La stéganographie est la technique consistant à dissimuler une information sensible dans un media de couverture d'apparence anodine (typiquement un signal de type texte, son, image, vidéo, etc.), qui n'éveillera pas les soupçons même s'il est à la vue de tous : seul un destinataire légitime saura qu'il y a là une information pour lui. C'est un mot issu du grec ancien / (« étanche, hermétique ») et / (« écriture »). Relèvent par exemple de la stéganographie La Lettre volée, le micropoint, l'encre invisible, le tatouage numérique ou, de façon plus anodine, les échanges codés de phrases banales par des couples d'artistes comme Myr et Myroska.
Elle se distingue de la cryptographie qui cherche à rendre un contenu inintelligible à autre que qui-de-droit, les deux techniques étant souvent combinées pour éliminer l'inconvénient de la cryptographie : un texte codé est visiblement louche et le destinataire comme l'émetteur sont suspects.
Pour prendre une métaphore, la stéganographie consisterait à cacher son argent dans une statue de son jardin là où la cryptographie consisterait à l'enfermer dans un coffre-fort, et la combinaison des deux, la dissimulation du coffre-fort dans une statue.
Histoire
Dans ses Histoires, l'historien grec Hérodote (484-445 av. J.-C.) rapporte ainsi une anecdote qui eut lieu au moment de la seconde guerre médique. En 484 av. J.-C., Xerxès , roi des Perses, décide de préparer une armée gigantesque pour envahir la Grèce (Livre VII, 5-19). Quatre ans plus tard, lorsqu'il lance l'offensive, les Grecs sont depuis longtemps au courant de ses intentions. C'est que Démarate, ancien roi de Sparte réfugié auprès de Xerxès, a appris l'existence de ce projet et décide de transmettre l'information à Sparte (Livre VII, 239) :
Un autre passage de la même œuvre fait également référence à la stéganographie : au paragraphe 35 du livre V, Histiée incite son gendre Aristagoras, gouverneur de Milet, à se révolter contre son roi, Darius, et pour ce faire,
En Chine, on écrivait le message sur de la soie, qui ensuite était placée dans une petite boule recouverte de cire. Le messager avalait ensuite cette boule.
Dès le , Pline l'Ancien décrit comment réaliser de l'encre invisible (ou « encre sympathique »). Les enfants de tous les pays s'amusent à le faire en écrivant avec du lait ou du jus de citron : le passage de la feuille écrite sous une source chaude (fer à repasser chaud, flamme de bougie...) révèle le message.
Dans son ouvrage Cryptographia oder Geheime Schrifft-münd-und Würkliche Correspondendentz (1684), Johannes Balthasar Friderici nous montre un dessin apparemment anodin (page de gauche) mais il contient un message secret. Ce dernier est codé par les fenêtres de l'immeuble : WIR HABEN KEIN PULVER MEHR (nous n'avons plus de poudre) avec la correspondance visible sur la page de droite : néant|vignette|929x929px|Codage d'un texte au sein d'une image avec les fenêtres d'un immeuble Dans son roman La Mère, Maxime Gorki décrit une méthode permettant de faire passer discrètement des tracts aux ouvriers d’une usine (dans un contexte de répression patronale et policière) : une femme s’en sert pour emballer les beignets qu’elle vend à l’entrée de l’usine.
Durant la Seconde Guerre mondiale, les agents allemands utilisaient la technique du micropoint de Zapp, qui consiste à réduire la photo d'une page en un point d'un millimètre ou même moins. Ce point est ensuite placé dans un texte normal. Le procédé est évoqué dans une aventure de Blake et Mortimer, S.O.S. Météores. Il reçoit aussi une belle illustration dans le film de Claude Pinoteau, Le Silencieux.
Un couple célèbre d'artistes de music-hall des années 1960, Myr et Myroska, communiquait les yeux bandés, en apparence par « transmission de pensée » et, en réalité, par un astucieux procédé stéganographique à base de phrases codées (dont, en particulier, des variantes de la phrase : « Myroska, êtes-vous avec moi ? »).
Un article paru dans USA today en 2002 évoque la possible utilisation de techniques stéganographiques par Oussama Ben Laden. La secte Boko Haram semble y avoir eu en effet recours. Cette affirmation a pu servir à justifier la politique sécuritaire américaine. Cependant, l'usage de la stéganographie par les groupes terroristes est évoqué comme un fait dans le Rapport à l'Assemblée Nationale de Jean-Jacques Urvoas.
En 2011, le ver informatique Duqu utilise la stéganographieJean-François Couchot. Stéganographie et stéganalyse : tendances actuelles et perspectives. Université Bourgogne-Franche-Comté, 2017. En ligne..
Méthodes Supposons, pour notre exemple, que, durant la Seconde Guerre mondiale, une résistante, Alice, doive envoyer tous les jours le nombre de bateaux en rade de Marseille à son correspondant à Paris, Bob. Ils conviennent qu'Alice enverra tous les jours à Bob les prix moyens de divers fruits observés sur le marché de Marseille. Il faut, bien sûr, qu'un agent ennemi, Wendy, ne puisse découvrir le contenu caché ; ne puisse même savoir qu'un contenu est caché ; ne puisse empêcher la transmission d'un contenu caché éventuel ; ne puisse envoyer une fausse information en se faisant passer pour Alice.
Création d'un contenu ad hoc Alice peut envoyer un message contenant :
Poires : 0 Cerises : 0 Pommes : 1 Tomates : 3 Courgettes : 2
Bob découvrira qu'il y a, ce jour-là, 132 bateaux.
La technique informatique citée ci-dessus comme Codage sous forme d'une apparence de spam s'apparente à cette méthode.
L'avantage de la méthode est qu'Alice pourra envoyer à Bob une information très longue. Toutefois, la méthode ne peut être utilisée qu'une seule fois car Wendy pourra rapidement se rendre compte du procédé.
Modifications mineures d'un contenu existant Alice peut envoyer un message contenant :
Poires : 4.00 Cerises : 12.00 Pommes : 5.01 Tomates : 3.23 Courgettes : 10.02
Les techniques informatiques décrites ci-dessous dans les rubriques Usage des bits de poids faible d'une image (LSB) et Modulation fine d'un texte écrit correspondent à cette technique.
L'avantage de la méthode est qu'Alice pourra envoyer à Bob une information relativement longue. Toutefois, Wendy pourrait comparer les prix transmis avec les prix réels (dans le cas du procédé LSB, faire une comparaison bit à bit), pourrait s'étonner d'une précision superflue, pourrait interdire une trop grande précision (cf. plus bas : stérilisation).
Dissimulation dans un élément annexe au contenu Alice peut, le lundi, envoyer un message contenant :
Poires : 4 Cerises : 12 Pommes : 6 Tomates : 3 Courgettes : 10
et, le mardi, dans un ordre différent (Alice étant fantasque), mais avec des prix parfaitement exacts :
Cerises : 12 Poires : 4 Tomates : 3 Pommes : 6 Courgettes : 10
Le contenu réel du message est dissimulé dans la variation de l'ordre des fruits par rapport à l'ordre de la veille.
L'inconvénient de la méthode est que le message est relativement limité en taille. Si Alice se limite à 5 fruits, elle peut transmettre chaque jour à Bob une valeur comprise entre 1 et 120 (factorielle de 5). L'avantage réside dans la difficulté pour Wendy de repérer l'existence du procédé stéganographique.
Une technique informatique correspondante consiste à maintenir une image intacte mais à y incorporer une table des couleurs ou palette construite dans un ordre qui paraît arbitraire. Le contenu caché peut être une clef donnant accès à un message plus long. En outre, le contenu doit normalement inclure un procédé (généralement un checksum) permettant de vérifier sa validité. L'image qui sert de vecteur à un contenu caché peut être un extrait d'une image connue mais ne peut jamais être sa reproduction exacte, au risque de permettre par comparaison de révéler l'utilisation d'une technique stéganographique.
Contre-mesures
Cette technique est à risque mesuré dans la mesure où elle s'applique à l'information. Son point faible réside donc dans la transmission et la diffusion de cette information.
Une société qui désire contrer l'usage de la stéganographie essayera d'empêcher, de modifier ou de détruire la transmission, la diffusion ou le message lui-même. Par exemple, en interdisant tous contenus arbitraires, abstraits, interprétables, nuancés, fantaisistes, fantasques, poétiques, etc. Elle imposera le respect de critères formels stricts. Ou, au contraire, s'efforcera, dans le secret, de stériliser toutes les informations (cf. paragraphe sur l'imagerie) à des points clés de la transmission des informations (offices postaux, …). Ce risque de manipulations est encore plus grand avec l'informatique dans la mesure où les interventions humaines sont moins nombreuses assurant ainsi la discrétion des mesures de coercition et les possibilités d'intervention plus grandes (piratage, cheval de Troie…). La destruction systématique de toute information ou des diffuseurs ou récepteurs est sans doute le plus vieux procédé dont la fiabilité n'est pas assurée (de par sa non-exhaustivité dans la pratique ; l'information étant humainement vitale).
Dans l'exemple ci-dessus, elle supprimera l'usage de décimales, imposera un ordre alphabétique, interdira les messages dont le contenu ou la langue ne sont pas compris par un préposé, etc.
De nos jours, la stéganographie peut être utilisée à deux fins distinctes : les communications humaines (humains à humains) et machines (machines à machines). Dans les deux cas de figure, il faut au strict minimum qu'il y ait deux parties : un émetteur et un receveur. Cependant, les deux peuvent ne pas se trouver dans le même « espace-temps ». Autrement dit, rien n'empêche de communiquer une information à un tiers n'existant pas encore. Il n'est donc pas improbable de trouver des messages dissimulés jadis. La problématique des contre-mesures à adopter prend alors une tout autre dimension.
La transmission de l'information étant naturelle et vitale à toute société humaine, il n'est pas envisageable de la détruire intégralement (d'où son efficacité limitée intrinsèquement). En revanche, dans le cas des communications machines, des moyens efficaces et terriblement dangereux existent (tels que le nucléaire via la destruction de tout dispositif électronique par ondes électromagnétiques…). Cette contre-mesure extrémiste mettrait à mal toute la société visée. La stéganographie peut être utilisée comme moyen de coercition dans le cadre de communications machines. Par exemple, les virus informatiques et certaines techniques de piratage peuvent en revêtir une forme. La technique du trojan en est également une.
Si l'on occulte les possibilités extrémistes, le meilleur moyen coercitif reste la modification de toute information transmise entre humains ou machines par interventions discrètes ou radicales et non leur destruction.
Contre « contre-mesures » La coercition a l'inconvénient d'engendrer systématiquement des moyens de la contourner, et ce, sans fin envisageable (de par la nécessité de l'information).
La redondance de l'information, des transmissions ou de la diffusion reste le moyen de lutte le plus simple.
L'autre est de ne pas cacher l'information ou de la noyer. Par exemple, cacher de l'information inutile dans un message ouvert utile : le réflexe étant alors de se focaliser sur l'information cachée plutôt que d'admettre l'évidence du message en clair.
Actuellement, à la vue de la quantité du flot continu d'informations qui inonde nos sociétés modernes, il est mathématiquement impossible d'empêcher l'utilisation de la stéganographie qui a l'avantage de pouvoir revêtir d'innombrables formes cumulatives.
Techniques rendues possibles par l'ordinateur Message transporté dans une image Usage des bits de poids faible d'une image