Introducción a la Esteganografíaindex-of.co.uk/INFOSEC/Esteganografia.pdf · alojan los ficheros,...

Introducción a la Esteganografía http://www.death-master.tk/

Introduccióna la

Esteganografía

Autor:

Death Master

Dedico este texto a todas las víctimas de los atentados del 11 de Marzo en Madrid, así como a todos losfamiliares, amigos, conocidos, y a todas esas personas anónimas que arriesgaron la vida por gente a la queni siquiera conocían. Cosas así hacen que aún tenga fe en el género humano. ¡Va por vosotros!

Death Master, 2004 (GFDL) Página 1


Índice de contenidos

Índice de contenidos..........................................................................................................................2

Introducción.............................................................................................................................................3

Historia de la esteganografía.......................................................................................................4

Bases de la esteganografía...........................................................................................................9

Ficheros interpretados...................................................................................................................10

Ficheros ejecutables........................................................................................................................16

Esteganografía avanzada.............................................................................................................18

Esteganografía y criptografía....................................................................................................19

Ataques a la esteganografía.......................................................................................................20

Software esteganográfico............................................................................................................21

Autopsia de un reto...........................................................................................................................22

Distribución de este documento.............................................................................................24

Licencia......................................................................................................................................................25



Introducción“Un efecto esencial de la elegancia es ocultar sus medios.”

Honoré de Balzac

Este es ya el cuarto manual “serio” que publico.

Siempre he creído firmemente que el conocimiento ha de ser libre, pero nunca me picó la curiosidad deescribir manuales que se publicaran y que la gente leyera (al fin y al cabo, ¿qué podía aportar yo?). Casi porcasualidad, escribí FAQ de Software Libre y GNU/Linux después de mucho tiempo observando ladesinformación que había en la red con respecto a ese tema. Conferencias de Seguridad zH'04 yCriptosistemas Informáticos vinieron después, a raíz de las conferencias de seguridad de la party de ZonaHispana y unas charlas de criptografía en el IRC del foro de Hack X Crack respectivamente.

Y comencé a sorprenderme. Sorprenderme de ver que realmente tenía muchas cosas que contar, de quemis documentos eran publicados y difundidos en diversos medios de la red... pero sobre todo por el númerode personas que los descargaron. No tengo datos exactos, pues no tengo acceso a todos los servidores quealojan los ficheros, y una visita a una página de descarga no asegura que se descargue el fichero, pero porejemplo Conferencias de Seguridad zH'04 ha tenido unas cinco mil (5.000) descargas en menos de cuatromeses. Quizá no parezca mucho para gente con grandes sitios web, pero para mí son unas cifras enormes,más tratándose de documentos PDF relativamente pesados, y no ligeras páginas HTML.

En este cuarto documento, pues, quiero tratar un tema que despierta mucha curiosidad en mí, y queactualmente está muy ligado a la criptografía (otra de mis grandes pasiones): la esteganografía.

Si hablamos rigurosamente de la definición de esteganografía, veremos que, mediante distintas solucionestécnicas, lleva aplicándose siglos en la vida del ser humano (casi siempre ligado al espionaje o al secreto).No obstante, aunque es bueno conocer su origen, nosotros nos vamos a centrar en sus aplicacionesactuales en el campo de la informática y las comunicaciones.

Para los que no conozcan absolutamente nada sobre esta técnica, y antes de ver definiciones rigurosas,podemos decir que la esteganografía es una forma cómoda de trabajar con meta-información, es decir,información dentro de la información.

En otros tiempos la información que rodeaba a una persona era transportada por unos canales muydefinidos (correo, teléfono...) y de forma limitada; pero eso es algo que en las últimas décadas ha cambiadode forma radical. El actual desarrollo de la tecnología computacional y las telecomunicaciones (cuyasculminaciones son el ordenador personal e Internet respectivamente) han rodeado completamente nuestrasvidas de torrentes de información, vivimos de hecho rodeados de un continuo “ruido de fondo”.

Si nos paramos a pensar en la información que extraemos al visitar una web, y la cantidad real deinformación que contiene, podemos ver que el vivir en un medio ruidoso nos hace en cierto modoimpermeables a la información no deseada, actuando como “cribas humanas” que separan el grano de lapaja en la Gran Telaraña Mundial.

Ese enorme ruido de fondo, ese enorme remanso de información que supone Internet, es el perfecto caldode cultivo para las técnicas esteganográficas. Cuanta más información y cuanto más fácilmente sea éstaignorada, más fácil es que la meta-información pase completamente desapercibida al resto del mundo, delresto del impermeable mundo.

Death Master



Historia de la esteganografía

Del griego στεγανοζ (steganos, encubierto -con el sentido de oculto-) y γραπτοζ (graphos, escritura) nace eltérmino esteganografía: el arte de escribir de forma oculta.

Aunque κρυπτ ςό (criptos, oculto) y στεγανοζ (steganos, encubierto) puedan parecer en un principio términosequivalentes, o al menos similares, son cosas completamente distintas. La criptografía es el arte de escribirde forma enigmática (según la Real Academia Española), mientras que la esteganografía es el arte deescribir de forma oculta. Puede que sigan pareciendo similares, pero las connotaciones toman mucho valoral analizarlo detenidamente: la criptografía tiene su fuerza en la imposibilidad de comprender el mensaje,mientras que la esteganografía la tiene en el desconocimiento de que el mensaje siquiera existe.

Aplicado al campo informático, podemos dar los siguientes ejemplos: nosotros podríamos robar un mensajecifrado con relativa facilidad, pero aún sabiendo que contiene información importante seríamos incapaces deobtener información alguna de él (si la criptografía ha cumplido con su cometido). Respecto a laesteganografía, nosotros podríamos capturar el tráfico completo de un individuo y tratar de analizarlocompletamente (y el “ruido de fondo” hoy en día es mucho), sin tener la certeza de que haya o no unmensaje oculto. Espero que quede claro desde un principio que, en contra de lo que algunas personasdicen, la esteganografía NO es un tipo de criptografía: son técnicas distintas e independientes, si bienpueden complementarse entre ellas (y de hecho lo suelen hacer).

MétodosMétodos clásicos

La esteganografía da sus primeros pasos en la antigua Grecia. Se cuenta en “Les Històries d'Heròdot” queDemeratus quería comunicar a la ciudad de Esparta que Xerxes tenía planes para invadir Grecia. Para evitarser capturado por espionaje en los controles, escribió sus mensajes en tablas que luego fueron cubiertascon cera, de forma que parecían no haber sido usadas. Ésta es posiblemente una de las primerasmanifestaciones en la historia de mensajes esteganografiados.

Otro método usado durante siglos consistía en tatuar al mensajero (generalmente un esclavo) un mensajeen la cabeza afeitada para después dejarle crecer el pelo y enviar así el mensaje oculto.

Cifrado nulo (Null Cipher)

El método de escritura de meta-información en un texto es usado desde hace siglos, y sigue siendo usadohoy en día. Ésto es debido a que se trata posiblemente de uno de los métodos más sencillos de ocultarinformación.

Consiste en escribir un texto aparentemente inofensivo donde, mediante algún mecanismo conocido porel legítimo receptor de la información (actualmente hablamos de algoritmos y claves), subyace lainformación realmente importante.

Veamos un ejemplo de un mensaje real enviado por un espía alemán durante la Segunda Guerra Mundial:

Apparently neutral's protest is thoroughly discountedand ignored. Isman hard hit. Blockade issue affectspretext for embargo on by products, ejecting suetsand vegetable oils.

Si de este inocente texto extraemos la segunda letra de cada palabra, obtendremos este otro mensaje:

Pershing sails from NY June 1

Aquí vemos lo fácil que es esconder información en textos, así como comprendemos la necesidad de grancantidad de información (ruido) para ocultar la auténtica información de forma que no llame la atención.



Tinta invisible

Aunque el método de escritura con tinta invisible es usado desde la edad media, es en la Segunda GuerraMundial cuando adquiere una importancia capital. Fue usado muy activamente por la resistencia en loscampos de prisioneros nazis.

Generalmente se usa de la siguiente forma: en primer lugar se escribe una carta completamente normal, ydespués se escribe, entre las líneas de esa carta, otro texto donde está la información importante. Erahabitual el uso de vinagre, zumos de frutas u orina, aunque hoy en día existen compuestos químicosespecíficos que sirven igualmente y no desprenden olores tan fuertes (que serían fácilmente detectados porun perro entrenado). Al calentar el papel, la escritura oculta se hace visible.

Micropuntos

La tecnología de los micropuntos fue inventada por los alemanes durante la Segunda Guerra Mundial yfue usada de forma muy activa durante la época de la guerra fría.

La técnica se basa en esconder puntos minúsculos en fotografías, tan pequeños que para el ojo humano-e incluso para instrumentos ópticos básicos como lupas- resultan invisibles, pero que forman un patrón deinformación significativa.

Debido a la naturaleza analógica de esta técnica, resultaba fácilmente detectable para los servicios deinteligencia, si bien advertir la presencia de mensajes esteganografiados no siempre significa que puedanser legibles. Aún así, descubrir la presencia de un mensaje esteganografiado se considera un fracaso de laesteganografía que lo soporta, pues la imposibilidad de comprender su contenido conforma su capa decifrado.

Técnicas actuales

Actualmente la esteganografía está irremisiblemente ligada a los ordenadores, que le han proporcionado elmedio necesario para ser efectiva, y del que durante siglos no pudo disponer. Así mismo, está íntimamenteligada a la criptología en general y a la criptografía en particular.

Hoy en día se usan multitud de técnicas esteganográficas, pero todas se basan en los mismos principios deocultación de información. Este punto, al ser el eje central del documento, lo veremos en detalle másadelante.

Ahora me gustaría dejar una opinión personal sobre criptografía, esteganografía y la sociedad actual:

Como ya comenté en el documento de Criptosistemas Informáticos, a los gobiernos nunca les hizodemasiada gracia la criptografía, esteganografía... y en general cualquier método que pueda suponer datosfuera de su control. Gracias a los ordenadores personales, y al software libre en gran medida, técnicas antesreservadas a unos pocos están ahora al alcance de cualquiera... hasta de las peores personas.

Todo esto viene por la campaña de acoso y derribo que ciertos sectores norteamericanos emprendieroncontra la criptografía y esteganografía en general, especialmente contra PGP y su creador PhilipZimmermann, al publicarse que esta clase de técnicas fueron supuestamente utilizadas por la organizaciónterrorista AlQaeda para transmitir información previa a los atentados del 11 de Septiembre en Nueva York.

Señores: no hay medios culpables, sino personas culpables. No culpen a PGP de un atentado, no menosque a Samuel Colt por inventar el revólver (eso sin entrar a analizar los usos positivos de PGP frente a losdudosos usos positivos del revólver...) o a Albert Einstein por contribuir al desarrollo de la bomba de fisión.



PublicacionesSon realmente pocas las publicaciones que existen sobre esteganografía, en comparación por ejemplocon la criptografía. Si buscamos publicaciones en castellano, el número desciende muchísimo más, hastacasi el cero.

Al contrario que la criptografía, que existe de una manera importante desde antes del desarrollo delcomputador y fue desarrollada especialmente en la Segunda Guerra Mundial, la esteganografía, pese ahaber sufrido un desarrollo similar durante ese mismo periodo de tiempo, nunca dispuso de medios que lapermitieran tomarse en cuenta hasta la aparición de la moderna ciencia de la computación. Es por eso quelas publicaciones referentes al tema son tan escasas, y generalmente se encuentran englobadas como unaparte de un texto criptográfico (como comenté al principio).

Veamos algunas de las principales publicaciones relacionadas con el tema por orden cronológico:

Hypnerotomachia poliphili (1499) - Anónimo

He elegido esta publicación por lo que representa.

Hypnerotomachia poliphili es un libro publicado en 1499 porAldus Manutius. El libro versa sobre conocimiento general,tratando temas como arquitectura, ingeniería, paisajes, creaciónde jardines, pintura, escultura... de todo menos esteganografía,criptografía o códigos de forma alguna.

¿Qué es pues lo que hace tan significativo este libro? Contienemuchísimos datos escondidos en su interior. El más famoso, y elconsiderado como primer texto esteganografiado de formaescrita se obtiene tomando la primera letra de cada uno de suscapítulos, formando:

Poliam frater Franciscus Columna peramavit

Que significa “El Padre Francesco Colonna ama apasionadamente a Polia”. Podemos ver la secuenciacompleta de la frase en http://www.bk.tudelft.nl/dks/hp/hyptext1.htm#Decorated%20initials.

Por cierto, Francesco Colonna aún vivía cuando el libro fue publicado.

Steganographia (1499) - Tritheim Johannes Heidenberg

Se trata de la publicación más notoria de Tritheim.

En Steganographia se incluye un sistema de esteganografía bastanteavanzado, pero la temática general del libro (magia y métodos deaprendizaje acelerados) hizo que nunca se tomara demasiado en serio eltexto.

No obstante, en este libro se trataba un método de envío de mensajes sincaracteres ni mensajero.

Podemos encontrar un profundo análisis de este libro en:

http://www.esotericarchives.com/tritheim/stegano.htm.



Polygraphiæ (1516) - Tritheim Johannes Heidenberg

Segunda publicación relacionada con este tema de Tritheim.

En Polygraphiæ vuelve a tratar el tema de la escritura y su significado, aunque noes un libro muy importante en el campo de la esteganografía.

No obstante, junto a Steganographia -del mismo autor-, sentará las bases de loque será Schola Steganographica, el considerado como primer libro deesteganografía y criptografía de la historia, y uno de los más importantes.

Schola Steganographica (1665) - Gasparis Schott

Este libro es uno de los más importantes en lahistoria de la criptografía y la esteganografía.

En él se discuten los conocimientos de la épocarespecto a la escritura oculta o cifrada, algunos deellos tratados anteriormente, pero que en estelibro toman un profundo giro en el enfoque deestudio: Schott se aleja de lo esotérico y lomágico para enfocar la esteganografía y lacriptografía desde el punto de vista de la técnicay la ciencia.

En el Whipple Science Museum de Cambridgese conserva una copia completa e intacta (la de lafotografía) que fue publicada junto a otra obra delmismo autor (Technica curiosa).

Podemos ver fotografías, así como consultar información mucho más detallada acerca de esta publicaciónen http://www.petitcolas.net/fabien/steganography/steganographica/index.html.

The Pigeon Post into Paris 1870-1871 (1871) - J.D. Hayhurst O.B.E.

Este texto trata el uso de micrografía y escritura oculta en losmensajes enviados por palomas durante la guerra franco-prusiana(1870-1871).

Según el texto, las técnicas de ocultación de información fuerondecisivas en el desenlace de la contienda.

Podemos encontrar la versión completa del documento en:

http://www.cix.co.uk/~mhayhurst/jdhayhurst/pigeon/pigeon.html.



La cryptographie militaire (1883) - Auguste Kerckhoffs

La cryptographie militaire es un estudio del uso de técnicas criptográficas,esteganográficas y en general de ocultación de información en el ejército francés del sigloXIX.

Cualquier estudioso de la criptografía ha oído al menos hablar de los Principios deKerckhoffs. Pues estos principios fueron enunciados en Enero de 1883 durante laredacción de este libro.

Si alguien está interesado en la lectura de este documento, puede encontrar la primeraparte del mismo (en el idioma original: francés) en PDF en la siguiente dirección:

http://www.petitcolas.net/fabien/kerckhoffs/crypto_militaire_1.pdf.

Le filigrane (1907) - Charles-Moïse Briquet

Esta publicación es un diccionario histórico de las marcas de agua, usadas a lo largo de lahistoria para autentificar todo tipo de documentos. Hoy en día las marcas de agua siguenusándose en la expedición de papel moneda.

Podemos consultar el documento (en italiano) en la siguiente dirección:

http://linux.lettere.unige.it/briquet/.

The Codebreakers: The story of secret writing (1967) - David Kahn - [KAHN67] - Actualizado 1996

The Codebreakers es un libro de obligada lectura para los aficionados a lacriptografía, esteganografía y ocultación de información en general.

Se trata de “La Biblia” de los códigos, formando un texto de referencia históricaincomparable. El autor barre un periodo de tiempo descomunal, desde losprimeros jeroglíficos del 3000 A.C. hasta la época de publicación de la primeraedición del libro (1967).

El hecho de que este libro fuera publicado antes de la existencia de la modernacriptografía computacional no hace sino aumentar el valor intrínseco del texto,pues nos muestra las entrañas de la teoría de códigos. El libro también muestraepisodios históricos importantes relacionados con la ocultación de información,como el Telegrama Zimmermann de la I Guerra Mundial o el funcionamiento yruptura de las máquinas Enigma de la II Guerra Mundial.

El libro fue revisado en 1996 por el propio autor para contemplar la moderna criptografía de clave pública y lainfluencia de la informática en la ocultación de información. Aún así, no son muchos los cambios entreediciones, y podríamos decir que el libro sigue siendo algo que pertenece a 1967.



Bases de la esteganografía

El desarrollo de la informática e Internet ha supuesto el marco perfecto para que la esteganografía alcancesu mayoría de edad. Los avances en computación nos proporcionan medios para calcular rápidamente loscambios necesarios en la ocultación de un mensaje, e Internet proporciona los medios necesarios paratransportar grandes cantidades de información a cualquier punto del planeta.

La esteganografía actual se basa en esconder datos binarios en la maraña de bits que supone un fichero.Los bits que componen el mensaje a ocultar se introducen (bien sea añadiéndolos, o realizandooperaciones aritméticas con los originales) en el fichero ya existente, procurando que el fichero resultantedespués de realizar los cambios parezca el original.

¿Cómo logramos que el fichero resultante no parezca haber sido modificado? Depende de qué tipo defichero estemos modificando. Prácticamente cualquier tipo de fichero es bueno para ocultar datos en suinterior, pero hay algunos (imágenes y sonido principalmente) que resultan ideales para este cometido, pormotivos que más adelante comentaremos. Así mismo existen ciertos programas especializados enocultación de información en sectores de disco no usados.

Sea cual sea el tipo de información que queramos esteganografiar, y sea cual sea el medio en el quequeremos hacerlo, hay ciertas reglas básicas:

- Toda información (texto ASCII, hexadecimal, código morse...) que queramos introducir, debe serprimero convertida a binario. Si bien cualquier base numérica es válida, la comodidad trabajandocon binario es mucho mayor.

- Nunca hay que permitir que un supuesto atacante obtenga el fichero original (anterior a lamodificación), pues permitiría, mediante comparación, establecer pautas de cambios en lainformación. Esto podría llevar en última instancia a desentrañar el mensaje oculto.

- Las cabeceras de los ficheros -salvo excepciones- NO deben ser modificadas.

- No transmitir la clave o algoritmo esteganográfico por un medio inseguro.

Aunque la esteganografía computacional clásica consiste en la modificación binaria del fichero que sirve decanal, existen ciertas técnicas para casos particulares de ficheros que también son válidas (aunquecomplicadas de hacer “a mano”, con lo cual dependemos de algún tipo de software... cosa que noqueremos). Un ejemplo de estas técnicas es la adición de mensajes ocultos a los ficheros de sonidomediante superposición de capas de sonidos que no resultan audibles para el oído humano, pero que sícontienen información.

Así mismo, también he encontrado documentación de técnicas basadas en ocultación de mensajes enficheros de imagen creados con potentes programas de tratamiento gráfico (como Gimp o Photoshop)mediante el uso de capas transparentes donde se alojaba la información. Al igual que en el casoanteriormente citado, no considero esta técnica segura en absoluto.

Así pues, yo trataré únicamente la esteganografía al nivel del bit (mediante editores hexadecimales).



Ficheros interpretados

Antes de ver los tipos más comunes de ficheros interpretados usados en esteganografía, vamos a echar unvistazo a algunos detalles previos cuya comprensión es muy conveniente para entender la esteganografía.

¿Qué es un fichero interpretado?Entre los ficheros que encontramos en nuestro disco duro encontramos principalmente dos grupos: ficherosinterpretados y ficheros ejecutables. Los ficheros ejecutables son los que mandan instrucciones alprocesador (a través del sistema operativo y su núcleo o kernel), mientras que los ficheros interpretadosson aquellos usados para leer o escribir información, pero siempre mediante algún software.

Para entender esto más fácilmente, pensemos en situaciones cotidianas. Al abrir una fotografía PNG ó JPGcon nuestro software de imagen favorito (Gimp, Photoshop...) estamos leyendo un fichero interpretado (lafotografía) mediante un software que previamente ejecutamos (mediante el fichero ejecutable). En esteproceso, en primer lugar ejecutamos el fichero ejecutable que, a través del SO, manda instrucciones alprocesador, y en segundo lugar ese software ya arrancado interpreta la información contenida en unaimagen y envía las instrucciones necesarias para poder ver en pantalla esa información ya procesada.

Existen unos ficheros denominados “scripts” que en determinados casos, pese a ser ficheros interpretados,son capaces de ejecutar código en el procesador (aunque siempre mediante un intérprete). Es el caso de,por ejemplo, programas escritos en bash scripting (ejecutados por bash, sh...) o en perl (ejecutados por elintérprete de perl). Aunque hay quien los considera ejecutables y quien no, nos es indiferente, porque encualquier caso no son muy útiles con fines esteganográficos, debido a que en su mayoría se trata deficheros de texto plano.

Estructura de un ficheroAntes de empezar a modificar ficheros es importante entender la estructura básica de un fichero.

Aunque los usuarios de sistemas Windows no lo sepan, un fichero es lo que es debido a una informaciónque se encuentra embebida en su interior y que llamamos cabecera. Digo esto porque en sistemas comoUnix y compatibles (Linux, xBSD...), un fichero BMP es reconocido como tal aunque su nombre sea“foto.pepe”; mientras que en los sistemas Windows simplemente se verifica la extensión del fichero, deforma que carta.bmp se tratará de abrir con el visor de imágenes predeterminado aún tratándose de texto.

Además de la cabecera, el fichero contiene la información propiamente dicha (y en algunos casos otroscampos que no vienen al caso). Debido a que cada tipo de fichero tiene una estructura distinta, sepueden dar casos anecdóticos, como por ejemplo que un fichero pueda ser a la vez de dos tipos sin queéstos interfieran entre sí. Un ejemplo es un fichero gif-zip. ¿Cómo es posible esto? Pues por lasespecificaciones de cada uno de los ficheros: un fichero gif define en su cabecera el tamaño del mismo, deforma que cualquier byte posterior al supuesto fin de la información es ignorado, y un fichero zip almacena lainformación en unas tablas de forma que cualquier byte anterior al inicio de éstas es ignorado. Así, sidefinimos una cabecera gif de, pongamos, 5000 bytes, y en el byte 5001 y posteriores ponemos las tablaszip, tendremos un fichero que es gif y zip a la vez.

Por norma general, NO vamos a tocar nunca la cabecera del fichero. Nosotros siempre nos vamos a fijaren el cuerpo del mismo para introducir nuestros datos. La forma en que introduciremos los datos, así comoel sitio donde lo haremos, depende del tipo de fichero. Es necesario saber cómo almacena la informaciónel fichero para no modificarlo de forma sensible. Para saber dónde colocar nuestros datos convieneconocer la estructura del fichero (ya sabéis... http://www.google.es/ es vuestro amigo :-P) o empezar amodificar datos a partir de direcciones avanzadas, con lo cual nos aseguramos un margen prudente quenos evite tocar la cabecera. Yo trataré de proporcionar información acerca de los principales estándares deimagen que existen actualmente.



Ficheros de imagenLas imágenes es de lejos el tipo de fichero más utilizado para esteganografiar mensajes ocultos.

Conviene puntualizar que hay distintos tipos de ficheros de imagen:

- Windows BitMaP (BMP): Es el formato gráfico más simple, y aunque teóricamente es capaz derealizar compresión de imagen, en la práctica jamás se usa. Consiste simplemente en una cabeceray los valores de cada pixel de la imagen (ocupando cada pixel 4, 8, 16, 24 ó 32 bits según lacalidad del color) empezando de abajo hacia arriba y de izquierda a derecha.

Su principal ventaja es la sencillez (es el formato más indicado para realizar esteganografía). Sumayor inconveniente es el inmenso tamaño que ocupan.

- PC Paintbrush (PCX): Este tipo de fichero es una evolución del mapa de bits tradicional. EnPCX se usa el algoritmo de compresión RLE. Mediante RLE cuando dos o más pixelsconsecutivos tienen el mismo color, el algoritmo guarda la información del color y el número depixels que lo usan (para la posterior visualización).

El criterio para almacenar el número de pixels usando el color es el siguiente: si el byte es menor oigual que 192, corresponde a un único pixel, pero si es superior a 192 el número de pixels repetidosnos lo dan los seis bits menos significativos del byte (ponemos a cero los dos bits más significativos)y el color nos lo da el byte siguiente.

Como ventajas tiene la sencillez del algoritmo (aunque, como ya veremos, este formato decompresión hace mucho más tedioso la realización de esteganografía), y como inconveniente, laescasa compresión que obtenemos en fotografías (que tienen mayor variedad de pixels), que al finy al cabo es el mayor uso de imagenes.

- Graphics Image Format (GIF): Es uno de los mejores formatos de compresión (sobre todo paraimágenes con grandes áreas de un mismo color), además de ser la opción más sencilla paraanimaciones vectoriales (flash y otros métodos más caros y complejos aparte...). El formatoGIF89a además soporta transparencias y entrelazado.

Usa el algoritmo de compresión LZW (usado en compresión de ficheros también), mucho máscomplejo que RLE. Su principal punto débil es la limitación a 256 colores (8 bits) de la paleta decolor, lo cual lo hace desaconsejable para cualquier tipo de fotografía o imagen realista.

Su principal ventaja es la enorme compresión (cosa que nos complica sobremanera laesteganografía) y la capacidad de uso de transparencias y entrelazado, mientras que su mayordefecto es la escasa paleta de colores.

- Joint Photographic Experts Group (JPEG): Este fichero es, con diferencia, el más popular. Elalgoritmo de compresión de JPEG se basa en un defecto del ojo humano que impide lacompleta visualización de la paleta de 24 bits, por lo que elimina la información que el ojo humanono es capaz de procesar. Esto nos da una importante reducción de tamaño, pero -muy importante-este algoritmo SÍ tiene pérdida de información en el proceso de compresión. Dependiendo delfactor de compresión la pérdida de imagen puede ser visible o no al ojo humano.

Una variante del JPEG original es el JPEG progresivo, que realiza entrelazado de datos paravisualizarlo en primer lugar con baja calidad e ir aumentando la misma en varias pasadas.

La principal ventaja que tiene JPEG es su calidad a la hora de representar fotografías (con supaleta de 16 bits y su alta compresión), y su principal desventaja es la pérdida de calidad einformación con grandes ratios de compresión.

JPEG es sin duda el más usado en esteganografía, pero eso no significa que sea el más sencillo.



- Tagged Image File Format (TIFF): TIFF es un formato usado en imágenes de altísimaresolución y calidad, principalmente en trabajos de imprenta o fotografía profesional. Se tratabásicamente de un mapa de bits preparado para el estándar CMYK, y preparado para el uso demuchos estándares y formatos de compresión diversos, que pueden ser usados en la mismaimagen.

La ventaja de este formato es la enorme calidad obtenida, y su principal desventaja el tamañoque ocupa. Debido a lo específico de este tipo de fichero, no es prácticamente usado paraesteganografía.

- Portable Network Graphics (PNG): El formato PNG nace debido a los problemas de la patentedel algoritmo LZW (Lempel-Ziv-Welch), y con la intención de sustituir a GIF como estándar. PNGcubre prácticamente todas las características de GIF, con un mejor algoritmo de compresión, sinpérdida de información y con una paleta de color muy superior a los 256 bits de GIF (16 bits).Además, se trata del único formato comprimido que incorpora la información del canal alpha,logrando una altísima calidad en el uso de capas y transparencias.

PNG además es uno de los primeros ficheros de imagen en contener información acerca del ficheroen forma de metadatos de texto (¿esto no os suena de nada? ;-P).

A pesar de todas sus ventajas (principalmente el tratarse de un formato libre), tiene un defecto: nopermite el uso de animaciones (al contrario que GIF). La organización W3C (autores de PNG) hancreado el formato MNG para animaciones.

Aunque son muchas las formas de representar una imagen en un ordenador, todas tienen un denominadorcomún: tienen que representar colores mediante bits, bien sea cada punto, vectores o tablas.

Nuestro principal arma es la calidad de la imagen, por lo que según la profundidad de color será más omenos sencillo la realización de esteganografía. Con 4 y 8 bits (16 y 256 colores respectivamente) lavariedad no es muy alta, por lo que la diferencia entre colores contiguos es poca.

En profundidades de color más comunes hoy día, como 16, 24 y 32 bits (65.535, 16.777.216 y4.294.967.296 de colores respectivamente) la cosa es muy diferente. Si bien con 16 bits la diferencia entrecolores no es tanta, modificar un punto en una imagen de tamaño medio (200*200 = 40.000 puntos) y conuna diferencia de color de 1 entre 65.535... nadie podrá distinguir este punto. Con 24 y 32 bits ya ladiferencia es muchísimo mayor... ¿Ya vemos por dónde vamos, no? }:-P

Efectivamente, vamos a aumentar o disminuir en una unidad el valor del color de un registro de color dela imagen. Veamos cómo esconder 1 byte de información...

Esto es un fragmento de fichero de imagen BMP (tened listo el editor hexadecimal):

0012A000 35 3D 33 33 3A 35 3B 43 15 1B 21 00 01 05 02 05 5=33:5;C..!.....0012A010 0A 07 0A 0E 05 05 0A 0B 0B 11 12 13 1A 0E 11 17 ................0012A020 22 20 2B 3B 37 4A 2A 2E 3D 19 20 2A 18 17 21 25 " +;7J*.=. *..!%0012A030 1E 30 63 58 7A A3 94 B3 66 5D 71 01 04 08 06 07 .0cXz...f]q.....0012A040 0E 2A 2C 33 45 44 50 1F 1E 26 00 00 00 1A 3D 4D .*,3EDP..&....=M0012A050 52 A5 D6 3F 93 CA 1E 60 88 0D 1D 27 0C 1E 28 43 R..?...`...'..(c0012A060 45 5E 3F 38 4A 11 11 17 0E 12 15 0E 11 19 0C 11 E^?8J...........0012A070 15 08 0D 12 0A 0B 12 07 0D 12 0B 10 14 11 12 17 ................

Supongamos que nosotros queremos esconder una letra, concretamente la letra “L”. Primero debemosconvertirla en “bits”, así que consultamos la tabla ASCII (http://www.asciitable.com/) y comprobamos queel valor de “L” es...

Decimal Octal Hex Binary Value ------- ----- --- ------ ----- 076 114 04C 01001100 L

Ahora deberíamos estudiar el fichero a modificar para analizar qué grupos conforman cada pixel, y deducircuál es la cifra menos significativa. Como ejemplo tomaremos el último valor del registro como tal.



Ahora, sumaremos 1 a la cantidad existente cuando el bit de la letra “L” sea 1, y dejaremos el fichero comoestá cuando sea 0:

0012A010 0A 07 0A 0E 05 05 0A 0B 0B 11 12 13 1A 0E 11 17 ................++++++++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++........ .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .1======== == == == == == == == == == == == == == == == ==0012A010 0A 07 0A 0E 05 05 0A 0B 0B 11 12 13 1A 0E 11 18 ................

0012A040 0E 2A 2C 33 45 44 50 1F 1E 26 00 00 00 1A 3D 4D .*,3EDP..&....=M++++++++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++........ .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .1======== == == == == == == == == == == == == == == == ==0012A040 0E 2A 2C 33 45 44 50 1F 1E 26 00 00 00 1A 3D 4E .*,3EDP..&....=N

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Y así obtenemos el resultado:

0012A000 35 3D 33 33 3A 35 3B 43 15 1B 21 00 01 05 02 05 5=33:5;C..!..... 00012A010 0A 07 0A 0E 05 05 0A 0B 0B 11 12 13 1A 0E 11 18 ................ 10012A020 22 20 2B 3B 37 4A 2A 2E 3D 19 20 2A 18 17 21 25 " +;7J*.=. *..!% 00012A030 1E 30 63 58 7A A3 94 B3 66 5D 71 01 04 08 06 07 .0cXz...f]q..... 00012A040 0E 2A 2C 33 45 44 50 1F 1E 26 00 00 00 1A 3D 4E .*,3EDP..&....=N 10012A050 52 A5 D6 3F 93 CA 1E 60 88 0D 1D 27 0C 1E 28 44 R..?...`...'..(D 10012A060 45 5E 3F 38 4A 11 11 17 0E 12 15 0E 11 19 0C 11 E^?8J........... 00012A070 15 08 0D 12 0A 0B 12 07 0D 12 0B 10 14 11 12 17 ................ 0

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¡Voilà! Guardamos los cambios, y comprobamos personalmente que no se aprecia cambio alguno asimple vista (en mi ejemplo, un fondo de pantalla de 1024*768 a 24 bits de profundidad). Pero si nosotros ledecimos a alguien que tenga la imagen original que compare a partir de la posición 0012A000, podrádeshacer los cambios según el patrón usado para introducirlos.

¿Qué hemos hecho? Hemos cambiado el color de tres puntos en la imagen de forma que sean los coloresinmediatamente contiguos en una paleta de más de 16 millones de colores. El ojo humano no podríadistinguirlo nunca.

También es posible representar los ceros restando uno a la cifra original y los unos dejándola inalterada, olos ceros restando uno y los unos sumando uno... aunque lo más recomendable es alterar lo mínimo posibleel fichero original.

En ficheros con compresión es más difícil introducir cambios sin que el resultado se altere, debido a quedebemos respetar la estructura del algoritmo de compresión, cosa bastante complicada. Aún así, conalgo de práctica y paciencia es perfectamente posible introducir mensajes esteganografiados en imágenesJPEG por ejemplo.

Ya en Internet, mediante correo electrónico o una página web, es muy fácil distribuir un documento coninformación esteganografiada.



Ficheros de sonidoLos ficheros de sonido son también utilizados a menudo en técnicas esteganográficas.

Echemos un vistazo a los tipos de ficheros de sonido más comunes:

- Waveform Audio File Format (WAV): Se trata del formato de sonido desarrollado porMicrosoft para su sistema operativo Windows. Se compone de una cabecera de 43 bytes y unconjunto arbitrario de bytes que contienen las muestras una tras otra, sin ningún tipo decompresión y con cuantificación uniforme. Al ser un formato realmente sencillo, es muy útil pararealizar tratamiento digital de sonido.

Su principal ventaja es la sencillez del formato, y su mayor inconveniente la cantidad deespacio requerido (una muestra de 10 segundos en calidad de CD -PCM, 44 KHz, 16 bit, estéreo-ocupa 1,6 Mb).

- Motion Picture Experts Group - Audio Layer 3 (MP3): Sin duda el más famoso de todos losformatos de audio. Este formato utiliza un algoritmo de compresión con pérdida de información,basándose en las limitaciones del oído humano: somos sensibles a las frecuencias medias, peropoco perceptivos con las altas o bajas; y además percibimos mal los sonidos bajos que suenan a lavez que sonidos muy fuertes (efecto de ocultamiento). Así pues, eliminando los sonidos que nooímos, logra un ratio de compresión de hasta 12:1.

Su principal ventaja, sin duda, es la gran compresión y la poca pérdida de calidad que tiene, y suprincipal inconveniente es la pérdida inevitable de información.

- OGG Vorbis (OGG): Este formato se desarrolla para constituir una alternativa totalmente libre amp3. Aunque es un formato aún muy joven (aún no hace dos años de la finalización de la versión1.0), tiene mucho que decir, pues tiene un sistema de compresión similar al de mp3, pero lograndomayores ratios de compresión (ocupa menos) y una mayor calidad de sonido.

El principal obstáculo para la implantación de ogg es la “estandarización” de mp3: reproductoresportátiles, equipos de audio, reproductores DVD domésticos...

La principal ventaja de ogg es la mayor compresión y calidad con respecto a mp3, así como ser100% libre de patentes. Su principal inconveniente, como en mp3, es la pérdida de informaciónen el proceso de compresión.

La representación de la información en los ficheros de sonido se realiza generalmente mediante el registroconsecutivo de las muestras que componen el sonido. Al igual que ocurría con los ficheros de imagen, elsonido es representado siempre en forma de bits, y cada vez con una calidad mayor (mientras redactoesto, estoy escuchando un mp3 de 128kbit y 44100Hz, lo cual supone una cantidad muy grande deinformación...), de forma que para nuestros experimentos esteganográficos podremos jugar con los bitsmenos significativos de la información.

En el sonido ocurre una cosa muy curiosa: nos da prácticamente igual que la calidad sea alta o baja,pues en calidades altas la cantidad de bits usados para representar el sonido es muy alta, y un cambioínfimo no influye en el resultado; mientras que en los de calidad baja, aunque la modificación sea másllamativa, al tratarse de un sonido de baja calidad (por ejemplo calidad de radio), cualquier modificaciónpuede pasar inadvertida como ruido de fondo.

La forma de introducir los datos es la misma que ya hemos visto en el caso de ficheros de imagen.



Otros ficheros interpretadosComo ya dijimos al principio, cualquier formato es bueno para esconder información. La práctica totalidaddel software disponible en el mercado que automatiza la esteganografía trabaja con imágenes y sonidos,debido a que son los más sencillos de usar para estos propósitos, pero nosotros podemos usar -casi-cualquier tipo.

Es importante que antes de modificar un fichero sepamos a grandes rasgos cómo se estructura, para evitardañarlo o modificarlo tanto que llame la atención.

Algunos formatos que también son buenos para la ocultación de información son:

- Ficheros de vídeo: Motion Picture Experts Group -en cualquier versión- (MPEG), DivX (AVI),XviD (AVI)...

Este tipo de ficheros son también útiles dada la ingente cantidad de información que almacenan,pero a la vez son complicados de modificar sin estropearlos, debido a los complejos algoritmosde compresión utilizados.

- Ficheros de texto formateado: Microsoft Word (DOC), OpenOffice.org (SXW)...

Los ficheros de texto formateado usualmente almacenan metadatos que nos resultan muy útilespara esconder nuestra información (y en el caso de Microsoft Word, dieron algún susto algobierno del Reino Unido... }:-D). No obstante los metadatos también pueden ser leídos y unamodificación puede ser detectada con relativa facilidad...

El caso de ficheros de texto plano, scripts o programas de lenguajes interpretados (TXT, SH, PL,HTML, PHP) es distinto, pues NO es aconsejable usarlos en esteganografía, dado que prácticamentetodos son ficheros de texto plano que son leídos por su correspondiente intérprete. Esto hace que una “e” enel texto sea una “e” limpia al abrir el fichero con un editor hexadecimal, y si la modificamos para que seauna “f”, en el texto cambiará para ser una “f” igualmente.



Ficheros ejecutables

¿Esconder datos en ficheros ejecutables? ¿Es eso posible? SÍ, aunque se trata de una técnica complejaque no siempre da buenos resultados.

Antes de entrar al meollo de la cuestión, conviene hacer una anotación: si bien para comprender esta parteno necesitaremos conocimientos específicos, si queremos realizar de forma seria esta técnica debemostener ciertos conocimientos sobre virus informáticos e ingeniería inversa (desensamblado, crackeo...), asícomo también de programación en lenguaje ensamblador (AT&T e Intel, según trabajemos con ficherosELF o Win32 PE).

Para entender cómo funciona esta técnica tenemos que echar un vistazo al modo de trabajo de los virusque infectan ejecutables. Este tipo de virus hoy día no son muy comunes, pues han sido desplazados por losomnipresentes gusanos, pero hace unos cuantos años era el tipo de virus más común. Según su técnica deinfección podíamos distinguir dos tipos de virus:

El primer tipo inyecta su código al final del ejecutable e introduce en algún lugar libre del mismo unainstrucción de salto incondicional (JMP) hacia el área que contiene el código del virus. El principal efectoes el aumento de tamaño del fichero con respecto a la versión sin infectar (dada la inyección de código).

El segundo tipo, mucho más complejo de programar y mucho más raro de encontrar, busca áreas libresen el ejecutable (debido al alineamiento) y distribuye su código en esos “huecos” del fichero, uniendotodo el código mediante diversas instrucciones de salto. Los efectos de este complejo método deinfección son principalmente que el fichero sigue ocupando el mismo espacio en disco y que lascompañías antivirus se muerden las uñas a la altura del codo para crear rutinas de desinfección para estosbichos.

Nosotros no queremos infectar nada, pero sí pensamos que no estaría mal poder ocultar información enesos huecos libres que sabemos que existen...

- ¿Porqué existen esos huecos?

Dependiendo del compilador que usemos, éste puede usar un alineamiento de entre 4 y 16 bytes.Eso nos da un posible espacio de huecos libres de entre 0 y 15 bytes para utilizar comoqueramos. La mayoría de los compiladores de C (principal lenguaje de programación) trabajan conun alineamiento de 16 bytes.

- ¿Cómo reconozco esos huecos libres?

Cada compilador tiene una forma de rellenar esos huecos. Por ejemplo, los compiladores de C deMicrosoft suelen usar la instrucción debug (INT 3) que en forma hexadecimal es 0xCC (CC); loscompiladores de C de Borland suelen usar la instrucción NOP que en forma hexadecimal es 0x90(90); y otros compiladores como GCC (Gnu C Compiler) usan diversas instrucciones, lo que entreotras cosas dificulta la infección del ejecutable.

- ¿Puedo escribir en esos huecos sin más?

NO, y este es uno de los principales motivos por el que esta técnica es tan compleja. Si antes deesos huecos se encuentra un salto incondicional, o una instrucción comparativa que ejecutedos o más saltos condicionales dependiendo del resultado de evaluar la expresión, o cualquier otracosa con la condición de que el programa NO continúe en ese hilo de ejecución de forma lineal...entonces sí podemos usar esos huecos a nuestro antojo. En caso de que el programa continúesu hilo de ejecución de forma normal, NO podremos usarlos.



Esto diferencia la técnica esteganográfica en ejecutables de la infección por virus. A un virus leinteresa ejecutar código, enviar instrucciones al procesador, de forma que los huecos que a nosotrosnos valen (los menos) al virus no le valen, y viceversa. Nosotros queremos que lo quemodifiquemos NO sea enviado al procesador como código a ejecutar, porque en el mejor de loscasos el programa hará cosas raras, y en el peor (la mayoría) el ejecutable quedará inservible...con lo cual no estamos cumpliendo los preceptos de la correcta esteganografía.

Si nosotros abrimos un fichero ejecutable y encontramos esto:

00000800 E5 00 F0 73 03 19 81 C3 90 90 90 90 90 90 90 55 ...s...........U\-----------------/ | \-----------------/ |

| | | +> PUSH {Inicio de subrutina} | | | | | +> NOP {Huecos} | | | +> RETN {Final de subrutina} | +> {Código del programa}

A primera vista podemos decir que este programa seguramente fue compilado con un compilador deBorland. El ejecutable dispone de 7 bytes libres donde escribir lo que queramos. Pero para no inyectarcódigo en el procesador (bueno, el que quiera ya sabe cómo :-P) debemos asegurarnos que el programaanterior a esos bytes libres no continúa en ese hilo de ejecución... cosa que se sale de la temática deeste documento. Así pues, el que quiera saber más de esteganografía en ejecutables primero debeempaparse de ingeniería inversa. Al fin y al cabo ya sabemos cómo encontrar los bytes libres, y ya sabemoscómo introducimos información...

Ahora el jarro de agua fría: la esteganografía en ejecutables tiene varios problemas serios...

A pesar de la complejidad de la esteganografía sobre ejecutables, no es mejor que sobre ficherosinterpretados... a decir verdad es peor. ¿Porqué? Porque cualquiera con conocimientos en ingeniería inversapuede ver que el código del programa llegado a determinado punto no ejecuta instrucciones de un áreaque contiene instrucciones (muy probablemente instrucciones sin sentido, al tratarse de información), ydeducir que ese área originalmente contenía instrucciones vacías.

Además existe otro problema: si el software usado realiza comprobaciones MD5, nuestro ejecutablemodificado será considerado corrupto, y por tanto no válido. Cualquier pretensión de pasar informacióninadvertida se pierde.

Por último, las compañías antivirus en sus productos modernos incluyen sistemas heurísticos dedetección de virus, mediante los cuales reconocen patrones de conducta, no virus concretos. Nuestrainformación esteganografiada en un ejecutable se parece bastante a un virus... por lo que quizá seadetectada como un virus.

Como conclusión personal, diré que la esteganografía en ficheros ejecutables no es práctica, puesimplica tener conocimientos avanzados de ramas de la seguridad informática muy complejas (virus,lenguaje ensamblador, ingeniería inversa...), necesita mucho tiempo para llevarse a cabo, y conllevabastantes problemas prácticos en su ejecución. Aún así, como dicen que el saber no ocupa lugar, aquíqueda. ;-)



Esteganografía avanzada

La esteganografía es un arte complejo y con muchos matices. Sin llegar aún a la combinación deesteganografía y criptografía, es posible el uso de determinadas técnicas avanzadas que permitenaumentar la eficacia de una información oculta mediante esteganografía. Veamos alguna:

Uso de múltiples claves

Esta técnica es heredada directamente de la criptografía, pero con distinta forma de aplicación. Consiste enusar distintas codificaciones para cada porción arbitraria del mensaje a ocultar. Así, una frase de cincopalabras puede tener una clave de codificación para cada una de las palabras: en la primera restamos unaunidad en los ceros y sumamos una unidad en los unos, en la segunda realizamos lo mismo pero invirtiendoel orden de los bits, en la tercera realizamos el XOR de los bits...

Naturalmente la clave ha de ser conocida por el destinatario.

Esteganografía en capas

Mediante esteganografía en capas establecemos una relación lineal entre los elementos ocultos. Así, lacodificación de la segunda palabra o letra de un mensaje depende de la primera (puede depender del últimovalor de la cifra, del último valor modificado, de la posición...).

Así establecemos un orden estricto de decodificación que impide obtener completamente el mensaje sinla primera parte, con lo cual únicamente debemos comunicar la clave para obtener esta parte y la pauta aseguir para encadenar los fragmentos.

Adición de ruido

Aunque en un mensaje esteganografiado TODO el fichero es considerado ruido, podemos añadir ruido enel proceso de esteganografiado. Así, además de modificar los bits necesarios para inyectar nuestromensaje, podemos modificar unos cuantos bits aleatorios del mensaje de forma que aún teniendo elfichero original, un posible atacante deba conocer el sistema de codificación usado.

Uso de distintas magnitudes

Aunque lo habitual es variar en 1 bit el byte del mensaje original, nada nos impide variarlo en más bits.Así, podemos establecer claves complejas, como por ejemplo: ocultamos una frase de cinco palabras, y alocultar la primera de las palabras sumamos 1 bit en la codificación de la primera letra, 2 bits en lacodificación de la segunda, 3 bits en la tercera... hasta que vuelva a aparecer una modificación de 1 bit, quesignificará el inicio de otra palabra.

Mientras trabajemos con ficheros que usen mucha información (imágenes de 24 bits o más por ejemplo)no se notará que variemos la escala en 1 ó 10 unidades, y nos proporciona un tipo de clave más compleja.

Otras técnicas

Existen muchas otras técnicas esteganográficas que permiten aumentar la complejidad y seguridad, tantascomo queramos idear nosotros mismos. Lo ideal es que cada uno idee y use su propia técnica.



Esteganografía y criptografía

Como ya comentamos al principio del presente documento, la esteganografía hoy día está íntimamenteligada a la criptografía. Teniendo unos conocimientos básicos de criptografía y esteganografía podemosocultar nuestros datos con un grado de seguridad sorprendentemente alto (NOTA: Para los interesados enla criptografía, tengo publicado un documento sobre el tema en mi web).

Mediante técnicas criptográficas como las usadas por PGP (Pretty Good Privacy) podemos hacernuestros datos completamente ilegibles, pero un fichero cifrado con PGP tiene una estructura muyespecífica que lo hace reconocible de inmediato. En ciertos países el gobierno controla a la poblaciónhasta el extremo de controlar la información que emiten a la red (por ejemplo en China), por lo que cualquierdato cifrado sería interceptado de inmediato. Podemos comparar la criptografía a tener alarma en casa:nuestra seguridad aumenta muchísimo, pero todos los que vean las medidas de seguridad sabrán quetenemos cosas importantes que guardar (por norma general se cifran únicamente los contenidos muyimportantes).

Mediante técnicas esteganográficas podemos hacer que cualquier información pase inadvertida(subyaciendo en información inofensiva), pero la seguridad intrínseca de la esteganografía para datosimportantes no es mucha.

Mediante la combinación de estas dos técnicas estableceremos dos capas en la seguridad de lainformación: la primera capa, más externa, es la esteganográfica; y la segunda, interna, la criptográfica.Cada una de las capas tiene un cometido en esta peculiar simbiosis: la capa criptográfica se encarga de laseguridad de los datos (pues aunque la esteganografía sea un medio de proteger datos, no es comparableal cifrado) mientras que la capa esteganográfica protege la integridad de la capa criptográfica.

Aunque nada nos impide realizar nuestros cifrados a mano, para usar algoritmos y claves complejas es casiimprescindible el uso de software especializado. Yo sin duda recomiendo cualquier implementación deopenPGP, especialmente GnuPG que es software libre, y cuyo código fuente puede ser revisado porcualquiera que desconfíe.

Si ciframos nuestros datos de forma que nos devuelva una armadura ASCII, ya tendremos todos loscaracteres que componen nuestro mensaje cifrado. Es muy recomendable que la clave que usemos para larealización de criptografía orientada a esteganografía use el algoritmo DH/DSS (Diffie-Hellman / DigitalStandard Signature), pues el tamaño de salida de datos es mucho menor. Con la armadura ASCII delmensaje solamente necesitamos un poco de paciencia para esteganografiar los datos.



Ataques a la esteganografía

No son muchas las investigaciones publicadas acerca de métodos de ataque a la esteganografía, aunque esde esperar que debido al auge que ha experimentado hoy en día gracias a técnicas como las marcas deagua, se publiquen más investigaciones sobre debilidades y formas de aprovecharlas.

Los dos métodos más usados para detectar y atacar la esteganografía son:

Ataque visual

Consiste básicamente en buscar de forma manual diferencias entre el fichero original y elesteganografiado, siempre y cuando dispongamos del fichero original. En caso de no disponer de él, sepueden buscar irregularidades en el fichero esteganografiado para tratar de encontrar signos de laexistencia de datos ocultos, pero difícilmente podremos obtener información útil más allá de la existencia delos mismos.

Esta técnica es la más rudimentaria a la hora de realizar análisis esteganográfico y no tiene mucha utilidadreal.

Ataque estadístico

Este tipo de ataque se basa en el mismo concepto que el criptoanálisis diferencial del que hablé enCriptosistemas Informáticos.

El concepto de este tipo de ataques se basa en la comparación de la frecuencia de distribución decolores de un fichero potencialmente esteganografiado con la frecuencia que podríamos esperar enteoría de un fichero esteganografiado. Aunque los resultados son bastante buenos (ha demostrado enmuchas ocasiones ser efectiva), esta técnica es extremadamente lenta.

Si la creación de mensajes esteganografiados a mano ya es complicada, el ataque estadístico lo es muchomás, por lo que se automatiza mediante diversos programas. Pero a nuestro favor tenemos que losprogramas especializados en detección y ruptura de mensajes esteganografiados suelen buscar pautas demensajes ocultos con algún tipo de software especializado en la creación de los mismos. Siesteganografiamos nuestros mensajes a mano, la posibilidad de que la información sea recuperadailícitamente es ínfima.

Uno de los programas más famosos para detectar la presencia de esteganografía en ficheros de imagenJPG es Stegdetect (http://www.outguess.org/detection.php). Este software, mediante su módulo Stegbreak,realiza ataques de diccionario a los principales sistemas públicos de esteganografía.

Conclusión

Dada la naturaleza de la esteganografía, resulta extremadamente resistente a cualquier tipo de ataque.Los programas que aseguran detectar y recuperar datos ocultos mediante esteganografía lo hacen siemprebuscando mensajes ocultos con programas de dominio público. Si nosotros esteganografiamos nuestrospropios mensajes a mano o -si somos programadores- desarrollamos una herramienta privada, lasposibilidades de que nuestros datos sean comprometidos son prácticamente cero.

Para más información sobre análisis estadísticos en esteganografía conviene leer los estudios publicadospor Stefan Hetzel.



Software esteganográfico

Actualmente existen muchos programas especializados en ocultación de mensajes de texto medianteesteganografía, en la mayoría de los casos en archivos de imagen o sonido.

Antes de empezar a esteganografiar como locos, un par de consejos:

En primer lugar, NO considero buena idea el uso de ningún tipo de software para ocultar datosimportantes, puesto que en la esteganografía no existen las claves como en la criptografía, sino que laclave es la técnica usada para esteganografiar. Si usamos un software que tiene su propia técnica,estamos permitiendo implícitamente que cualquiera con ese software pueda recuperar nuestros datos.Como mucho, ciertos programas incorporan la opción de establecer una contraseña y añadir algún cifradosencillo a los datos... nada que un ataque de diccionario no pueda solucionar (de hecho ya hemos habladode Stegbreak).

En segundo lugar, al igual que ocurre con la inmensa mayoría de los programas de cifrado, existe laposibilidad (sí, soy un paranoico :-P) de la existencia de backdoors que comprometan totalmente lainformación contenida. Por ello, yo solamente considero fiable al 100% el software libre, aunque en estecaso concreto, el que el código sea público facilita aún más a un atacante el obtener nuestra información.

Dicho lo cual, pongo algunos de los principales programas de esteganografía que existen en la actualidad:

• Steganos Security Suite:(De pago // Propietario ; Sistemas Windows)http://www.steganos.com/en/sss/

• mp3stego:(Freeware // Código fuente disponible ; Sistemas Windows)http://www.petitcolas.net/fabien/steganography/mp3stego/

• Hydan:(Freeware // Código fuente disponible ; Sistemas Windows // Sistemas *NIX // etc)http://www.crazyboy.com/hydan/

• OutGuess:(Freeware // Código fuente disponible ; Sistemas Windows // Sistemas *NIX // etc)http://www.outguess.org/

• Snow:(Freeware // Código fuente disponible ; Sistemas Windows // Sistemas *NIX // etc)http://www.darkside.com.au/snow/

• Gifshuffle:(Freeware // Código fuente disponible ; Sistemas Windows // Sistemas *NIX // etc)http://www.darkside.com.au/gifshuffle/

• Securengine:(De pago // Propietario ; Sistemas Windows)http://securengine.isecurelabs.com/

• JPEG-JSTEG:(Freeware // Código fuente disponible ; Sistemas Windows // Sistemas *NIX // etc)ftp://ftp.funet.fi/pub/crypt/steganography/jpeg-jsteg-v4.diff.gz

• Nicetext:(Freeware // Código fuente disponible ; Sistemas *NIX)http://www.ctgi.net/nicetext/



Autopsia de un reto

Ahora vamos a ver un ejemplo que nos va a hacer comprender mucho mejor cómo funciona laesteganografía “artesanal”. Para realizarlo, voy a destripar paso a paso el segundo reto de esteganografíaque publiqué en HpN, hace casi un año. El hilo original del reto es:

http://www.sfreedom.net/~hpn/foro/index.php?act=ST&f=6&t=746

En este hilo está el texto original del reto, así como un añadido con pistas concluyentes para laresolución del reto que publiqué para animar a la gente a intentarlo... y no se animaron. :-(

No voy a volver a escribir las pistas (el que esté interesado puede visitar el enlace) sino que pasodirectamente a la resolución del reto. En primer lugar, descargamos los dos ficheros de audio:

Fichero original: http://www.clubhackers.com/death/orig.wavFichero esteganografiado: http://www.clubhackers.com/death/estega.wav

Se trata del fichero voice_input que uso en el juego Counter-Strike para reírme un rato (con un script, alpulsar una tecla reproduce el fichero por el canal de audio). Debido a las características del código destreaming de sonido del motor del juego, la calidad del sonido debe ser PCM a 8.000 Hz, 16 bit y mono a128kbps.

NOTA: Al escucharlo os reiréis. Es una broma que tengo con un amigo mío del norte... Miguel, ¡va por ti! :-P

Sabemos que buscamos un año. Ahora hay que dar el primer paso, para lo cual compararemos el ficherooriginal con el esteganografiado y buscaremos diferencias:

- Observamos que hay varias diferencias dispersas entre los grupos 00001000 y 00010000. Ya tenemos elrango de datos.

- Observamos que siempre existe un bit modificado en la posición 0000x010 (y en 00010010), y tambiénque nunca hay un bit modificado más allá de la posición 0000x070, por lo que deducimos que en el rango0000x000 - 0000x070 estamos representando un byte.

Así pues, procedemos a desentrañar esos 10 bytes, obteniendo los siguientes valores:

(00001000-00001070) - 01001101

(00002000-00002070) - 01000100

(00003000-00003070) - 01000011

(00004000-00004070) - 01000011

(00005000-00005070) - 01001100

(00006000-00006070) - 01011000

(00007000-00007070) - 01011000

(00008000-00008070) - 01011000

(00009000-00009070) - 01001001

(00010000-00010070) – 01011000

Ahora debemos tratar de comprender qué pueden significar esos bytes, para lo cual lo mejor es empezarconvirtiéndolos en base decimal y hexadecimal.



(00001000-00001070) ............... 77 / 4D ............. 01001101

(00002000-00002070) ............... 68 / 44 ............. 01000100

(00003000-00003070) ............... 67 / 43 ............. 01000011

(00004000-00004070) ............... 67 / 43 ............. 01000011

(00005000-00005070) ............... 76 / 4C ............. 01001100

(00006000-00006070) ............... 88 / 58 ............. 01011000

(00007000-00007070) ............... 88 / 58 ............. 01011000

(00008000-00008070) ............... 88 / 58 ............. 01011000

(00009000-00009070) ............... 73 / 49 ............. 01001001

(00010000-00010070) ............... 88 / 58 ............. 01011000

Ahora consultamos la tabla ASCII para ver qué letras representan esos valores:

(00001000-00001070) M............... 77 / 4D ............. 01001101

(00002000-00002070) D............... 68 / 44 ............. 01000100

(00003000-00003070) C............... 67 / 43 ............. 01000011

(00004000-00004070) C............... 67 / 43 ............. 01000011

(00005000-00005070) L............... 76 / 4C ............. 01001100

(00006000-00006070) X............... 88 / 58 ............. 01011000

(00007000-00007070) X............... 88 / 58 ............. 01011000

(00008000-00008070) X............... 88 / 58 ............. 01011000

(00009000-00009070) I............... 73 / 49 ............. 01001001

(00010000-00010070) X............... 88 / 58 ............. 01011000

MDCCLXXXIX, que como ya habréis supuesto, son números romanos. Concretamente 1789, año de laRevolución Francesa. ¡Reto resuelto!

Hay que tener en cuenta que todos los pasos que doy como obvios (intuir dónde hay un byte, consultar latabla ASCII...) en caso de esteganografía “real”, deben ser proporcionados por el emisor del mensaje. Eneste caso se daban pistas por tratarse de un reto.

Para el que le haya gustado, en HpN queda el primer reto de esteganografía, más sencillo que éste. ;-)



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Ficheros a distribuir:

Nombre: “Estega.pdf”Descripción: Documento principal.

Nombre: “Estega.pdf.sig”Descripción: Firma digital PGP del fichero “Estega.pdf” realizada por el autor.

Nombre: “hash.txt”Descripción: Contiene la cadena hash MD5 de los ficheros “Estega.pdf” y “Estega.pdf.sig”.

Datos adicionales:

El hash MD5 puede resultar útil para comprobar la integridad del fichero descargado, pero no es garantía dela inalterabilidad del documento, pues puede haber sido alterado junto a la cadena de hash.

Para comprobar la completa autenticidad e inalterabilidad del fichero, usar el sistema PGP para validar elfichero .sig (MIME/PGP) de firma. Cualquier modificación no autorizada del documento hará que la firma delmismo no sea válida, y ésta es imposible de falsificar.

Death Master

Autentificación:

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LicenciaIntroducción a la Esteganografía – http://www.death-master.tk/ – Versión 1.0

Este documento ha sido liberado por su autor bajo la licencia GNU Free Documentation License (GFDL), ysu utilización, copia o reproducción queda sujeta a los términos de la citada licencia, que puede serconsultada en el siguiente sitio web:

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