Resumo

Esteganografia é a escrita em código, com caracteres convencionais (letras e/ou números) ou especiais (símbolos), de textos ocultos. Hoje ela passou a incluir a ocultação de mensagens em arquivos eletrônicos de som, imagem ou texto. Arquivos digitais, de maneira geral, possuem áreas não utilizadas, que podem ser ocupadas por informação adicional. A mensagem esteganografada só pode ser lida por quem saiba onde ela está e conheça a chave para decifrá-la. Um texto pode estar oculto, por exemplo, numa figura.

Uma importante aplicação moderna da esteganografia digital é como “marca d’água”, mensagem oculta de direitos autorais, usada juntamente com uma “impressão digital” do produto, número de série ou conjunto de caracteres que autentica uma cópia legítima.

Esteganografy

Summary

Steganography is the writing in code, using conventional characters (letters and/or numbers) or specials (symbols), from hidden texts. Today, it passed to include the hidden of messages in electronic sound files, image or text. Digital files, in all way, have areas not used that can be occupied by additional information. The Steganography message can just be read by someone who knows where it is and knows the key to solving it. A text can be hidden, for example, in picture.

An important modern steganography’s digital application is as “water mark”, hidden messages of ownership, used together whit a “digital print” of the product, series umbers or sequence of characters that authenticated a genuine copy.

1. Introdução

Esteganografia palavra de origem grega que significa "escrita coberta" é um ramo particular da criptologia, conforme mostra esquematicamente a Figura-1, consiste, não em fazer com que uma mensagem seja ininteligível, mas em camuflá-la, mascarando a sua presença. Contrariamente à criptografia, que cifra as mensagens de modo a torná-las incompreensíveis, a esteganografia esconde as mensagens através de artifícios, por exemplo imagens ou um texto que tenha sentido mas que sirva apenas de suporte. A idéia é mesclar a mensagem numa outra onde apenas determinadas palavras devem ser lidas para descobrir o texto camuflado.

Fig. 1 – Organograma das Ramificações da Criptologia

No dinâmico mundo digital de hoje, já existem programas comerciais (“softwares”) para que leigos possam esteganografar textos. O usuário disponibiliza uma imagem com um texto codificado num “site”. Em seguida avisa os destinatários para que visitem o “site”. Através do mesmo aplicativo, os destinatários decodificam o texto escondido na figura.

2. Fatos históricos

O primeiro uso confirmado da esteganografia está em "As Histórias" de Heródoto no século V a.C.: um certo Histio, querendo fazer contato secreto com seu superior, o tirano Aristágoras de Mileto, escolheu um escravo fiel, raspou sua cabeça e escreveu na pele a mensagem que queria enviar. Esperou que os cabelos crescessem e mandou o escravo ao encontro de Aristágoras com a instrução de que deveriam raspar seus cabelos.

Ainda nas "As Histórias" de Heródoto, consta que, para informar os espartanos de um ataque iminente dos persas, o rei Demaratos utilizou um estratagema muito elegante: pegou tabletes (pedaços de madeira usados para escrita), retirou-lhes a cera, gravou na madeira a mensagem secreta e recobriu-os novamente com cera. Deste modo, os tabletes, aparentemente virgens, não chamaram a atenção. O problema era que os gregos não sabiam do que se tratava quando Gorgo, mulher de Leônidas, teve a idéia de raspar a cera.

Na China antiga, escrevia-se mensagens sobre seda fina. Depois fazia-se uma bolinha que era envolvida por cera. Em seguida, o mensageiro engolia a bolinha.

No século XVI, o cientista italiano Giovanni Porta descobriu como esconder uma mensagem num ovo cozido: escreveu sobre a casca com uma tinta contendo uma onça de alume (± 29 g) diluído em cerca de meio litro de vinagre. A solução penetra a casca e se deposita sobre a superfície branca do ovo. Depois, basta abrir o ovo para ler a mensagem.

O historiador da Grécia antiga, Enéias, o Tático, teve a idéia de enviar uma mensagem secreta fazendo minúsculos furos em certas letras de um texto qualquer. A sucessão destas letras marcadas fornecia o texto secreto.

Os espiões alemães da Segunda Guerra utilizavam micropontos para fazer com que suas mensagens viajassem discretamente. Eram fotografias do tamanho de um ponto (.) que depois eram ampliadas para que a mensagem aparecesse claramente. Era uma espécie de microfilme colocado numa letra, num timbre, etc.

Em 1999, Catherine Taylor Clelland, Viviana Risca e Carter Bancroft publicaram na revista Nature "Hiding messages in DNA microdots" (escondendo mensagens em micropontos de DNA). O resultado é apenas visível ao microscópio eletrônico. Como possível aplicação, pode-se imaginar que uma empresa que produza uma nova espécie de tomate poderá incluir sua marca de fábrica nas moléculas do tomate afim de evitar as imitações.

3. Esteganografia na prática

Neste tópico será abordado o uso da esteganografia e para atingir tal objetivo faz-se necessário o uso de alguns exemplos.

• Ave Maria de Trithemius;
• A Grelha de Cardano;
• A Cifra de Bacon;
• Sistemas de segurança monetária - Sistemas de segurança das notas suiças.

3.1 Ave Maria de Trithemius

Ao redor de 1500, Johannes Trithemius, um abade beneditino, imagina um sistema esteganográfico muito astucioso, as chamadas "Ave Maria". Este sistema é composto por 14 alfabetos nos quais a cada letra corresponde uma palavra ou grupo de palavras. O resultado da encriptação acaba sendo um texto coerente, em Latim, como se fosse uma oração ou glorificação religiosa.

Algumas palavras "inúteis" são adicionadas apenas para dar sentido ao texto. As "Ave Maria" são citadas pela primeira vez no primeiro livro de Trithemius, a Polygraphia.

Abaixo, um dos alfabetos de Ave Maria:

O inconveniente do sistema é o tempo necessário para a transposição de um texto de qualquer tamanho e o grande aumento do texto esteganografado resultante. Por outro lado, como a mensagem cifrada se apresenta como um conjunto normal de palavras, os eventuais decifradores, devido às numerosas equivalências, teriam que acumular uma massa enorme de material antes de encontrar as semelhanças necessárias para obter a chave.

3.2 A Grelha de Cardano

Girolamo Cardano teve uma vida movimentada, uma infância miserável caracterizada por doenças frequentes e só fugiu desta situação familiar quando ingressou na Universidade de Pávia. Terminou seus estudos universitários em 1526, com um doutorado em Medicina, teve dois filhos e uma filha com Lucia Bandarini, moça da aldeia de Saccolongo, onde exerceu a profissão de médico.

Em 1534, Cardano e a família mudaram-se para Milão, onde ensinou Grego, Astronomia, Dialética e Matemática. Em 1539, escreveu seu primeiro tratado matemático, Practica arithmetica, e em 1545 Artis magnae sive de regulis algebraicis liber unus (A Grande Arte), seu maior trabalho matemático.

Também se interessou pela criptologia, tendo proposto uma cifra de substituição polialfabética com auto-chave, a qual continha vícios que inviabilizavam seu uso, e uma grelha, conhecida como Grelha de Cardano, utilizada para esteganografia, posteriormente utilizada pelo Cardeal Richelieu.

A grelha de Cardano consiste numa folha de material rígido na qual existem aberturas retangulares colocadas com intervalos irregulares, da altura de uma linha de texto e de comprimento variável.

O remetente coloca esta matriz sobre a folha de papel e escreve a mensagem secreta nas aberturas. Depois retira a grelha e preenche os espaços vazios com letras quaisquer. O destinatário simplesmente coloca uma grelha igual sobre o texto recebido para fazer aparecer a mensagem recebida.

A idéia é extremamente simples, mas este método de esteganografia funciona na prática.

3.3 A Cifra de Bacon

Francis Bacon foi filósofo, escritor e político inglês. Estudou no Trinity College, em Cambridge, e mais tarde em Londres. Em 1584 tornou-se membro do Parlamento e durante vinte anos exerceu atividade como advogado e político, conquistando fama de orador, escritor e causídico. Em 1613 tornou-se procurador geral e em 1616 foi nomeado Lord Chanceler e par do Reino com o título de Visconde de St. Albans.

Algumas de suas obras, especialmente os seus Essays, estão entre as maiores contribuições feitas ao pensamento humano desde os tempos dos filósofos gregos. Outros livros mais importantes de sua autoria são New Atlantis, Life of Henry VII e The Advancement of Learning.

No livro 6, capítulo 1 de The Advancement of Learning, Francis Bacon detalha um sistema de substituição: usa um alfabeto de 24 letras onde I=J e U=V. Para cada uma das letras do alfabeto é atribuído um grupo de 5 caracteres compostos pelas letras "a" e "b". Como são utilizadas apenas duas letras para a formação dos grupos, considera-se esta cifra como binária. Como os grupos são formados por 5 letras, considera-se a cifra como sendo de 5 bits.

A formação dos grupos segue uma sequência lógica, fácil de memorizar. Além disso, os "a" e "b" podem ser substituídos por 0 e 1. Como na tabela abaixo:

Tab. 1 - Sistema de Substituição

3.3.1 Preparando a Mensagem Cifrada

Utilizando-se o sistema binário ao invés do grupo composto por "a" e "b", é possível cifrar a mensagem NUMABOA:

Tab. 2 - Sistema Binário

Cifrando NUMABOA obtemos uma sequência de 0 e 1. Considerando que zero corresponde a um bit desligado e que 1 corresponde a um bit ligado, podemos transferir esta informação para qualquer texto "normal" que, de alguma forma, transmita esta informação. Apenas para ilustrar, usaremos negrito destacado para os bits ligados e normal para os desligados.

3.3.2 Estenografando a Mensagem Cifrada

Pode-se usar qualquer texto para camuflar a mensagem cifrada. Como exemplo, uma brincadeira: Você sabia que SARS é o contrário de açúcars?

Tab. 3 - Mensagem Cifrada

Neste exemplo, o destinatário recebe a seguinte mensagem cifrada:

Você sabia que SARS é o contrário de açúcars?

É claro que este método de estaganografia é muito óbvio mas, por incrível que pareça, muita gente vai pensar que a impressora está com problemas e... nada mais. É claro que Bacon fazia uso de um sistema de esteganografia um pouco mais sofisticado - utilizava a caligrafia com dois alfabetos: um alfabeto para os bits ligados e outro, com discretas diferenças, para os bits desligados. Estes alfabetos eram denominados por Bacon de "biformados".

É interessante notar que Bacon antecipou-se à sua época usando um sistema muito semelhante ao sistema binário atual. Aliás, com 5 bits, o número de letras e símbolos do seu alfabeto poderia ser 32 (25), e não somente 24 letras como sugerido originalmente.

3.4 Sistemas de segurança das notas suíças

Para quem estiver pensando que a esteganografia é obsoleta ou apenas uma brincadeira de criança, um alerta: a idade ou a simplicidade dos métodos não invalidam sua aplicação.

No mundo financeiro, a Suíça sempre teve um papel de destaque. Conhecida pela discreção e pela segurança que oferece a investidores, a moeda corrente Suíça não poderia ser uma exceção - precisa também oferecer um alto grau de segurança quanto à sua autenticidade. Analisando o papel moeda em detalhes, o que mais chama a atenção são os métodos esteganográficos utilizados nos dias de hoje.

Todas as notas desta série possuem diversos elementos de segurança. Tomando a nota de 50 francos como exemplo, destacam-se diversas tecnologias utilizadas tanto na frente como no verso da nota. Conheça os elementos da frente da nota, cujos pontos de aplicação estão destacados em vermelho. Cada nota é uma verdadeira "biblioteca esteganográfica", aplicando alta tecnologia em métodos conhecidos de longa data:

A - As cifras com a tinta Iriodin®: O valor da nota é impresso no local indicado com A com uma tinta transparente e ligeiramente brilhante que se torna particularmente visível quando a luz estiver num ângulo preciso.

B - As cifras em marca d"água: A indicação do valor da nota fica incrustada no papel sob a forma de marca d"água. Posicionando a nota contra a luz e observando detalhadamente, é possível distinguir, sob a tinta de impressão, a marca d"água indicando o valor da mesma.

C - As cifras em talhe doce: A indicação do valor da nota, impresso em talhe doce, aparece em relevo e se revela rugoso ao tato. Ao ser esfregado, por exemplo num papel branco, deixa traços da tinta de impressão bem visíveis.

D - O número perfurado (microperf®): A cifra indicando o valor é inscrita através de perfurações muito finas, denominadas microperf®. Estas perfurações não são visíveis, a não ser que se observe a nota contra uma fonte luminosa.

E - A tinta com efeito óptico variável: A indicação do valor da nota é impresso no local indicado com a letra E, usando uma tinta que muda de cor quando recebe luz de diferentes ângulos. Inclinando a nota lentamente para frente e para trás é possível observar como a cor dos números se modifica.

F - As cifras com ultravioleta: Sob luz ultravioleta, a metade esquerda da nota mostra o valor em tom escuro e o rosto claro e fluorescente. A metade direita mostra o valor da nota em tom claro e fluorescente e o rosto em tom escuro.

G - As cifras metalizadas: As cifras indicando o valor da nota são metalizadas. Movimentando a nota como se fosse uma página de livro, as cifras cintilam numa cor prateada. Com o auxílio de uma lupa também é possível reconhecer os monogramas SNB e BNS do Banco Nacional Suiço entre as cifras metalizadas. O número cintilante está parcialmente recoberto pela tinta de impressão.

H - O efeito basculante: A indicação do valor da nota impressa no local identificado por H só pode ser vista de um ângulo pouco habitual. Com a nota posicionada horizontalmente, na altura dos olhos e com um discretíssimo ângulo de inclinação, pode-se ler o valor da mesma.

1 - Frente e verso: Duas cruzes são impressas, uma em cada face da nota, exatamente na mesma posição. Uma é ligeiramente maior que a outra. Pode-se ver, por transparência, uma cruz suiça entre as duas silhuetas.

2 - Marca d"água do rosto: A porção superior direita da frente da nota é ocupada pelo rosto em marca d"água. A direção do olhar é idêntico ao do rosto impresso.

3 - Guillochis: A fina estrutura das curvas entrelaçadas pode modificar discretamente sua cor de linha para linha ou ao longo de cada linha.

4 - Kinegram®: No centro da nota fica o Kinegram®: o valor da nota, mostrado em lâminas prateadas especiais, parece se mover. Dois outros Kinegram® menores mostram a cruz suiça e os monogramas do Banco Nacional Suiço: SNB e BNS. A forma do Kinegram®, a posição dos dois menores e o movimento dos números são diferentes de acordo com o valor da nota.

5 – Microtexto: Nas duas faces da nota um texto curto sobre a pessoa retratada é reproduzido numa impressão tão miniaturizada que, só com o auxílio de uma poderosa lente de aumento, é possível lê-lo. O exemplo aqui reproduzido corresponde ao texto encontrado na frente da nota de 50 francos.

6 - Símbolo para deficientes visuais: Um símbolo, perceptível ao tato e diferente para cada valor, está gravado em relevo na porção inferior da frente de cada nota para possibilitar o reconhecimento da mesma pelos cegos e deficientes visuais.

4. Atualidade

A esteganografia voltou a ficar em evidência, justamente na época dos atentados terroristas ao World Trade Center (WTC). "Na época, comentou-se muito que o meio de comunicação empregado por Osama Bin Laden e a Al Qaeda teria sido a esteganografia. O grupo terrorista estaria usando fotografias digitais em sites pornográficos e de leilões on-line para mandar suas mensagens terroristas.

4.1 Hackers Driblam Censura com Nova Ferramenta

Um grupo de hackers conhecido por Hacktivismo revelou uma nova ferramenta projetada para ajudar proponentes de direitos humanos e dissidentes políticos a verem informação censurada pela Web sem medo de represálias.

A ferramenta de esteganografia permitirá que seus usuários escondam texto criptografado dentro de qualquer imagem em uma página Web. Mas críticos alertam que a novidade também pode ser usada por criminosos e terroristas para mascarar comunicações ou planos para atividades ilegais.

Chamada Camera/Shy, o aplicativo trabalha com o Windows e o Internet Explorer e permite que se compartilhem informações censuradas ou críticas, enterrando-as dentro de uma imagem GIF comum. Embora outras ferramentas já tenham explorado a esteganografia, a Camera/Shy é indicada para usuários não técnicos.

O programa de 1,21 MB criptografa texto com um clique do mouse e o acrescenta à imagem. Os arquivos podem ser protegidos por uma senha por segurança extra. Depois de levar a imagem até o site, pode-se notificar os interessados por e-mail com mensagens como "vá até essa URL para ver as fotos do meu aniversário".

Aqueles que abrirem a página com o utilitário de navegação do Camera/Shy poderão decodificar o texto inserido na imagem automaticamente, ao fornecer a senha.

Segundo seus criadores, o programa é indicado para usuários em países como a China, que limita o acesso à Internet a sites específicos. A ferramenta desabilita temporariamente o histórico do navegador e apaga todos os dados no cache quando o programa é fechado. A Câmera/Shy pode ser executada a partir de um disquete ou diretamente da Web, sem deixar rastros.

O Hacktivismo está liberando a Camera/Shy como um software de código aberto, para que outras pessoas possam aprimorá-la em diferentes idiomas ou a adaptem para outros sistemas operacionais.

5. Esteganografos

Com o intuito de informação será proposto a utilização na prática de um esteganografo que é uma ferramenta (software) usada para ocultação de mensagens em arquivos eletrônicos de som, imagem ou texto. O software utilizado abaixo como exemplo, chama-se HIP for Windows.

a) Acesse o MSPaint Brush e crie um desenho qualquer, salve com o nome de desenho.

b) Abra o HIT for Windows e clique em File / Open Bitmap e dê dois cliques no desenho que criamos no Paint Brush.

c) Abra o Bloco de Notas e escreva uma mensagem, salve como o nome de mensagem.

d) agora no HIT for Windows clique em File / Hide File, e dê dois cliques no arquivo que salvou do Bloco de Notas (mensagem.txt), aparecerá uma tela onde você deverá digitar uma senha para criptografar a mensagem, depois dê Ok.

e) Vai aparecer a mensagem que o arquivo foi escondido com sucesso.

f) Abra o desenho no Paint Brush. Verifique se encontra alguma mensagem no arquivo. A mensagem está oculta e será quase impossível encontrá-la, para fazer o caminho inverso, isto é, você escreveu uma mensagem no HIT for Windows, enviou para um amigo, este também deve ter o HIT for Windows. O que deverá fazer é abrir o HIT, clicar em Open bitmap, abra o desenho.bmp, logo em seguida clique em File / Retrive file, escreva um nome para o arquivo, como por exemplo teste.txt e clique em salvar. Aparecerá uma tela parecida com a figura abaixo, digite a senha e dê Ok.

g) Logo em seguida aparecerá uma mensagem dizendo que o arquivo foi recuperado com sucesso.

h) Parabéns, você acaba de utilizar um dos recursos de criptografia que conseguiram burlar todos os esquemas de segurança dos USA.

5.1 Cloak 6.0

Poderoso programa de esteganografia utilizado para encriptar e ocultar arquivos dentro de imagens BMP. Os arquivos ficarão indetectáveis. Utiliza métodos avançados para proteger os arquivos, incluindo os algoritmos de encriptação Cloak-128, Blowfish e Mercury; customização de certificados de segurança; compressão otimizada; e senha. Você poderá proteger qualquer tipo de arquivo, inclusive executáveis. Os arquivos BMP que contêm arquivos ocultos por este método são completamente funcionais e idênticos a uma imagem comum. Ideal para pessoas que desejam compartilhar arquivos confidenciais com seus amigos, colegas ou família, e precisam garantir a segurança da informação. Mais que um simples programa de criptografia, trata-se de uma camuflagem eletrônica completa e funcional. Possui também um conversor de imagens que converte os formatos mais populares para BMP de 24 ou 32 bit. O destinatário não precisa necessariamente ter uma cópia do programa para ter acesso aos arquivos, bastando apenas o Cloak Viewer, programa que pode ser obtido gratuitamente pela Internet.

6. Conclusão

A informação é considerada hoje um dos principais ativos na Era Digital e a internet proporcionou ao homem um grande aumento na sua capacidade de trocar informações, porém, as questões relacionadas com a privacidade da comunicação sofreram profundas transformações, através do conseqüente surgimento de novas ameaças e riscos.

As pesquisas no campo científico avançam na busca de ferramentas eficazes de proteção. E a esteganografia garante às pessoas algo a mais na defesa de sua privacidade.