Patrzeć i nie widzieć, czyli nowa metoda ukrywania tajemnic

Naukowcy twierdzą, że stworzyli pierwszy w historii algorytm, który ukrywa wiadomości w realistycznym tekście, obrazach lub dźwięku tak idealnie, że bezpieczeństwo przekazu jest doskonałe: zewnętrzny obserwator nie ma możliwości stwierdzenia obecności informacji. Wyniki prowadzących do tego prac badacze ogłosili na niedawnej International Conference on Learning Representations (Międzynarodowej Konferencji o Reprezentacji w Uczeniu Maszynowym).

Sztuka ukrywania sekretów „na widoku” nazywa się steganografią – w odróżnieniu od częściej stosowanej kryptografii, gdy ukryta jest sama treść sekretu, ale nie fakt jego obecności. Aby bezpiecznie ukryć informacje, steganografowie cyfrowi starają się ulokować je w ciągach słów lub obrazów statystycznie tożsamych z normalnym przekazem. Niestety, treści generowane przez ludzi nie są wystarczająco przewidywalne, aby dało się osiągnąć doskonałe bezpieczeństwo. Natomiast sztuczna inteligencja generuje tekst i obrazy z użyciem lepiej zdefiniowanych reguł, potencjalnie umożliwiając całkowitą niewykrywalność tajnych wiadomości. Christian Schroeder de Witt z University of Oxford i Samuel Sokota z Carnegie Mellon University oraz ich współpracownicy wykorzystali program SI do tworzenia na czacie niewinnie wyglądających wiadomości z tajną treścią. Dla zewnętrznych obserwatorów czat jest nie do odróżnienia od jakiejkolwiek innej komunikacji prowadzonej przez tę samą generatywną SI: „Można wykryć, że treść jest dziełem SI, ale nie sposób stwierdzić, czy są w niej ukryte tajne informacje” – mówi de Witt.

Aby osiągnąć kamuflaż, naukowcy opracowali algorytm optymalnie dopasowujący umieszczaną na czacie tajną wiadomość do serii memów (lub tekstu), wybierając te treści „w locie” tak, by pasowały do kontekstu. Odkrywczy jest sposób wyboru przez algorytm idealnego „rozkładu sprzężeń” – chodzi o dopasowanie tajnych bitów do niewinnych treści (na przykład memów o kotach) w sposób, który zachowuje właściwe rozkłady obu, czyniąc je równocześnie tak współzależnymi, jak to tylko możliwe. Takie podejście jest dość trudne obliczeniowo, ale zespół wykorzystał najnowsze osiągnięcia teorii informacji, by szybko dokonać niemal optymalnego wyboru. Odbiorca poszukujący wiadomości może odwrócić operację ukrywania, aby ujawnić tajny tekst.

Naukowcy wskazują na duży potencjał tej metody, ponieważ generatywna SI naśladująca człowieka jest coraz powszechniejsza. Zgadza się z tym Joanna van der Merwe, kierująca działem prywatności i ochrony Learning and Innovation Center w Leiden University. „Przykładem wykorzystania tej metody, który przychodzi na myśl, może być dokumentacja naruszeń praw człowieka w reżimach autorytarnych lub tam, gdzie dostęp do informacji jest bardzo ograniczony, a osoby będące źródłem informacji są represjonowane. Metoda nie pozwala przezwyciężyć wszystkich wyzwań w takich sytuacjach, ale jest dobrym narzędziem, a im więcej narzędzi w zestawie, tym lepiej” – uważa van der Merwe.