьким был микрообъектив «Пуля», изобретенный в конце XVIII века в Лондоне Чарльзом Стэнхоупом (Charles Stanhope) и выпускавшийся частными компаниями.

Этот крошечный объектив из тонкого стеклянного стержня диаметром 3 мм и длиной 6,8 мм имел сферическую поверхность с одной стороны и плоскую полированную часть с другой. Микроточка увлажнялась слюной и приклеивалась на плоскую сторону объектива. Смотреть надо было в выпуклую часть объектива, наводя его на свет. Объектив был способен на 30-кратное увеличение микроточки.

В начале 1950-х годов оперативно-техническая служба (далее — ОТС) ЦРУ купила 100 объективов Стэнхоупа у компании, которая продавала их с наклеенными эротическими фотографиями. Перед отправкой объективов агентам отвлекающие от работы изображения удалялись. Микрообъектив можно было легко спрятать внутри сигареты или настольного прибора и даже поместить в шов одежды.

«Пуля» была настолько мала, что требовала сложных навыков использования и хранения, что сделало ее непопулярным у агентов. Но, несмотря на недостатки, объектив оказался бесценным в некоторых операциях. Так, в 1969 году в Гонконге американской разведкой была завербована китаянка как курьер в южном Китае и ее двоюродный брат.

Он поддерживал контакты с революционной группой, печатавшей антиправительственные листовки. ЦРУ поддерживало эту подпольную активность и использовало микроточки в личных письмах и открытках как основное средство агентурной связи. Когда агент потерял свой последний объектив для чтения микроточек, канал связи оборвался.

Оперативник предложил китаянке взять для своего брата несколько новых микрообъективов. Учитывая тщательный досмотр на границе всех въезжающих на территорию Китая с раздеванием и осмотром тела, оперативник предложил спрятать объектив в медицинском пластыре для раны на ее ноге. Женщина согласилась взять один из объективов, но сказала, что подумает о безопасном способе доставки.

Через неделю на встрече агент неожиданно бросила на стол полкило сушеной рыбы крошечного размера. Разведчик пытался отыскать микрообъектив, рассматривая каждую практически прозрачную рыбку. После безуспешных попыток агент сама начала растирать ладонями рыбок и вскоре показала изумленному куратору объектив. Он был вставлен в желудок рыбы через рот.

Полость в желудке очень подходила для объектива, и совсем не меняла внешнего вида рыбы. Такой вариант доставки был действительно безопаснее, чем медицинский пластырь. Тем более, что на китайской границе никогда не проверяли рыбу, поскольку каждый вез ее в Китай. В итоге доставка прошла успешно, и объектив оказался у агента.

Еще одним малогабаритным приспособлением OTС был аппарат размером в 2 карандашных резинки, более удобный для чтения микроточки. Аппарат раскручивался на 2 половины, микроточка помещалась между ними и после обратной сборки удобно читалась. Отличная оптика и большое поле просмотра сделало этот аппарат популярным, но его было трудно прятать.

Третьим и самым крупным в арсенале ОТС был микроскоп размером с сигарету без фильтра с возможностью 150-кратного увеличения. Он был более мощным и простым, чем предыдущие микроскопы, но имел большой размер. Тем не менее, микроскоп приспособили для хранения в пачке сигарет или внутри авторучки.

Основу британских секретных технологий микрофотографии составляли специальные фотоматериалы с максимальным фоторазрешением «Kodak-MR» знаменитой фирмы «Eastman Kodak», которая по особому секретному распоряжению правительства её величества не поставляла эти фотоматериалы в открытую продажу, а снабжала ими только британские спецслужбы.

В то время американская фирма «Kodak» специально для «МI-6» разработала особую секретную пленку «Kodalith», которая существенно упрощала процесс изготовления микроточек. Для этого с помощью бытового фотоаппарата с такой плёнкой фотографировался лист формата А4 с текстом или схемой.

Затем фотоплёнка проявлялась и фиксировалась обычным способом, а затем промывалась в горячей воде, после чего можно было отделить тонкий фотослой с изображением от подложки. Этот тонкий слой, названный «мягкой плёнкой», после войны стали повсеместно использовать все разведки мира, назвав её «мягкой пленкой» (англ. soft film).

Однако такие плёнки нельзя было сделать прозрачными, и поэтому микрограммы из целлофана обладали большим оперативным преимуществом — их можно было полностью обесцветить, что позволяло, например, разместить микрограмму (и не одну) на целлофановой упаковке стандартной пачки сигарет, целлофановой обёртке сигары, книги и др.

Справедливости ради надо сказать, что немцы также наладили производство аналогичной фотопленки с высоким фоторазрешением на фирме «Agfa-Gevaert» с показателями не хуже, чем у «Kodak», и, вероятнее всего, Томпсон обнаружил в Лиссабоне и затем тестировал в Лондоне именно такую немецкую фотопленку, которая, конечно же, имела сходные параметры, поскольку разрабатывалась также для микрофотографии.

1.5. Шпионские микроточки

В период до и во время Второй Мировой войны средства микрофотографии больше всего активно использовали немецкие спецслужбы. И дело не только в том, что именно в Германии они были доведены до того состояния, когда практическое их применение не вызывало трудностей у исполнителей. Как известно, основной поток информации, направляемый немцами открытыми почтовыми каналами во время Первой Мировой войны, поступал в виде тайнописи.

Потребность в информации была огромной — от общеполитических новостей и социологических исследований до экономических обзоров, научных статей, инструкций и технических описаний. Успешному сбору материалов способствовал тот факт, что после Первой Мировой войны к существующим во всём мире немецким колониям и поселениям добавились новые. У немецких спецслужб был широкий выбор кандидатов на вербовку из разных слоёв общества. Оставалось только отработать каналы передачи информации через третьи страны.

18 ноября 1937 года выпускник Берлинской высшей технической школы Ханс Амман-Брасс (Hans Amman-Brass), швейцарец по происхождению, получил задачу от немецкой военной разведки (Абвер) усовершенствовать технологию изготовления микроточек. В технической записке ставилась задача создания аппарата для изготовления микроточек с кратностью уменьшения до 1:750.

В одном из документов военной разведки указывалось, что в Отделе «1G» Абвера в 1938 году уже была поставлена задача изготовления микрофотоизображений с целью передачи секретных сообщений, над которой стали работать специалисты фирмы «Agfa».

Независимо от Абвера созданием методик оперативной микрофотографии занимался отдел «6F» Главного управления имперской безопасности, где работал профессор Хельмут Фризер. После окончания войны Фризера доставили в СССР, где он 10 лет трудился в одном из закрытых НИИ КГБ, занимаясь проблемами микрофотографии.

Абвер при подготовке ко Второй Мировой войне всё чаще отправлял за рубеж своих агентов, обученных работе с микроточкой. Уже после войны выяснилось, что во многих немецких посольствах в Латинской Америке были оборудованы фотолаборатории — своеобразные фабрики микроточек.

Не менее важным звеном было применение микроточек для связи Центра с агентом. Им направлялись инструкции, задания и даже личные письма. В случае организованного почтового канала микроточки становились исключительно надёжным и дешёвым способом связи, а в специфических условиях Южной Америки 1930-х годов он был просто идеальным.

Так, в столице Мексики «свила гнездо» немецкая разведгруппа, делавшая микрофотоснимки американских изданий в отрасли торговли и техники, запрещённой к вывозу за рубеж, и отправляла их целыми партиями по тайным адресам в Европе, причём иногда в одном письме было до двадцати микроточек. Таким же способом через океан переправлялись похищенные технические чертежи и схемы.

Однако Германия недолго оставалась лидером в оперативной микрофотографии, поскольку британским спецслужбам с помощью агентов-двойников удалось узнать о новом способе связи и разработать свои методики изготовления микроточки в период Второй мировой войны.

Британцы строго хранили свои секреты, однако они не подозревали, что знаменитый разведчик ХХ века Ким Филби, занимавший высокий пост в британских спецслужбах, конечно же, передал СССР все новейшие британские секреты микрофотографии. Тем самым он существенно помог советским учёным и конструкторам усовершенствовать собственные методики и создать специальные приборы для изготовления и чтения микроточек.

Активное использование микрофотографии и тайнописи немецкими спецслужбами заставило британскую контрразведку МИ-5 предпринять меры противодействия, для чего англичане организовали резидентуру на Бермудских островах, где во время войны размещалась промежуточная база транспортного авиапотока между Америкой и Европой. Главной задачей этой британской резидентуры был контроль, досмотр и перлюстрация всей корреспонденции.

Для борьбы с немецкой агентурной сетью, которая постоянно расширялась, в 1930-е годы был создан Британский координационный комитет по безопасности во главе с опытным контрразведчиком Уильямом Самюэлем Стивенсоном (William Samuel Stephenson).

Британцы организовали активное противодействие каналам связи немецких агентов в Новом Свете. С этой целью на Бермудских островах, своеобразной перевалочной базе транспортного потока из Америки в Европу, они создали резидентуру для контроля отмеченной корреспонденции. Фактически осуществлялась её проверка — перлюстрация.

По воспоминаниям самого У.Стивенсона, багаж и почта рейсов «Pan-American» тщательным образом просматривались, пока шла дозаправка самолёта, а экипаж развлекался в яхт-клубе. Агенты британской контрразведки в бешеном темпе обследовали почту и багаж, а пассажиры слышали лишь извинения за вынужденные задержки по тем или иным причинам.

Наиболее творческими мастерами перлюстрации, естественно, были девушки — сотрудницы британской контрразведки «МI-5». В то время командировка на Бермуды считалась достаточно престижной. Но работать приходилось с 200-кратными микроскопами, исследуя все подозрительные точки и кляксы во вскрытых конвертах. Для микроточек даже существовала кличка «даф» (англ. duff — пудинг), поскольку их искали как изюм в пудинге.

На первых порах поиски микроточек оказались неэффективными, и контрразведка МИ-5 решилась на сотрудничество с ФБР. Для этого пришлось передать американцам секретные сведения о микроточке как средстве связи немецких агентов и способах её изготовления. В свою очередь ФБР информировало англичан о подозрительных абонентах и корреспондентах, чью почту необходимо было взять под контроль в первую очередь. При этом британские офицеры предупредили американцев о соблюдении режима конфиденциальности, чтобы не раскрыть источник информации и чтобы немцы не догадались, что их секрет обнаружен.

Американская цензура лишь в августе 1941 года, благодаря только агентурным данным, нашла первую микроточку, находившуюся на телеграфном бланке и замаскированную под знак препинания машинописного шрифта. Когда агенты ФБР с помощью небольшого микроскопа ознакомились с находкой, один из контрразведчиков воскликнул: «Поразительно! С этим я сам поеду в Вашингтон к Гуверу. Уверен, его это позабавит…»

Но на этом история не закончилась. Микроточка содержала не только данные о ходе военного производства и снабжения Великобритании, но и опросник, посвящённый системе обороны американской военно-морской базы в Пёрл-Харборе, с нападения на которую для США началась война. С учётом того, что этот опросник был составлен ведущим немецким экспертом из Японии бароном Гронау, информация принимала зловещий оттенок. По-видимому, директор ФБР Джон Эдгар Гувер (John Edgar Hoover) не доложил Президенту США Франклину Делано Рузвельту (Franklin Delano Roosevelt) полное содержание обнаруженной микроточки.

В 1945 году, в самом конце войны, португальская полиция блокировала немецкое посольство в Лиссабоне и арестовало всё оперативно-техническое оборудование абверовской резидентуры, самой активной на Пиренеях. Американские спецслужбы проявили к этому большой интерес, поскольку планировали создать свою службу перлюстрации и поиска микроточек. Они справедливо полагали, что немецкие агенты, оставленные в США, будут пользоваться микроточками в качестве секретной связи.

США дали команду своему техническому специалисту оценить захваченную в Португалии немецкую спецтехнику, которую, как оказалось, уже «потрогал» своими руками британский ученый Леон Томпсон (Leon Thompson), работавший во время войны, как и многие его коллеги, на разведку «МI-6» и консультировавший контрразведку «МI-5».

В годы войны Леон Томпсон руководил исследованиями в «МI-6» по микрофотографии под началом профессора Лондонского университета Бриско, координировавшего техническую деятельность «МI-5» и «МI-6». И потому Томпсон был признанным авторитетом по микрофотографии и методикам изготовления микроточек.

В сентябре 1945 года в своём отчете сотрудник американских спецслужб подробно изложил мнение британского специалиста об уровне оперативной техники Абвера. Он писал, что Томпсон самым тщательным образом ознакомился со всей немецкой оперативной техникой в Лиссабоне. Особое внимание Томпсон обратил на маленький фрагмент фотоэмульсии, валявшийся среди груды немецкой специальной радио— и фототехники.

Возвратившись в Лондон, Томпсон внимательно его исследовал, испытал и даже сделал сам немецкую микроточку, а потом пришел к выводу, который полностью подтвердил имевшиеся ранее оперативные данные «МI-6» об активном использовании Абвером специальных фотоматериалов с высоким разрешением для изготовления микроточек.

Томпсон подробно описал два метода разведки «МI-6» для изготовления микроточек, разработанных для секретной связи с агентурой во время войны, которые использовались группами движения Сопротивления в Норвегии и Франции. Партизаны действовали при поддержке британской разведки на оккупированных немцами территориях, куда Томпсон, по его словам, нелегально забрасывался для обучения основам новой секретной связи, за что и получил высокую награду от правительства Норвегии.

Первым упоминанием об использовании микрофотографии в это время стала информация о поставках оружия чехословацкого производства в Гватемалу в 1954 году, которая поступила в Госдепартамент США в виде микроточки.

В послевоенный период все действующие и будущие сотрудники советской разведки, а нелегалы в первую очередь, должны были в обязательном порядке освоить все этапы изготовления микроточки, изучить различные способы, как надёжно спрятать микроточку (крохотный кусочек прозрачного целлофана размерами менее 1 кв. мм) в стандартную почтовую открытку, конверт или другой подходящий по легенде предмет для отправки обычной почтой. Затем инструкторы давали задание найти и аккуратно извлечь микроточку из почтового отправления, проявить её, высушить и прочитать.

Микротайнопись и микрофотография входили в набор оперативно-технических средств специальной связи советских органов госбезопасности. Агентурный аппарат Коминтерна, курируемый военной разведкой Красной Армии, также обучался приёмам изготовления микрограмм в специальных школах, через которые прошли и многие выдающиеся разведчики прошлого века, такие как Рихард Зорге, Рудольф Иванович Абель, Конон Трохимович Молодый и Ашот Абгарович Акопян.

Талантливый фотограф и художник Р.Абель сам готовил светочувствительные целлофановые слои для микроточек, как и супруги Хелен и Морис Крогеры (Лона и Морис Коэн), помощники резидента К.Молодого. Р.Абель изготавливал микроточки, уменьшая размер кадра 35-миллиметровой фотоплёнки с помощью линзы с очень малым фокусным расстоянием. Чтобы сохранить чёткость при таком уменьшении, он использовал наилучшую фотоплёнку из тех, которые продавались в магазинах.

Для пересылки подготовленного материала Р.Абель расшивал журналы по домоводству и садоводству, помещал в их корешок микроточки, опять переплетал эти журналы и посылал их по определённому адресу в Париж. По каким-то причинам эта скрытая информация не дошла до адресата, и Москва попросила Р.Абеля прекратить отправление подобных сообщений. Однако он, как и раньше, продолжал получать инструкции из Центра в виде микроточек.

Легендарный полковник советской разведки К.Молодый (Гордон Лонсдейл), оперативный псевдоним «Бен», руководивший в 1950-60 годы нелегальной резидентурой КГБ в Англии, успешно добывал научно-техническую и военную информацию с помощью агентуры, действовавшей на одной из британских военно-морских баз.

Кроме новейшего по тем временам радиопередатчика, для связи с Москвой в резидентуре Молодого активно применялась микрофотография. С ее помощью тексты с исходного документа формата А4 путем особого фотографического уменьшения размещались на крохотных чешуйках целлофана размерами около 1 х 1 мм.

Такие микрописьма (микроточки) «Бен» использовал даже в личных целях для переписки со своей женой, которая находилась в Москве и одна воспитывала детей. Можно было понять беспокойство о своей семье отца, выполнявшего секретные задания далеко от Родины. «Бен» поддерживал жену личными письмами, отправляемыми в такой необычной форме тайными путями в Москву.

Разведчик, с которого был списан образ советского нелегала в советском художественном фильме «Мёртвый сезон», имел прибор для чтения микроточек, который держал в банке с тальком. 7 января 1961 года, когда британская контрразведка арестовала его помощников, в тайнике их ванной комнаты она обнаружила несколько фотоаппаратов и большое количество разных фотоматериалов, а также принадлежности для изготовления микроточек: соли хромовой кислоты и целлофан.

Как рассказывал А.А. Акопян, микрофотографией занималась его жена, хорошо знавшая импульсивный характер своего резидента-супруга, явно не подходящего для кропотливой и требующей большой усидчивости технологии изготовления микроточки.

Перед тем как спрятать микроточку в бытовой предмет, открытку или конверт, производилось обесцвечивание её изображения в слабом йодном растворе. Проще всего было спрятать прозрачную микроточку в надрезанный край открытки или конверта, который затем тщательно заклеивался и проверялся на отсутствие вздутий, следов клея и просто грязи с тем, чтобы службы перлюстрации не обратили бы свое пристальное внимание на подозрительные места.

После получения открытки, письма или посылки агент начинал искать микроточки по точным координатам, которые он заранее получал по другим каналам связи. Обнаружив место с микроточкой, агент аккуратно вырезал его вместе с частью конверта или открытки и помещал весь вырезанный кусок в фотопроявитель. В проявителе клей растворялся, микроточка отделялась от лишних частей бумаги или картона, и на ней начинал появляться текст, рисунок или схема.

Размеры микроточки, возможность удаления видимого изображения («отбеливание микроточки» на жаргоне спецслужб) и безграничные варианты спрятать крохотную прозрачную чешуйку пленку для пересылки или хранения сделали этот метод одним из самых массовых среди технологий тайной связи. Надо сказать, что микроточку можно изготовить и с гораздо меньшими размерами, чем 1х1 мм.

Но специалисты ОТС справедливо полагали, что многие агенты, не имеющие достаточной профессиональной подготовки, не смогут надёжно и уверенно работать со столь крохотными предметами. И потому оптимальным размером микроточки считался менее 1 кв. мм, для прочтения которой требовалось 100-кратное оптическое увеличение.

Ее крохотный размер позволял прятать разведданные внутри самых разных предметов, в первую очередь, почтовых конвертов, которые могли по почте доставить шпионское донесение в любое место мира.

Американские специалисты для дополнительной секретности делали микроточку полностью прозрачной. Для этого она помещалась в небольшое количество разбавленного йода. После получения микроточки агент для восстановления изображения помещал ее в фотопроявитель.

Крошечная прозрачная микроточка могла быть спрятана за почтовую марку, под клапан конверта, в открытку или под выпуклую букву на листе бумаги. OTС изготовила специальное приспособление для аккуратного разрезания края открытки или вырезания крошечного клапана-кармана на листе бумаги для размещения там микроточки.

После установки микроточки это место заклеивалось яичным белком и прокатывалось валиком для удаления избытка клея, затем готовый тайник с микроточкой накрывали стопкой книг для просушки. При правильной подготовке и упаковке микроточка могла быть спрятана настолько эффективно, что ее с огромным трудом находили профессионально обученные сотрудники разведки. Часто сложнее и важнее было найти микроточку, чем спрятать ее как следует.

В качестве тайной связи агенту обычно посылалось несколько одинаковых микроточек, спрятанных в разных местах. Один из специалистов объяснял это так: «Агенту отправлялись минимум 3 микроточки. Первую он не находил. Вторую находил, но мог потерять, или сквозняк уносил микроточку в открытое окно. К счастью, агент находил третью микроточку и мог ее прочитать».

Полковник шведских ВВС Стиг Веннерстрем (Stig Wennerstrem), сотрудничавший с советской разведкой в 1950-60-е годы, вспоминал, что инструкции он получал в виде микроточек. Для передачи военных секретов он активно использовал микрофильмирование.

Говоря о микроточке, вспомним военнослужащего ВВС США Роберта Гленна Томпсона (Robert Glenn Thompson), арестованного в 1965 году по обвинению в шпионаже в интересах СССР и получившего 30 лет тюрьмы. При аресте у него были изъяты фотоаппарат «Minox В» и контейнер для хранения снятых микрофильмов в каблуке обуви. По словам Р.Томпсона, в Советском Союзе кроме микрофильмирования его научили и изготовлению микроточки. Вот что он сам рассказал об этом:

«Документ, подлежащий уменьшению, переснимался с помощью 35-мм однообъективной зеркальной фотокамеры. Для этого достаточно было положить его на ровную поверхность, закрепить фотоаппарат на спинке стула при помощи струбцины и, что очень важно, организовать равномерное освещение оригинала. После проявления промежуточный негатив зажимался между двумя стеклами подобно обычному слайду.

Параллельно с этим из кусочка обыкновенного целлофана при помощи специальных химикатов, которыми агента снабдили его «кураторы», изготавливался светочувствительный материал.

На некоторую горизонтальную поверхность помещался лист белой бумаги, на который устанавливалось специальное устройство, назовём его условно — камера для микроточки или микрокамера. Параллельно этой поверхности на высоте 60–80 см располагался промежуточный негатив, зажатый между стекол. На него помещалась обыкновенная лупа силой 2,5-3х, выполнявшая роль конденсора. Над негативом устанавливалась электрическая лампа мощностью 100 Вт с прозрачной колбой.

Всё это сооружение регулировалось таким образом, чтобы свет от лампы концентрировался лупой и, проходя через негатив, собирался узким пучком в линзовую систему микрокамеры. Приподымая и опуская стёкла с негативом, следовало добиться, чтобы пучок света собирался в точку на листе белой бумаги. Это место помечалось крестиком.

После этого лампа выключалась. На место, отмеченное крестиком, помещался кусочек подготовленного указанным образом целлофана, а поверх него микрокамера (поскольку светочувствительный слой для изготовления микроточки имел очень малую светочувствительность, указанные манипуляции можно было выполнять при слабом комнатном освещении). Лампа снова включалась и производилась экспозиция, которая обычно составляла 3 мин. Проэкспонированных фотослой проявлялся в обычном черно-белом проявителе. Изображение представляло собой микроскопическую чёрную точку.

С помощью кусочка бритвенного лезвия с отломанным острым концом эта точка вырезалась и с особыми предосторожностями пряталась в некотором заранее обусловленном с агентом месте. Обычно для этого использовалась обычная почтовая открытка. Следовало расщепить её угол на 2–3 мм, поместить в него микроточку и заклеить клеем из обыкновенной муки.

В отличие от других видов клеев он не обладал эффектом люминесценции в ультрафиолетовых лучах и не создавал демаскирующих признаков. Для хранения микроточек могли использоваться различные контейнеры в небольших бытовых предметах. Для чтения микроточек достаточно было небольшого микроскопа или специального приспособления, закамуфлированного даже в сигарете».

Описанное выше приспособление для изготовления микроточек по понятным причинам не вписывалось в перечень обычных предметов обихода, и должно было храниться в специальном контейнере. В качестве него использовалась обычная батарейка для карманного фонаря. Для убедительности внутри контейнера размещалась настоящая маленькая батарейка, напряжение от которого подводилось к контактам большой батарейки-контейнера.

Таким образом, создавалось впечатление, что контейнер представляет собой обыкновенный элемент питания. Разумеется, он не мог быть использован по прямому назначению из-за малой ёмкости. Но внешне он не вызывал подозрений у окружающих. Для того чтобы вскрыть контейнер, нужно было нажать на его стенку в определённом месте и развинтить его. Контейнер был изготовлен столь тщательно, что Р.Томсон порой сам путал его с обычными батарейками.

Кстати, израильская разведка «Моссад» использовала достаточно оригинальные контейнеры для хранения и транспортировки микроточек: маленькие ёмкости с какой-либо безвредной жидкостью. В случае опасности микроточку можно было просто проглотить вместе с содержанием ёмкости. И если в обычных условиях, уронив на пол, её почти невозможно было найти, то в этот раз безопасность была абсолютно гарантированной.

Длительное и многоплановое оперативное применение микроточки показало наряду с преимуществами и недостатки этого метода микрофотографии, на что ссылались в основном агенты и оперативные офицеры:

1) при изготовлении и упаковке микроточки необходимо быть предельно внимательным и затратить достаточно много времени;

2) микроточки нередко так хорошо прятались, что агенты с трудом находили их в письмах или документах;

3) микроточки требовали применения специальной оптики с большим увеличением, чтобы сделать сообщение разборчивым;

4) микроточки использовались в основном для односторонней связи от оперативного офицера к агенту, поскольку агенты, как правило, не имели навыков в микрофотографии, а для обучения методам изготовления микроточек требовались тщательная подготовка и многократная тренировка;

5) для изготовления микроточки часто было необходимо специальное фотооборудование, которое при обнаружении у агента могло сразу вызвать подозрение.

В заключение надо сказать, что в ХХ веке оперативная микрофотография активно использовалась многими спецслужбами всего мира. Связь с помощью микроточки считалась одним из самых надёжных и безопасных каналов передачи секретной информации.

Действительно, спрятанные в самые разные бытовые предметы, такие, как открытки и обычные письма, книги и небольшие посылки, микроточки можно было уверенно отправлять по обычным каналам почтовой связи.

Однако появление цифровых фототехнологий, активное применение бытовой компьютерной техники и широкие возможности всемирной сети Интернет предоставили спецслужбам гораздо большие возможности для связи.

Поэтому в ХХI веке микрофотография исчезает из оперативной практики, однако продолжает оставаться средством создания микроизображений в приборостроении, например, для нанесения тончайших сеток и визирных линий на оптические части устройств.

2. Современная стеганология

2.1. Цифровая стеганография

Интерес, который наблюдается в настоящее время к стеганографии как совокупности методов сокрытия информации, возник в большой мере благодаря интенсивному внедрению и широкому распространению средств вычислительной техники (компьютеров) во все сферы деятельности человека.

В рамках вычислительных сетей (интернет) возникли достаточно широкие возможности оперативного обмена разной информацией в виде текстов, программ, звука, изображений между любыми участниками сетевых сеансов независимо от их территориального расположения. Это позволяет активно применять все преимущества, которые дают стеганографические методы защиты.

Как и любое новое направление, компьютерная стеганография, несмотря на большое количество открытых публикаций и ежегодные конференции, долгое время не имела единой терминологии. До недавнего времени для описания модели стеганографической системы использовалась предложенная в 1983 году Симмонсом так называемая «проблема заключенных».

Она состоит в том, что двое заключенных хотят обмениваться секретными сообщениями без вмешательства охранника, контролирующего коммуникационный канал. При этом имеется ряд допущений, которые делают эту проблему более или менее решаемой.

Первое допущение облегчает решение проблемы и состоит в том, что участники информационного обмена могут разделять секретное сообщение перед заключением. Другое допущение, наоборот, затрудняет решение проблемы, так как охранник имеет право не только читать сообщения, но и изменять их.

Позднее, на специальной конференции «Сокрытие информации: первый информационный семинар» в 1996 году было предложено использовать единую терминологию и обговорены основные термины. Стеганографическая система или стегосистема — совокупность средств и методов, которые используются для формирования скрытого канала передачи информации.

При построении стегосистемы должны учитываться следующие положения:

— противник имеет полное представление о стегосистеме и деталях ее реализации. Единственной информацией, которая остается неизвестной противнику, является ключ, с помощью которого только его держатель может установить факт присутствия и содержание скрытого сообщения;

— если противник каким-то образом узнает о факте существования скрытого сообщения, это не должно позволить ему извлечь подобные сообщения в других данных до тех пор, пока ключ хранится в тайне;

— противник должен быть лишен каких-либо технических и иных преимуществ в распознавании или раскрытии содержания тайных сообщений.

Компьютерная стеганография основывается на особенностях компьютерной платформы, например:

— использование зарезервированных полей компьютерных форматов файлов — суть метода состоит в том, что часть поля расширений, не заполненная информацией о расширении, по умолчанию заполняется нулями и используется для записи своих данных;

— метод сокрытия информации в неиспользуемых местах гибких дисков, например, на нулевой дорожке;

— метод использования особых свойств полей форматов, которые не отображаются на экране, основанный на специальных «невидимых» полях для получения сносок, указателей;

— использование особенностей файловых систем — при хранении на жёстком диске файл всегда занимает целое число кластеров.

Цифровая стеганография основывается на сокрытии или внедрении дополнительной информации в цифровые объекты. Как правило, данные объекты являются мультимедиа-объектами (изображения, видео— или аудио-файлы), внесение изменений в которые вызывает лишь незначительные искажения, находящиеся ниже порога чувствительности среднестатистического человека, что не приводит к заметным изменениям этих объектов.

Сегодня стеганографические технологии активно используются для решения таких основных задач:

— защита информации с ограниченным доступом от несанкционированного доступа;

— защита авторских прав на некоторые виды интеллектуальной собственности;

— преодоление систем мониторинга и управления сетевыми ресурсами;

— «камуфлирование» (маскировка) программного обеспечения;

— создание скрытых каналов утечки чувствительной информации от законного пользователя.

В цифровой стеганографии можно выделить следующие направления:

— встраивание информации с целью ее скрытой передачи;

— встраивание цифровых водяных знаков (watermarking);

— встраивание идентификационных номеров (fingerprinting);

— встраивание заголовков (captioning).

Цифровая стеганография является одним из самых перспективных направлений для аутентификации и маркировки авторской продукции с целью защиты авторских прав на цифровые объекты от пиратского копирования. На компьютерные графические изображения, аудиопродукцию, литературные произведения (программы в том числе) наносится специальная метка, которая остаётся невидимой для глаз, но распознается специальным программным обеспечением.

Один из наиболее эффективных технических средств защиты мультимедийной информации и заключается во встраивании в защищаемый объект невидимых меток — ЦВЗ. Разработки в этой области ведут крупнейшие фирмы во всем мире. Так как методы ЦВЗ начали разрабатываться совершенно недавно, то здесь имеется много неясных проблем, требующих своего разрешения. Наиболее подходящими объектами защиты при помощи ЦВЗ являются неподвижные изображения, файлы аудио и видеоданных.

Метка содержит спрятанную информацию, которая подтверждает авторство. Спрятанная информация должна обеспечить защиту интеллектуальной собственности. Как внедряемую информацию можно использовать данные об авторе, дате и месте создания произведения, номера документов, которые подтверждают авторство, дату приоритета и т. п. Такие специальные сведения могут рассматриваться как доказательства при рассмотрении споров об авторстве или для доказательства нелегального копирования.

Технология встраивания идентификационных номеров производителей имеет много общего с технологией ЦВЗ. Отличие заключается в том, что в первом случае каждая защищенная копия имеет свой уникальный встраиваемый номер (отсюда и название — дословно «отпечатки пальцев»).

Этот идентификационный номер позволяет производителю отслеживать дальнейшую судьбу своего детища: не занялся ли кто-нибудь из покупателей незаконным тиражированием. Если да, то «отпечатки пальцев» быстро укажут на виновного.

Встраивание заголовков (невидимое) может применяться, например, для подписи медицинских снимков, нанесения легенды на карту и т. д. Целью является хранение разнородно представленной информации в едином целом. Это, пожалуй, единственное приложение стеганографии, где в явном виде отсутствует потенциальный нарушитель.

Стеганографические методы находят всё большее применение в оборонной и коммерческой сферах деятельности благодаря их лёгкому приспособлению к решению задач защиты информации, а также отсутствию явно выраженных признаков средств защиты, использование которых может быть ограничено или запрещено (например, криптосредств защиты).

Использование стеганографических систем (далее — стегосистем) является наиболее эффективным при решении проблемы защиты информации с ограниченным доступом. Так, например, только одна секунда оцифрованного звука с частотой дискретизации 44100 Гц и уровнем отсчёта 8 бит в стереорежиме позволяет спрятать за счёт замены младших разрядов на скрываемое сообщение около десяти килобайт информации. При этом изменение значений отсчётов составляет менее 1 %. Такое изменение практически не обнаруживается при прослушивании файла большинством людей.

В рамках цифровой стеганографии рассматриваются вопросы, связанные с сокрытием информации, которая сохраняется на компьютерных носителях информации или передаётся по сетям телекоммуникаций, с организацией спрятанных каналов в компьютерных системах и сетях, а также с технологиями ЦВЗ и отпечатков пальцев.

Существуют определённые отличия между технологиями ЦВЗ и отпечатков пальцев, с одной стороны, и собственно стеганографическими технологиями сокрытия секретной информации для её последующей передачи или хранения. Самое главное отличие — это то, что ЦВЗ и отпечатки имеют целью защиту самого цифрового объекта (программы, изображения, музыкального файла и т. п.), куда они внедряются, и обеспечивают доказательство прав собственности на данный объект.

По аналогии с криптосистемами в стеганографии также различают системы с секретным ключом и системы с открытым ключом. В стегосистеме с секретным ключом используется один ключ, заранее известный абонентам к началу скрытого обмена секретными сообщениями или пересланный по защищённому каналу.

В стегосистеме с открытым ключом для встраивания и извлечения секретного сообщения используются разные ключи, причём вывести один ключ из другого с помощью вычислений невозможно. Один из ключей (открытый) может передаваться свободно по незащищённому каналу связи, а другой ключ (секретный) по защищённому каналу. Данная схема хорошо работает при взаимном недоверии отправителя и получателя.

Учитывая всё многообразие стегосистем, они могут быть следующих типов: бесключевые системы, системы с секретным ключом, системы с открытым ключом и смешанные системы. Для повышения безопасности бесключевых систем перед началом стеганографического процесса предварительно выполняется шифрование информации. Такой подход увеличивает защищённость всего процесса связи, поскольку это усложняет выявление спрятанного сообщения.

При использовании стегосистем с секретным ключом отправитель, вставляя секретное сообщение в выбранный контейнер, применяет секретный стегоключ. Если используемый в стеганографическом преобразовании ключ известен получателю, он сможет вытянуть спрятанное сообщение из контейнера. Без знания такого ключа никакой другой пользователь этого сделать не сможет. Данный тип стегосистем требует наличие безопасного канала для обмена стегоключами.

Стегосистемы с открытым ключом не требуют дополнительного канала ключевого обмена. Для их функционирования необходимо иметь два стегоключа: один — секретный, который пользователи должны хранить в тайне, а второй — открытый, который хранится в доступном для всех месте. При этом открытый ключ используется в процессе сокрытия информации, а секретный — для её извлечения.

Простым способом реализации подобных стегосистем является использование криптосистем с открытым ключом. Стегосистемы с открытыми ключами используют тот факт, что функция извлечения спрятанной информации может быть применима к любому контейнеру вне зависимости от того, находится ли в нём спрятанное сообщение, или нет.

Если в контейнере отсутствует спрятанное сообщение, то всегда будет восстанавливаться некоторая случайная последовательность. Если эта последовательность статистически не отличается от шифротекста криптосистемы с открытым ключом, тогда в безопасной стегосистеме можно прятать полученный таким способом шифротекст.

В смешанных стегосистемах применяются, как правило, бесключовые стегосистемы с использованием особенностей криптосистем с открытым и (или) секретным ключом.

В завершение главы отметим, что в период холодной войны шпионы использовали ограниченный набор цифровой техники для сокрытия информации. Так, например, в конце 1980-х годов старший офицер ФБР Роберт Ханссен, работавший на КГБ, передавал через тайник своему куратора сообщения на 8-дюймовых компьютерных дискетах.

Ханссен вначале шифровал информацию, а затем прятал её на дискеты, используя так называемую «технологию 40-й дорожки». Агент КГБ использовал малоизвестный в то время процесс переформатирования компьютерной дискеты, который позволял скрывать информацию путем размещения её на дорожки дискеты, недоступные для операционной системы компьютера тех лет.

Если тогда такие малоизвестные методы, используемые Ханссеном, были популярны только среди компьютерных вундеркиндов, то в XXI веке программы компьютерной стеганографии для сокрытия данных стали доступны любому, кто имеет Интернет. Так, например, информацию в цифровом виде современный шпион может спрятать внутри музыкальных или видеофайлов таким образом, чтобы сделать звук и изображение неизменными.

Аудиофайлы могут скрывать информацию путем изменения цифровых битов файла, которые слышны человеческому уху. Графические изображения также позволяют иметь избыточные биты, составляющие цвета, которые при изменении оказываются одинаковыми для человеческого глаза.

Если кто-то не имеет оригиналов этих измененных звуковых или графических файлов для сравнения, то обнаружить скрытые сообщения будет очень трудно, особенно среди миллиона электронных писем с вложенными файлами, которые отправляются ежедневно через Интернет.

По данным Минюста США арестованные в 2010 году российские разведчики для связи с Москвой использовали компьютерную стеганографию. Для этого свои заранее зашифрованные сообщения они прятали внутри безобидных на первый взгляд фотографий, которые размещали на открытых веб-сайтах. По мнению экспертов, это были первые подтверждения в реальной жизни случаев применения разведывательными службами высоких технологий для сокрытия информации.

Однако у стеганографии, использующей цифровые изображения, имеются определенные недостатки. Шпионам нужны большие файлы для того, чтобы спрятать даже маленький объём информации, и это существенно ограничивает размер каждого сообщения и увеличивает время на его подготовку. Но в целом это великолепный способ для создания и передачи секретных сообщений.

Во-первых, спецслужбы не знают, как проанализировать обычную картинку на предмет наличия секретов. А во-вторых, в Интернете так много фотографий, что кадры со скрытыми в них сообщениями совершенно безопасно теряются среди этого многообразия.

По данным ФБР российские спецслужбы использовали несколько современных способов скрытой связи. Так, например, российская разведка использовала в США беспроводные соединения, устанавливаемые между электронными устройствами.

К примеру, агент сидит в кафе с ноутбуком, а его куратор паркуется поблизости и устанавливает защищенное беспроводное соединение, по которому затем идет обмен информацией. Надо отметить, что сотрудники ФБР смогли лишь зафиксировать факты такой связи, но перехватить информацию российских разведчиков не сумели.

В качестве приемников-передатчиков использовались нетбуки «ASUS EEE PC 1005». Это недорогие портативные компьютеры со встроенной функцией «WiMax», с помощью которой создавалось беспроводное соединение. На этих нетбуках было установлено специальное программное обеспечение, также, возможно, что какие-то изменения вносились и в электронную схему.

По сообщениям американских СМИ один из российских разведчиков пользовался для приёма и передачи информации электронным устройством, замаскированным под книгу. Судя по всему, «книга» также принимала и передавала сигналы формата «WiMax», но какие-либо подробности об этой камуфлированной системе связи отсутствуют.

2.2. Методы стеганографии

В целом большинство методов цифровой стеганографии базируются на двух принципах. Первый заключается в том, что файлы, не требующие абсолютной точности (например, файлы с изображением, звуковой информацией и т. п.), могут быть до определённой степени видоизменены без потери функциональности. Второй принцип основан на отсутствии специального инструментария или неспособности органов чувств человека надёжно различать незначительные изменения в таких исходных файлах.

В основе базовых подходов к реализации методов цифровой стеганографии в рамках той или другой информационной среды лежит выделение малозначимых фрагментов среды и замена существующей в них информации на информацию, которую предполагается защитить. Поскольку в цифровой стеганографии рассматриваются среды, поддерживаемые средствами вычислительной техники и соответствующих сетей, то вся информационная среда, в окончательном итоге, может представляться в цифровом виде.

Таким образом, незначительные для кадра информационной среды фрагменты в соответствии с тем или другим алгоритмом или методикой заменяются (смешиваются) на фрагменты скрываемой информации. Под кадром информационной среды в данном случае имеется в виду некоторая её часть, выделенная по определённым признакам. Такими признаками часто бывают семантические характеристики выделенной части информационной среды. Например, в качестве кадра может быть избран некоторый отдельный рисунок, звуковой файл, сайт и т. п.

По способу выбора контейнера различают методы суррогатной, селективной и конструирующей стеганографии.

В методах суррогатной (безальтернативной) стеганографии отсутствует возможность выбора контейнера и для укрывательства сообщения выбирается первый случайный контейнер, чаще всего не совсем подходящий для сообщения. В этом случае, биты контейнера замещаются битами скрываемого сообщения таким образом, чтобы это изменение не было заметным. Основным недостатком метода является то, что он позволяет спрятать лишь незначительное количество данных.

В методах селективной стеганографии предполагается, что спрятанное сообщение должно воспроизводить специальные статистические характеристики шума контейнера. Для этого генерируют большое число альтернативных контейнеров, чтобы потом выбрать наиболее пригодный из них для конкретного сообщения. Частицей такого подхода является вычисление некоторой хэш-функции для каждого контейнера. При этом для сокрытия сообщения выбирается тот контейнер, хэш-функция которого совпадает со значением хэш-функции сообщения (т. е. стеганограммой является выбранный контейнер).

В методах конструирующей стеганографии контейнер генерируется самой стегосистемой. Здесь может быть несколько вариантов реализации. Так, например, шум контейнера может моделироваться скрываемым сообщениям. Это реализуется с помощью процедур, которые не только кодируют скрываемое сообщение под шум, но и хранят модель первичного шума. В предельном случае по модели шума может строиться целое сообщение.

По способу доступа к скрываемой информации различают методы для потоковых (непрерывных) контейнеров и методы для контейнеров с произвольным доступом (ограниченной длины).

Методы для потоковых контейнеров работают с потоками непрерывных данных (например, IP-телефония). В этом случае скрываемые биты необходимо в режиме реального времени включать в информационный поток. О потоковом контейнере нельзя предварительно сказать, когда он начнётся, когда закончится и насколько длительным он будет. Более того, объективно нет возможности узнать заранее, которыми будут следующие шумовые биты. Наибольшую проблему при этом составляет синхронизация начала спрятанного сообщения.

Методы для контейнеров с произвольным доступом предназначены для работы с файлами фиксированной длины (текстовая информация, программы, графические или звуковые файлы). В этом случае заранее известны размеры файла и его содержание. Скрываемые биты могут быть равномерно выбраны с помощью определённой псевдослучайной функции.

Недостаток таких контейнеров заключается в том, что они имеют намного меньшие размеры, чем потоковые, к тому же расстояния между скрываемыми битами равномерно распределены между наиболее короткими и наиболее длинными заданными расстояниями, в то время как шум будет иметь экспонентное распределение длин интервала. Преимущество таких контейнеров заключается в том, что они могут быть предварительно оценены с точки зрения эффективности выбранного стеганографического преобразования.

По типу организации контейнеры, подобно помехозащищённым кодам, могут быть систематическими и несистематическими. В систематически организованных контейнерах можно указать конкретные места стеганограммы, где находятся информационные биты самого контейнера, а где — шумовые биты, предназначенные для скрываемой информации (как, например, в широко распространённом методе наименее значимого бита). При несистематической организации контейнера такого распределения сделать нельзя. В этом случае для выделения спрятанной информации необходимо обрабатывать содержание всей стеганограммы.

Основным направлением цифровой стеганографии является использование свойств избыточности информационной среды. Стоит учесть, что при сокрытии информации происходит искажение некоторых статистических свойств среды или нарушение её структуры, что необходимо учитывать для уменьшения демаскирующих признаков.

В особую группу можно также выделить методы, использующие специальные свойства форматов представления файлов:

— зарезервированные для расширения поля компьютерных форматов файлов, которые обычно заполняются нулями и не учитываются программой;

— специальное форматирование данных (сдвиг слов, предложений, абзацев или выбор определённых позиций букв);

— использование незадействованных мест на носителях информации;

— удаление идентифицирующих заголовков для файла.

В основном, для таких методов характерна низкая степень скрытности, низкая пропускная способность и слабая производительность.

По предназначению различают стегометоды собственно для скрытой передачи или скрытого хранения данных и методы для сокрытия данных в цифровых объектах с целью защиты самих цифровых объектов. По типу информационной среды выделяются стегометоды для текстовой среды, аудиосреды, а также для изображений (стоп-кадров) и видеосреды.

Развитие мультимедийных средств сопровождается большим потоком графической информации в вычислительных сетях. При генерации изображения, как правило, используются значительное количество элементарных графических примитивов, которое представляет особый интерес для стегометодов защиты. Визуальная среда (цифровые изображения и видео) обладает большой избыточностью разной природы:

— кодовая избыточность, возникающая при неоптимальном описании изображения;

— межпиксельная избыточность, обусловленная наличием значительной корреляционной зависимости между пикселями реального изображения;

— психовизуальная зависимость, возникающая из-за того, что орган зрения человека не адаптирован для точного восприятия изображения и воспринимает каждый участок с разной чувствительностью.

Информационным видеопотокам, состоящим из последовательности отдельных кадров изображения, кроме отмеченных выше, свойственна также избыточность, обусловленная информационной, технической, временной и функциональной (значностной) зависимостью между кадрами.

Принцип стегометодов заключается в замене избыточной, малозначимой части изображения битами секретного сообщения. Для извлечения сообщения необходимо знать место, где была размещена скрываемая информация. Наиболее распространённым методом этого класса является метод замены наименьшего значащего бита (далее — НЗБ).

Популярность метода НЗБ обусловлена его простотой и тем, что он позволяет прятать в относительно небольших файлах достаточно большие объёмы информации. Данный метод обычно работает с растровыми изображениями, представленными в формате без сжатия (например, «GIF» и «BMP»). Основным его недостатком является сильная чувствительность к наименьшим искажениям контейнера. Для ослабления этой чувствительности часто применяют помехоустойчивое кодирование.

Суть метода НЗБ заключается в замене наименьших значащих битов пикселей изображения битами секретного сообщения. В самом простом случае проводится замена НЗБ всех последовательно расположенных пикселей изображения. Но поскольку длина секретного сообщения обычно меньше количества пикселей изображения, то после его внедрения в контейнере будут два участка с разными статистическими свойствами (участок, в котором незначимые биты были изменены, и участок, в котором они не менялись). Это может быть легко обнаружено с помощью статистических тестов.

Для создания эквивалентного изменения вероятности всего контейнера секретное сообщение обычно дополняют случайными битами таким образом, чтобы его длина в битах равнялась количеству пикселей в исходном изображении.

Другой подход — метод случайного интервала — заключается в случайном распределении битов секретного сообщения по контейнеру, в результате чего расстояние между двумя встроенными битами определяется псевдослучайно. Эта методика наиболее эффективна при использовании потоковых контейнеров (видео).

Для сокрытия данных можно также воспользоваться палитрой цветов, присутствующей в формате изображения. В изображении каждому пикселю присваивается индекс в палитре. Поскольку цвета в палитре не всегда упорядочены, то скрываемую информацию можно кодировать последовательностью хранения цветов в палитре. Существуют много разных способов перестановки многоцветной палитры, что вполне достаточно для сокрытия небольшого сообщения.

В стеганографии применяются широкополосные методы, усложняющие выявление спрятанных данных и их удаление. Цель широкополосных методов совпадает с задачей, решаемой стегосистемой: попробовать «растворить» секретное сообщение в контейнере и сделать невозможным его выявление. Поскольку сигналы, распределённые по всей полосе спектра, трудно удалить, стегометоды, построенные на основе широкополосных методов, являются стойкими к случайным и преднамеренным искажениям.

Основное преимущество широкополосных стегометодов — это сравнительно высокая стойкость к искажениям изображения и разного вида атакам, потому что скрытая информация распределена в широкой полосе частот, и её трудно удалить без полного разрушения контейнера.

Статистические методы скрывают информацию путём изменения некоторых статистических свойств изображения. Они основаны на проверке статистических гипотез. Суть метода заключается в таком изменении некоторых статистических характеристик контейнера, при котором получатель сможет отличить модифицированное изображение от немодифицированного. Данные методы относятся к «однобитовым» схемам, т. е. ориентированным на сокрытие одного бита секретной информации.

Методы искажения, в отличие от предыдущих методов, требуют знания о первичном виде контейнера. Схема сокрытия заключается в последовательном проведении ряда модификаций контейнера, выбираемых в соответствии с секретным сообщением. Для извлечения спрятанных данных необходимо определить все расхождения между стеганограммой и исходным контейнером. По этим расхождениям восстанавливается последовательность модификаций, выполненная для сокрытия секретной информации.

Методы искажения легко применимы к цифровым изображениям. Как и в методах замены, для сокрытия данных выбирается определённое количество пикселей контейнера, используемые для сокрытия информации. Такой выбор можно сделать, используя датчик случайных чисел (или перестановок).

Существует ещё один подход к реализации метода искажения изображения при сокрытии данных. В соответствии с данным методом при вставке скрываемых данных делается попытка скорее изменить порядок появления избыточной информации в контейнере, чем изменить его содержание. При сокрытии данных составляется определённый «список пар» пикселей, для которых отличие будет меньше предельного. Этот список играет роль стегоключа — без него нельзя восстановить секретное сообщение. Если абонент имеет доступ к «списку пар», он всегда сможет осуществить обратную процедуру.

Существует также стегометод, в котором сокрытие информации проводится на содержательном уровне с использованием структурных и информационных параметров изображения. Суть метода заключается в проведении последовательных превращений фрагментов графического изображения, что в результате приводит к формированию скрытого текста.

В данное время появилось множество графических пакетов программ и баз данных, с помощью которых можно создавать разные графические изображения, презентации, мультипликацию и т. п. В каждом графическом изображении можно выделить отдельные компоненты, которые в соответствии с его сферой интерпретации имеют свою информационную нагрузку.

Визуальный образ можно представить в виде цифровой последовательности, которая потом легко преобразуется в текстовое сообщение. Это возможно, например, в процессе покрытия образа некоторым графом, используя информационную интерпретацию его отдельных компонентов. В первом приближении вершинами такого графа могут служить отдельные компоненты рисунка, а рёбрами — их соединения.

Особое развитие нашли методы цифровой стеганографии в аудиосреде. С их помощью обеспечивается пересылка больших объёмов скрытых данных в звуковых сообщениях, транслируемых по телевизионной, радио или телефонной сети. Современные средства телекоммуникации позволяют передавать звуковые сигналы не только в реальном времени, но и в цифровом формате через любую сеть передачи данных.

Известно, что слуховой аппарат человека функционирует в широком динамическом диапазоне; он очень чувствителен к случайным аддитивным помехам, способен различать относительную фазу, совсем нечувствителен к абсолютной фазе. Эти особенности слухового аппарата позволяют удачно использовать стегометоды в аудиосреде.

Метод НЗБ применяется при цифровом представлении аудиосигнала и пригоден для использования при любых скоростях связи. При преобразовании звукового сигнала в цифровую форму всегда присутствует шум дискретизации, не вносящий существенных искажений. «Шумовым» битам соответствуют младшие биты цифрового представления сигнала, которые можно заменить скрываемыми данными. Например, если звуковой сигнал представлен в 16-битовом виде, то изменение четырёх младших битов не приведёт к заметным на слух искажениям. В качестве стегоключа обычно используется указатель местоположения битов, в которых содержатся скрываемые данные.

Методы широкополосного кодирования используют те же принципы, что и методы сокрытия данных в изображениях. Их суть заключается в незначительной одновременной модификации целого ряда определённых битов контейнера при сокрытии одного бита информации. Прятать данные можно также путём внедрения эха в звуковой сигнал, поскольку при небольших временных сдвигах эхо-сигнал практически не различим на слух.

Фазовые методы сокрытия применяются как для аналогового, так и для цифрового сигнала. Они используют тот факт, что плавное изменение фазы на слух определить нельзя. В таких методах защищаемые данные кодируются или определённым значением фазы, или изменением фаз в спектре. Если разделить звуковой сигнал на сегменты, то данные обычно прячут только в первом сегменте.

Для сокрытия данных помимо методов, описанных выше, можно применять методы, основанные на модификации тех параметров музыкальной среды, которые в теории музыки можно описать качественно. Музыкальная среда имеет свое текстовое отображение в виде нот и других знаков, которые позволяют достаточно адекватно отображать музыкальное произведение и его внутреннюю структуру такими элементами, как ноты, гаммы, периоды, такты, аккорды, мотивы и пр. Построения музыкальных фрагментов подчиняются синтаксическим правилам, которые можно описать, что позволяет строить логические взаимоотношения и, соответственно, описание структур музыкальных произведений.

Музыкальные стегосистемы обеспечивают сокрытие информации в музыкальной среде по аналогии с импровизацией музыкальных произведений. По существу импровизация представляет собой такое изменение музыкального произведения или его фрагментов, которое сохраняет основные темы первоначального произведения в виде мелодий, но при этом расширяет образ музыкальной темы другими, дополняющими основной образ чертами, которых не было в основном музыкальном произведении.

Основное отличие музыкальной стеганографии от импровизации состоит в том, что целью является не расширение образов базового музыкального произведения, а внесение изменений, которые сохраняют мелодию основного произведения, соответствуют всем правилам построения данного произведения и при этом кодируют скрываемое сообщение, не искажая главной темы произведения.

На первом этапе работы стегосистемы анализируется количество мелодий (количество ее модификаций) в рамках музыкального произведения в сопоставлении с количеством предложений сообщения. На втором этапе осуществляется анализ допустимости расширения некоторого предложения музыкального произведения предложениями текста сообщения.

На следующем этапе осуществляется анализ преемственности фраз мелодий, отдельных слов текста и слов мелодии. После положительного решения задач перечисленных уровней формируется нотное отображение расширенного музыкального произведения с внедренным в него скрываемым сообщением. На основании нотного отображения расширения осуществляется его музыкальная реализация с помощью современных компьютерных систем, представляющих собой программно-аппаратные синтезаторы звука.

Дальнейшая звуковая обработка музыкальных записей, обработанных стегосистемой, не обязательна. Поскольку основная область применения музыкальных стегосистем — это среда Интернет, в которой музыкальные записи размещаются в цифровом формате на веб-страницах, то достаточно, чтобы расширенное музыкальное произведение воспринималось посторонними лицами не как шум, а как некоторая музыка, которая обладает мелодией или совокупностью мелодий, допускающих ту или иную тематическую интерпретацию.

2.3. Сетевая стеганография

Информационный обмен в глобальных сетях открыл массу возможностей для скрытой связи. Сообщения могут скрываться не только в файлах, как в традиционной стеганографии, но и в элементах управления протоколов связи и в результатах изменения логики протокола.

Сетевая стеганография в качестве носителей секретных данных использует сетевые протоколы эталонной модели «OSI» — сетевой модели взаимодействия открытых систем. В общем виде — это семейство методов модификации данных в заголовках сетевых протоколов и в полях полезной нагрузки пакетов, изменения структуры передачи пакетов в том или ином сетевом протоколе (иногда и в нескольких сразу).

Общей чертой всех методов сетевой стеганографии является создание с их помощью скрытых каналов передачи информации в любом открытом канале, в котором есть некая избыточность. Методы сетевой стеганографии можно разделить на три группы:

1. Методы модификации пакетов:

‒ методы, изменяющие данные в полях заголовков сетевых протоколов;

‒ методы, изменяющие данные в полях полезной нагрузки пакетов — это всевозможные алгоритмы водяных знаков, речевых кодеков и прочих стеганографических техник по сокрытию данных;

‒ методы, объединяющие два предыдущих класса.

2. Методы стеганографии, изменяющие структуру и параметры передачи пакетов:

‒ методы, в которых изменяется порядок следования пакетов;

‒ методы, изменяющие задержку между пакетами;

‒ методы, вводящие преднамеренные потери пакетов путём пропуска порядковых номеров у отправителя;

3. Смешанные (гибридные) методы стеганографии, изменяющие и содержимое пакетов, и сроки доставки пакетов, и порядок их передачи. При этом используются два подхода: преднамеренные задержки аудио пакетов «LACK» (англ. Lost Audio Packets) и ретрансляция пакетов «RSTEG» (англ. Retransmission Steganography).

Метод модификации сетевых пакетов «TranSteg» (англ. Transcoding Steganography), изменяющий полезную нагрузку «VoIP»-пакета, пользуется успехом за счёт популярности программ, обеспечивающих голосовую и видеосвязь через Интернет.

Как следует из названия, метод заключается в сжатии полезной нагрузки сетевого пакета за счёт перекодирования, и может применяться везде, где существует возможность сжатия открытых данных. Само сжатие требуется для ограничения размера передаваемых данных, поскольку скрытый канал связи имеет ограниченную пропускную способность.

«TranSteg» также проводит пересжатие исходных данных с потерями, чтобы освободить место под стеганограмму. Голосовые данные высокого битрейта (занимающие больше места в полезной нагрузке пакета) перекодируются в низкий битрейт, по возможности, с минимальными потерями качества, а на освободившееся место вносятся данные стеганограммы.

Метод позволяет получить неплохую стеганографическую пропускную способность в 32 кб/с при наименьшей разнице в битрейте голосового потока. Учёные Варшавского технологического университета и института телекоммуникаций провели ряд экспериментов, которые показали, что задержка в передаче «VoIP» пакета с использованием «TranSteg» возрастает на 1 миллисекунду в отличие от пакета без стеганограммы.

Сложность обнаружения напрямую зависит, например, от места расположения наблюдателя, в котором он может просматривать «VoIP»-трафик. К недостаткам данного метода стоит отнести сложность его реализации: нужно выяснить, какие кодеки используются для формирования голосового потока, и подобрать кодеки с наименьшей разницей потери качества речи, которое неизбежно будет снижаться.

В качестве примера второго класса методов рассмотрим использование механизмов «SCTP» (англ. Stream control transport protocol — транспортный протокол с контролем пакетов). Этот протокол реализуется в таких операционных системах как «BSD», «Linux», «HP-UX» и «SunSolaris», а также поддерживает сетевые устройства операционной системы «CiscoIOS» и может быть использован в «Windows». «SCTP»-стеганография использует характерные особенности данного протокола, такие как мультипоточность и использование множественных интерфейсов (англ. multi-homing).

Методы изменения содержимого «SCTP»-пакетов основаны на том, что каждая часть «STCP»-пакета может иметь переменные параметры. Обнаружение данного метода строится на основе статистический анализ адресов сетевых карт, используемых для пересылки пакетов, с целью выявления скрытых связей. Бороться же с организацией скрытого канала передачи, основанном на этом принципе, можно изменяя адреса отправителя и получателя в случайно выбранном пакете, который содержится в повторно высылаемом блоке.

Метод «RSTEG» основан на механизме повторной посылки пакетов. Отправитель посылает пакет, но получатель не отвечает пакетом с флагом подтверждения. Срабатывает механизм повторной посылки пакетов, и теперь посылается пакет со стеганограммой внутри, на который также не приходит подтверждения. При следующем срабатывании данного механизма посылается оригинальный пакет без скрытых вложений, на который приходит пакет с подтверждением об удачном получении.

Ни один из реальных методов стеганографии не является совершенным. Независимо от метода, скрытая информация может быть обнаружена: чем больше скрытой информации внесено в поток данных, тем больше шансов, что она будет обнаружена методами стегоанализа. Более того, чем больше пакетов используется для посылки скрытых данных, тем сильнее возрастает частота ретранслированных пакетов, что существенно облегчает обнаружение скрытого канала связи.

К тому же, потери пакетов в сети тщательно контролируются, а «RSTEG» использует легальный трафик, таким образом увеличивая общие потери. Чтобы убедиться, что общая потеря пакетов в сети нормальна и доля «RSTEG» не слишком высока по сравнению с другими соединениями в той же сети, уровень ретрансляции в целях стеганографии должен контролироваться и динамично адаптироваться.

Метод стеганографии с использованием ретрансляции пакетов «RSTEG» является гибридным. Поэтому его стеганографическая пропускная способность примерно равна пропускной способности методов с модификацией пакета, и при этом выше, чем у методов изменения порядка передачи пакетов. Сложность обнаружения и пропускная способность напрямую связана с используемым механизмом реализации метода.

Метод «RSTEG» на основе «RTO» (англ. Recovery Time Objective — директивное время восстановления) характеризуется высокой сложностью обнаружения и низкой пропускной способностью, а тот же метод на основе «SACK» (англ. Selective acknowledgment — выборочное подтверждение) обладает максимальной для «RSTEG» пропускной способностью, но более легко обнаруживается.

Метод «RSTEG» хорошо подходит для «TCP/IP» и при разумном уровне преднамеренных ретрансляций не должен вызвать подозрений у наблюдателя. Но данный метод весьма сложно реализовать, особенно те его алгоритмы, которые основаны на перехвате и исправлении пакетов обычных пользователей. Из-за резко возросшей частоты ретранслируемых пакетов или возникновения необычных задержек при передаче, стеганограммы могут вызвать подозрения у стороннего наблюдателя.

Метод «LACK» работает с протоколом «VoIP». Связь через «IP»-телефонию состоит из двух частей: сигнальной (служебной) и разговорной. В обеих частях происходит передача информации в обе стороны. Для передачи используется сигнальный протокол «SIP» (англ. Session Initiation Protocol — протокол установления сеанса) и «RTP» (англ. Real-time Transport Protocol — протокол трафика реального времени, собственно — разговора).

Это значит, что в течение сигнальной фазы вызова конечные точки «SIP» (так называемые «пользовательские SIP-агенты») обмениваются некоторыми «SIP»-сообщениями. Обычно «SIP»-сообщения проходят через «SIP»-серверы, что позволяет пользователям искать и находить друг друга. После установления соединения начинается фаза разговора, где аудио-поток «RTP» идёт в обоих направлениях между вызывающим и вызываемым.

И именно здесь эффективен метод «LACK». Пропускная способность его не меньше, а иногда и выше, чем у остальных алгоритмов, использующих аудио-пакеты. Принцип функционирования «LACK» выглядит следующим образом.

Передатчик выбирает один из пакетов голосового потока, и его полезная нагрузка заменяется битами секретного сообщения — стеганограммой, которая встраивается в один из пакетов. Затем выбранный пакет намеренно задерживается. Каждый раз, когда чрезмерно задержанный пакет достигает получателя, незнакомого со стеганографической процедурой, он отбрасывается.

Однако, если получатель знает о скрытой связи (именно ему адресована стеганограмма), то вместо удаления полученных «RTP»-пакетов он извлекает скрытую информацию. При намеренном вызове потерь возникает ухудшение качества связи, что может вызвать подозрение как у обычных пользователей, так и у прослушивающего наблюдателя.

Исходя из представленных результатов стегоанализа метода «LACK», можно заключить, что данный метод обладает средней сложностью обнаружения. Реализация метода слишком сложна, и может быть невозможна в пределах некоторых операционных систем.

Сравним все методы стеганографии по пропускной способности, сложности обнаружения, стоимости и сложности реализации. Например, самой высокой пропускной способностью обладает метод «TranSteg», а самой высокой сложностью обнаружения — «HICCUPS». При этом «HICCUPS» обладает наименьшей сложностью реализации, и находится на третьем месте по пропускной способности, что позволяет рассматривать его как фаворита.

Необходимо также учитывать, что характеристики находятся в самой тесной взаимосвязи. Так, например, сложность обнаружения будет напрямую зависеть от качества реализации, а следовательно — сложности реализации.

«HICCUPS» (англ. HIdden Communication system for Corrupted Networks — стегосистема для поврежденных сетей) — система с распределением полосы пропускания для сетей с разделяемой средой передачи данных. «HICCUPS» использует несовершенства среды передачи — шумы и помехи, которые являются естественными причинами искажения данных.

Сети с разделяемой средой передачи данных, в особенности локальные сети с шинной топологией, используют различные механизмы доступа к среде, например, «CSMA» (англ. Carrier Sense Multiple Access), «CSMA/CD» (англ. CSMA with Collision Detection), «CSMA/CA» (англ. CSMA with Collision Avoidance), «Token Bus».

Общая черта всех упомянутых механизмов — возможность «слышать» все кадры с данными, передаваемые в среде. Обязательное условие для перехвата кадров — доступ к физической среде. В проводной сети — через кабельные соединения, а в беспроводных — посредством работы с радиопередающим и принимающим оборудованием на соответствующем расстоянии и частоте.

«Прослушивание» всех передаваемых в среде кадров с данными и возможность отправки поврежденных кадров с неправильными значениями кодов коррекции — важнейшие сетевые функции для «HICCUPS». В частности, беспроводные сети используют радиопередачу с переменной частотой битовых ошибок, что создает возможность для инъекций «искусственных» поврежденных кадров.

В целом, новизна «HICCUPS» заключается в:

— использовании защищенной телекоммуникационной сети, оборудованной криптографическими механизмами, для создания стегосистемы;

— новом протоколе с распределением пропускной способности для стеганографических целей, основанного на поврежденных кадрах.

Предлагаемая система предназначена для реализации в средах, обладающих следующими свойствами (обязательным является только свойство 1):

— разделяемая среда передачи данных с возможностью перехвата кадров;

— общеизвестный метод инициализации алгоритма шифрования, например, векторами инициализации;

— механизмы целостности для зашифрованных кадров, например, односторонняя хеш-функция, циклический избыточный код «CRC».

В сети с описанными свойствами можно создать три скрытых канала данных в кадре «MAC»:

— «HDC1» — основанный на векторах инициализации шифра;

— «HDC2» — основанный на «MAC»-адресах (например, назначение и источник);

— «HDC3» — на основе значений механизма целостности (например, контрольной суммы кадра).

В сетях, где безопасность не обеспечивается, используются только «HDC2» и «HDC3». Большинство проводных сетей не поддерживают безопасность на уровне «MAC», в отличие от беспроводных.

Общая схема «HICCUPS» основана на трех режимах:

— система инициализации,

— базовый режим,

— режим поврежденных кадров.

При инициализации системы все станции, включенные в скрытую группу, устанавливают секретный ключ для шифров, встроенных в стегосистему. Предлагаемая система не ограничена одноадресной рассылкой (один отправитель одному получателю), многоадресной рассылкой (одна для многих или многие для многих) или широковещательным соединением. Решение открыто для любых процедур добавления в группу, ключевого соглашения или протокола обмена ключами.

Основным режимом работы «HICCUPS» является обмен данными на основе векторов инициализации шифра (HDC1) и «MAC»-адресов (HDC2). Эти скрытые каналы связи характеризуются низкой пропускной способностью — менее 1 % доступного объема кадра. Они могут использоваться для обмена контрольными сообщениями между скрытыми рабочими станциями и для связи с низкой пропускной способностью.

Для установленной последовательности, передаваемой через «HDC1» или «HDC2», станции скрытой группы перемещаются в режим поврежденных кадров, имеющий дополнительную полосу пропускания. В режиме поврежденных кадров информация передается внутри полезной нагрузки кадров с намеренно созданными неправильными контрольными суммами (HDC3).

Этот режим обеспечивает почти 100 % пропускной способности в течение определенного периода времени. Обычно станции, которые не принадлежат к скрытой группе, отбрасывают поврежденные кадры с неправильными контрольными суммами. Общеизвестным является метод создания контрольных сумм с поврежденным кадром для скрытых групповых станций.

Последовательный перебор режимов обмена «HDC1» — «HDC3» приводит к возврату в базовый режим. Сетевые адаптеры, работающие в режиме поврежденного кадра должны мониторить всех фреймы (даже с ошибочной контрольной суммой кадров) из среды передачи.

Основными функциональными частями предлагаемой системы являются:

1) «P1» — сетевые карты, предназначенные, например, для «IEEE 802.11b», «IEEE 802.11g»; сетевые карты должны иметь возможность контролировать «HDC1» — «HDC3» и полезную нагрузку данных в кадре «MAC»;

2) «P2» — система управления для контроля «HDC1» — «HDC3» и данных в кадре «MAC». Система может быть программной или аппаратной и должна выполнять следующие функции:

— подключение к скрытой группы;

— отключение от скрытой группы;

— обеспечение интерфейса для верхнего сетевого уровня для управления «HDC1» — «HDC3» и данных в кадре «MAC»;

3) с расширением криптографии:

— ключевое соглашение / обмен ключами;

— обновление ключа;

— шифрование/дешифрование.

Стеганография в «VoIP»-потоке

В передатчике из потока «RTP» выбирается один пакет, а его полезная аудио-нагрузка (голосовая информация) заменяется битами стеганограммы. Затем выбранный звуковой пакет намеренно задерживается перед передачей. Если пакет с превышенной задержкой достигает получателя, не подозревающего о стеганографической процедуре, он отбрасывается, потому что для не подозревающих приемников скрытые данные «невидимы».

Однако, если приемник знает о скрытом сообщении, он извлекает скрытую («полезную») нагрузку вместо удаления пакета. Поскольку скрытая нагрузка умышленно задерживаемых пакетов используется для передачи секретной информации получателям, осведомленным о процедуре, никаких дополнительных пакетов не генерируются.

Стегоанализ «LACK» трудно выполнить, поскольку потеря пакетов в IP-сетях является «естественным явлением», и поэтому умышленные потери, введенные «LACK», нелегко обнаружить, если они находятся в разумных пределах. Потенциальные методы стегоанализа «LACK» включают следующее:

1. Статистический анализ потерянных пакетов для вызовов в подсети. Этот тип стегоанализа может быть реализован с помощью пассивного «надзирателя» (или какого-либо другого сетевого узла), например, на основе информации, включенной в отчеты протокола управления транспортным режимом «RTCP» в режиме реального времени между пользователями во время их обмена или наблюдения за потоками потока «RTP» (порядковые номера пакетов).

Если для некоторых наблюдаемых вызовов количество потерянных пакетов выше среднего (или определенного выбранного порога), этот критерий может использоваться как указание на потенциальное использование «LACK».

2. Статистический анализ на основе длительности «VoIP»-звонков. Если известно распределение вероятности продолжительности вызова для определенной подсетей, то статистический стегоанализ может быть выполнен для обнаружения источников «VoIP», которые не соответствуют распределению. Продолжительность вызовов «LACK» может быть больше по сравнению с вызовами без «LACK» в результате введения стеганографических данных.

3. Активный «надзиратель», который анализирует все «RTP»-потоки в сети, может идентифицировать пакеты, которые слишком задержаны и уже не могут быть использованы для восстановления голоса. Активный «надзиратель» может стирать их поля данных или просто отбросить их.

Потенциальной проблемой, возникающей в этом случае, является удаление задержанных пакетов, которые все еще могут использоваться для восстановления разговора. Размер буфера дрожания в приемнике, в принципе, неизвестен активному «надзирателю».

Если активный «надзиратель» отбрасывает все задержанные пакеты, тогда он потенциально может отбросить пакеты, которые могут быть использованы для восстановления голоса. Таким образом, качество разговора может значительно ухудшиться. Более того, в этом случае затрагиваются не только стеганографические звонки, но и обыкновенные.

2.4. Цифровой водяной знак

Среди методов и технологий, которые используют стеганографическую защиту информации, наиболее развитыми представляются технологии защиты авторских прав на мультимедийную продукцию.

Поскольку к изображению, аудио— или видеофайлу можно добавить какое-либо сообщение таким образом, чтобы это не испортило впечатления от просмотра/прослушивания, и поскольку такое вложение практически невозможно обнаружить и изъять, то это сообщение можно использовать в качестве авторской подписи.

Подобные «водяные знаки» помогут доказать, что, например, сделанная вами фотография была незаконно использована для оформления некоего известного веб-сайта. В настоящее время существует ряд программ, реализующих электронную подпись мультимедиаданных методами стеганографии, а также сканирующих интернет с целью обнаружения работ, используемых без разрешения.

Методы стеганографии предусматривают скрытное внедрение в графический аудио или видео файл специальной информации, включая информацию о правообладателе, его почтовом и электронном адресе, телефоне и других данных (скрытное внедрение данных в текстовые файлы также возможно, но с целью защиты авторских прав не используется, так как присутствие «явной» подписи не портит текст).

Наличие информации об авторе материала дает возможность лицам, заинтересованным в его использовании связаться с автором с целью заключения с ним соглашения о законном использовании его работы. С другой стороны, наличие стеганографически внедренных данных, в принципе, позволяет «отследить» размещение материала в интернете, а значит, выявить факты возможного его несанкционированного использования.

Одним из основных и наиболее перспективных направлений использования стеганографии является встраивание ЦВЗ, способствующих защите авторских прав на графические и аудио или видео файлы от пиратства и обеспечивающих возможность контроля за распространением защищенной информации.

ЦВЗ — это специальная метка, незаметно внедряемая в графический, аудио, видео или иной файл с целью контроля его использования. Для внедрения и распознавания ЦВЗ разработано специальное ПО. Программы распознавания ЦВЗ позволяют извлекать информацию о владельце авторских прав и о том, как вступить с ним в контакт.

Программы обнаружения ЦВЗ позволяют контролировать распространение защищенной информации. Таким образом, основной областью применения ЦВЗ является защита интеллектуальной собственности от копирования и несанкционированного использования. Основным недостатком методов внедрения ЦВЗ является их неспособность предотвратить незаконное использование авторских материалов.

Невидимые водяные знаки считываются специальным устройством, которое может подтвердить либо опровергнуть корректность. ЦВЗ могут содержать различные данные: авторские права, идентификационный номер, управляющую информацию. Наиболее удобными для защиты с помощью ЦВЗ являются неподвижные изображения, аудио— и видеофайлы.

Технология записи идентификационных номеров производителей очень похожа на ЦВЗ, но отличие состоит в том, что на каждое изделие записывается свой индивидуальный номер (так называемые «отпечатки пальцев»), по которому можно вычислить дальнейшую судьбу изделия. Невидимое встраивание заголовков иногда используется, к примеру, для подписей медицинских снимков, нанесения пути на карту и т. п. Скорее всего, это единственное направление стеганографии, где нет нарушителя в явном виде.

Основные требования, предъявляемые к водяным знакам: надёжность и устойчивость к искажениям, незаметности, робастности к обработке сигналов (устойчивость — способность системы к восстановлению после воздействия на неё внешних / внутренних искажений, в том числе умышленных). ЦВЗ имеют небольшой объём, но для выполнения указанных выше требований, при их встраивании используются более сложные методы, чем для встраивания обычных заголовков или сообщений. Такие задачи выполняют специальные стегосистемы.

Перед помещением ЦВЗ в контейнер его нужно преобразовать в подходящий вид. К примеру, если в качестве контейнера используется изображение, то и ЦВЗ должен быть представлен как двумерный битовый массив.

Для повышения устойчивости к искажениям часто применяют помехоустойчивое кодирование или используют широкополосные сигналы. Начальную обработку скрытого сообщения делает прекодер. Важная предварительная обработка ЦВЗ — вычисление его обобщенного преобразования Фурье. Это повышает помехоустойчивость.

Первичную обработку часто производят с использованием ключа — для повышения секретности. Потом водяной знак «укладывается» в контейнер (например, путём изменения младших значащих бит). Здесь используются особенности восприятия изображений человеком.

Широко известно, что изображения имеют огромную психовизуальную избыточность. Глаза человека подобны низкочастотному фильтру, который игнорирует мелкие элементы изображения. Наименее заметны искажения в высокочастотной области изображений. Внедрение ЦВЗ также должно учитывать свойства восприятия человека.

Во многих стегосистемах для записи и считывания ЦВЗ используется ключ. Он может предназначаться для ограниченного круга пользователей или же быть секретным. Например, ключ нужен в «DVD» плеерах для возможности прочтения ими содержащихся на дисках ЦВЗ. Как известно, не существует таких стегосистем, в которых бы при считывании водяного знака требовалась другая информация, нежели при его записи.

В стегодетекторе происходит обнаружение ЦВЗ в защищённом им файле, который, возможно, мог быть изменён. Эти изменения могут быть связаны с воздействиями ошибок в канале связи, либо преднамеренными помехами. В большинстве моделей стегосистем сигнал-контейнер можно рассмотреть как аддитивный шум.

При этом задача обнаружения и считывания стегосообщения уже не представляет сложности, но не учитывает двух факторов: неслучайности сигнала контейнера и запросов по сохранению его качества. Учет этих параметров позволит строить более качественные стегосистемы. Для обнаружения факта существования ЦВЗ и его считывания используются специальные устройства — стегодетекторы.

Самой известной технологией в области защиты прав автора на графическую информацию является технология «Digital Water Marc» (ЦВЗ) компании «Digimarc Corporation». Специальное программное обеспечение (далее — ПО) «Picture Marc» (ключевая часть технологии) позволяет внедрять в изображение цифровой идентификатор (метку) создателя. Для получения собственного идентификатора пользователь обязан зарегистрироваться в сервисном центре компании «Digimarc» («Marc Centre»).

Цифровая метка при внедрении в изображение кодируется величиной яркости пикселей, что определяет стойкость метки при различных трансформациях графического файла (редактирование, уменьшение/увеличение изображения, преобразование в другой формат, сжатие). Более того, цифровая метка, внедренная таким способом, не теряется даже после печати и последующего сканирования.

Однако, цифровая метка не может быть ни изменена, ни удалена из маркированного изображения. Считывается цифровая метка с помощью программы «Read Marc». Специальное ПО «Marc Spider» просматривает изображения, доступные через интернет, и сообщает о незаконном использовании.

На рынке ПО в настоящее время предлагается множество систем и технологий, работающих по принципу, аналогичному ЦВЗ. Все они преобразовывают идентификационный код производителя мультимедиа в невидимую цифровую метку и встраивают ее в объект защиты.

Обычно такие системы называют системами ЦВЗ. На рынке представлены технологии «Pixel Tag» (производства «MIT Media Lab»); «EIKONAMARK» (производства «Alpha Tec Ltd.»); «TigerMark» (компании «NEC») и многие другие.

Некоторые технологии вместо термина «водяной знак» используют термин «отпечаток пальца». На рынке представлена технология «FBI» (англ. Fingerprinting Binary Images) производства «Signum Technologies». Сервисные программы, использующие данную технологию, также позволяют встраивать, определять и читать «отпечаток пальца» из цифровых данных.

Внимания также заслуживают возможности комплексной системы управления электронным копирайтом «Cryptolope» (компании «IBM»), основанные на технологии «Java».

Применяется на практике и специальный протокол защиты мультимедиа «MMP» (англ. Multimedia Protection Protocol), разработанный для защиты от пиратства при продаже оцифрованных данных через интернет или другие каналы.

Однако необходимо заметить, что существуют и программы, удаляющие цифровые метки из файлов, содержащих изображения. Наиболее известны две из них: «UnZign» и «StirMark2», которые используются как средства тестирования стойкости меток, встраиваемых системами ЦВЗ. Применение этих программ показывает, что на сегодняшний день ЦВЗ всех производителей уничтожаются без заметного ухудшения качества изображения.

В настоящее время приобретают широкое распространение стеганографическое ПО, позволяющее маскировать целые файлы в других файлах — файлах-контейнерах. Файлами-контейнерами обычно служат графические или звуковые файлы, иногда используются и текстовые файлы (в формате «TXT» и «HTML»). К такому классу программ относятся широко известные программы «S-Tools», «Steganos», «Contraband», «Hide4PGP» и другие.

Широко известны стеганографические вставки «Easter Eggs» в компьютерных программах. Разработчики ПО внедряют в свои программы самостоятельные модули, вызываемые определенной (часто довольно сложной) комбинацией клавиш или последовательностью действий.

Такие программы, называемые секретами, после активизации демонстрируют различного рода шутки, развлекательную анимацию. Часто программа-секрет демонстрирует список разработчиков ПО, а иногда даже их фотографии. Поэтому в некоторых публикациях технологию «Easter Eggs» относят к технологиям защиты авторских прав на компьютерные программы.

Стеганографические методы защиты авторских прав на компьютерные программы сегодня недостаточно развиты. Так, например, среди 146 инструментальных стегосредств, основанных на стеганографических методах и технологиях ЦВЗ, анонсировано только одно средство — «S-Mail» производства «Security Software Development Ltd.», которое встраивает скрытую информацию в файлы с расширением «EXE» и «DLL».

В других случаях применяется следующее стеганографическое ПО. Так, «Blindside» является применением стеганографии, которое позволяет скрыть файл или набор файлов в стандартном образе компьютера. Новое изображение выглядит идентично, но может содержать до 50 Мбайт или около того секретных данных. Скрытые файлы могут также быть зашифрованы паролем, чтобы предотвратить несанкционированный доступ к данным.

«DataMark» реализует технологии 4-х цифровых продуктов стеганографии: «StegComm» для конфиденциальной мультимедийной связи, «StegMark» для ЦВЗ на цифровом носителе, «StegSafe» для хранения цифровой информации и связи и «StegSign» для электронной коммерции. Каждое ПО поставляется как в стандартной версии для удовлетворения общих потребностей, так и в профессиональной версии для дополнительной безопасности и доступности функций.

«Digital Picture Envelope» представляет собой программу, позволяющую сделать секретные данные незаметными для любого человеческого глаза. Таким образом, можно сохранить/отправить его безопасно с помощью компьютера. На самом деле, она может вставлять секретные данные в контейнер, не меняя визуальное качество контейнера и отображаемый размер файла.

«Hide4PGP» — это бесплатная программа, которая распространяется в виде исходного кода в «ANSIC» и в виде скомпилированных исполняемых файлов для «DOS», а также «Win32». По заявлениям разработчиков она позволяет скрыть любые данные таким образом, что зритель или слушатель не признает никакой разницы при сравнении с контейнером.

«InThePicture» осуществляет шифрование файлов и сообщений в избыточные пространства в «BMP» файлов (англ. Windows Bitmap) изображений.

«Invisible Secrets» скрывает личные данные в файлы, которые невинно выглядят, как изображения или веб-страницы. Программа характеризуется:

— сильными алгоритмами шифрования;

— позволяет защитить паролем определенные приложения,

— решениями для управления паролями,

— наличием генератора случайных паролей,

— наличием «измельчителя», который позволяет уничтожить без возможности восстановления файлы, папки и интернет следы,

— возможностью создания саморасшифровывающихся пакетов, обеспеченных передачей пароля.

«JPHIDE» и «JPSEEK» — программы, которые позволяют скрыть файл в формате «JPEG» изображение визуально. Целью разработки было не просто скрыть файл, а сделать это таким образом, что невозможно доказать, что хост-файл содержит скрытый файл. Учитывая типичный зрительный образ, низкую скорость введения (до 5 %) и отсутствие оригинального файла, не представляется возможным заключить с высокой уверенностью, что хост-файл содержит вставленные данные.

«MP3Stego» скрывает данные в «MP3» файлах в процессе сжатия. Данные сначала сжаты, зашифрованы и скрыты в потоке битов. Хотя программа была написана для стеганографических приложений, она может быть использована для защиты авторских прав. Система маркировки для файлов «MP3» слабая, но все же гораздо лучше, чем флагом авторских прав в «MPEG», как определено стандартом. Любой противник может распаковать поток битов и сжать его, чтобы удалить скрытые данные.

«NICETEXT» представляет собой пакет, который преобразует текст в любой файл на псевдоестественном языке. Псевдоестественный — это компьютерный язык, конструкции которого намеренно сделаны похожими на конструкции естественного языка (английского, русского и т. д.). У некоторых псевдоестественных языков (например, «SQL») лишь простейшие конструкции похожи на естественный язык, сложные запросы имеют явно «компьютерный» вид.

«OutGuess» — это универсальный инструмент стеганографии, который обеспечивает вставку скрытых данных в избыточные биты контейнера. Характер источника данных не имеет никакого значения. Программа опирается на данные конкретных обработчиков, которые будут извлекать избыточные биты и записать их обратно после модификации. В основной версии поддерживаются изображения формата «PNM» и «JPEG».

«ScramDisk» — это программа, которая позволяет создавать и использовать виртуальные зашифрованные диски. Создается файл — контейнер на существующем жестком диске, который создается с определенным паролем. Этот контейнер может быть установлен на «ScramDisk» программным обеспечением, которое создает новую букву диска для представления дисков. Виртуальный диск может быть доступен только с правильным паролем.

«Snow» используется для сокрытия сообщения в «ASCII» текст, путем добавления пробелов в конце строк. Из-за пробелов и символов табуляции, данные как правило, не видны в тексте, сообщение фактически скрыто от случайного наблюдателя. И если встроенные данные зашифрованы, сообщение невозможно прочитать, даже если оно было обнаружено.

«Steganos» скрывает секретные данные в звуковые, графические и текстовые файлы. Эти данные не зашифрованы заранее. Таким образом, файлы могут быть отправлены через интернет, не будучи замеченными третьими лицами.

«StegParty» представляет собой систему для сокрытия информации внутри текстовых файлов. В отличие от аналогичных инструментов в настоящее время не используется для кодирования данных — она опирается на небольшие изменения в сообщенииях, такие, как изменения в орфографии и пунктуации. Из-за этого можно использовать любой текстовый файл в качестве своего оператора, и он будет более-менее понятен после того, как тайное сообщение встроено.

«TextHide» — программа для скрытия данных в тексте не вызывая подозрений того, что хранятся или передаются секреты (текстовая стеганография).

«wbStego» является инструментом, который скрывает любые типы файлов в растровые изображения, текстовые файлы, «HTML» или «PDF» файлы. Контейнер, в котором скрываются данные оптически не изменяется. Он может быть использован для безопасного обмена конфиденциальными данными или добавления скрытых данных об авторских правах в файл.

«S-Tools» позволяет прятать любые файлы как в изображениях формата «GIF» и «BMP», так и в аудио файлах формата «WAV» (другие программные системы стеганографии поддерживают ряд других графических, видео и аудио форматов файлов).

При этом «S-Tools» — это стеганография и криптография в одной программной системе потому, что файл, подлежащий сокрытию, еще и шифруется с помощью одного из криптографических алгоритмов, например, с симметричным ключом: «DES» или «IDEA».

Файл-носитель перетаскивается (визуально буксируется при помощи мыши) в окно программы, затем в этот файл перетаскивается файл с данными любого формата, вводится пароль, выбирается алгоритм шифрования. Внешне графический файл остается практически неизменным, меняются лишь кое-где оттенки цвета. Звуковой файл также не претерпевает заметных изменений.

Для большей безопасности используются неизвестные широкой публике изображения, изменения в которых не бросятся в глаза с первого взгляда, а также изображения с большим количеством полутонов и оттенков. Соотношение между размером файла с изображением или звуком и размером текстового файла, который можно спрятать, зависит от конкретного случая.

Иногда размер текстового файла даже превышает размер графического. Впрочем, даже если подозрения у кого-то и возникнут, то их придется оставить при себе: не зная пароля, сам факт использования «S-Tools» установить и доказать нельзя, тем более нельзя извлечь и информацию.

2.5. ЦВЗ в цифровом ТВ

Задача установления и охраны авторских прав в аудиовидеотехнике тесно связана с задачей ограничения доступа. Для этой цели в системах цифрового телевидении (далее — ТВ) и звукового вещания применяют специальные метки (маркеры) авторского материала и скомпонованных программ, так называемые ЦВЗ. Цифровые методы ограничения доступа, в частности, частая смена ключей, позволяют передать содержание исключительно подписчикам службы.

Ввод ЦВЗ может быть осуществлен в различных точках тракта телевещания (направленной телепередачи). Выделяют три характерные точки маркирования (W1, W2, W3).

ЦВЗ W1 (универсальный указатель базы данных прав собственности) идентифицирует некоторую работу (услугу, программу) в момент ее создания, например, используя маркирование непосредственно в видеокамере. ЦВЗ W1 указывает на запись в базе данных, которая хранит описание этой работы.

Универсальная структура W1 — кодовая комбинация длиной 64 бита, разделенная на три поля. Конкретный вариант W1 может быть таким:

— первое поле длиной 8 бит отводится для идентификации международной организации, которая стандартизирует описание содержания базы данных (255 организаций);

— второе поле длиной 15 бит предназначено для идентификации местного агентства, уполномоченного международной организацией распределять указатели W1 (32768 местных агентств);

— третье поле длиной 41 бит — это собственно идентификационный номер (каждое местное агентство может идентифицировать 2199 млрд выполненных работ).

Для защиты контента в тракте первичного распределения программ служит ЦВЗ W2. Этот тракт представляет собой систему с одним входом (на него поступает сигнал с введенным ЦВЗ W1) и множеством выходов. На каждый из выходов с целью его идентификации вводится ЦВЗ W2 длиной 64 бита, содержащий идентификационные номера поставщика и получателя программы, а также краткие сведения о вещателе, получающем программу для дальнейшего распределения.

Для контроля возможного пиратского копирования программ, получаемых подписчиком, используется ЦВЗ W3, который вводится непосредственно в приемнике-декодере конечного пользователя.

Совмещение управления доступом и маркирования ЦВЗ ведет к комплексной схеме защиты, удовлетворяющей концепции открытых сетей, а именно, к отсутствию доступа к незашифрованному или не помеченному содержанию программы в любой точке тракта передачи.

Обязательное условие — процесс маркирования ЦВЗ должен быть тесно связан с системой дешифрования, а обе операции объединены так, чтобы избежать съема информации в точке, где содержание дешифруется, но еще не маркируется.

Алгоритм сжатия МРЕG-4 предоставляет тщательно проработанный механизм защиты прав интеллектуальной собственности, достигаемой благодаря добавлению к кодируемым медиа-объектам специального идентификатора интеллектуальной собственности (далее — ИИС), несущего сведения о контенте и указания на правообладателя.

Эти данные являются частью дескриптора, описывающего элементарный поток и связанного с ним. Число ИИС, связанных с одним потоком, не ограничено, в то же время один ИИС может описывать несколько медиа-объектов. Наличие ИИС позволяет осуществлять защиту авторских прав, контроль за использованием интеллектуального продукта и расчеты авторского вознаграждения.

В стандарте разработан интерфейс с системой управления и защиты интеллектуальной собственности, включающий специальные дескрипторы и определенный формат элементарных потоков. Эти элементы цифрового потока осуществляют взаимодействие системы управления с абонентским терминалом, передавая ему необходимую информацию и предписывая действия по защите интеллектуальной собственности.

ИИС представляет собой встраиваемый в защитный контент уникальный номер. Он позволяет владельцам авторского права определить, с какого именно источника была сделана пиратская копия. Если неавторизированный клиент распространяет контент, содержащий ИИС, то уникальность номера копии позволит выявить недобросовестного клиента.

Существуют следующие критерии ИИС:

— надежность — вероятность ложного обвинения пользователя в пиратстве должна быть как можно меньше (менее 10–12) при сохранении вероятности определения недобросовестного пользователя даже после сильной преднамеренной атаки на ИИС контента (менее 10-3);

— стойкость к преобразованиям контента (например, сжатие, преобразование в другой формат, фильтрование) и к различным преднамеренным атакам (например, десинхронизация);

— простота обнаружения — в отличие от ЦВЗ, где обнаружение осуществляется клиентом до воспроизведения контента, ИИС обнаруживается сервером после произошедшего акта пиратства; таким образом, обнаружение не происходит в реальном времени;

— незаметность при прослушивании или просмотре и для любых инструментальных аналитических средств — это труднейшая задача, потому что полная незаметность по отношению к статистическому аппарату труднодостижима в случае, когда плотность распределения вероятности оригинального сигнала хорошо известна.

Доказано, что группа клиентов может с большой вероятностью удалить секретную метку при участии в сговоре. Следовательно, необходимо наилучшим образом кодировать ИИС.

Кодирование ИИС должно обеспечивать возможность по контрафактной копии контента определить точку «утечки» (один или несколько заговорщиков) с некоторой достаточной вероятностью и невозможность создания отдельными пользователями контрафактной копии, которая очернит невинного пользователя.

Схемы ЦВЗ основаны на несовершенстве человеческой системы восприятия. Технологии сокрытия секретных сообщений используют тот факт, что зрение человека нечувствительно к малым амплитудным изменениям, а также малым изменениям во временной или частотной областях.

Безусловно, наиболее существенный недостаток (пока!) обеих схем — ЦВЗ и ИИС — то, что они не «ВОRЕ»-стойкие. «ВОRЕ» (англ. breaк once run everywhere — сломанный однажды работает повсюду). То есть, взломав единственного участника (отладчиком, инженерным анализом или атакой на чувствительность), можно извлечь секретную информацию и воссоздать оригинал или создать такую новую копию, что детектор сделает вывод об отсутствии ЦВЗ в контенте.

Отчасти эту проблему решают асимметричные схемы ЦВЗ. Однако стойкость «ВОRЕ» к атаке не играет роли, когда ЦВЗ используется как ИИС, поскольку процесс обнаружения полностью выполняется на стороне сервера.

В настоящее время технологии ЦВЗ применяются в большом числе областей: защита от копирования, мониторинг авторских прав служб телерадиовещания, идентификация владельца, проверка прав собственности, контроль торговых сделок, контроль устройств тиражирования, аутентификация данных и др.

Отличительной чертой систем ЦВЗ (далее — СЦВЗ) является то, что в большинстве случаев наличие в контейнере водяных знаков не скрывается, скорее, наоборот, является фактором сдерживания нелегального использования, тогда как целью классической стеганографии является скрытие самого факта передачи сообщения.

Другим отличием является то, что в СЦВЗ встраиваемые сообщения могут учитывать свойства контейнера, в то время как для классических стеганографических систем сообщение, как правило, не зависит от контейнера. Рассмотрим основные характеристики систем цифровых водяных знаков.

1. Эффективность — вероятность обнаружения водяных знаков в контейнере сразу после внедрения. Она может быть меньше 100 %. Хотя эффективность 100 % очень желательна, но этот результат может сильно повлиять на другие показатели, например, на точность. Выбор значения эффективности зависит от целей, поставленных перед разработчиками СЦВЗ.

2. Точность — степень сходства оригинальных данных и контейнера. Степень сходства оценивают, используя моделирование человеческого восприятия. От совершенства таких моделей зависит фактическая точность СЦВЗ. В некоторых приложениях степень сходства может быть уменьшена в обмен на увеличение стойкости или уменьшение стоимости.

3. Стойкость — способность ЦВЗ выдерживать стандартные операции над цифровыми сигналами. Примерами таких операций являются компрессия с потерями, геометрические преобразования и др. Не все приложения требуют устойчивости ко всем возможным операциям. Скорее, ЦВЗ должны выдержать наиболее вероятные искажения, возможные после их встраивания. Значения требуемой стойкости различаются у различных приложений.

Существуют СЦВЗ, где стойкость, наоборот, нежелательна. Это так называемые системы с «хрупкими» ЦВЗ. В таких системах любое искажение контейнера приведет к утере встроенных ЦВЗ. Примечательно, что существуют СЦВЗ, например приложения аутентификации, в которых по изменениям ЦВЗ определяют произошедшие воздействия. В таких системах неизменность сообщения не является самоцелью.

4. Объем сообщения — полностью зависит от требований приложений. Например, многим приложениям необходимо, чтобы детектор ЦВЗ выполнял две функции: проверял, существует ЦВЗ или нет, и если существует, то определял его содержание. В таких системах объем сообщения может быть большим. Есть и другой класс приложений, в которых достаточно только проверить наличие ЦВЗ. Это важнейший параметр, так как он непосредственно влияет на стойкость системы. Чем больше количество скрываемой информации, тем ниже стойкость.

5. Размеры произведения — программное обеспечение, создающее водяные знаки, должно восстанавливать метки как в больших, так и в маленьких по размеру файлах.

6. Информированный или неинформированный детектор. В некоторых приложениях необходимо наличие оригинальных данных в процессе детекции ЦВЗ. В процессе детекции из защищенного контейнера вычитаются оригинальные данные, таким образом, остается только последовательность ЦВЗ. Оригинал также может быть использован для препятствования геометрическим искажениям.

Системы, в которых необходимо наличие оригинальных данных в процессе детекции, называют системами с информированным детектором или закрытыми СЦВЗ. Детектор, которому не требуются оригинальные данные, называют неинформированным («слепым») детектором, а системы — открытыми СЦВЗ.

7. Доля ложных срабатываний — случай, когда детектор обнаруживает ЦВЗ в незащищенных данных, называется ложным срабатыванием. Понятием «доля ложных срабатываний» обозначают вероятность получения ложного срабатывания.

Существует два способа определения этой вероятности. При первом способе испытания проводят при фиксированном контейнере, изменяя форму сообщения. Соответственно доля ложных срабатываний не зависит от контейнера, а зависит только от метода получения ЦВЗ.

При втором способе фиксированное сообщение внедряют в набор различных контейнеров. В этом случае доля ложных срабатываний зависит от характера и свойств контейнера. При этом подходе результаты вычислений отличаются от результатов, получаемых с помощью первого способа.

8. Безопасность — способность ЦВЗ противостоять атакам. Атака — это действие, специально направленное на нарушение функционирования СЦВЗ. Атаки могут быть разделены на три типа: несанкционированное удаление, несанкционированное внедрение, несанкционированная детекция.

Несанкционированное удаление — это атака, уменьшающая вероятность обнаружения ЦВЗ. Несанкционированное внедрение (или подделка) — это действие по внедрению незаконного ЦВЗ в незащищенные данные. Несанкционированная детекция — это пассивная атака, которая может иметь три уровня опасности.

Наиболее опасный уровень — противник может выделить и расшифровать водяной знак. Менее опасный уровень — противник может выделить водяной знак из контейнера и отличить знак от других. Наименее опасный уровень — противник может определять наличие ЦВЗ, но ни различать, ни расшифровывать их он не может.

9. Секретные ключи в СЦВЗ. Простым примером использования секретных ключей в СЦВЗ является добавление к изображению псевдослучайной последовательности (шума). Псевдослучайная последовательность (или алгоритм ее получения) является в данном случае формой секретного ключа.

Ключи для шифрования сообщений перед внедрением называют кодовыми ключами, они отличаются от ключей скрытия и извлечения в стеганосистемах ЦВЗ. Хотя длина ключа не оказывает особого влияния на зрительное или слуховое восприятие произведения, но она играет важную роль в системе защиты. Разрядность ключа должна быть такого размера, чтобы затруднить определение ключа перебором всех возможных значений.

10. Статистические характеристики контейнеров. Возможные контейнеры могут отличаться по своим статистическим характеристикам. Например, музыка или изображения природы имеют характерные статистические значения, которые необходимо учитывать при проектировании СЦВЗ.

11. Естественность произведения. Стойкость систем имеет значительную связь с естественностью самого произведения. Зачастую методы, показывающие высокую стойкость для естественных изображений с высоким разрешением, имеют меньшую стойкость для искусственных изображений (например, машинно-генерируемые изображения).

12. Стоимость — зависит от приложения, в котором система используется, например, может зависеть от числа задействованных устройств, их специфичности. Такие свойства системы, как время внедрения и извлечения ЦВЗ, исполнение в виде отдельных модулей или программ — те «внешние» факторы, которые нужно учитывать при оценке стоимости СЦВЗ.

Структура и обобщенная схема СЦВЗ

Структура ЦВЗ должна содержать такие составляющие, чтобы избежать совпадения ЦВЗ. Нужно использовать номера, подобные номерам ISBN (англ. International Standard Book Numbering — стандартный международный номер книги, 10-значный номер) или кодам ISRC (International Standard Recording Code — международный стандартный код записи, 12 буквенно-цифровых символов).

К ним еще необходимо добавить год создания произведения, разрешенные для работы полномочия (т. е. атрибуты «только для чтения», «запрет копирования», «ограниченного использования» и т. п.) и уровень стойкости. Таким образом, должно быть внедрено примерно 60…70 бит информации (без учета дополнительных бит, добавляемых помехозащищенными кодами).

СЦВЗ может быть представлена как система передачи защищенного сообщения от отправителя получателю. Обобщенная схема (базовая модель) СЦВЗ состоит из блока внедрения и блока проверки (стеганодетектора) ЦВЗ. Блок внедрения имеет три входа: на один подается сообщение, на другой — контейнер, на третий — ключ.

На выходе формируются защищенные данные, которые либо передаются, либо сохраняются. Эти данные можно подать на вход стеганодетектора (стеганодекодера) водяных знаков, который либо определит наличие ЦВЗ, либо выявит его содержание.

Информационная стеганография в цифровом ТВ

Вследствие того, что ТВ изображение и его звуковое сопровождение, представленные в цифровой форме, уже имеют «шумовые» составляющие при дискретизации и квантовании, облегчается маскировка встраиваемых сообщений в цифровые видео— и аудиопотоки.

Цифровые потоки сжимаются в соответствии с каким-либо форматом — алгоритмом JPEG, МРЕG-2 и т. п., и поэтому содержательную часть цифрового потока сопровождает его управляющая (форматная) часть.

Стегосистемы строят таким образом, чтобы формат изображений мог позволить скрывать сообщения в цифровых данных как в содержательной (в неформатных системах), так и в управляющей (форматных системах) частях информационного потока. Кроме того, важно, чтобы формат был распространен, например, как JPEG; в нем современные видеокамеры и цифровые фотоаппараты сохраняют кадры видеозаписей и отснятые фотокадры.

Сжатие данных без потерь или с потерями в используемом формате влияет на информативность стеганографической системы. Неформатные стегосистемы в любом случае вносят свои искажения в содержательную часть (контент) дополнительно к квантованию и различным форматным преобразованиям. При этом важны чутье и чувство меры разработчиков (и пользователей) стегосистемы.

С помощью методов сокрытия в графических изображениях решаются следующие задачи:

1) неформатные методы:

— сокрытие в исходных данных изображения;

— сокрытие с использованием таблиц квантования;

— сокрытие в спектре изображения после квантования;

— сокрытие в графических изображениях с палитрой цветов, которая представляет собой условный набор цветов с интенсивностью цветовых составляющих в каком-либо фиксированном цветовом пространстве (RGB), причем каждая точка изображения содержит лишь номер цвета из палитры, а не информацию о ее цвете в цветовом пространстве;

2) форматные методы:

— дописывание данных в конец файла ВМР (JРEG);

— сокрытие данных после палитры;

— сокрытие в палитре;

— сокрытие данных в нулевых байтах;

— сокрытие в косвенных данных;

— сокрытие с использованием маркеров комментариев (JРЕG);

— сокрытие с использованием уменьшенного изображения (JPEG).

2.6. Стеганографический анализ

В течение всего ХХ века активно развивалась как стеганография, так и наука об определении факта внедренной информации в контейнер — стегоанализ (по сути — анализ атаки на стегосистему).

Специалистов в области стегоанализа (по аналогии с криптоанализом) будем называть стегоаналитиками или, иначе, атакующими (противниками), а попытки стегоаналитиков обнаружить, извлечь или удалить встроенное сообщение — атаками.

Практически во всех видах атак стеганоаналитик решает три задачи: точное доказательство факта наличия окрытого сообщения в контейнере, определение его длины и нахождение его смысла. Безусловно, чем меньший объем скрываемого (внедряемого в стегоконтейнер) сообщения, тем меньше вероятность его обнаружения.

Если изменения, сопровождающие встраивание сообщения в контейнер, не могут быть обнаружены самим атакующим, то возможно применение специальных программных средств (программный стегоанализ).

Рассматриваемые угрозы и атаки в равной степени могут быть применены как к стегосистемам, так и к ЦВЗ. Дело в том, что эти два направления имеют общие корни и иногда невидимые цифровые водяные знаки трактуются как ветвь стеганографии (или одно из приложений). В ряде случаев, действительно, для встраивания ЦВЗ используются те же методы, что и для встраивания секретного сообщения.

Правда, в силу особенностей реализации, методы встраивания ЦВЗ менее подвержены таким воздействиям, как геометрические преобразования или некоторые операции обработки изображений, при которых изменяются младшие биты.

Конечно, стеганографические методы и методы встраивания ЦВЗ имеют определенные различия, и каждое из этих направлений имеет свой путь развития. Однако рассматриваемые нами атаки позволяют проверить стойкость как стегосистем, так и систем, основанных на использовании ЦВЗ.

В ряде случаев модель стегосистемы формулируют в виде так называемой «проблемы заключенных»: заключенные обмениваются секретными сообщениями, однако это происходит на глазах (и в некоторых случаях при активном участии) охранника. В данном случае охранник символизирует реального противника, угрожающего нормальному функционированию стегосистемы.

Возможны различные модели его поведения: во-первых, охранник может только следить за сообщениями, во-вторых, он имеет возможность влиять на канал передачи сообщений между заключенными, что усложняет решение проблемы. В-третьих, у охранника есть возможность изменять сообщения заключенных.

Таким образом, мы имеем 3 типа атакующих:

1. Пассивный противник, который только шпионит за сообщениями, но не может в них ничего изменить.

2. Активный противник, который может модифицировать отправляемые заключенными данные. Например, он может модифицировать текст, не видоизменяя его семантическое содержание. Реальный пример активного охранника — это цензура телеграмм правительством США во время Второй мировой войны: семантическое содержание телеграмм не могло быть изменено, но цензоры слегка видоизменяли точную редакцию текста, заменяли слова на синонимы, что разрушало возможные тайные послания.

3. Злоумышленный противник, который может не только видоизменять сообщения заключенных, но и составлять новое из нескольких или переписать послание целиком. В этом случае заключенным можно надеяться на что угодно, только не на обретение свободы! К счастью, реальные ситуации, когда начинает действовать злобный охранник, достаточно редки, поэтому случай злобного охранника чаще всего не рассматривается.

Как уже было отмечено, к основным угрозам безопасности стегосистем относятся: обнаружение стеганографического канала, извлечение, разрушение и подмена скрытого сообщения. Заметим, что в качестве вырожденного случая существует еще одна угроза, а именно — запрет на какую бы то ни было передачу посланий.

Обнаружение стеганографического канала является угрозой «нижнего уровня». Она может быть осуществлена любым типом противника. Если Вилли способен обнаружить стеганографический канал, то говорят, что стегосистема является нестойкой. Защита от этой угрозы считается основной задачей стеганографии.

Извлечение скрытого сообщения состоит в том, что противник не только определяет существование канала стеганографической связи, но и вычленяет скрытое сообщение. Эта угроза может быть осуществлена активным или злоумышленным противником.

Разрушение скрытого сообщения подразумевает внесение в стегоконтейнер таких допустимых (не нарушающих требования естественности контейнера) изменений, которые не позволят получателю извлечь встроенное сообщение. Такая угроза может быть осуществлена как активным, так и злоумышленным противником.

Подмена скрытого сообщения, являясь наиболее сильной угрозой стеганографической системе, может быть осуществлена только злоумышленным противником. Суть ее состоит в извлечении имеющегося в стегоконтейнере скрытого сообщения и размещении вместо него другого (ложного) сообщения.

Наиболее сложной в реализации является угроза обнаружения канала стеганографической связи. Далее, в порядке уменьшения сложности следуют:

— подмена скрытого сообщения (для осуществления которого в общем случае необходимо знать как алгоритм сокрытия, так и секретный ключ);

— извлечение скрытого сообщения (для чего нужно знать алгоритм сокрытия);

— разрушение скрытого сообщения (которое возможно произвести, не зная ни алгоритм сокрытия, ни тем более стегоключ).

На первый взгляд кажется странным то, что наиболее сложную с точки зрения реализации угрозу (обнаружение канала стеганографической связи) может осуществить даже наиболее слабый (пассивный) противник.

На самом деле здесь нет никакого противоречия, так как это возможно лишь в том случае, когда отправитель нарушает требование естественности контейнера, что и вызывает подозрение противника. В противном случае, задача обнаружения канала стеганографической связи является сложной.

Атаки на стегосистему

Под угрозой безопасности информационной системы понимается совокупность условий и факторов, создающих опасность функционированию и развитию информационной системы. Реализация такой угрозы называется атакой.

Главной целью любой атаки на стегосистему является, прежде всего, — обнаружение канала стеганографической связи. Максимально достижимым результатом при реализации атаки — получение полной информации о стегосистеме.

Атака с известным контейнером

Это самая слабая из всех возможных атак. Имея в распоряжении исходный контейнер, охранник после его сравнения с контейнером, посланным заключенным, может сделать вывод о существовании стегоканала. Подобную атаку может произвести пассивный противник.

Несколько сложнее следующая разновидность этой атаки — заключенные используют канал с повторением, при этом в каждый контейнер, помимо скрытого сообщения, могут быть внесены некоторые случайные изменения. Тогда задача охранника состоит в определении того, что содержится в контейнере — случайная шумовая последовательность или скрытое сообщение.

Атака с выбором контейнера

В этом случае охранник сам выбирает тип контейнера (наиболее удобный для него с точки зрения последующего анализа) и создает условия, при которых заключенные могут воспользоваться для передачи скрытого сообщения только этим контейнером.

Как и в предыдущем типе атаки, сравнение исходного и полученного от заключенного контейнеров может помочь охраннику сделать вывод о наличии или отсутствии стеганографического канала. Атаку может осуществить пассивный противник.

Атака с известным стегоконтейнером

Это более сильная атака, поскольку, располагая стегоконтейнером, но, не зная исходного контейнера, охранник не может однозначно установить факт существования стегоканала. Его задача в этом случае сводится к анализу переданного заключенным контейнера и определению, является ли он стеганографическим или пустым контейнером. Подобную атаку может осуществить активный или злонамеренный противник.

Атака с выбором стегоконтейнера

Такая атака предполагает, что охраннику известно некоторое множество стегоконтейнеров и, возможно, реакция заключенного на некоторые их них. Тогда задача охранника состоит в «навязывании» ему при определенных условиях какого-то конкретного стегоконтейнера и анализе полученного ответа.

Подобная атака может быть осуществлена только при наличии канала с повторением. Ее может реализовать активный или злоумышленный противник.

Атака с известным скрытым сообщением

Возможны по крайней мере 2 варианта рассматриваемой атаки:

— известен стегоконтейнер, соответствующий скрытому сообщению. В этом случае задача охранника состоит в определении секретного ключа (атака может быть осуществлена активным или злонамеренным противником);

— соответствующий скрытому сообщению стегоконтейнер неизвестен. В этом случае задача является сложной и, вообще говоря, может не иметь решения.

Атака с выбором скрытого сообщения

Это самый сильный тип атаки, которую может произвести только злонамеренный противник. Сценарий атаки сводится к следующему: охранник «подбрасывает» известное ему скрытое сообщение одного заключенного и, получив стегоконтейнер с этим сообщением, предназначенное другому, анализирует его с целью установки секретного ключа.

Кроме того, существует ряд атак, направленных на разрушение встроенного сообщения. В основном, данный тип атак применяется для разрушения или удаления ЦВЗ, реже для разрушения встроенного сообщения (хотя далее по тексту используется термин «встроенное сообщение»).

Сжатие с потерей данных

В настоящее время для уменьшения размера файлов повсеместно используют сжатие с потерей данных. Для цифровых изображений наиболее популярно использование формата «JPEG». Однако для многих методов встраивания сообщения преобразование заполненного контейнера может быть фатальным: встроенное сообщение или будет повреждено, или просто потеряно.

Геометрические преобразования

Устойчивость к геометрическим искажениям является непременным требованием, которое предъявляется к стегосистемам. Однако не все существующие на данный момент системы выдерживают такого рода атаки.

Возможно использование следующих геометрических преобразований:

1. Уменьшение размера контейнера путем отрезания граничных областей. Такое преобразование может частично разрушить встроенное сообщение и привести к потере некоторой части информации.

2. Поворот контейнера-изображения даже на незначительный угол может привести к частичному или полному разрушению встроенного сообщения.

3. Масштабирование, в случае которого используются различные коэффициенты масштабирования по горизонтали и вертикали, что также может привести к частичному разрушению встроенного сообщения.

Атаки, направленные на удаление встроенного сообщения

Внесение в заполненный контейнер дополнительного шума неизбежно повлечет за собой потерю сообщения. С другой стороны, операция фильтрации также приводит к уничтожению встроенного сообщения. В этом случае используют либо низкочастотный и высокочастотный фильтры по отдельности, либо оба фильтра совместно.

Также можно использовать изменение гистограммы — растяжение или выравнивание гистограммы, которые иногда используются для компенсации недостаточного освещения.

Комбинированные атаки

Все перечисленные выше атаки, направленные на разрушение или удаление встроенного сообщения, могут комбинироваться друг с другом. Например, можно выровнять гистограмму, а затем преобразовать контейнер в формат «JPEG» или немного обрезать контейнер, а затем провести операцию фильтрации.

Однако не следует забывать, что многократное воздействие может привести к возникновению заметных искажений контейнера. Появление таких искажений может насторожить получателя стегоконтейнера, и участники могут договориться о смене канала стеганографической связи.

В любом случае, прежде чем использовать тот или иной тип атаки, направленный на разрушение встроенного сообщения, необходимо обнаружить стегоканал. Однако применять геометрические атаки к любому файлу, который может использоваться в качестве контейнера, бессмысленно. Во-первых, многие стегосистемы устойчивы к преобразованиям и трансформациям контейнера, а во-вторых, может не хватить вычислительных и человеческих ресурсов.

Атаки на системы ЦВЗ

Рассмотрим типы атак на СЦВЗ, которые могут быть как умышленными, так и неумышленными (непреднамеренными).

Геометрические преобразования

1. Зеркальное отображение. Большинство компьютерных изображений можно зеркально отобразить относительно вертикальной или горизонтальной оси. Однако немногие СЦВЗ могут сохранить внедренный знак после такого преобразования. При этом основная проблема — рассинхронизация стегодекодера.

2. Поворот. Поворот изображения на небольшой угол часто применяется к отсканированному изображению, чтобы выровнять картинку по горизонтали или вертикали, но может применяться и для того, чтобы не обнаруживался ЦВЗ. Обычно поворот совмещается с кадрированием.

3. Кадрирование (обрезка и наращивание изображения). В некоторых случаях нарушители заинтересованы «центральной» частью материала, защищенного авторским правом. Тогда они вырезают центральный сегмент изображения. Однако рассеивание (размножение) ЦВЗ по всей площади изображения предотвращает вырезание встроенного знака.

4. Масштабирование. Его применяют, когда цифровое изображение с высоким расширением используется для электронных приложений, таких как публикации в Интернете или отправка по электронной почте. Масштабирование бывает пропорциональное и непропорциональное.

Под пропорциональным масштабированием понимают такое, при котором коэффициенты масштабирования по горизонтали и вертикали одинаковы. Непропорциональное масштабирование использует различные коэффициенты по горизонтали и вертикали. Достаточно часто методы ЦВЗ устойчивы только к пропорциональному масштабированию.

5. Сжатие JPEG. В настоящее время JPEG — один из широко используемых алгоритмов сжатия изображения, поэтому любая СЦВЗ должна быть устойчива к сжатию. Важным является показатель уровня сжатия, рекомендуется проверять устойчивость к сжатию до 70 %.

6. Геометрические преобразования вместе с JPEG-компрессией. Следует отдельно выделить комбинацию геометрического преобразования и сжатия JPEG, так как это очень распространенная операция при редактировании цифровых изображений (фотографий). Однако исчерпывающий тест на устойчивость к атакам должен включать и обратное к JPEG-сжатию преобразование, так как подобное может использоваться злоумышленником.

7. Произвольные геометрические преобразования. Программные инструментальные средства используют различные комбинации геометрических искажений для оценки устойчивости СЦВЗ к атакам.

8. Обобщенное геометрическое преобразование. Это комбинация непропорционального масштабирования, поворота и обрезания.

9. Удаление строк и/или столбцов. Удаление нескольких строк или столбцов изображения, выбранных псевдослучайным образом из всей картинки, считается эффективной атакой против внедрения ЦВЗ.

Технические приемы редактирования

1. Фильтрация. Она включает в себя линейные и нелинейные фильтры, применяемые с целью редактирования изображения. Часто используют медианный и гауссовский фильтры. Фильтрацией посредством сглаживания образа можно удалить ЦВЗ. Современные системы маркировки не позволяют отфильтровать ЦВЗ без значительных повреждений самого образа.

2. Реставрация. Обычно используется для снижения эффектов от специфических процессов деградации «бумажной копии».

3. Квантование цвета. Применяется при конвертации изображения в формат графического обмена «GIF» (англ. Graphics Interchange Format), который используется для публикаций в Интернете. Квантование цвета сопровождается сглаживанием переходов и изменением ошибки квантования.

4. Преобразование в новый формат. Для надежного сокрытия водяных знаков необходимо, чтобы методы внедрения были инвариантны (устойчивы) относительно множества методов преобразования цифрового образа в новый формат файла.

5. Гамма-коррекция. Часто используемая операция для улучшения цветовой схемы изображений или адаптации изображений под дисплей, например, после сканирования.

6. Изменение гистограммы цветов. Указанная атака включает увеличение (вытягивание) или выравнивание гистограммы с целью изменения уровней цвета или изменения контрастности.

7. Увеличение резкости. Функция увеличения резкости принадлежит к стандартным возможностям ПО для обработки изображений. Это преобразование эффективно определяет шумы в высоких частотах, вводимые программами внедрения ЦВЗ, и поэтому может быть использовано для атак на СЦВЗ.

8. Добавление шума и очистка от шумов. Многие СЦВЗ эффективно противостоят добавлению помех (аддитивный шум или некоррелированная мультипликативная помеха) в изображения. Данный вид преобразований широко рассмотрен в теории связи и теории обработки сигналов, где и разработаны алгоритмы защиты от шума. При этом важным является допустимый уровень шума относительно уровня сигнала самого маркированного изображения.

9. Повторное фотографирование, распечатывание, сканирование. Эти процессы вводят такие же геометрические искажения, как и шумоподобные.

10. Атака «Мозаика». При этой атаке картинка разбивается на фрагменты, которые являются отдельными, но состыкованными в единое целое. Такие сегментированные изображения могут использоваться при оформлении Интернет-сайтов.

Если злоумышленнику удастся разбить маркированное изображение на немаркированные фрагменты, то он сможет обмануть в Интернете автоматическую систему поиска произведений с внедренными ЦВЗ.

11. Атака усреднения и атака сговора. Имея несколько копий одной и той же картинки, но с разными знаками, можно удалить ЦВЗ путем усреднения этих изображений (атака усреднения) или путем разделения всех копий изображения на небольшие части с последующим составлением оригинальной картинки, но уже из соответствующих частей различных копий (атака сговора).

12. Многократное маркирование. При этой атаке в контейнер добавляются несколько различных ЦВЗ. Однако современные разработки (например, «PictureMarc») откажутся от выполнения добавления ЦВЗ, если другой уже внедрен.

Следовательно, для избыточного маркирования атакующему нужен специальный доступ к маркирующей программе, например дизассемблированный исходный код программного обеспечения. ЦВЗ владельца должен оставаться даже после нанесения многих фальшивых ЦВЗ.

13. Атака оракула (англ. Огасlе аttаck). Когда доступен открытый стегодетектор, атакующий может удалить метку, последовательно внося небольшие изменения в изображение до тех пор, пока стегодетектор еще определяет наличие ЦВЗ.

14. Атаки на протокол СЦВЗ. Указанные атаки направлены против функционирования самого протокола выработки и проверки ЦВЗ. Одной из таких атак является атака, основанная на инверсии последовательности действий при внедрении метки, в результате чего в случае необратимости ЦВЗ злоумышленнику удается промаркировать уже защищенное изображение. При разработке всей системы необходимо анализировать слабости не только ЦВЗ, но и стеганографические протоколы взаимодействия участников коммуникационного процесса.

15. Копирование (кража) исходного изображения. Атакующий с целью компрометации СЦВЗ может попытаться получить доступ к исходному немаркированному изображению.

Рассмотренный перечень атак является основным для оценки стойкости СЦВЗ. При этом систему ЦВЗ необходимо тестировать не только для основных видов атак, но и для их комбинаций. Одним из наиболее эффективных средств оценки стойкости СЦВЗ является программное средство «StirMark» компании «Digimarc».

В заключение отметим, что приведенные типы атак используются не только для обнаружения, разрушения или извлечения встроенных сообщений, но и для анализа стойкости стеганографических методов. Предложенная классификация атак не является окончательной и неизменной. Совершенствование стеганографических методов приведет к появлению новых методов стегоанализа.

2.7. Стеганография в кибератаках

Сегодня наблюдается новая и опасная тенденция: все больше и больше разработчиков вредоносного ПО и средств кибершпионажа прибегает к использованию стеганографии.

Первый пример такого использования был зафиксирован в случае с вредоносным ПО «Duqu» в 2011 году. Оно шифровало данные и скрывало их внутри графических файлов «JPEG», позже отправляемых на сервер управления. В 2014 году аналогичная техника использовалась в банковском трояне «Zeus».

«Duqu» версии 1.0 была обнаружена в Венгрии, Австрии, Индонезии, Великобритании, Судане и Иране. Оно активно эксплуатировало «0day» в «Windows», а дополнительное вредоносное ПО доставлялось в системы жертв под видом «MSI» (англ. Microsoft Software Installers). Вредоносное ПО не создавало и не модифицировало какие-либо дисковые файлы или системные настройки, что сделало его обнаружение крайне сложным.

Платформа «Duqu» версии 2.0 была сконструирована таким образом, что не нуждалась в закреплении. Она почти полностью базировалась в памяти операционной системы без применения каких-либо механизмов закрепления.

Потом было ПО «Shady RAT», «Zbot», «Stegoloader», «DNSChanger», «Sundown», «Cerber», «TeslaCrypt» и другие. Детектировать такие вещи непросто, поэтому проникновение вирусов и утечки данных через них могут долго оставаться незамеченными специалистами служб информационной безопасности.

В 2006 году начались атаки трояна «Shady RAT», которые продолжаются до сих пор и исходят из Китая. В 2008 году они были направлены на руководящие органы летней Олимпиады в Пекине. В 2011 году кибернападению подверглись более 70 корпораций и правительственных организаций по всему миру, в том числе оборонные подрядчики ООН.

В 2011 году компания-разработчик антивирусного программного обеспечения «McAfee» сообщила о 5-летней хакерской атаке «Shady RAT», которая работает с помощью рассылки зараженных «трояном» электронных писем сотрудников выбранных организаций. После открытия полученного письма «троян» устанавливается на компьютер.

Среди 49 жертв атаки были Олимпийский комитет ООН, Ассоциация государств Юго-Восточной Азии, компании Японии, Швейцарии, Великобритании, Индонезии, Дании, Сингапура, Гонконга, Германии, Индии и правительств США, Тайваня, Южной Кореи, Вьетнама, Канады.

В настоящее время список вредоносного финансового ПО возглавляет программа «Zbot», на ее долю приходится почти 16 % всех кибератак в финансовой сфере. Она участвовала в 74 % кибератак в Казахстане, направленных на взлом систем дистанционного банковского обслуживания и счетов пользователей.

В 2011 году с помощью «Zbot» в России была осуществлена передача всей необходимой банковской информации на сервер злоумышленника и кража пользовательских данных из банка. Когда сотрудники МВД начали расследование, выяснилось, что он вместе с сообщниками уже похитил около 300 миллионов рублей со счетов почти 50 компаний.

В 2012 году был впервые обнаружен троян «Stegoloader», который хранил свои модули в «PNG» изображениях. Он распространялся посредством пиратских ресурсов в генераторах ключей к ПО. После того как «Stegoloader» попадал в систему, он подгружал с безопасных источников «PNG» изображения с модулями, спрятанными в них с помощью стегосистемы.

Загруженные трояном изображения формата «PNG» выглядят как вполне обычные, но в их пикселях записан код модулей «Stegoloader». Считывая этот код и подключая модули, троян «собирает» себя прямо в оперативной памяти персонального компьютера.

После того как троян «собрался», он начинает похищать с компьютера и отправлять на удаленный сервер различную информацию, включая историю веб-серфинга, пароли, списки недавно открытых документов и т. д. Один из модулей предназначен для поиска на компьютере данных об анализе угроз, который специалисты по информационной безопасности проводят с помощью специального ПО.

«Stegoloader» оснащен множеством механизмов защиты от обнаружения. Перед подключением вредоносных модулей загрузчик проверяет: не находится ли он в среде эмулятора антивирусной программы. Например, он посылает множество запросов к функции определения позиции курсора мыши «GetCursorPos». Если значение этой функции постоянно, загрузчик мгновенно прекращает свою работу. Таким образом, антивирус не видит никакой подозрительной активности.

«DNS Changer» — компьютерный вирус, предназначенный для изменения «DNS» (англ. Domain Name System) сервер-адреса компьютера жертвы. Это делается таким образом, что удаленный хакер может перенаправить веб-браузер на вредоносные сайты, специально предназначенные для чтения финансовой информации жертвы. Вирус может изменить ваши настройки интернета и перехватить ваши личные данные, когда вы отправляете их через интернет.

Кроме того, «DNSChanger», также известный как «Alureon», может замедлить работу компьютера, добавить иконки на рабочий стол, уменьшить доступную память и «загрузить» компьютер незапрашиваемыми всплывающими окнами с рекламой.

В апреле 2014 года был обнаружен троян под названием «Lurk», который, как и «Stegoloader», также подгружал модули, спрятанные в компьютерные изображения. В начале 2015 года был обнаружен банковский троян «Vawtrak» (другие названия — «Neverquest» и «Snifula»), также использующий эту технологию.

В июне 2015 года был зафиксирован вирус «Sundown», который является лишь сборкой эксплойтов, украденных у других хакеров, и вредоносных программ, которые можно бесплатно получить в интернете. В ходе анализа выяснилось, что в «Sundown» присутствуют 4 эксплойта для уязвимостей в программах «Flash», «Internet Explorer» и «Microsoft Silverlight».

В 2015 году наблюдался резкий рост количества атак с использованием вымогательского ПО «TeslaCrypt». Вирус был ориентирован, в том числе на геймеров — 50 из 185 шифруемых «TeslaCrypt» типов файлов были связаны с сохранениями игр и пользовательским контентом. Тем не менее, в процедуре шифрования вымогательского ПО была обнаружена уязвимость, и в апреле 2015 года исследователи «Cisco» выпустили утилиту для расшифровки пострадавших от вируса файлов.

Хакеры рассылают «TeslaCrypt» с помощью фишинговых писем с вредоносным вложением. В сообщениях киберпреступники просят подтвердить недавно проведенную банковскую операцию, открыв прикрепленный файл. Во вложении содержится сценарий «JavaScript», обходящий большинство антивирусных программ и загружающий на компьютер жертвы «TeslaCrypt».

В случае успешной атаки вымогательское ПО шифрует все файлы и изменяет их расширение на «.VVV». На рабочем столе появится текстовый документ или страница «HTML» с требованием выкупа в биткоинах.

В 2017 году был обнаружен «Cerber» — крупнейшая франшиза сервиса «RaaS» (англ. Ransomware-as-a-service — вымогатель как услуга). «Ransomware» представляет собой вирус, который попадает на компьютер жертвы и шифрует или блокирует на нем все файлы и данные, предлагая заплатить выкуп за дешифровку. «Cerber» позволяет любым пользователям, не владеющим технологиями, запускать собственные независимые вымогательские атаки.

На сегодняшний день «Cerber» запустил по всему миру более 160 активных кампаний с общим ежегодным прогнозируемым доходом около 2,3 миллиона долларов. Каждый день в среднем запускаются 8 новых кампаний, например, в июле 2016 исследователи обнаружили около 150 тысяч жертв в 201 стране и регионе.

«Cerber» распространился по всему миру и достиг даже Украины. Основным путем заражения являются спам-письма, которые пользователь получает в рамках мошеннических рассылок. Как правило, вирус прикреплен к файлу, который приложен к письму. С помощью технологий социальной инженерии мошенники заинтересовывают потенциальную жертву и заставляют ее открыть вложенный документ. После чего происходит заражение.

При этом ПК ведет себя довольно необычно, и это может стать сигналом тревоги для пользователя. Дело в том, что троян инициирует перезагрузку компьютера. После чего проверяет свою локацию (в ранних версиях он не шифровал ПК в странах бывшего СНГ) и приступает к шифрованию данных.

Новый вариант программы-вымогателя «Cerber» теперь нацелился на пользователей приложения электронной почты «MS Office 365». Он использует уязвимость «0-day», отправляя фишинговые письма с прикрепленными вредоносными файлами.

Как и многие другие программы-вымогатели, «Cerber» шифрует файлы пользователя и требует заплатить 1,24 биткойна (более 800 долларов) за ключ дешифрования, позволяющий восстановить файлы. Однако «Cerber» также использует аудиосистему компьютера для воспроизведения своего уведомления о необходимости заплатить выкуп.

Большинство антивирусных решений на сегодняшний день не защищают от стеганографических атак или защищают слабо, между тем, нужно понимать, что каждый заполненный контейнер опасен. В нем могут быть скрыты данные, которые эксфильтруются шпионским ПО, или коммуникация вредоносного ПО с командным центром, или новые модули вредоносного ПО.

В 2017 году «Лаборатория Касперского» наблюдала использование стеганографии в следующих вредоносных программах и средствах кибершпионажа:

— Microcin (AKA six little monkeys);

— NetTraveler;

— Zberp;

— Enfal (ранее — Zero.T);

— Shamoon;

— KinS;

— ZeusVM;

— Triton (Fibbit).

Авторы вредоносного ПО все активнее используют стеганографию из-за возможности:

— скрыть сам факт загрузки/выгрузки данных, а не только сами данные;

— обойти «DPI»-системы, что актуально в корпоративных сетях;

— позволить обойти проверку в «AntiAPT»-продуктах, поскольку последние не могут обрабатывать все графические файлы (их слишком много в корпоративных сетях, а алгоритмы анализа довольно дорогие).

Использование стеганографии сегодня — очень популярная идея среди авторов вредоносного и шпионского ПО. Его очень трудно обнаружить, поскольку они выглядят как обычные графические (и не только) файлы.

Все существующее ПО для исследования стеганографии по сути являются «PoC» (англ. Proof-of-Concept), и их логика не может быть реализована в промышленных средствах защиты из-за низкой скорости работы, не слишком высокого уровня исследования, и даже иногда — из-за ошибок в математике.

Как пример вредоносного ПО, которое использует стеганографию для сокрытия своей коммуникации, рассмотрим вредоносный загрузчик «Zero.T», обнаруженный «Лабораторией Касперского» в конце 2016 года. Не останавливаясь на попадании в систему и закреплении в ней, отметим, что «Zero.T» скачивает полезную нагрузку в виде «Bitmap» файлов:

— fsguyidll.bmp,

— fslapi.bmp,

— fslapi.dll.bmp.

Затем обрабатывает их особым образом, после чего получает вредоносные модули:

— fsguyidll.exe,

— fslapi. dll,

— fslapi.dll.bmp.

На первый взгляд эти 3 файла «BMP» оказались картинками, которые являлись заполненными контейнерами. В каждом из них несколько (алгоритм допускает вариативность) младших значащих бит были заменены на шпионскую нагрузку.

Существуют разные способы, как определить, является ли картинка заполненным контейнером или нет. Но самый простой из них — визуальная атака. Суть его заключается в формировании новых изображений на основе исходного, состоящих из НЗБ различных цветовых плоскостей.

После такой обработки на втором и третьем изображении будут заметны области с высокой энтропией (высокой плотностью данных) — это и есть внедренное сообщение. С одной стороны это просто, потому что аналитик (и даже простой пользователь!) может с легкостью увидеть внедренные данные. А с другой стороны сложно потому, что такой анализ довольно трудно автоматизировать.

К счастью, ученые уже давно разработали несколько методов выявления заполненных контейнеров, основанных на статистических характеристиках изображения. Но все они основываются на предположении, что внедренное сообщение имеет высокую энтропию. Чаще всего это действительно так: поскольку емкость контейнера ограничена, сообщение перед внедрением сжимается и/или шифруется, т. е. его энтропия повышается.

Однако вредоносный загрузчик «Zero.T» не сжимает свои модули перед внедрением. Вместо этого он увеличивает количество используемых НЗБ: 1,2 или 4. Так использование большего количества НЗБ приводит к появлению визуальных артефактов в изображении, заметных простому пользователю.

Заключение

Итак, стеганология прочно заняла свою нишу в обеспечении информационной и кибербезопасности: она не заменяет, а дополняет криптологию. Сокрытие сообщения методами стеганографии значительно снижает вероятность обнаружения самого факта передачи сообщения. А если это сообщение к тому же зашифровано, то оно имеет еще один, дополнительный, уровень защиты.

Среди основных причин наблюдающегося всплеска интереса к стеганологии можно выделить принятые в ряде стран ограничения на использование сильной криптологии, а также проблему защиты авторских прав на художественные произведения, интеллектуальную собственность и т. д. в глобальных цифровых сетях (интернет).

В настоящее время в связи с бурным развитием вычислительной техники, сети Интернет и новых каналов передачи информации появились новые стеганографические методы, в основе которых лежат особенности представления информации в компьютерных файлах, вычислительных сетях и т. п.

Существует множество направлений современной стеганологии, таких как компьютерная стеганография, цифровая стеганография, сетевая стеганография, каждое со своими методами и алгоритмами. Каждое направление используется в зависимости от ситуации и имеющихся ресурсов.

Использованная литература

Бабаш А., Шанкин Г. Зарождение криптографии. Материалы к лекции по теме «Криптография в древние времена». М., 2002.

Барабаш А. Cтеганография. Древняя тайнопись в цифровую эпоху // http://www.webcitation.org/66M340RTC.

Белкина Т. А. Аналитический обзор применения сетевой стеганографии для решения задач информационной безопасности. «Молодой ученый» № 11, 2018.

Бобылев П., Алябьев А. Защита цифровой информации методами стеганографии. Тамбов, 2005.

Быков С., Мотуз О. Основы стегоанализа. «Защита информации. Конфидент», № 3, 2000, с. 38–41

Горбовский А. Загадки древнейшей истории. М., 1971.

Зелинский Ф. Сказочная древность Эллады. М., 1993.

Зорин Е., Чичварин Н. Стеганография в САПР // http://studydoc.ru/doc/155375/steganografiya-v-sapr — blog-n.v.-chichvarina — 2013.

Колобова А.К., Колобов Д.Г., Герасимов А.С. Стеганография от древности до наших дней // Безопасность информационных технологий. М., 2015.

Мелтон К., Алексеенко В. История оперативной техники спецслужб. М., 2016.

Петраков А. Элементы крипто— и стеганографических технологий в цифровом телевидении. «Электротехнические и информационные комплексы и системы» № 4, 2006.

Риксон Ф. Коды, шифры, сигналы и тайная передача информации. М., 2011.

Синельников А. Шифры и революционеры России // www.hrono.ru/ libris/lib_s/shifr00.html.

Фролов Г. Тайна тайнописи. М., 1992.

Грибунин В., Оков И., Туринцев И. Цифровая стеганография. М., 2002.

Шелков В. История «микроточки». «Специальная техника и связь» № 3, 2012.

Шульмин А., Крылова Е. Стеганография в современных кибератаках // https://securelist.ru/steganography-in-contemporary-cyberattacks/79090/ — 2017.

Рекомендованные фильмы

Документальные

Нераскрытые тайны: тайны шифра. Россия, 2014.

Художественные

Рандеву. США, 1935.

Об авторе

Гребенников Вадим Викторович родился 20 апреля 1960 года в Ужгороде, столице Закарпатья, которое до 1945 года называлось Подкарпатской Русью, а поэтически — Серебряной Землёй.

Имеет полное высшее образование, закончил в 1982 году Ленинградский электротехнический институт связи имени профессора М.А. Бонч-Бруевича (ЛЭИС, ныне — СПбГУТ — Санкт-Петербургский Государственный университет телекоммуникаций) по специальности «радиотехника» с квалификацией радиоинженера.

Женился в ноябре 1984 года, имеет 3-х детей, 2-х внучек и внука. Полковник, ветеран и пенсионер. Живёт в Ужгороде.

В феврале 1983-го начал работать на должности электромеханика в отделении правительственной связи (далее — ПС) Управления КГБ УССР по Закарпатской области, а в 1986-м стал офицером и начал прохождение военной службы в том же подразделении на должности инженера отделения ПС. В 1987-м был переведён на должность инженера группы ПС Мукачевского горотдела УКГБ.

В марте 1992 года на базе КГБ УССР в Украине была создана Служба безопасности (далее — СБУ), и с 1993 года продолжил службу начальником отделения ПС Мукачевского горотдела Управления СБУ в Закарпатской области. Ужгородское отделение ПС было реорганизовано в Отдел ПС Управления СБУ в Закарпатской области.

Летом 1998 года Главное Управление ПС СБУ и Главное управление ТЗИ Госкомсекретов Украины были реорганизованы в Департамент специальных телекоммуникационных систем и защиты информации (далее — ДСТСЗИ) СБУ, в структуру которого ввели Отдел ПС областных управлений СБУ. В декабре того же года был организован Отдел ДСТСЗИ СБУ в Закарпатской области (далее — Отдел).

В 2000 году автор был переведён из Мукачева в Ужгород на должность начальника оперативно-технического управления Отдела. В 2002 году был назначен начальником отделения правительственной и конфиденциальной связи Отдела, а в 2003 году — помощником начальника Отдела по вопросам безопасности связи.

В начале 2006 года Верховным Советом Украины был принят Закон «О Государственной службе спецсвязи и защиты информации Украины», введённый в действие с 1 января 2007 года. В соответствии с этим законом ДСТСЗИ был выведен из состава СБУ и на его базе создана самостоятельная Госслужба спецсвязи и защиты информации Украины (далее — Госспецсвязи), а также её региональные органы.

1 января 2007 года автор был назначен на должность заместителя начальника Управления Госспецсвязи в Закарпатской области. 29 сентября того же года принял участие в аварийном восстановлении и обеспечении безопасности функционирования информационно-аналитической системы «Выборы», за что 13 ноября 2007 года Указом Президента Украины № 1092 был удостоен медали «За безупречную службу».

После увольнения со службы в 2012 году автор издал на украинском языке книгу «История криптологии & секретной связи» (800 страниц), которую писал на протяжении 15 лет и фактически стал историком криптологии, стеганографии и специальных видов связи.

После этого разработал официальный веб-сайт книги, который постепенно с увеличением выложенных на нём материалов превратился в исторический портал по информационной безопасности (далее — ИБ). Сейчас он содержит не только русскую версию книги, исторические статьи, фильмы и фотографии, но и учебные материалы для студентов Ужгородского национального университета (далее — УжНУ) по ИБ и защите информации.

В 2017 году была переиздана первая часть написанной книги под названием «Криптология и секретная связь. Сделано в СССР» (480 страниц) московским издательством «Алгоритм» (ISBN 978-5-906979-79-7). В ней излагается история криптологии и специальных видов связи в Российской империи и Советском Союзе.

Автор работает старшим преподавателем ИБ в УжНУ, где читает лекции по следующим учебным дисциплинам: «Нормативно-правовое обеспечение ИБ», «Управление (менеджмент) ИБ» и «Комплексные системы защиты информации: проектирование, внедрение, сопровождение».

С монографией, фильмами и другими материалами по истории стеганографии, криптологии и специальных видов связи, а также по информационной безопасности и защите информации можно ознакомиться по адресу: http://cryptohistory.ru

Content

Стеганография. История тайнописи
Вадим Гребенников

Введение

1. История стеганографии

1.1. Невидимые чернила

1.2. Маскировка

1.3. Микрофотография

1.4. Микрофототехника

1.5. Шпионские микроточки

2. Современная стеганология

2.1. Цифровая стеганография

2.2. Методы стеганографии

2.3. Сетевая стеганография

2.4. Цифровой водяной знак

2.5. ЦВЗ в цифровом ТВ

2.6. Стеганографический анализ

2.7. Стеганография в кибератаках

Заключение

Использованная литература

Об авторе