Bilgi güvenliği için metin steganografisinde yeni bir yaklaşım
A new text steganography approach for information security
Yazar: ESRA ŞATIR
Danışman: PROF. DR. HAKAN IŞIK
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Bilim ve Teknoloji = Science and Technology

Özet:
Algılanamazlık, kapasite ve sağlamlık, bilgi gizleme sistemlerinin üç ana gereksinimleridir. Bu gereksinimler birbiriyle ödünleşim halindedir. Bu çalışmada, yeni bir metin steganografi yaklaşımı önerilerek algılanamazlık ve kapasite konuları ele alınmış, güvenlik konusu desteklenmiştir. Çalışmanın yeniliği ve katkısı; algılanamazlık korunurken, örten ortama saklanabilen veri miktarını artırmak ve güvenliği sağlamaktır. Algılanamazlık, stego ortamı forward mail platformu olarak düzenleyerek ve iki taraf arasındaki iletişim için bu ortam kullanılarak sağlanmıştır. Gizli bilgi, grup hitabında kullanılabilecek ve dilbilgisi kurallarına uyularak oluşturulmuş metinlerden oluşan metin tabanından seçilen bir metin içerisine saklanmıştır. Saklama, örten metnin orijinalliği korunarak gerçekleştirilmiştir. Güvenlik, çıkarım aşamasının karmaşıklaştırılması için veri sıkıştırma teknikleri ve steganografik ortamı analiz etmeye çalışan bir gözlemci için rastgeleselliği sağlamak amacıyla kombinatorik tabanlı kodlama kullanılarak sağlanmıştır. Metinsel veriyle çalışıldığı için sıkıştırma sonucu bilgi kaybı olmamalıdır. Dolayısıyla, literatürdeki yaygın kullanımları ve dikkate değer sıkıştırma oranları sebebiyle LZW ve Huffman kayıpsız sıkıştırma algoritmaları tercih edilmiştir. Ayrıca güvenliği artırmak amacıyla simetrik şifreleme usulü paylaşılan stego anahtar kullanılmıştır. Gerçekleştirilen deneyler neticesinde 300 karakterlik gizli mesaj için, LZW kodlaması kullanıldığında elde edilen kapasite değeri %8.37, Huffman kodlaması kullanıldığında elde edilen kapasite değeri %9.34 olmaktadır. Önerilen yaklaşımın güvenlik analizi, gizli mesajın çıkarılması için gereken kombinasyon sayısı formüle edilip hesaplanarak gerçekleştirilmiştir. Son olarak, önerilen metot, literatürdeki diğer güncel metotlarla en yaygın ölçüt olan kapasite, açısından karşılaştırılmıştır. Elde edilen kapasite değerleri oldukça yüksek iken, gizli mesajın uzunluğu arttıkça kapasite değerlerinin de arttığı görülmüştür. Böylece uzunluk artışının kapasite üzerindeki dezavantajı, avantaja çevrilmiştir. Önerilen metotta işlemler sayılarla gerçekleştirildiğinden ötürü, dile bağımlılık asgari düzeydedir.

Abstract:
Imperceptibility, capacity and security are main requirements of information hiding systems. There is a trade-off between these requirements. Here, imperceptibility and capacity were handled, security was supported. Namely, novelty and contribution are increasing the amount of hidden data while protecting imperceptibility and providing security. Imperceptibility was provided by constituting stego-cover as forward mail platform and employing it for communication. Secret information was hidden by benefitting chosen text from the previously constructed text base consisting of naturally generated texts which are suitable for group speech. Hiding operation was performed by protecting the originality of cover text. Security was provided by employing data compression to complicate extraction procedure and combinatorics-based coding to provide randomness for an observer. Information loss isn?t desired because of handling textual data. Therefore, LZW and Huffman lossless compression algorithms were chosen due to their frequent usages in the literature and significant compression ratios. The stego-key shared in the manner of symmetric encryption was employed to increase security. According to the experiments, for the secret message with 300 characters, capacity was computed as 8.37% and 9.34% for LZW and Huffman codings, respectively. Security was examined by formulating and measuring the combination number to extract secret message. Finally, comparison of the proposed method with the contemporary methods in the literature was carried out in terms of the most widespread requirement; capacity. Obtained capacity values are quite high and they increased as the character length increased. Thus, the disadvantage of length on capacity has been turned into an advantage.