Enterprise редакция

Цифровое нанесение водяных знаков и стеганографическое встраивание

Кратко

NextPDF Enterprise встраивает скрытую зашифрованную полезную нагрузку в сформированный PDF, делая небольшие управляемые корректировки расстояния между парами букв. Вы предоставляете полезную нагрузку — обычно идентификатор для каждого получателя — и секретный ключ; кодировщик записывает полезную нагрузку как незаметные отклонения от естественного кернинга текста. Соответствующий декодировщик, получив тот же ключ, восстанавливает полезную нагрузку. Эта страница на уровне поведения: она излагает, что записывает кодировщик, какую криптографию использует и где проходит граница метода.

Предполагаемое применение — внутреннее отслеживание утечек документов: когда контролируемый документ утекает, восстановленный маркер определяет копию получателя. Это не состязательная стеганография и не гарантия сохранности при произвольной обработке.

Предварительные требования указаны в начале страницы и повторены в разделе Предварительные требования.

Доступность и лицензирование

Эта возможность поставляется в NextPDF Enterprise (nextpdf/enterprise) и активируется лицензионным конвертом уровня Enterprise. Развёртывание без этого права доступа не загружает классы возможности. Возможность работает полностью внутри процесса во время генерации документа; никакое содержимое документа не покидает хост. Сравните редакции и получите лицензию.

Что делает эта возможность

Текст PDF, нарисованный с массивом кернинга, несёт числовую корректировку между глифами. Кодировщик рассматривает каждую позицию корректировки как носитель нескольких бит:

Он шифрует полезную нагрузку шифром с аутентифицированным шифрованием со связанными данными (AEAD) — AES-256-GCM по умолчанию или ChaCha20-Poly1305. AEAD обеспечивает и конфиденциальность, и целостность, поэтому подделанный носитель приводит к сбою расшифровки, а не выдаёт молча неверную полезную нагрузку.
Он выводит 32-байтовый ключ шифрования из вашего секретного ключа и ключа шрифта с помощью функции формирования ключа на основе HMAC (HKDF) с SHA-256. HKDF извлекает псевдослучайный ключ фиксированной длины из входного ключевого материала, затем расширяет его до требуемой длины, согласно RFC 5869 §2.
Он генерирует свежий случайный 12-байтовый вектор инициализации (IV) для каждого шифрования. AES-GCM требует, чтобы IV был уникальным для данного ключа, иначе гарантия аутентификации теряется, согласно NIST SP 800-38D §5.2.1.
Он сопоставляет зашифрованные байты с битовой последовательностью и распределяет биты по доступным позициям пар букв, кодируя один или два бита на позицию. Отклонение, которое он добавляет к естественному кернингу, ограничено настраиваемой долей em — достаточно малой, чтобы оставаться визуально незаметной.

Декодировщик обращает процесс: он читает корректировки кернинга из потока содержимого, вычитает естественный кернинг, квантует отклонения обратно в биты, собирает зашифрованный блок и расшифровывает его тем же ключом. Если ключ неверный или носитель уничтожен, расшифровка возвращает ничто, а не неверную полезную нагрузку.

Ёмкость растёт с длиной текста: каждая позиция пары букв несёт один или два бита, поэтому полезная нагрузка должна уместиться в позиции, которые предоставляет текст. Кодировщик вызывает типизированную ошибку переполнения, когда полезная нагрузка превышает ёмкость.

Режим совместимости с PDF/A вдвое уменьшает максимальное отклонение, чтобы оставаться ниже порога допуска по ширине валидатора, обменивая ёмкость на более строгое соответствие.

Почему это работает именно так

Ключевой выбор — прятать маркер в кернинге, а не в видимом наложении или поле метаданных. Маркер в метаданных тривиально удалить, а видимый штамп изменяет страницу. Отклонения кернинга вместо этого едут внутри текста, который получатель обязан сохранить, и остаются незаметными. Аутентифицированное шифрование — второй столп: подделанный или частичный носитель не проходит аутентификацию, поэтому декодировщик возвращает ничто, а не неверного получателя. Ключ выводится для каждого шрифта с помощью HKDF, привязывая маркер к контексту документа, а не к голому общему секрету. Отсюда прямо следует честное раскрытие устойчивости: маркер переживает обычное перераспределение, но не намеренную перезапись потока содержимого, поэтому заявленная область — внутреннее отслеживание утечек, а не состязательная стеганография.

Предыстория проектирования: Редактирование — это не чёрный прямоугольник.

Предварительные требования

Установите NextPDF Core и пакет Enterprise и имейте активную лицензию Enterprise.
Сформируйте документ со шрифтом, предоставляющим метрики пар кернинга; кодировщик читает естественный кернинг из метрик шрифта.
Предоставьте секретный ключ из вашего менеджера секретов, а не из исходного кода. Тот же ключ требуется для декодирования.
Определите глубину бит (один или два бита на позицию) и нужна ли совместимость с PDF/A, исходя из ваших потребностей в ёмкости и соответствии.

Конфигурация

Конфигурация кодирования неизменяема и проверяется при конструировании:

Глубина бит — один или два бита на позицию пары букв. Большая глубина даёт больше ёмкости, но большие отклонения.
Максимальное соотношение корректировки — потолок отклонения как доля em, в ограниченном диапазоне. Большие значения дают больше запаса, но рискуют видимостью.
Шифр — AES-256-GCM (по умолчанию) или ChaCha20-Poly1305. Оба — AEAD.
Совместимость с PDF/A — при включении вдвое уменьшает эффективное максимальное отклонение.

Используйте одну и ту же конфигурацию для кодирования и декодирования; несовпадение не даёт восстановленной полезной нагрузки.

Пошаговая инструкция

Прочитайте секретный ключ из вашего менеджера секретов.
Постройте конфигурацию кодирования (глубина бит, соотношение отклонения, шифр, флаг PDF/A).
Вычислите корректировки кернинга для текста, который вы собираетесь отрисовать, передав полезную нагрузку, текст, ключ шрифта, метрики шрифта, секретный ключ и конфигурацию.
Примените возвращённые корректировки при записи текстового фрагмента, чтобы маркер встраивался во время генерации.
Чтобы отследить утёкшую копию, запустите декодировщик по потоку содержимого подозрительного документа с тем же ключом шрифта, метриками шрифта, секретным ключом и конфигурацией и прочитайте восстановленную полезную нагрузку.

<?php

declare(strict_types=1);

require_once __DIR__ . '/../../vendor/autoload.php';

/**
 * Reject a payload that cannot fit the carrier text before encoding.
 *
 * Each letter-pair position carries $bitDepth bits. Guarding capacity up
 * front turns an unencodable payload into a clear caller-side error instead
 * of relying on the encoder's overflow exception alone.
 *
 * @param non-empty-string $payload       The bytes to embed (already minimal).
 * @param positive-int     $textLength    The character count of the carrier text.
 * @param int<1, 2>        $bitDepth       Bits encoded per letter-pair position.
 *
 * @throws \OverflowException When the payload cannot fit the available positions.
 */
function assertPayloadFits(string $payload, int $textLength, int $bitDepth): void
{
    $positions = $textLength - 1;
    $capacityBytes = \intdiv($positions * $bitDepth, 8);

    if (\strlen($payload) > $capacityBytes) {
        throw new \OverflowException(\sprintf(
            'Payload of %d bytes exceeds carrier capacity of %d bytes.',
            \strlen($payload),
            $capacityBytes,
        ));
    }
}

<?php

declare(strict_types=1);

require_once __DIR__ . '/../../vendor/autoload.php';

use NextPDF\Enterprise\Security\Steganography\SteganographyDecoder;
use NextPDF\Enterprise\Security\Steganography\SteganographyConfig;
use NextPDF\Typography\FontMetrics;
use Psr\Log\LoggerInterface;

final readonly class LeakTracer
{
    public function __construct(private LoggerInterface $logger) {}

    /**
     * Recover the embedded marker from a suspect document's content stream.
     *
     * Decoding returns null on a wrong key or a destroyed carrier rather than
     * a wrong payload, so the caller treats null as "no marker recovered".
     *
     * @param string              $contentStream The suspect content-stream bytes.
     * @param non-empty-string    $fontKey       The font key used at generation.
     * @param FontMetrics         $metrics       Font metrics with kerning pairs.
     * @param string              $secretKey     The same secret key used to encode.
     * @param SteganographyConfig $config        The same configuration used to encode.
     *
     * @return string|null The recovered marker, or null when none is found.
     */
    public function trace(
        string $contentStream,
        string $fontKey,
        FontMetrics $metrics,
        string $secretKey,
        SteganographyConfig $config,
    ): ?string {
        $marker = SteganographyDecoder::decodeFromContentStream(
            $contentStream,
            $fontKey,
            $metrics,
            $secretKey,
            $config,
        );

        if ($marker === null) {
            $this->logger->info('No steganographic marker recovered from content stream.');
        }

        return $marker;
    }
}

Проверка

Закодируйте известную полезную нагрузку в известный текстовый фрагмент, затем декодируйте её обратно тем же ключом и конфигурацией; подтвердите, что восстановленная полезная нагрузка совпадает.
Декодируйте с заведомо неверным ключом и подтвердите, что результат — null, а не неверная полезная нагрузка — это работа гарантии целостности AEAD.
Осмотрите отрисованную страницу и подтвердите, что изменение расстояния не заметно визуально при настроенном соотношении отклонения.
Когда требуется совместимость с PDF/A, проверьте вывод по вашему профилю PDF/A и подтвердите, что допуск по ширине не нарушен.

Безопасность и соответствие

Аутентифицированное шифрование. Полезная нагрузка шифруется AES-256-GCM или ChaCha20-Poly1305. Подделанный или усечённый носитель приводит к сбою аутентификации при расшифровке; он не выдаёт неверной полезной нагрузки.
IV для каждого шифрования. Свежий случайный 12-байтовый IV генерируется для каждого шифрования, удовлетворяя требованию уникальности AES-GCM согласно NIST SP 800-38D §5.2.1.
Выведенный ключ. Ключ шифрования выводится с помощью HKDF-SHA-256 из вашего секрета и ключа шрифта (RFC 5869 §2). Храните секрет в вашем менеджере секретов; относитесь к нему как к любому секрету подписания.
Маркер — это содержимое документа. Встроенные байты являются частью содержимого страницы, а не содержимого журнала. Не записывайте полезную нагрузку или секретный ключ в журналы.

Эта страница касается криптографического встраивания. Каждый нормативный источник приведён в пересказе; нормативный текст не воспроизводится. ### Раскрытие устойчивости

Маркер переносится в корректировках кернинга. Он может быть уничтожен печатью и повторным сканированием, инструментами преобразования PDF, повторной линеаризацией или любой перезаписью потока содержимого, нормализующей кернинг. Метод лучше всего подходит для внутреннего отслеживания утечек документов, распространяемых в сформированном виде. Это не состязательная стеганография, и он не выживает при произвольной последующей обработке. Не полагайтесь на него как на единственное средство контроля там, где модель угроз включает намеренное удаление.

Обработка сбоев

Полезная нагрузка слишком велика. Кодировщик вызывает типизированную ошибку переполнения, когда полезная нагрузка превышает ёмкость текста. Сократите полезную нагрузку или удлините текст-носитель.
Слишком мало текста-носителя. Текст короче двух символов не предлагает позиции носителя и вызывает ошибку.
Неверный ключ при декодировании. Декодирование возвращает null. Рассматривайте null как «маркер не восстановлен», а не как частичный результат.
Несовпадение конфигурации. Кодирование и декодирование должны использовать одну и ту же глубину бит, соотношение отклонения, шифр и флаг PDF/A; несовпадение не даёт восстановленной полезной нагрузки.

Граница публикации

Эта страница документирует только внешне наблюдаемое поведение и поддерживаемую публичную поверхность API. Внутренние пути пространств имён, вспомогательные классы, таблицы механизмов, имена файлов runbook и префиксы тикетов выходят за рамки.

См. также

Steganography — NextPDF Enterprise — справочник API для стеганографического кодировщика и декодировщика.
Security — NextPDF Enterprise — объединённая поверхность безопасности Enterprise.
Branding — NextPDF Enterprise — видимые водяные знаки и штампы на странице.
Forensics — NextPDF Enterprise — исследование и отслеживание документов.
Security — NextPDF Core — основная поверхность шифрования и подписи.
AEAD · HKDF · kerning — термины глоссария.