קריפטוגרפיה ויזואלית

קריפטוגרפיה ויזואלית היא שיטת הצפנה של מידע ויזואלי, שבה אפשר לשחזר את התמונה המוצפנת על־ידי הנחת מספר שקפים זה על זה.

השיטה הוצעה על ידי מוני נאור ועדי שמיר ב-1994. היא דוגמה לחלוקת סוד: התמונה המקורית מחולקת ל-n חלקים (שקפים) בגודל זהה. כל חלק לבד אינו חושף מידע; רק כאשר מניחים את כל השקפים יחד נראית התמונה.

תמונה מורכבת מפיקסלים, כלומר נקודות קטנות שכל אחת בצבע אחיד. בקריפטוגרפיה ויזואלית עובדים עם תמונה בשחור-לבן. בכל חלק (שקף) כל פיקסל הוא או שחור או שקוף. שקוף פירושו שאפשר לראות דרכו.

כאשר מניחים שקפים זה על זה, הפעולה על הפיקסלים דומה ל-OR לוגי. OR לוגי פירושו: התוצאה שחורה אם לפחות אחד מהפיקסלים שחור. רק שקוף על שקוף נותן שקוף בתוצאה. לכן האתגר הוא לחלק את הפיקסלים כך שפעולת ה-OR תחזיר את התמונה הרצויה.

קיימת דוגמה פשוטה שמבוססת על פנקס חד פעמי: מייצגים את התמונה כסדרה של ביטים (0 ו-1). יוצרים רצף אקראי כחלק ראשון, והחלק השני הוא תוצאת XOR בין הרצף האקראי לבין הסוד. XOR (או חוץ ייחודי) מחזיר 1 אם הביטים שונים. שיטה זו נותנת סודיות מושלמת: רק בשילוב שני החלקים אפשר לשחזר את הסוד.

הבעיה היא שבהדפסה על שקפים הפעולה שנקבלת היא OR ולא XOR. כדי להתגבר על כך מחלקים כל פיקסל לתת-פיקסלים (חלקים קטנים של הפיקסל). בכל תת-פיקסל בוחרים איזה חצי יהיה שחור לפי הביט שהפיקסל צריך לייצג. כששמים שני שקפים מעל זה לזה, אם תתי-הפיקסלים זהים התוצאה תהיה חצי שחור וחצי שקוף. אם הם שונים, התוצאה תהיה פיקסל שחור לגמרי. כך נוצרת הבדלה בין אזורים חשוכים ובהירים, ומאפשרת לראות את התמונה המקורית.

הגישה ניתנת להכללה: אפשר לגרום לכך שהחלקים עצמם יהיו תמונות לגיטימיות ולא רק רעש אקראי. כך מתקבלת גם צורת הסתרה שנקראת סטגנוגרפיה.

קריפטוגרפיה ויזואלית היא דרך להסתיר תמונה. מחלקים את התמונה לכמה שקפים. כשמניחים את כל השקפים אחד על השני, רואים את התמונה.

השיטה הומצאה ב-1994 על ידי שני חוקרים. כל שקף לבד נראה כאילו הוא לא אומר כלום. רק ביחד הם חושפים את התמונה.

תמונה בנויה מריבועים קטנים שנקראים פיקסלים. פיקסל (נקודה קטנה בתמונה) יכול להיות שחור או שקוף. שקוף אומר שוראים דרכו.

כשהניחים שקפים אחד על השני, אם לפחות אחד מהפיקסלים שחור, התוצאה תהיה שחורה. רק שקוף על שקוף נותן שקוף.

כדי לגרום לזה לעבוד מחלקים כל נקודה לשני חצאים קטנים. בכל חצי מחליטים מי יהיה שחור לפי מה שרוצים להסתיר. אם החצאים משולבים זהים, רואים חצי־שחור. אם הם שונים, הריבוע יוצא שחור לגמרי.

כך, אחרי שמניחים את כל השקפים, יש אזורים שחורים ואזורים פחות שחורים. המוח מקבל את ההבדל ורואה את התמונה.

אפשר גם לעשות כך שהשקפים ייראו כתמונות רגילות. זה מאפשר להסתיר תמונה בתוך תמונה.