Секреты Китая: китайская электроника и стеганографические методы

Вам необязательно знать китайский язык для использования китайской стеганографии! Это конечно было бы неплохо, но смысл данной статьи не в том что бы научить вас китайскому.

Содержание:

В недавней статье было представлено много способов составления стеганографических сообщений. Как было сказано ранее, в европейских языках для таких целей могут служить символы диакритики, пробелы, умышленные опечатки и т.д. В арабском, урду, фарси и уйгурском можно использовать еще и таквили (смотреть статью Стеганография, арабский и немного математики (часть 1)).

метод инкрементальных указателей
Стеганографические сообщения
(метод инкрементальных указателей)

Вы можете меня спросить: «А как насчет китайского, корейского и японского?». Предыдущие методы подходят для китайского, но имеют собственную специфику и некоторые ограничения. Так пробелы в китайском языке не ставят для экономии места. Рассмотренный ранее метод инкрементальных указателей также применим для китайского языка, только указывать специальные символы будут не на букву а идеограмму представленную в виде иероглифа. Если вы хотите прочитать обычную газету, вам необходимо знать около 2000 иероглифов. Иероглифическая письменность требует особых методов ввода. В японском — анси (Anthy), в корейском — хангыль (Hangul), в китайском — женьма (ZhengMa), чжуинь (Zhuyin) и пиньинь (Pinyin). Пиньинь — наиболее распространенный метод ввода китайских иероглифов. Обычная qwerty клавиатура способна представить китайский иероглиф. Пиньинь заменил чжуинь и женьма. Английские буквы qwerty-клавиатуры передают звуки, а диакритические символы — тон.

Раскладка клавиатуры
(чжуинь)

Вступление

Куда бы вы не посмотрели и какой-бы товар не купили, вы всегда встретитесь с китайскими иероглифами. Невозможно за свою жизнь ни разу не узнать о Китае. Китай промышленная страна производящая большинство современной электронной техники. Большинство электронных приборов состоит из китайских полупроводниковых компонентов. В статистике международной торговли азиатские страны занимают доминирующую роль. Свободная экономическая зона в Гонконге представлена отдельно, но это тоже Китай. Итого, Китай продал в 2015 году полупроводников на 361597 миллионов долларов США!

объем продаж полупроводников
Статистика экспорта полупроводников на 2015, в млн. $ США
(источник ООН, UN Comtrade, категория товаров 776 и 772)

Производство полупроводниковых элементов есть в некоторых странах, но основная производственная мощность находится в Китае, Сингапуре, Корее и так далее. В России, в городе Зеленоград, компания Mikron производит полупроводники по технологическому процессу 65 нм. Чем меньше технологический процесс, тем больше плотность элементов на одном кварцевом кристалле. Например, в Республике Беларусь компания Интеграл в 2012 производила свои наилучшие полупроводниковые компоненты по технологическому процессу 350 нм. Китай производил подобное ещё в 1997 году, а сейчас Китай внедрил на своих самых продвинутых в мире заводах технологический процесс менее 5 нм!!!

Почему в Европе производство полупроводников не настолько развито как в Китае?

В демократических странах власти прислушиваются к мнению экологов. Более того, средства массовой информации постоянно говорят о вреде заводов по производству электроники. Общественность на таком информационном фоне протестует и власти которые ничего не понимают в физике и электронике принимают соответствующие решения, составляют регуляторные акты и прочее. В результате, если предприниматели захотят создать завод, то будут вынуждены заплатить огромные налоги в бюджеты этих стран. Заработанные деньги государство потратит на экологов, а экологи будут опять препятствовать развитию технологий. Это похоже на замкнутый цикл из которого не выйти.

В отношении Китая, все совсем иначе. Там также есть экологи, но их количество и роль совершенно иная. К государственному планированию там привлекают всех специалистов одновременно. Государство пользуясь средствами массовой информации детально объясняет своим гражданам суть своей политики. Если с неба падет кислотный дождь, тогда оно как заботливая мать, советует всем надеть защитные плащи и не парковать свои автомобили на улице чтобы краска не облезла. Если на улице легкий смог, тогда оно советует дышать через респиратор, противогаз, или влажную тряпочку. Простите меня за сарказм, но это лучше чем совсем не дышать.

Кремниевые полупроводники в вашем iphone стоят не больше чем песок под вашими ногами. Основная сложность — это технологический процесс. Прибыль китайских компаний очень быстро превышает затраты, на производство. Сейчас Китай, Корея и прочие азиатские страны являются монополистами в сфере поставок электронных компонентов. Китайские запчасти всюду: в самолетах от Boeing и Airbus, в чайниках и микроволновках, в ракетах и спутниках, в дешевых брелках и дорогих автомобилях. Первый китайский Airbus A320 был построен в 2008 году [1].

Недокументированные возможности и запрет Huawei в США

Каждая деталь и каждый компонент имеет свою спецификацию (datasheet). Спецификация описывает работу устройства, режимы взаимодействия с другими устройствами, условия эксплуатации и так далее. Некоторые возможности современной техники утаивают от потребителя. Знание о таких возможностях имеют только некоторые люди и прежде всего военные.

Лев Сергеевич Термен в 1945 изобрел первое подслушивающее устройство без батареек. Для снятия информации с этого устройства достаточно было просто подогнать машину со специализированной аппаратурой под здание. Подобным образом работают утюги, микроволновки, брелки, браслеты на ваших руках. Разоблачение Эдуарда Сноудена это лишь малая часть всего, что известно о великой мощи Китая.

А теперь угадайте: «Кто победит в гипотетическом противостоянии между Китаем и США?» Конечно это будет Китай. Запрет продукции Huawei в 2018 году это только жалкая попытка избежать неизбежного. Благодаря глупым запретам экологов, собственного производства полупроводниковых компонентов которые были бы способны удовлетворить все внутренние потребности у США нет. Выход США из Парижского климатического соглашения в 2017 году, это попытка освободить предпринимателей от высоких налогов ограничивающих развитие технологий внутри страны.

Вы можете спросить: «Почему лидеры крупных корпораций не поддержали отказ США от подобного соглашения?» Все они зависят от китайских поставщиков электронных компонентов. Они боятся потерять доход который имеют и вынужденны так делать. Если поставки китайских запчастей прекратятся, то цены на технику взлетят и часть населения не сможет позволить её приобрести.

Почему китайскую культуру нужно знать?

Китай это непросто технологический гегемон, это будущее. Вы не найдете страну способную заменить Китай. Подобной страны нет и в ближайшей перспективе не будет. Сохраняйте спокойствие и учите китайский. Не стоит переживать насчет возможных перемен, ведь Китайцы очень прагматичный и миролюбивый народ. Они хранят древнюю мудрость в своей культуре и традициях.

Китайский это:

  • просто;
  • интересно;
  • увлекательно.

Разоблачение мифов про иероглиф две женщины под одной крышей

К сожалению, в интернете очень много лживых фактов о китайском. На одном из сайтов я нашел информацию что существует иероглиф две женщины под одной крышей, который переводится как «беда», или «несчастье». Это наглая ложь и такого иероглифа нет. Хотя, есть иероглиф «три женщины».

иероглиф две женщины под одной крышей
Китайская письменность

Если вы хотите убедится в этом, можете вставить иероглифы в Google Translate:

  • 女 — «женщина»;
  • 僉 — «единодушное»;
  • 險 — «риск» и «зловещий»;
  • 姦 — «зло», «изменник», «разврат».

Последний, иероглиф переводится на английский как «зло», «изменник», «предатель». Google Translate перевел это на русский как слово «вероломный». Конечно, понятие слово не подходит, ведь китайская письменность является идеографической. Эти иероглифы правильно называть не словами, а идеограммами. Идеограмма передает идею, или множество идей. Две, три или четыре идеограммы составляют слово.

Защита информации и китайская стеганография

Несмотря на кажущееся разнообразие символов в китайском языке, есть элементарные составляющие, которые являются основой для китайской письменности. Составляющие выглядят как горизонтальные, вертикальные и косые линии. Исключением является составляющий компонент в форме цифры 3, как в слове ребенок 子. Из нескольких идеограмм можно составить новый составной символ, как было показано выше.

Слово женщина на китайском будет написано: 女人, или 一個女人, или 一个女人. Последнее написание содержит два слова 一个 (одна сущность) и 女人 (женщина). Определим значение каждой идеограммы в последних двух словах. Горизонтальная черта означает единицу и применяется когда мы говорим о ком-то конкретном. Второй иероглиф указывает на то, что речь идет о личности. Третий иероглиф означает идеограмму женщина. Четвертый иероглиф — означает идеограмму человек. Эти четыре идеограммы полностью передают смысл слова, которое дословно можно интерпретировать как: «одна женщина человек». Переводчик переведет это, как слово «женщина». Тем не менее, последних двух иероглифов достаточно чтобы понять суть.

Слова могут быть описаны несколькими разными последовательностями иероглифов. Конечно, не все варианты подходят с точки зрения лингвистики и китайцев, но европейцы и американцы вставив эту фразу в Google Translate не найдут ничего подозрительного. Ниже приведены варианты перевода для фразы «один за другим»:

  1. 逐一
  2. 一一一
  3. 一逐一
  4. 一輛接一
  5. 一個接一個
  6. 一个接一个
  7. 一個接一个
  8. 一个接一個

В контексте с другими словами их смысл будет немного различаться. Например, 4 вариант дословно переводится как один после другого. В английском языке такого количества возможных альтернатив нет и можно сказать только: «один за одним», или «один за другим». Вот оно, богатство китайского языка.

Синонимический и омонимический методы подсвечивания в стеганографии

Предположим, что вы имеете огромный словарь содержащий синонимы для каждого слова. Если каждое слово (идеограмма, или последовательность идеограмм) W в секретном сообщении имеет хотя бы один синоним, или омоним S, тогда можно договорится что один из синонимов будет означать наличие данного слова в секретном сообщении. Единственное требование заключается в начальной обработке текста, в котором будет сокрыта информация, во избежание появления случайных слов S которые могут нарушить смысл секретного сообщения.

Теперь, представьте что китайскому шпиону понадобится сообщить о результате своих действий в центр координирования действий. За ним следят и он не может написать все открытым текстом. Чтобы избежать подозрений большая часть его переписки это пустая болтовня. Секретные слова он передает только с использованием синонимов подсвечивания. С точки зрения тех кто за ним следит это выглядит как невинный текст. Давайте представим что ему надо ответить в секретном сообщении где он был в указанное время. Он был в машине и ответить может следующими текстовыми сообщениями.

На китайскомсекрет
於车裡отсутствует
(текст пустая болтовня)
在车裡присутствует слово «в»
在車裡присутствуют слова
«в машине»

Первые два иероглифа называются маркерными идеограммами. Для всех перечисленных фраз Google Translate выдаст одинаковый по смыслу перевод. Разумеется короткая фраза «в машине» может показаться подозрительной. Этим фразам можно придать более невинный вид: «Я забыл свои ключи в машине и опоздал на работу». Текст на китайском с секретным сообщением: «我在車上忘記了鑰匙,上班遲到了。». Текст на китайском, но без секретного сообщения: «我於车上忘記了鑰匙,上班遲到了。».

Как вы видите в 16 иероглифах сокрыто 2 идеограммы. Эффективность сокрытия будет равна 2/16 * 100=12.5%. Избыточность информации будет 87.5%. На самом деле, эти показатели были бы лучше, если бы сообщение было таким коротким как в таблице. Для фраз в таблице эффективность 2/3 * 100=66.67%, а избыточность информации 33.33%. В обоих случаях мы получили приемлемые показатели. Это очень простой пример.

А теперь, давайте представим что шпион о котором мы говорим был в поезде. Ему надо сказать слово «поезд» в секретном сообщении. Это слово передается двумя иероглифами: огонь 火 и средство передвижения 车. Первый иероглиф существует только в одной форме, а второй может быть заменен на 車 (мы выбрали его как маркер, смотреть предыдущий пример). Предложение которое хранит в себе секретное сообщение может быть таким: «Он потушил огонь и уехал на своей машине». Тоже самое, но на китайском: «他撲滅了火,開著他的车開走了。». В этом предложении пока нет секретного сообщения. Синонимом слова огонь является слово пламя, которое можно написать как 火焰 (без маркировки), или 火燄 (последний иероглиф используется в качестве маркировки секретного сообщения). Но пламя 燄 и 車 в сообщении будет неверно истолковано как «пламя машины». Как вы можете увидеть, эта идеограмма нам не подходит.

Необходимо поставить рядом знак, который бы обратил внимание именно на иероглиф огонь 火, но не изменил смысла предложения. Для этого можно использовать пробел. Пробелы обычно не пишутся в китайском языке для экономии места, но если мы его напишем это не будет ошибкой. Запишем секретное сообщение в наше предложение так: «他撲滅了 火,開著他的車開走了。». Посмотрите как Google Translate перевел оба варианта предложений.

Перевод сообщения без скрытого содержания и сообщения со скрытым содержанием

Посмотрите на одинаковую транскрипцию под китайским текстом. Более того, они звучат одинаково и смысл у них одинаковый, не обращайте внимание на перевод в Google Translate. Друзья это восхитительно, мы только что закодировали слово поезд в предложении которое его не содержит.

Преимущества:

  1. Китайский позволяет выразить фразы по разному включая: «в», «один за одним» и так далее;
  2. Не все люди знают китайский;
  3. Используя маркерные идеограммы можно закодировать сообщение которое имеет другой смысл, отличающийся от смысла предложения которое этот секрет несет;
  4. Высокая эффективность (плотность) сокрытия информации.

Недостатки:

  1. Если синонимов мало, тогда это приведет к повтору слов в тексте;
  2. Не все слова имеют подходящие синонимы (в основном это простые слова из одного иероглифа, например слово «огонь»);
  3. Тот кто это прочитает должен знать словарь маркерных идеограмм и иметь хорошую память.

Другие методы подсвечивания

Маркерными символами можно передавать скрытое содержание. Помните как пишется слово женщина ( на самом деле два слова 一个 и 女人) на китайском? Первый иероглиф в нем это горизонтальная черта. Вместо этой черты можно вставить длинное тире которое будет использоваться как маркер указывающий на скрытое слово. Внимательный читатель может заметить небольшую разницу в толщине черты.

два словапредложениеприсутствие
подсвечивающего
маркера
一个女人我看到穿蓝色连衣裙的一个女人。без тире
маркер отсутствует
—个女人我看到穿蓝色连衣裙的—个女人。с тире
маркер присутствует
скрытое слово «женщина»

Перевод обоих предложений одинаковый: «Я видел женщину в голубом платье». В дословном переводе: «Я видел личность одной женщины в голубом платье». Одна личность —个 употребляется, когда мы говорим о том кого хорошо знаем, или значимой персоне. Конечно, иногда это можно расценивать как сарказм. В китайском языке это звучит корректно, но не в русском или английском. Именно поэтому переводчик, пропускает слова одна личность.

Следующий пример это слово друг 朋友. Большой китайско-русский словарь содержит пример применения слова 一个 и 朋友: «作为一个朋友, 我劝你们。». На русский это переводится как: «Я советую вам, как друг». Слово 一个 не переводится и подходит чтобы применять его как маркер который подсвечивает скрытые слова [2].

Преимущества:

  1. Очень простой способ для подсвечивания скрытых слов.

Недостатки:

  1. Китайский шрифт всегда моноширинный. Если заменить очень много горизонтальных иероглифов на тире, тогда текст с тире сместится влево, по сравнению с текстом содержащим горизонтальный иероглиф;
  2. Это вносит незначительный другой смысл в предложение.

Методы инкрементальных указателей

Как было сказано в самом начале, эти методы не подходят для сокрытия текста который написан на китайском. Никто не говорил что пробелы нельзя применять, но предыдущие методы больше подходят для китайской письменности. Очень много пробелов в текстовом файле могут внушить подозрения о сокрытой информации.

Методы множества шрифтов

С точки зрения защиты информации, китайский идеальный язык для сокрытия информации, особенно если рисовать иероглифы вручную. Один китайский иероглиф может состоять из 13 компонентов. Эти 13 компонентов вы можете нарисовать используя разную толщину.

Секретную информацию в сообщение вложить можно только в том случае, когда существует n разных различимых состояний. Представим, что у нас есть 5 знакомест, тогда общее количество состояний n^5. Так, восьми битами (n=2), можно представить 2^8=256 разных символов. Если вы вручную создаете концепцию дизайна ваших иероглифов, тогда вы можете воспользоватся кистью в векторных редакторах таких как Adobe Illustrator, Corel Draw, Inkscape. Одно из полезных свойств таких приложений — это возможность выбора угла пера, массы и коэффициента сужения.

Векторные графические редакторы и стеганография

Прежде всего задайте коэффициент масштабирования равным 100%. Для аккуратного написания иероглифа задайте большую массу (меру инерции) для кисти. Перо стало более послушным и рисует очень плавно и аккуратно. Не округляйте концы и оставьте их острыми. Установите фиксацию в промежутке от 64 до 81. Выберите разные углы наклона пера и посмотрите как будут выглядеть нарисованные линии.

Линии нарисованные кистью для углов наклона 90° и -90°
(приложение Inkscape)

На рисунке выше изображены 4 пары вертикальных и горизонтальных линий. Угол наклона кромки на концах линии обозначен красными числами — для угла наклона пера α=90° и синими числами — для угла наклона пера α=-90°. Обратите внимания на отличия толщины линий и кромок на их концах. Для вертикальных линий порядок рисование сверху-вниз (рисунок a) и снизу-вверх (рисунок b) имеет значения. Для горизонтальных линий (рисунки c,d) это не имеет значения и кромка на краях одинаковая. Если угол наклона пера α=0° и вы рисуете вертикальные линии то порядок рисования не имеет значения.

Давайте нарисуем иероглиф счастье для разных углов наклона пера. Угол кромки на концах линий можно определить в тех случаях, когда линия не соприкасается с другими линиями. Этого конечно можно не делать, но шрифт получится неаккуратным. Посмотрите на рисунок ниже и вы увидите, что угол наклона пера влияет на толщину линий.

стеганография и китайские иероглифы
Китайский иероглиф fú — счастье и благополучие

Допустим, каждый компонент иероглифа может быть либо толстым, либо тонким. В этом случае, мы имеем 2^1 разных состояния для каждого компонента. Какое общее количество всех возможных состояний для 13 компонентов? Верным ответом будет 2^13= 8192. А что если каждый компонент рисовать ещё немного вогнутым, выпуклым или ровным? Тогда каждый компонент будет иметь 2^1*3^1=6 состояний. Перечислим все состояния в таблице.

НомерСостояние
1тонкий и вогнутый
2тонкий и ровный
3тонкий и выпуклый
4толстый и вогнутый
5толстый и ровный
6толстый и выпуклый

Общее количество состояний для 13 компонентов будет 6^13=13060694016. Это восхитительно, ведь тринадцати миллиардов хватит чтобы передать индексы слов в английском и русском словарях. А если учитывать угол кромки на концах линий, то один иероглиф может теоретически скрыть индексы слов для словарей всех существующих языков.

Китайский и семейные шифры

У каждой китайской семьи есть свои традиции написания иероглифов. Эти традиции позволяют знающему человеку понять больше, чем написано в тексте. Если вы знаете немного китайский язык, тогда вы можете создать свою личную тайну. Выберите свой иероглиф, создайте свой уникальный стиль. Если у вас нет времени, мы можем вам помочь и создать для вас уникальный логотип со скрытым смыслом.

В недавней статье, мы говорили об армии Александра Македонского и о том, как он однажды разрешил отправить солдатам письма к их родным. Во вторую мировую войну был также интересный случай использования семейного шифра. Солдат посылал письма семье и в поле отправитель указывал разные инициалы. Таким путем он хотел сказать родителям, где он находится. Но письма пришли не в порядке их отправления и его родители не поняли где он находится (читать больше в статье Эволюция шифров и их стойкость).

Выводы

Мы рассмотрели Китай как великое промышленное государство способное изменить ход истории. Мы одеты в китайские технологии, у нас в кармане смартфон с китайскими деталями. Даже если это не так, то патенты на технологии согласно которым производят электронные детали принадлежат китайцам. Только эту страну можно назвать мировым электронным гегемоном. Это является достаточно серьезным поводом чтобы учить китайский.

Китайский язык идеально подходит для сокрытия информации. Он имеет свои особенности, которые могут усложнить процесс сокрытия информации. Тем не менее, он помог увеличить эффективность сокрытия информации существенно лучше, чем это было бы возможно путем применения европейских языков.

Источники информации:

[1] Michael Pecht, университет Мериленда, «Китай как гегемон глобальной электронной индустрии: как это получилось и почему не изменится», 2009 год.

[2] Левина О.В. «Большой китайско-русский словарь», 2009 год.

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *