Araştırmacılar, hassas bilgileri o kadar etkili bir şekilde gizleyen ve gizli herhangi bir şeyi tespit etmenin imkansız olduğu bir algoritma geliştirerek güvenli iletişimde önemli bir atılım gerçekleştirdiler.
Oxford Üniversitesi’nin Carnegie Mellon Üniversitesi ile yakın işbirliği içinde liderliğindeki ekip, bu yöntemin yakında sosyal medya ve özel mesajlaşma da dahil olmak üzere dijital insan iletişiminde yaygın olarak kullanılabileceğini öngörüyor. Özellikle, tamamen güvenli bilgi gönderme yeteneği, muhalifler, araştırmacı gazeteciler ve insani yardım çalışanları gibi savunmasız grupları güçlendirebilir.
Steganografi ve kriptografi
Algoritma, steganografi adı verilen bir ayar için geçerlidir: hassas bilgileri zararsız içeriğin içinde saklama uygulaması. Steganografi, kriptografiden farklıdır çünkü hassas bilgiler, bir şeyin gizlendiği gerçeğini gizleyecek şekilde gizlenir. Bir örnek, AI tarafından oluşturulan bir kedi görüntüsünün içinde bir Shakespeare şiirini saklamak olabilir.
25 yılı aşkın bir süredir çalışılmış olmasına rağmen, mevcut steganografi yaklaşımları genellikle kusurlu bir güvenliğe sahiptir, yani bu yöntemleri kullanan kişilerin tespit edilme riski vardır. Bunun nedeni, önceki steganografi algoritmalarının zararsız içeriğin dağıtımını kurnazca değiştirecek olmasıdır.
Bunun üstesinden gelmek için araştırma ekibi, bilgi teorisindeki son buluşları, özellikle minimum entropi eşleşmesini kullandı.
Sonuç olarak, yeni algoritma ile zararsız içeriğin dağıtımı ile hassas bilgileri kodlayan içeriğin dağıtımı arasında istatistiksel olarak bir fark yoktur.
Yeni algoritma, önceki steganografi yöntemlerinden daha iyi performans gösteriyor
Algoritma, açık kaynaklı bir dil modeli olan GPT-2 ve bir metinden konuşmaya dönüştürücü olan WAVE-RNN gibi otomatik olarak oluşturulmuş içerik üreten çeşitli model türleri kullanılarak test edildi. Tamamen güvenli olmasının yanı sıra, yeni algoritma, çeşitli uygulamalarda önceki steganografi yöntemlerine göre %40’a kadar daha yüksek kodlama verimliliği göstererek, belirli bir miktarda veri içinde daha fazla bilginin gizlenmesine olanak sağladı. Bu, veri sıkıştırma ve depolama avantajlarından dolayı mükemmel güvenlik gerekli olmasa bile steganografiyi çekici bir yöntem haline getirebilir.
Araştırma ekibi algoritma için bir patent başvurusunda bulundu, ancak ticari olmayan sorumlu kullanım için üçüncü taraflara ücretsiz bir lisans altında vermeyi planlıyor. Buna akademik ve insani amaçlı kullanım ve güvenilir üçüncü taraf güvenlik denetimleri dahildir. Araştırmacılar bu çalışmayı arXiv’de ön baskı olarak ve GitHub’da yöntemlerinin verimsiz bir uygulamasını açık kaynaklı olarak yayınladılar. Ayrıca, yeni algoritmayı Mayıs ayındaki önde gelen yapay zeka konferansı olan 2023 Uluslararası Öğrenme Temsilleri Konferansı’nda sunacaklar.
Yapay zeka tarafından oluşturulan içerik, ChatGPT, Snapchat yapay zeka çıkartmaları ve TikTok video filtreleri gibi ürünlerle desteklenen sıradan insan iletişiminde giderek daha fazla kullanılıyor. Sonuç olarak, yalnızca yapay zeka tarafından üretilen içeriğin varlığı şüphe uyandırmayacağından steganografi daha yaygın hale gelebilir.
Şifreleme tekniği, yan kanal saldırılarına karşı savunmasız olabilir
Yardımcı yazar Dr Christian Schroeder de Witt (Oxford Üniversitesi, Mühendislik Bilimleri Bölümü) şunları söyledi: “Metodumuz otomatik olarak içerik oluşturan herhangi bir yazılıma, örneğin olasılıksal video filtrelerine veya meme oluşturuculara uygulanabilir. Bu, örneğin şifreleme eyleminin yasa dışı olduğu ülkelerdeki gazeteciler ve yardım çalışanları için çok değerli olabilir. Bununla birlikte, herhangi bir şifreleme tekniği, kullanıcının telefonunda bir steganografi uygulaması tespit etmek gibi yan kanal saldırılarına karşı savunmasız olabileceğinden, kullanıcıların yine de önlem alması gerekiyor.”
“Çalışmanın ana katkısı, minimum entropi eşleşmesi adı verilen bir problem ile tamamen güvenli steganografi arasındaki derin bağlantıyı göstermesidir. Yardımcı baş yazar Samuel Sokota (Carnegie Mellon Üniversitesi, Makine Öğrenimi Departmanı), bu bağlantıdan yararlanarak, mükemmel güvenlik garantilerine sahip yeni bir steganografi algoritmaları ailesini tanıtıyoruz” dedi.
Katkıda bulunan yazar Profesör Jakob Foerster (Oxford Üniversitesi, Mühendislik Bilimleri Bölümü) şunları söyledi: “Bu makale, önemli uygulama alanları için çığır açan keşiflere yol açan makine öğreniminin temellerine yönelik harika bir araştırma örneğidir. Oxford’un ve özellikle genç laboratuvarımızın her şeyin ön saflarında yer aldığını görmek harika.”