LA STÉGANOGRAPHIE C'EST QUI?
La stéganographie est l'art de la dissimulation : son objet est de faire passer inaperçu un message dans un autre message. Elle se distingue de la cryptographie, « art du secret », qui cherche à rendre un message inintelligible à autre que qui-de-droit. Pour prendre une métaphore, la stéganographie consisterait à enterrer son argent dans son jardin là où la cryptographie consisterait à l'enfermer dans un coffre-fort — cela dit, rien n'empêche de combiner les deux techniques, de même que l'on peut enterrer un coffre dans son jardin.
Méthodes
Supposons, pour notre exemple, que, durant la Seconde Guerre mondiale, une résistante, Alice, doive envoyer tous les jours le nombre de bateaux en rade de Marseille à son correspondant à Paris, Bob. Ils conviennent qu'Alice enverra tous les jours à Bob les prix moyens de divers fruits observés sur le marché de Marseille. Il faut, bien sûr, qu'un agent ennemi, Oscar,
- ne puisse découvrir le contenu caché ;
- ne puisse même savoir qu'un contenu est caché ;
- ne puisse empêcher la transmission d'un contenu caché éventuel ;
- ne puisse envoyer une fausse information en se faisant passer pour Alice.
Création d'un contenu ad hoc
Alice peut envoyer un message contenant :
- Poires : 0
- Cerises : 0
- Pommes : 1
- Tomates : 3
- Courgettes : 2
Bob découvrira qu'il y a, ce jour-là, 132 bateaux.
La technique informatique citée ci-dessus comme Codage sous forme d'une apparence de spam s'apparente à cette méthode.
L'avantage de la méthode est qu'Alice pourra envoyer à Bob une information très longue. Toutefois, la méthode ne peut être utilisée qu'une seule fois car Oscar pourra rapidement se rendre compte du procédé.
Modifications mineures d'un contenu existant
Alice peut envoyer un message contenant :
- Poires : 4.00
- Cerises : 12.00
- Pommes : 5.01
- Tomates : 3.23
- Courgettes : 10.02
Les techniques informatiques décrites ci-dessous dans les rubriques Usage des bits de poids faible d'une image (LSB) et Modulation fine d'un texte écrit correspondent à cette technique.
L'avantage de la méthode est qu'Alice pourra envoyer à Bob une information relativement longue. Toutefois, Oscar pourrait comparer les prix transmis avec les prix réels (dans le cas du procédé LSB, faire une comparaison bit à bit), pourrait s'étonner d'une précision superflue, pourrait interdire une trop grande précision (cf. plus bas : stérilisation).
Dissimulation dans un élément annexe au contenu
Alice peut, le lundi, envoyer un message contenant :
- Poires : 4
- Cerises : 12
- Pommes : 6
- Tomates : 3
- Courgettes : 10
et, le mardi, dans un ordre différent (Alice étant fantasque), mais avec des prix parfaitement exacts :
- Cerises : 12
- Poires : 4
- Tomates : 3
- Pommes : 6
- Courgettes : 10
Le contenu réel du message est dissimulé dans la variation de l'ordre des fruits par rapport à l'ordre de la veille.
L'inconvénient de la méthode est que le message est relativement limité en taille. Si Alice se limite à 5 fruits, elle peut transmettre chaque jour à Bob une valeur comprise entre 1 et 120 (factorielle de 5). L'avantage réside dans la difficulté pour Oscar de repérer l'existence du procédé stéganographique.
Une technique informatique correspondante consiste à maintenir une image intacte mais à y incorporer une table des couleurs ou palette construite dans un ordre qui paraît arbitraire. Le contenu caché peut être une clef donnant accès à un message plus long. En outre, le contenu doit normalement inclure un procédé (généralement un checksum) permettant de vérifier sa validité. L'image qui sert de vecteur à un contenu caché peut être un extrait d'une image connue mais ne peut jamais être sa reproduction exacte, au risque de permettre par comparaison de révéler l'utilisation d'une technique
Techniques rendues possibles par l'ordinateur
Message transporté dans une image
Usage des bits de poids faible d'une image
L'idée est de prendre un message et de le modifier de manière aussi discrète que possible afin d'y dissimuler l'information à transmettre. Le message original est le plus souvent une image. La technique de base --- dite LSB pour least significant bit --- consiste à modifier le bit de poids faible des pixels codant l'image : une image numérique est une suite de points, que l'on appelle pixels, et dont on code la couleur à l'aide d'un triplet d'octets, par exemple pour une couleur RGB sur 24 bits. Chaque octet indique l'intensité de la couleur correspondante --- rouge, vert ou bleu (Red Green Blue) --- par un niveau parmi 2561. Passer d'un niveau n au niveau immédiatement supérieur (n+1) ou inférieur (n-1) ne modifie que peu la teinte du pixel, or c'est ce que l'on fait en modifiant le bit de poids faible de l'octet.
Exemple
Donnons un exemple, considérons l'image
| 000 000 000 | 000 000 001 |
| 001 000 001 | 111 111 111 |
Chaque entrée de ce tableau représente un pixel couleur, nous avons donc une toute petite image 2×2. Chaque triplet de bits (0 ou 1) code la quantité de l'une des trois couleurs primaires du pixel (une image couleur aura dans presque tous les cas des groupes de 8 bits, appelés octets, mais on n'utilise que 3 bits pour clarifier l'exemple). Le bit le plus à droite de chaque triplet est le fameux bit de poids faible --- LSB. Si on souhaite cacher le message 111 111 101 111, l'image est modifiée de la façon suivante : le bit de poids faible du ie octet est mis à la valeur du ie bit du message ; ici on obtient :
| 001 001 001 | 001 001 001 |
| 001 000 001 | 111 111 111 |
D'autres techniques similaires sont possibles. Par exemple, l'encodage du message peut être basé sur le mode de colorisation TSL (Teinte Saturation Luminance) plutôt que RGB (Red Green Blue / Rouge Vert Bleu). Mais toutes ces techniques ont l'inconvénient d'entrainer une déformation - voire une perte - des informations de l'image et sont facilement détectables soit par comparaison avec l'image originelle, soit par analyse linéaire simple (de la parité par exemple !).
Ces techniques de stéganographie très basiques s'appliquent tout particulièrement au format d'image BMP, format sans compression destructive, avec codage des pixels entrelacé sur 3 octets comme énoncé ci-dessus2. Réciproquement, tout procédé de compression-décompression d'images avec pertes ou de redimensionnement de l'image est susceptible de détruire un message stéganographique codé de ces façons. On parle alors de stérilisation. Un pays totalitaire pourrait stériliser à tout hasard toute image BMP entrant ou sortant de son territoire, moyennant les ressources techniques nécessaires.
Manipulation de la palette de couleurs d'une image
Certains formats graphiques tels que GIF ou PNG permettent le stockage des couleurs de l'image par référence à une palette de couleurs insérée dans le même fichier.
Ainsi, au lieu de stocker bleu, blanc, rouge dans une image du drapeau français, on trouve dans un format de fichier la description de l'objet la suite couleur1, couleur2, couleur3 ainsi qu'une palette qui définit que couleur1 est le bleu, couleur2 le blanc et couleur3 le rouge.
La même image peut-être stockée de la façon suivante : couleur2, couleur3, couleur1 avec une palette qui définit que couleur2 est le bleu, couleur3 est le blanc et couleur1 est le rouge.
Ces deux images sont visuellement identiques, mais leur stockage est différent. Pour une image contenant 256 couleurs uniques dans sa palette, on a factorielle 256 () façons de stocker cette image. En utilisant un code connu entre l'émetteur et le récepteur de l'image, on peut donc communiquer un message de petite taille , soit un peu moins de 1 684 bits caché dans la permutation des couleurs de la palette de l'image.
Message caché dans les choix de compression d'une image
En effet, les algorithmes de compression avec pertes vont nécessiter une série de choix, qui peuvent résulter en des dégradations de l'image originelle. On peut se servir de ces choix pour cacher l'information que l'on souhaite transmettre.
Le format JPEG fait intervenir deux compressions. La première consiste à découper l'image en blocs de 8 fois 8 pixels et de leur appliquer la transformée en cosinus discrète (DCT). Cela permet en particulier de séparer les composantes de l'image les plus importantes de celles qui se voient le moins. On retire alors plus ou moins de détail, suivant la place que l'on souhaite gagner. Cette compression introduit des pertes et la DCT induit des erreurs d'arrondi, mais celles-ci seront souvent difficilement perceptibles par l’œil humain. Une fois tous les blocs transformés, on peut y insérer l'information que l'on souhaite cacher, par exemple dans le cas de la méthode Jsteg, avec la méthode des LSB expliquée plus haut. On applique alors diverses méthodes de compression sans perte (RLE, code de Huffmann...) pour réduire encore l'espace nécessaire au stockage de l'image.
Le résultat est une image qui peut présenter quelques artéfacts, mais pour un adversaire, il est difficile de savoir si ceux-ci sont dus à de la stéganographie ou à des choix de compression.
Message transporté dans un texte
Modulation fine d'un texte écrit
Décaler une lettre de quelques pixels ne pose aucun problème sur une imprimante à laser et c'est pratiquement invisible à l'œil nu. En jouant sur les interlettrages d'un texte très long et à raison de deux valeurs d'espacement correspondant à 1 et 0, il est possible de transmettre un message sous forme papier, qui ne révélera son vrai sens qu’une fois analysé par un scanner ayant une bonne précision.
Historiquement, le procédé fut utilisé dès les années 1970 en utilisant non pas des imprimantes laser, mais des imprimantes à marguerite Diablo, qui permettaient de jouer sur l'espacement des caractères au 1/120e de pouce près.
Marquage de caractères
Une technique similaire — mais plus facilement détectable — consiste à marquer certains caractères d'un document. Des points peuvent par exemple être placés sous les lettres d'un texte afin de dissimuler un message. Étalées sur un texte de plusieurs pages, ces marques peuvent s'avérer relativement efficaces vis-à-vis d'un œil non-averti. Un ordinateur n'est pas indispensable à la mise en œuvre de cette technique.
Codage sous forme d'une apparence de spam
N'importe quel texte de spam peut servir de base à de la stéganographie, sur la base d'un codage binaire simple de quasi synonymes. Par exemple pactole = 1, fortune = 0 ; richesse = 1, aisance = 0 ; succès = 1, réussite = 0 ; etc. Des sites du Web proposent à titre de curiosité ce genre de codage et de décodage3. Des textes écrits en langue de bois ou en style administratif se prêtent particulièrement bien à l'exercice.
Message transporté dans un son
Dans les formats sonores, il existe à peu près les mêmes possibilités de cacher des messages que dans les images. Dans un fichier sonore au format MIDI, il n'existe pas de palette de couleurs mais bien différentes pistes qui peuvent être permutées.
Dans un fichier sonore avec compression sans perte, on peut cacher de l'information dans des variations imperceptibles du son, les bits faiblement significatifs. Toutefois, la baisse de qualité peut être davantage perceptible dans un fichier audio que sur une image.
Dans un fichier sonore avec compression avec perte, on peut cacher de l'information dans les choix de compression.
Il est possible de coder un message sous la forme d'une image et de convertir cette dernière en son. En analysant le son à l'aide d'un spectrogramme, le message peut être visualisé4.
Certaines entreprises se servent de sons émis dans des fréquences inaudibles par l'oreille humaine (ultrasons) pour pister les utilisateurs de leurs produits. L'entreprise indienne Silverpush a ainsi mis en place un système où à chaque fois qu'une publicité de la marque était visualisée sur ordinateur, un ultrason était émis. Captés par une application sur le téléphone portable de l'internaute, ces sons permettent de retracer précisément les usages et les habitudes de cette personne sans qu'elle ne s'en rende compte5. De manière plus générale, il est possible de transmettre des données (une image, un document, un fichier audio...) en les convertissant en un signal audio dans des fréquences inaudibles, et en les mélangeant à un fichier audio en apparence anodin (une chanson par exemple)6.
Autres possibilités
Il est aussi possible de cacher des informations dans bien d'autres types de fichiers couramment échangés sur des réseaux telle la vidéo ou bien dans des textes (ce fut une des premières formes de la stéganographie) ou encore dans des zones d'un disque dur inutilisées par le système de fichiers.
Des informations peuvent aussi être cachées sur d'autres supports que des supports informatiques.
Outre de l'information, il est aussi possible de cacher des fichiers malveillants (virus, malwares) dans d'autres types de fichiers. Ainsi en 2019 sont apparus des virus cachés dans des fichiers audio de type .wav7.
Exemple
Usage
La stéganographie est exploitable dans de nombreux domaines. Elle trouve ainsi comme application commerciale le watermarking (apposition de filigranes électroniques), technique permettant de « tatouer » un fichier électronique (pour y introduire notamment des informations utiles à la gestion des droits d'auteur).
Il ne faut pas confondre le watermarking, par essence invisible, avec le fait que certains formats de fichiers offrent la possibilité d'inclure des méta-informations.
Si la cryptographie, qui permet de protéger la vie privée et l'activité industrielle sans cacher cette protection, est souvent maltraitée par les États totalitaires et les sociétés démocratiques à tendance sécuritaire, il n'en va pas nécessairement de même pour la stéganographie[réf. nécessaire], qui est pourtant une technique beaucoup mieux adaptée à une activité criminelle éventuelle.
https://fr.wikipedia.org/
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