LSB Steganography とは — ピクセルにデータを隠す仕組み

LSB Steganography の基礎

Steganography（ステガノグラフィー） とは、通常のメディアの中に情報を隠す技術です。暗号化がデータを「読めなくする」のに対し、steganography はデータの存在そのものを「見えなくする」点が異なります。

LSB（Least Significant Bit＝最下位ビット）steganography は、デジタル画像を対象としたもっとも一般的な steganography 手法です。画像のピクセルデータの各バイトにおける最下位ビットを、秘密のメッセージの1ビットで置き換えます。

なぜ最下位ビットなのか？

24ビット RGB 画像では、各ピクセルは赤・緑・青の3バイトで表されます。各バイトは 0〜255 の値を持ちますが、最下位ビットが寄与する値はわずか 1 です。つまり、このビットを変更しても色チャンネルの変化は 256 段階中たった 1 であり、人間の目にはまったく区別がつきません。

赤チャンネルの値が 11010100（10進数で 212）のピクセルを例に考えてみましょう：

元のビット	変更後のビット	10進数の変化
11010100 (212)	11010101 (213)	+1

この ±1 の変化は人間の知覚閾値をはるかに下回ります。

処理フロー

秘密メッセージ → バイナリ変換 → 各ビットをピクセルの LSB に埋め込み → Stego 画像を出力

重要な用語

• カバー画像（Cover image）: データを埋め込む前の元画像。
• Stego 画像（Stego image）: 秘密データが埋め込まれた後の画像。
• ペイロード（Payload）: 隠される秘密データ。
• 埋め込み率（Embedding rate）: 利用可能ビットに対する隠しビットの比率。ビット毎ピクセル（bpp）で表されます。