اختراق جديد في Steganography يتيح اتصالات رقمية “آمنة تمامًا”
- حقق الباحثون تقدمًا كبيرًا في تمكين الاتصالات المخفية “الآمنة تمامًا” لأول مرة.
- تستخدم الطريقة التطورات الجديدة في أساليب نظرية المعلومات لإخفاء جزء من المحتوى داخل آخر بطريقة لا يمكن اكتشافها.
- قد يكون لهذا آثار قوية على أمن المعلومات، إلى جانب المزيد من التطبيقات في ضغط البيانات وتخزينها.
حققت مجموعة من الباحثين طفرة في الاتصالات الآمنة من خلال تطوير خوارزمية تخفي المعلومات الحساسة بشكل فعال بحيث يستحيل اكتشاف إخفاء أي شيء.
يتصور الفريق، بقيادة جامعة أكسفورد بالتعاون الوثيق مع جامعة كارنيجي ميلون، أن هذه الطريقة قد تُستخدم قريبًا على نطاق واسع في الاتصالات البشرية الرقمية، بما في ذلك وسائل التواصل الاجتماعي والرسائل الخاصة. على وجه الخصوص، قد تؤدي القدرة على إرسال معلومات آمنة تمامًا إلى تمكين الفئات الضعيفة، مثل المنشقين والصحفيين الاستقصائيين وعمال الإغاثة الإنسانية.
تنطبق الخوارزمية على إعداد يسمى إخفاء المعلومات: ممارسة إخفاء المعلومات الحساسة داخل المحتوى غير الضار. يختلف علم إخفاء المعلومات عن علم التشفير لأن المعلومات الحساسة يتم إخفاؤها بطريقة تحجب حقيقة أن شيئًا ما قد تم إخفاؤه. من الأمثلة على ذلك إخفاء قصيدة لشكسبير داخل صورة قطة تم إنشاؤها بواسطة الذكاء الاصطناعي.
على الرغم من دراستها لأكثر من 25 عامًا، إلا أن أساليب إخفاء المعلومات الحالية تتمتع عمومًا بأمان غير كامل، مما يعني أن الأفراد الذين يستخدمون هذه الأساليب يخاطرون بالكشف عنهم. وذلك لأن خوارزميات إخفاء المعلومات السابقة كانت ستغير بمهارة توزيع المحتوى غير الضار.
للتغلب على هذا، استخدم فريق البحث الاختراقات الحديثة في نظرية المعلومات، وتحديدًا الحد الأدنى من اقتران الانتروبيا ، والذي يسمح للمرء بربط توزيعين من البيانات معًا بحيث يتم تعظيم معلوماتهما المتبادلة، ولكن يتم الحفاظ على التوزيعات الفردية.
نتيجة لذلك، باستخدام الخوارزمية الجديدة، لا يوجد فرق إحصائي بين توزيع المحتوى غير الضار وتوزيع المحتوى الذي يشفر المعلومات الحساسة.
تم اختبار الخوارزمية باستخدام عدة أنواع من النماذج التي تنتج محتوى تم إنشاؤه تلقائيًا، مثل GPT-2، نموذج لغة مفتوح المصدر، وWAVE-RNN، محول تحويل النص إلى كلام. إلى جانب كونها آمنة تمامًا، أظهرت الخوارزمية الجديدة كفاءة تشفير أعلى بنسبة تصل إلى 40٪ مقارنة بأساليب إخفاء المعلومات السابقة عبر مجموعة متنوعة من التطبيقات، مما يتيح إخفاء المزيد من المعلومات ضمن كمية معينة من البيانات. قد يجعل هذا أسلوب إخفاء المعلومات وسيلة جذابة حتى لو لم يكن الأمان التام مطلوبًا، نظرًا لفوائد ضغط البيانات وتخزينها.
قدم فريق البحث براءة اختراع للخوارزمية، لكنه يعتزم إصدارها بموجب ترخيص مجاني لأطراف ثالثة للاستخدام المسؤول غير التجاري. وهذا يشمل الاستخدام الأكاديمي والإنساني، وعمليات تدقيق الأمان الموثوقة من طرف ثالث. نشر الباحثون هذا العمل كورقة ما قبل الطباعة على arXiv ، بالإضافة إلى تنفيذ مفتوح المصدر غير فعال لطريقتهم على Github. سيقدمون أيضًا الخوارزمية الجديدة في مؤتمر الذكاء الاصطناعي الأول، المؤتمر الدولي 2023 حول تمثيلات التعلم في مايو.
يتم استخدام المحتوى الذي يتم إنشاؤه بواسطة الذكاء الاصطناعي بشكل متزايد في الاتصالات البشرية العادية، والتي تغذيها منتجات مثل ChatGPT و Snapchat AI-Stickers و TikTok video filter. نتيجة لذلك، قد تصبح تقنية إخفاء المعلومات أكثر انتشارًا لأن مجرد وجود المحتوى الذي تم إنشاؤه بواسطة الذكاء الاصطناعي سيتوقف عن إثارة الشكوك.
قال المؤلف الرئيسي المشارك د. كريستيان شرودر دي ويت (قسم العلوم الهندسية، جامعة أكسفورد): “يمكن تطبيق طريقتنا على أي برنامج يقوم تلقائيًا بإنشاء محتوى، على سبيل المثال مرشحات الفيديو الاحتمالية، أو مولدات الميم. قد يكون هذا مفيدًا للغاية، على سبيل المثال، للصحفيين وعمال الإغاثة في البلدان التي يكون فيها عمل التشفير غير قانوني. ومع ذلك، لا يزال المستخدمون بحاجة إلى توخي الحذر لأن أي تقنية تشفير قد تكون عرضة لهجمات القنوات الجانبية مثل اكتشاف تطبيق إخفاء المعلومات على هاتف المستخدم “.
قال المؤلف الرئيسي المشارك صامويل سوكوتا (قسم التعلم الآلي، جامعة كارنيجي ميلون): “إن المساهمة الرئيسية للعمل تظهر ارتباطًا عميقًا بين مشكلة تسمى اقتران الحد الأدنى من الإنتروبيا وإخفاء المعلومات الآمن تمامًا. من خلال الاستفادة من هذا الاتصال، نقدم مجموعة جديدة من خوارزميات إخفاء المعلومات التي تتمتع بضمانات أمان مثالية “.
قال المؤلف المساهم البروفيسور جاكوب فورستر (قسم العلوم الهندسية، جامعة أكسفورد): “هذه الورقة هي مثال رائع للبحث في أسس التعلم الآلي الذي يؤدي إلى اكتشافات خارقة لمجالات التطبيق الحاسمة. إنه لأمر رائع أن نرى أن أكسفورد، ومختبرنا الصغير على وجه الخصوص، في طليعة كل ذلك “.
المصدر: scitechdaily
قد يهمك:
