Иногда нужно передать сообщение так, чтобы никто даже не догадался, что оно есть.

• Обычный шифр прячет смысл, но факт переписки виден.
• А можно спрятать текст внутри обычной фотографии — снаружи это просто картинка.

Наука о скрытии самого факта сообщения — стеганография. Проще всего прятать текст в цифровой картинке: в ней миллионы пикселей.

Цвет пикселя — три числа от 0 до 255 (красный, зелёный, синий). В двоичном виде 200 = 11001000.

• Самая правая цифра — младший бит, отвечает всего за 1.
• Поменяли его — цвет сдвинулся на 1/256. Глаз этого не видит.
• Зато в него можно записать 1 бит письма. А пикселей — миллионы.

В картинке 300×200 (180 000 каналов) помещается больше 10 000 русских букв.

Слева — исходник, в центре — та же картинка с письмом (на глаз одинаковые), справа — разница, усиленная в 255 раз. Изменилась только полоска, где спрятано письмо.

PSNR — показатель схожести: больше 40 дБ глаз разницы не видит.

Одна и та же картинка при 1, 2, 4 и 8 битах. При 1–2 битах чистая, при 8 — вся в «шуме». «Золотая середина» — 1–2 бита: и места хватает, и подмена невидима.

• В младшие биты картинки можно спрятать целое письмо незаметно: при 1–2 битах PSNR выше 40 дБ.
• Чем больше битов, тем больше объём, но тем заметнее подмена — с 4 бит картинка портится явно.
• Стеганография прячет факт письма, но не шифрует — поэтому письмо сначала шифруют, потом прячут.
• Гипотеза подтвердилась.