La crittografia visuale: cos’è e come funziona questo sistema crittografico che utilizza tecniche di elaborazione delle immagini per cifrare e decifrare i dati

La crittografia visuale è una tecnica di criptazione che utilizza immagini o altri tipi di dati visivi per nascondere informazioni segrete. In questa tecnica, l'immagine originale viene divisa in parti o pezzi e ogni pezzo viene cifrato in modo indipendente. Successivamente, queste parti cifrate vengono combinate per formare l'immagine criptata. Per decifrare l'immagine criptata, è necessario possedere un'informazione segreta, come una chiave o una password. In genere, la chiave viene utilizzata per selezionare le parti dell'immagine che devono essere combinate per decifrare il messaggio segreto.

Si tratta di una tecnica relativamente nuova che presenta alcuni vantaggi rispetto ad altre forme di criptazione. Ad esempio, la crittografia visuale non richiede l'utilizzo di algoritmi matematici complessi ed è difficile da decifrare senza la conoscenza della chiave. Inoltre, l'immagine cifrata sembra essere una normale immagine, quindi è possibile nascondere il fatto che l'immagine contenga informazioni segrete.

In sostanza, la crittografia visiva è una tecnica che consiste nel nascondere informazioni (testo/simboli/grafica) all'interno di due immagini semitrasparenti (chiamate strati). Sovrapponendo entrambe le immagini esattamente l'una sull'altra, si riveleranno le informazioni nascoste. In questo modo, la decrittazione può essere eseguita solo mediante lettura visiva. Infatti, la crittografia visiva utilizza le caratteristiche della visione umana per riscrivere le foto crittografate. Diverse indicazioni, come mappe militari e identificazioni aziendali, vengono trasmesse su Internet, semplicemente sovrapponendo entrambe le immagini esattamente una sopra l'altra, in questo modo riveleranno le informazioni nascoste. Ovviamente, il destinatario deve avere tra le mani almeno una delle immagini per metterla sopra o sotto l'altra.

La storia della crittografia visuale risale almeno al 1978, quando Adi Shamir, uno dei creatori dell'algoritmo RSA, ha pubblicato un articolo sulla crittografia visuale che descriveva un metodo di cifratura basato su immagini. Questo metodo utilizzava due immagini per criptare e decriptare il messaggio., una pubblica e una privata. Negli anni '90, la crittografia visuale è stata oggetto di molte ricerche e sviluppi. Nel 1994, Naor e Shamir hanno proposto un metodo di crittografia visuale basato su una matrice di pixel che permetteva di cifrare un'immagine in modo tale che fosse possibile decifrarla solo attraverso l'uso di più immagini.

Gli inventori hanno dimostrato uno schema di condivisione segreto visivo, in cui un'immagine è stata suddivisa in n condivisioni in modo che solo qualcuno con tutte le n condivisioni potesse decriptare l'immagine, mentre qualsiasi n - 1 condivisione non rivelava informazioni sull'immagine originale. Ogni condivisione è stata stampata su un lucido separato e la decrittazione è stata eseguita sovrapponendo le condivisioni. Quando tutte le n condivisioni sono state sovrapposte, apparirà l'immagine originale.

Negli ultimi anni, la crittografia visuale è stata applicata a molte aree, tra cui la sicurezza delle informazioni, la protezione dei diritti d'autore e la protezione della privacy. Ad esempio, la crittografia visuale può essere utilizzata per proteggere le immagini su Internet in modo che non possano essere copiate o utilizzate senza autorizzazione.

Come funziona in pratica la crittografia visuale?

La crittografia visuale funziona criptando un'immagine in modo tale che sia leggibile solo attraverso un processo di visualizzazione specifico. Questo processo di visualizzazione può richiedere l'uso di una lente, un filtro o una tecnica di sovrapposizione per decrittare l'immagine e renderla leggibile.

Ci sono diversi modi per implementare la crittografia visuale, ma la maggior parte dei metodi si basa su un principio comune: la divisione dell'immagine in due o più parti, ciascuna delle quali è criptata separatamente. Per decifrare l'immagine, queste parti devono essere sovrapposte in un modo specifico.

Ad esempio, un metodo comune di crittografia visuale prevede di dividere l'immagine originale in due parti, una pubblica e una privata. La parte pubblica viene mostrata al destinatario, mentre la parte privata viene tenuta segreta. Quando il destinatario vuole decifrare l'immagine, sovrappone la parte pubblica con la parte privata utilizzando una lente speciale. In questo modo, l'immagine originale viene riprodotta e diventa leggibile.

Un altro metodo comune di crittografia visuale prevede di dividere l'immagine originale in più parti, ciascuna delle quali viene criptata separatamente. Quando queste parti criptate vengono sovrapposte, l'immagine originale viene riprodotta e diventa leggibile.

In generale, la crittografia visuale è un'alternativa interessante e innovativa alla crittografia tradizionale, ma presenta alcune limitazioni e sfide. Ad esempio, la sicurezza delle immagini criptate dipende dalla complessità del processo di decodifica, che a sua volta può richiedere l'uso di strumenti speciali o conoscenze tecniche specifiche.

Cercherò di essere più chiaro.

La tecnica consiste nel dividere ogni pixel dell'immagine originale (informazione da nascondere) in 4 quadrati più piccoli.

Vengono utilizzate due immagini trasparenti, come potete vedere nell’immagine qui sotto. Un'immagine contiene pixel casuali e l'altra immagine contiene le informazioni segrete. È impossibile recuperare le informazioni segrete da una delle immagini.

Entrambe le immagini o livelli trasparenti sono necessari per rivelare le informazioni. Il modo più semplice per implementare la crittografia visiva è, ad esempio, stampare i due strati su un foglio trasparente.

Ricapitolando:

• L'immagine o il testo originale è diviso in due o più parti, ciascuna delle quali appare come uno schema casuale e privo di significato.
• Le condivisioni vengono quindi stampate e distribuite ai destinatari previsti.
• Per rivelare il messaggio segreto, le condivisioni vengono sovrapposte l'una sull'altra, impilandole o allineandole con precisione.
• Le parti sovrapposte producono l'immagine o il testo originale.

Per cui, partendo da un pixel originale di un’immagine, esso viene suddiviso in questo caso in due strati sovrapponibili, che una volta messi uno sull’altro, il pixel così elaborato che ne fuoriesce è perfettamente identico al pixel originale, con la differenza che quest’ultimo contiene la chiave ed il messaggio segreto, e per decrittare il messaggio c’è bisogno di entrambi gli strati del pixel.

Ripetendo questo processo per ogni pixel dell'immagine originale, otteniamo due strati con quello che sembra essere un rumore casuale. Tuttavia, la sovrapposizione di questi livelli rivelerà i pixel neri dell'immagine originale.

Ovviamente questa operazione non viene fatta a mano (volendo la si può fare), ma viene effettuata tramite l’ausilio di alcuni software specifici.

Quali sono i vantaggi della crittografia visiva?

1. Non c'è bisogno di un canale sicuro per condividere la chiave.
2. Facile da implementare e da capire.
3. Resistenza agli attacchi informatici, poiché le condivisioni sono casuali e prive di significato.
4. Nessun software o hardware specializzato richiesto.

Tuttavia, la crittografia visiva ha alcune limitazioni, come la bassa capacità di incorporamento, la sensibilità al rumore e al degrado e la difficoltà nell'implementare immagini a colori. Nonostante queste limitazioni, la crittografia visiva ha varie applicazioni in campi come sistemi di voto sicuri, banconote e schemi di condivisione segreta.

                                                                                                                     Dott. Nicola Amato