إخفاء البيانات باستخدام RRC

ترميز المدى الدوراني (RRC) لإخفاء البيانات — طريقة لغوية فعّالة وآمنة بشكل قابل للإثبات لإخفاء البيانات تدمج الرسائل السرية في نصوص اللغة الطبيعية المولّدة بواسطة نماذج اللغة الكبيرة.

الورقة: Efficient Provably Secure Linguistic Steganography via Range Coding

كيف يعمل

تعالج آلية التدوير مشكلتين في إخفاء البيانات عبر ترميز المدى التقليدي:

1. الحفاظ على توزيع الاحتمالات — تكون القيمة السرية المدوّرة موزّعة بشكل منتظم داخل كل فترة، لذلك يتبع اختيار الرمز توزيع نموذج اللغة الأصلي.
2. عشوائية جديدة — إزاحة PRNG جديدة في كل خطوة تمنع إعادة استخدام العشوائية.

هيكل المستودع

.
├── RRC_embed.py   # Embedding (Algorithm 3) 
├── RRC_extract.py   # Extraction (Algorithm 4) 
├── test_roundtrip.py         # Self-contained end-to-end verification script
├── requirements.txt          # Python dependencies
└── README.md

المتطلبات

• Python ≥ 3.10
• PyTorch ≥ 2.0
• Transformers ≥ 4.35

تثبيت التبعيات:

pip install -r requirements.txt

بدء سريع

1. التحقق من الصحّة

يستخدم اختبار الدورة الكاملة نموذج meta-llama/Llama-2-7b-hf ويعمل على CPU/CUDA:

python test_roundtrip.py

المخرجات المتوقعة:

>>> Step 3: Verification
    Original: 10110011001010111010011100101011...
    Extracted: 10110011001010111010011100101011...

    ✅ SUCCESS — extracted message matches perfectly!

2. تضمين رسالة سرية

جهّز ملف المطالبات 0.Prompts.tsv بأعمدة idx وtext، ثم شغّل:

python RRC_embed.py \
    --language_model meta-llama/Llama-3.1-8B \
    --bit_length 128 \
    --key 42 \
    --top_k -1

3. استخراج الرسالة السرية

python RRC_extract.py \
    --language_model meta-llama/Llama-3.1-8B \
    --bit_length 128 \
    --key 42 \
    --input_file 1.RC_decimal_Llama-3.1-8B_bit128.tsv

⚠️ مهم: يجب أن يستخدم المرسل والمستقبل نفس نموذج اللغة والمفتاح وطول البت وإعداد top-k لضمان استخراج صحيح.

وسائط سطر الأوامر

RRC_embed.py

RRC_extract.py

ملاحظة تقنية: باقي القسمة باستخدام Decimal

يستخدم نوع Decimal في بايثون قسمة مبتورة مع عامل %، مما قد يُرجع بواقٍ سالبة (مثل Decimal('-19672') % Decimal('65536') → -19672 بدلاً من 45864). يستخدم هذا التنفيذ دالة مساعدة decimal_mod تضمن أن النتيجة تكون دائمًا في [0, m):

def decimal_mod(a, m):
    return a - m * (a / m).to_integral_value(rounding=ROUND_FLOOR)

⚠️ لاستخراج سري موثوق، تُنقل بعض العمليات (sort، cumsum) إلى وحدة المعالجة المركزية (CPU) بدقة float64 لتجنب عدم الحتمية في CUDA. وهذا يضحي بقدر من السرعة مقابل ضمان اتساق الترميز وفك الترميز.