StegoHackathon CLI

Консольный инструмент на C# для экспериментов с ассоциативной стеганографией: шифрование фрагмента книги, проверка ключа и высокопроизводительный перебор (взлом) стего-контейнера по известному тексту книги.

---

Идея проекта

Проект реализует схему ассоциативной стеганографии на битовых векторах (10 эталонов), где каждый байт исходного текста кодируется через три стего-блока, соответствующие десятичным разрядам числа (0–9).

Ключ системы представляет собой набор битовых масок для каждого эталона, а сам стего-контейнер выглядит как «шумный» массив байтов без очевидной структуры.

Основная исследовательская идея:

• показать, как спрятать фрагмент книги в бинарный контейнер (encrypt);
• показать, как корректно его восстановить по ключу (verify);
• продемонстрировать, что при знании исходной книги и наличии стего-контейнера можно выполнить оптимизированный многопоточный перебор смещений и восстановить и ключ, и сам фрагмент текста (hack).

---

Основные возможности

Консольное приложение StegoHackathonConsole поддерживает три режима работы:

1. --mode encrypt — шифрование фрагмента книги

• Читает текст книги из файла (--book <книга.txt>).
• Выбирает случайный фрагмент длиной примерно 200–600 символов.
• Кодирует его в бинарный стего-контейнер с использованием класса AssocStego и потока AssocStegoStream.
• Генерирует ключ (набор битовых масок для 10 эталонов).
• Сохраняет:
  • стего-контейнер: --out <имя>.bin (по умолчанию output.bin);
  • ключ: <имя>.key.bin.

Фрагмент книги берётся из обычного текстового файла (например, художественного произведения).

---

2. --mode verify — проверка / расшифровка по ключу

Позволяет убедиться, что контейнер и ключ согласованы.

• На вход подаются:
  • --data <файл.bin> — стего-контейнер;
  • --key <файл.key.bin> — файл с ключом.
• Программа инициализирует систему AssocStego с заданным ключом.
• Через поток AssocStegoStream последовательно читает скрытые байты.
• Восстановленный текст выводится в консоль. :contentReference

---

3. --mode hack — оптимизированный взлом стего-контейнера

Режим, для которого проект и задумывался как демонстрация криптоанализа.

На вход подаются:

• --data <файл.bin> — стего-контейнер;
• --book <книга.txt> — текст книги, в которой прятался фрагмент;
• опционально --threads <N> — максимальное количество потоков;
• флаг --verbose для подробного вывода.

Алгоритм:

1. Читает стего-контейнер и текст книги.
2. По длине контейнера вычисляет количество скрытых байт.
3. Разбивает контейнер на блоки фиксированной длины (каждый байт → 3 стего-блока).
4. Запускает многопоточный перебор всех возможных смещений в книге:
   • для каждого смещения:
     • рассматривает последовательность байт книги длиной, равной длине скрытого текста;
     • для каждого байта вычисляет десятичные цифры (d2, d1, d0);
     • по соответствующим стего-блокам и эталонам строит битовые маски для цифр 0–9;
     • быстрыми побитовыми операциями (FastAndNotXor, FastPopCount) отбрасывает заведомо неверные смещения;
   • как только обнаружено смещение, дающее достаточно «информативные» маски (достаточное количество единичных битов), перебор останавливается.
5. При успехе:
   • извлекает фрагмент книги по найденному смещению;
   • формирует ключ (набор битовых масок) из полученных масок;
   • сохраняет:
     • <имя_контейнера>.recovered.key.bin — восстановленный ключ;
     • <имя_контейнера>.txt — восстановленный текст.

Выводится краткая статистика: время перебора, оценка скорости (ops/s), потребление памяти, прогресс по смещениям.

---

Примеры использования

# Взлом стего-контейнера по известной книге
dotnet run -- --mode hack --data stego_data.bin --book WarAndPeace.txt --threads 8

# Генерация стего-контейнера и ключа по книге
dotnet run -- --mode encrypt --book WarAndPeace.txt --out stego_data.bin

# Проверка / расшифровка контейнера по ключу
dotnet run -- --mode verify --data stego_data.bin --key stego_data.key.bin