المبتعثة عهد الجرف: فن إخفاء الشفرة في الصورة

يعد فن تشفير الرسائل من الممارسات الإنسانية القديمة جداً، وهو فن ترميزي للأسرار بكتابتها كرسائل مخفية لا يمكن لأحد أن يشك بوجودها ولا يعرفها أحد سوى المرسل والمستلم كنوع من السرية.
يعرف فن التشفير علمياً باسم «ستيغانو جرافي» Steganography ، ويذكر التاريخ أن أول من استخدم تقنية الستيغانوغرافي هو اليوناني ديماريتوس، حيث لجأ إلى الكتابة المباشرة على لوح خشبي وغطاه بشمع وكانت الكتابة شيفرة تحذير لليونانيين بشأن هجوم محتمل.
كما كان الوشم على رأس الرسول المحلوق أحد الوسائل المتداولة آنذاك، حيث استخدم اليونانيون القدامى كتابة الوشم على رأس المرسول وهو حليق ثم يترك حتى ينمو شعر رأسه مجدداً قبل إرساله إلى المرسل، الذي يقوم بحلق رأس الرسول والتعرف على الشيفرة.
وفي الحرب العالمية الثانية لجأ الفرنسيون إلى حيلة مبتكرة وهي كتابة الشيفرة على ظهور الأتباع بأحبار مخفية.
كما كتبت رسائل موس من خلال حياكتها داخل أنسجة القماش، وقد عرف العرب منذ القدم التشفير وأجادوا فيه بما أسموه «علم التعمية».
فحظي بمقامه بين سائر العلوم واستعمل العرب مصطلح «تعمية» كناية لتحويل النصوص الواضحة إلى أخرى غير مفهومة باستخدام طرق محددة يستطيع من يفحصها أن يفهم النص المشفر.
وقد كان العلماء المسلمون والعرب أول من اكتشف وسائل استخراج الشفرات وقراءتها وكتابتها وتدوينها، ساعدهم في ذلك تقدمهم في علم الرياضيات الذي أعطاهم الأدوات المساعدة الضرورية لتقدم علم التعمية، من أشهر علماء المسلمين في علم التعمية يعقوب بن إسحاق الكندي الذي ألف كتابه «علم استخراج المُعَمّى»، كما عد ابن وحشية النبطي مؤلف كتاب «شوق المستهام في معرفة رموز الأقلام» أول من كشف عن رموز الهيروغليفية قبل عشرة قرون من كشف شامبليون.
واشتهر ابن دريهم في فك التشفير فلم تُعط له مسألةٌ مُعمَاة إلا وأوجد لها الحلّ والتأويل السليم وله قصيدة طويلة نظمها وشرح فيها مختلف الطرق في تعمية النصوص كما عرف عنه إجادته قراءة الرموز الهيروغليفية.
وبالعودة إلى التشفير العصري، فقد دخلت التقنية الحديثة مجال التشفير أول مرة مع ظهور الحواسيب عام 1985م.
وبالتحديد ففي علم الخوارزميات عديد من الآليات التي يتم بها تشفير البيانات في الصور و يتم إستخدامها لإخفاء بيانات (ملف نصي أو صورة) داخل الصور الرمادية والملونة، لكن وسائل كشف هذه البيانات هو أحد مواضيع بحث الدكتوراة الذي تقوم على إنجازه المبتعثة السعودية في بريطانيا عهد الجرف، و الذي يهدف إلى تطوير آلية لكشف البيانات المخفية.
وتبعاً لذلك التعمق في الصور وخصائصها مطلوب، إذ يختلف التعامل مع الصور الرمادية عن الصور الملونة التي تكون أكثر تعقيداً وأكثر صعوبة من حيث اكتشاف البيانات.
كذلك تم التعامل مع أحجام مختلفة من الصور ومع أحجام مختلفة من البيانات المخفية.
أيضاً اختبار تأثير البيانات المخفية على دقة الصورة وأي تغيير قد يطرأ على الصورة. وبشكل أدق فإن البيانات المخفية في الصور Image Steganography – هو أحد التخصصات الأكاديمية التي يبحث فيها الباحثون المهتمون بمجال التقنية المرتبطة بهذا المجال مع الأخذ بعين الاعتبار الاستخدامات غير القانونية وآلية كشفها.
قامت عهد بنشر بحث علمي حول كشف البيانات المخفية في الصور، باستخلاص البيانات من مصفوفات رياضية.
وهنا مثال بسيط عزيزي القارئ يلخص فكرة فن ستيغانوجرافي، حيث يوضح لك حجم بيانات وضعت خلف صورة.
وبالرجوع إلى بحث المبتعثة عهد، فقد تناول أنظمة رياضية تهدف إلى كشف البيانات المختفية في الصور الملونة، وذلك بالاعتماد على تطوير آلية مقتبسة من بعض الخوارزميات والآليات السابقة والمتعلقة بهذا الموضوع، وتم استخدام نوعين من امتدادات الصور وهما: JPEG & BMP. وأظهرت النتائج الأولية مؤشراً جيداً للتفرقة بين الصور الأصلية والصور المحتوية على بيانات مخفية.
وخلصت في بحثها بتطلع للعمل المستقبلي بأنه سيكون في مجال الاستمرار في تطوير هذا النظام وتجربة مايقارب ال 400 صورة ملونة مختلفة الأحجام.
تم تكريم عهد هذا العام من قبل صاحب السمو الملكي الأمير محمد بن نواف في لندن في الحفل المصاحب لليوم الوطني إلى جانب عدد من المبتعثين، وذلك لتسجيلها في قائمة التميّز (تميّز علمي لحصولها على جائزة أفضل ملصق علمي ضمن المسابقة التي أقامتها الجمعية البريطانية للحاسب الآلي- فرع جامعة كوفنتري، وحصلت على المركز الأول بالتصويت من الحضور إلى جانب آخر من جامعة واريك والتي هي في كوفنتري أيضاً.
كذلك حصلت على جائزة من قبل لجنة تحكيم خارجة ضمن فعاليات «ملتقى طلاب الدكتوراة» الذي أقامته جامعة كوفنتري – قسم الهندسة والحاسب الآلي، وحصلت على الجائزة الثانية لأفضل عرض مرئي من قبل لجنة التحكيم.
حيث نشر موقع الجامعة البريطانية خبر فوزها ونبذة عنها معتبرين إياها من العقول العلمية التي ستقدم في المستقبل رؤى متميّزة في المجال البحثي، وذلك بعد أن أوصى أعضاء اللجنة بمنحها الجائزة التي جاءت تكريماً لملخص البحوث التي كانت تعمل عليها خلال فترة دراستها للماجستير والدكتوراة.
وبالعودة لفن إخفاء البيانات في الصور، فإن وسائل التواصل الاجتماعي الناطقة بالإنجليزية تحفل بكثير من المواد العلمية المبسطة وذلك من شأنه أن يرفع مستوى الثقافة العلمية لدى المتصفح، وإمكان المتصفح أن يبحث عن أي معضلة علمية ويجد تفاصيل شرحها مبسطة في اليوتيوب وغيرها، وحينما يبحث المتصفح عن مفهوم السيتغانو جرافي قو يوتويب فقد وفر بعض المستخدمين فيديوهات مبسطة توضح وتشرح كيفية تشفير المعلومات في عالم الصورة.
وهي مرفقة ضمن الروابط.