අපි කවුරුත් රහස් පණිවිඩ ගැන අහලා තියෙනවා. සාමාන්‍යයෙන් රහස් පණිවිඩයක් කිව්වම අපේ ඔළුවට එන්නේ කවුරුහරි යවන message එකක් password එකක් දාලා, නැත්නම් ‘encrypt’ කරලා, වෙන කෙනෙක්ට තේරුම් ගන්න බැරි විදිහට අකුරු මාරු කරලා (උදා: x$aE@!) යවන එකක්. මේකට අපි කියනවා Cryptography (ගුප්ත ලේඛන ශිල්පය) කියලා. එතනදී, පණිවිඩයක් යන බව හැමෝම දන්නවා, ඒත් ඒකේ තේරුම දන්නේ නැහැ.
හැබැයි, රහස් පණිවිඩයක් යවනවා කියලාවත් කවුරුත් දන්නේ නැති වෙන්න, ඒ පණිවිඩේ වෙන දෙයක් ඇතුළේ හංගලා යවන්න පුළුවන් නම්?
හිතන්න, ඔයා ඔයාගේ යාළුවෙක්ට නිකන්ම නිකන් සින්දුවක් (audio file) එකක් share කරනවා. ඒත් ඒ සින්දුව ඇතුළේ, ඔයාලා දෙන්නා ඇරෙන්න වෙන කවුරුත් නොදන්න රහස් text පණිවිඩයක්, නැත්නම් පින්තූරයක්ම වුණත් හංගලා තියෙනවා නම්? අන්න ඒ තාක්ෂණයට තමයි Steganography (ස්ටෙගනොග්‍රෆි) කියන්නේ.
‘Steganography’ කියන වචනය එන්නේ ග්‍රීක භාෂාවෙන්. “Steganos” (ස්ටෙගනොස්) කියන්නේ “සැඟවුණු” හෝ “ආවරණය වූ” (covered) කියන එක. “Graphia” (ග්‍රැෆියා) කියන්නේ “ලිවීම” (writing). ඒ කියන්නේ, “සැඟවුණු ලිවීම”.
Audio Steganography කියන්නේ, මේ සැඟවීමේ කලාව audio files, ඒ කියන්නේ සින්දු, voice recordings වගේ දේවල් පාවිච්චි කරලා කරන එක. මේකෙදි, cryptography වගේ පණිවිඩේ තේරුම වහනවා නෙවෙයි, පණිවිඩයක් තියෙන බවම වහනවා.
- ඉතිහාසය: වහලෙක්ගේ ඔළුවේ ඉඳන් ඩිජිටල් සද්දයක් දක්වා
මේ ‘හංගන’ වැඩේ අද ඊයේ පටන් ගත්ත එකක් නෙවෙයි. මේක අවුරුදු දාස් ගාණක් පරණයි.
පුරාණ ග්‍රීසිය: ඉතිහාසඥ හෙරොඩෝටස් (Herodotus) වාර්තා කරනවා, ක්‍රි.පූ. 440 දී විතර, පණිවිඩකරුවෙක්ගේ ඔළුව මුඩු කරලා, ඒකෙ රහස් පණිවිඩයක් පච්චයක් (tattoo) විදිහට කොටලා, ආයෙ කොණ්ඩේ වැවුණාට පස්සේ එයාව අදාල තැනට යැව්වා කියලා. එතනදි පණිවිඩේ ගෙනියන ‘වාහකය’ (carrier) තමයි ඒ වහලා.
ඉටි පුවරු (Wax Tablets): ඒ කාලෙම, ලී පුවරුවක රහස් පණිවිඩේ ලියලා, ඒ උඩින් ඉටි තට්ටුවක් ආලේප කරලා, ඒ ඉටි තට්ටුව උඩ සාමාන්‍ය පණිවිඩයක් ලිව්වා. බලන කෙනෙක්ට පේන්නේ උඩ තියෙන සාමාන්‍ය පණිවිඩේ විතරයි.
නොපෙනෙන තීන්ත (Invisible Inks): රෝමවරු, පස්සේ කාලෙක දෙවනි ලෝක යුද්ධ කාලෙදිත්, ලෙමන් වගේ පළතුරු යුෂ, කිරි, විනාකිරි වගේ දේවල් තීන්ත විදිහට පාවිච්චි කළා. මේවා ලියපු තැන පේන්නේ නැහැ, ඒත් රත් කළාම පණිවිඩේ මතුවෙනවා.
ඩිජිටල් යුගය: පරිගණකය ආවට පස්සේ මේ කලාව සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් වුණා. දැන් අපිට තියෙන්නේ digital files. ඒ කියන්නේ 0 සහ 1 (bits) වලින් හැදුණු දේවල්. පින්තූර (images), සින්දු (audio), වීඩියෝ (video) කියන මේ හැම file එකකම data මිලියන ගාණක් තියෙනවා. Audio steganography කියන්නේ, මේ audio file එකක තියෙන data (bits) වලට, අපේ කනට දැනෙන්නේ නැති වෙන්න, පොඩි පොඩි වෙනස්කම් කරලා, ඒ අතරට අපේ රහස් පණිවිඩේ හංගන ඩිජිටල් ක්‍රමවේදය.
- තාක්ෂණික පැත්ත: මේක කොහොමද ඇත්තටම වෙන්නේ?
මේක වැඩ කරන්න ප්‍රධානම හේතුව තමයි අපේ මනුෂ්‍ය ශ්‍රවණ පද්ධතියේ (Human Auditory System — HAS) තියෙන සීමාවන්. අපි කොච්චර හොඳට ඇහෙනවා කිව්වත්, අපේ කනට අඳුරගන්න බැරි, නැත්නම් අපේ මොළයෙන් ‘ignore’ කරන පොඩි පොඩි සද්ද වෙනස්කම් තියෙනවා. මේකට Psychoacoustics (මනෝ-ධ්වනි විද්‍යාව) කියලත් කියනවා. Audio Steganography වලින් කරන්නේ, අන්න ඒ අපිට අහු වෙන්නේ නැති ‘හිඩැස්’ (gaps) පාවිච්චි කරලා data හංගන එක.
ප්‍රධාන ක්‍රම කීපයක් තියෙනවා:
- LSB (Least Significant Bit) Substitution
මේක තමයි සරලම සහ ජනප්‍රියම ක්‍රමය.
සරලව කිව්වොත්: හිතන්න ඔයා ලොකු පින්තූරයක් දිහා බලාගෙන ඉන්නවා. මම ඒ පින්තූරේ තියෙන එකම එක පුංචි තිතක (pixel) පාට, ඔයාට අඳුරගන්න බැරි තරම් පොඩි ප්‍රමාණයකින් වෙනස් කරනවා. ඔයාට ඒ වෙනස අහුවෙන්නේ නැහැ.
Audio වලදි: Digital audio file එකක් හැදිලා තියෙන්නේ තත්පරයකට දහස් ගාණක් ‘samples’ (සාම්පල) වලින්. මේ එක sample එකක් ‘bit’ (බිට්) වලින් නිරූපණය කරනවා (උදා: 16-bit audio).
හිතන්න එක sample එකක අගය මෙහෙමයි: 10110101 11001010
අපේ රහස් පණිවිඩේ එක ‘bit’ එකක් (‘1’ කියලා හිතමු) මේකෙ හංගන්න ඕන.
අපි කරන්නේ අර අන්තිම bit එක (Least Significant Bit — LSB) අයින් කරලා, ඒ වෙනුවට අපේ පණිවිඩේ bit එක දාන එක.
දැන් අර sample එක මෙහෙම වෙනස් වෙනවා: 10110101 11001011
මේ පොඩි වෙනස, මුළු audio sample එකේම වටිනාකමට කරන බලපෑම ඉතාම සුළුයි. ඒ නිසා අපේ කනට මේ වෙනස කොහෙත්ම අඳුනගන්න බැහැ. හැබැයි රහස් පණිවිඩේ දන්න කෙනෙක්ට පුළුවන් මේ audio file එකේ තියෙන හැම sample එකකම අන්තිම LSBs ටික එකතු කරලා, හංගපු පණිවිඩේ ආපහු ගන්න.
- Phase Coding
අපේ කන, සද්දයක ‘volume’ එක (amplitude) වලට සංවේදී තරම්, ඒකෙ ‘phase’ (කලාපය) එකට සංවේදී නැහැ. මේ ක්‍රමයේදී, audio signal එකේ frequency (සංඛ්‍යාත) වල phase එක පොඩ්ඩ පොඩ්ඩ වෙනස් කරලා, ඒ වෙනස් කිරීම් ඇතුළේ data හංගනවා. මේක LSB වලට වඩා ටිකක් සංකීර්ණයි. - Spread Spectrum
මේක හරිම දියුණු ක්‍රමයක්. මෙතනදී රහස් පණිවිඩය එක තැනක හංගන්නේ නැහැ. ඒක පුංචි කෑලි වලට කඩලා, මුළු audio file එකේම, frequency (සංඛ්‍යාත) ගොඩක් පුරා “විහිදුවලා” (spread) හංගනවා. මේක හරියට සෙනඟ ගොඩක් ඉන්න තැනක, ඔයාගේ යාළුවෝ 10 දෙනෙක්ට රහස් වචනයක අකුරු 10 බෙදලා දීලා, ඒ අයව සෙනඟ අස්සේ විසිරුවා හරිනවා වගේ. තනි තනි කෙනෙක්ව අල්ලගත්තට මුළු පණිවිඩේ හොයාගන්න බෑ. මේක හොයාගන්නත් අමාරුයි, MP3 වගේ compress කළත් දත්ත නැතිවෙන්නේ අඩුවෙන්. - Echo Hiding
මේකෙදි කරන්නේ, audio signal එකට ඉතාම පොඩි, අපිට ඇහෙන්නේ නැති ‘echo’ (ප්‍රතිරාවයක්) එකතු කරන එක. මේ echo එකේ තියෙන පොඩි පොඩි වෙනස්කම් (උදා: echo එක පටන්ගන්න වෙලාව) හරහා ‘0’ සහ ‘1’ කේත (code) කරනවා. අපේ කනට මේක ඇහෙන්නේ සාමාන්‍ය reverb එකක් වගේ, නැත්නම් ඇහෙන්නෙම නැහැ.
ඉදිරි කොටස් (Research Summaries)
මෙතැන් සිට ඇති කොටස්, ඔබගේ සම්පූර්ණ ලිපිය සඳහා මා විසින් පර්යේෂණ කර සාරාංශ කළ කරුණු වේ. ඔබගේ 2,500–3,500 වචන ඉලක්කය සඳහා, මෙම එක් එක් කරුණ තවදුරටත් විස්තර කර ලිවිය හැක.
- ප්‍රායෝගික ක්‍රියාත්මක කිරීම (Practical Implementation)
හොඳම Audio Formats මොනවද?
WAV, AIFF, FLAC (Lossless): මේවා තමයි හොඳම. මොකද මේවා ‘lossless’ (නැතිවීමක් නැති) නැත්නම් ‘uncompressed’ (සම්පීඩනය නොකළ) formats. ඒ කියන්නේ audio එකේ තියෙන සියලුම data (සෑම ‘bit’ එකක්ම) ඒ විදිහටම තියෙනවා. LSB වගේ ක්‍රම වලට මේක අත්‍යවශ්‍යයි. FLAC වුණත් compress වුණාට ඒක lossless, ඒ කියන්නේ data නැතිවෙන්නේ නෑ.
MP3, AAC (Lossy): මේවා Steganography වලට ඉතාම නරකයි. මොකද MP3 වගේ ‘lossy’ (නැතිවීමක් ඇති) formats වලින් කරන්නේ, file size එක අඩු කරන්න, අපේ කනට “වැදගත් නැහැ” කියලා හිතෙන data (bits) අයින් කරලා දාන එක. එහෙම කළොත්, අපි හංගපු LSB bits ටිකත් ඒ එක්කම අයින් වෙලා, අපේ රහස් පණිවිඩේ විනාශ වෙනවා.
කොච්චර Data හංගන්න පුළුවන්ද? (Capacity)
මේක audio file එකේ size එක, bit depth (e.g., 16-bit, 24-bit), සහ sample rate (e.g., 44.1kHz) එක මත රඳා පවතිනවා.
උදාහරණයක්: තත්පර 1ක, 16-bit, 44.1kHz WAV file එකක (stereo) LSB bits (අන්තිම bit එක) විතරක් පාවිච්චි කළොත්, තත්පර 1ක් ඇතුළේ 44,100 (samples) * 2 (channels) * 1 (bit) = 88,200 bits හංගන්න පුළුවන්. ඒ කියන්නේ 10KB විතර.
Tradeoff: හැබැයි හැමවිටම “Quality vs. Capacity” අතර tradeoff එකක් තියෙනවා. Data හංගන ප්‍රමාණය වැඩි කරන්න වැඩි කරන්න (උදා: LSB 2ක් පාවිච්චි කළොත්), audio file එකේ ඇහෙන සද්දෙ වෙනස් වෙන්න (noise එකක් එන්න) තියෙන ඉඩකඩ වැඩියි. එතකොට ලේසියෙන් අහුවෙන්නත් පුළුවන්.
පාවිච්චි කරන Tools මොනවද?
Steghide: Open-source, command-line tool එකක්. WAV සහ AU audio files වල මෙන්ම JPEG, BMP පින්තූර වලත් data හංගන්න පුළුවන්. Data encrypt කරලා හංගන්නත් පුළුවන්.
Xiao Steganography: Windows වලට තියෙන free tool එකක්. BMP පින්තූර සහ WAV audio files වල data හංගන්න පාවිච්චි කරන්න පුළුවන්.
DeepSound: WAV සහ FLAC වගේම, audio CD tracks (.cda) වලත් data හංගන්න පුළුවන් tool එකක්. - සැබෑ ලෝකයේ භාවිතයන් (Real-World Applications)
නීත්‍යානුකූල සහ යහපත් භාවිතයන් (Legitimate Uses):
Digital Watermarking (කර්තෘ අයිතිය): මේක තමයි ප්‍රධානම සහ බහුලම භාවිතය. සංගීත නිර්මාණකරුවන්ට, studio වලට පුළුවන් තමන්ගේ නිර්මාණයක (audio track) ඇතුළේ, එයාලට අයිතිය තියෙනවා කියලා ඔප්පු කරන පොඩි “digital watermark” (අපිට ඇහෙන්නේ නැති) එකක් හංගන්න. කවුරුහරි ඒක හොරෙන් copy කරලා publish කළොත්, අර watermark එක පෙන්නලා නඩු දාන්න පුළුවන්.
Covert Communications (රහසිගත සන්නිවේදනය): හමුදා, බුද්ධි අංශ, සහ රාජ්‍ය තාන්ත්‍රිකයින් විසින්, සතුරන්ට හෝ තුන්වන පාර්ශවයකට අහුවෙන්නේ නැතිව රහස් පණිවිඩ හුවමාරු කරගන්න පාවිච්චි කරනවා.
Medical Data Protection: රෝගියෙක්ගේ audio file එකක් (උදා: හෘද ස්පන්දන සටහනක්) ඇතුළේ, ඒ රෝගියාගේ පෞද්ගලික විස්තර (නම, ID අංකය) වගේ දේවල් හංගලා, data privacy එක ආරක්ෂා කරගන්න පුළුවන්.
නීති විරෝධී සහ මතභේදාත්මක භාවිතයන් (Controversial/Illegal Uses):
ත්‍රස්තවාදී සන්නිවේදනය: ත්‍රස්තවාදී කණ්ඩායම්, තමන්ගේ සැලසුම්, පණිවිඩ හුවමාරු කරගන්න, අහිංසක පින්තූරයක්, සින්දුවක් වගේ පේන දේවල් අන්තර්ජාලයේ share කරනවා වෙන්න පුළුවන්.
කාර්මික ඔත්තු බැලීම (Industrial Espionage): සමාගම් වලට පුළුවන් තමන්ගේ තරඟකරුවන්ගේ රහස්, සේවකයෙක් හරහා එළියට ගන්න.
Malware Delivery: පරිගණක වෛරසයක් (malware) වුණත්, audio file එකක් ඇතුළේ හංගලා, ඒ audio file එක download කරගන්න කෙනාගේ computer එකට attack කරන්න පුළුවන්. - හඳුනාගැනීම සහ ආරක්ෂාව (Detection & Security)
Steganalysis (ස්ටෙගනాలిසිස්): Steganography (හංගන එක) තියෙනවා වගේම, ඒ හංගපු දේවල් හොයන විද්‍යාවට (detect කරන එකට) කියන්නේ Steganalysis කියලා. මේක “cat-and-mouse” ගේම් එකක්.
කොහොමද Detect කරන්නේ?
Statistical Analysis (සංඛ්‍යාන විශ්ලේෂණය): LSB වගේ ක්‍රම පාවිච්චි කළාම, audio file එකේ bits වල තියෙන “ස්වභාවික random-කම” (natural randomness) ටිකක් වෙනස් වෙනවා. Steganalysis tools වලින් කරන්නේ, මේ වගේ file වල statistical patterns (සංඛ්‍යානමය රටා) විශ්ලේෂණය කරලා, සාමාන්‍ය audio file එකකට වඩා වෙනස් තැන් හොයන එක.
Frequency Domain Analysis: සද්දෙ frequency පැත්තෙන් විශ්ලේෂණය කරලා, එතන තියෙන අස්වාභාවික වෙනස්කම් (phase coding වගේ දේවල්) හොයනවා.
Machine Learning (AI): අද කාලේ, AI models (විශේෂයෙන් Deep Learning) train කරනවා, සාමාන්‍ය audio files සහ steganography යොදාපු audio files අතර තියෙන ඉතාම සූක්ෂ්ම වෙනස්කම් අඳුරගන්න. මේ ක්‍රම ගොඩක් සාර්ථකයි. - ශ්‍රී ලංකාවේ තත්ත්වය (Sri Lankan Context)
දේශීය පර්යේෂණ (Local Research):
මේ ක්ෂේත්‍රය ලංකාවේ විශ්වවිද්‍යාල සහ අධ්‍යාපනික ආයතන වල අවධානයට ලක්වෙලා තියෙනවා.
විශේෂයෙන් ශ්‍රී ලංකා තොරතුරු තාක්ෂණ ආයතනය (SLIIT) වගේ ආයතන වල, පරිගණක ආරක්ෂණය (Cybersecurity) සහ දත්ත සැඟවීම (Data Hiding) සම්බන්ධ පර්යේෂණ සිදුවෙනවා. උදාහරණයක් විදිහට, SLIIT හි පර්යේෂණාගාර (උදා: Gayani Palihawadana’s lab) මගින් cryptography සහ steganography කියන data hiding ක්‍රම දෙකම සම්බන්ධව පර්යේෂණ පත්‍රිකා එළිදක්වලා තියෙනවා.
නීතිමය රාමුව (Legal Framework):
Audio Steganography “කරන්න එපා” කියලා ලංකාවේ වෙනම නීතියක් නැහැ. මොකද ඒක නිකන්ම tool එකක්.
නමුත්, මේ tool එක පාවිච්චි කරන්නේ වරදක් කරන්න නම්, ඒක ලංකාවේ නීතිය යටතේ දඬුවම් ලැබිය හැකි වරදක්.
උදාහරණයක් විදිහට, ත්‍රස්තවාදී ක්‍රියාවක් සැලසුම් කරන්න, කෙනෙක්ව blackmail කරන්න, නැත්නම් මූල්‍ය වංචාවක් කරන්න steganography පාවිච්චි කළොත්, ඒක 2007 අංක 24 දරණ පරිගණක අපරාධ පනත (Computer Crime Act) යටතේ නීති විරෝධී වෙනවා. වැදගත් වෙන්නේ තාක්ෂණය නෙවෙයි, ඒක පාවිච්චි කරන “චේතනාව” (intent). - අනාගතය (Future Directions)
AI සහ Machine Learning: අනාගතය තියෙන්නේ මෙතන.
AI for Steganography: AI (විශේෂයෙන් Genetic Algorithms, GANs) පාවිච්චි කරලා, audio file එකක data හංගන්න “හොඳම” (අහුවෙන්නේ නැතිම) තැන් හොයාගන්න පුළුවන්. AI එකට පුළුවන් මිනිස් කනට වඩා සූක්ෂ්මව, “මම මේ bit එක වෙනස් කළොත්, ඒක statistical analysis එකකට අහු වෙයිද?” කියලා බලලා, තීරණ ගන්න.
AI for Steganalysis: ඒ වගේම, AI පාවිච්චි කරලා, මේ හංගපු දේවල් හොයන detection tools තවත් බලවත් වෙනවා.
Blockchain Integration: රහස් පණිවිඩ හුවමාරු කරගන්න, ඒ ගනුදෙනු (transactions) වල metadata ඇතුළේ steganography පාවිච්චි කරන්න පුළුවන්.
Quantum Steganography: Quantum computing දියුණු වෙනකොට, quantum states (ක්වොන්ටම් තත්ත්වයන්) පාවිච්චි කරලා, තවදුරටත් ආරක්ෂිත, හොයන්න බැරි පණිවිඩ හුවමාරු ක්‍රම බිහිවෙන්න පුළුවන්.
නිගමනය: කලබල වෙන්න ඕනද?
Audio Steganography කියන්නේ පුදුමාකාර තාක්ෂණයක්. ඒක හරියට දෙපැත්ත කැපෙන පිහියක් වගේ.
එක පැත්තකින්, මේක අපේ කලාකරුවන්ගේ අයිතීන් (copyrights) ආරක්ෂා කරන්න, අපේ පෞද්ගලිකත්වය (privacy) රැකගන්න (උදා: වෛද්‍ය වාර්තා), සහ හොඳ අරමුණු වෙනුවෙන් රහස්‍යභාවය (secrecy) පවත්වාගන්න උදව් වෙනවා.
අනිත් පැත්තෙන්, මේ තාක්ෂණයම නරක මිනිස්සුන්ට (අපරාධකරුවන්ට, ත්‍රස්තවාදීන්ට) පාවිච්චි කරලා, නීතියේ ඇහැට වැලි ගහලා වැඩ කරන්නත් පුළුවන්.
Crypto සහ Stego අතර ප්‍රධාන වෙනස අපි තේරුම් ගන්න ඕන:
Cryptography (Encryption): “මම ඔයාට message එකක් එවනවා. ඒක lock කරලා තියෙන්නේ. යතුර තියෙන අයට විතරයි බලන්න පුළුවන්.”
Steganography: “මොන message ද? මම එව්වේ සින්දුවක් විතරයි.”
අවසාන වශයෙන්, මේකත් අනිත් හැම තාක්ෂණයක් වගේම නිකන්ම නිකන් ‘මෙවලමක්’ (tool). ඒක හොඳද නරකද කියන එක තීරණය වෙන්නේ, ඒක අතට ගන්න කෙනාගේ අරමුණ අනුවයි.
Gihan Sankalpa Amarakoon
