Coderen en decoderen spreekt altijd tot de verbeelding. Al in de oudheid verzon men manieren om boodschappen in het geheim te kunnen verzenden. Spiegelschrift, codeboeken, Enigma-machines, onzichtbare inkt, noem het maar op. In dit artikel gaan we daar een variant op bouwen, waarbij we slim gebruik maken van het RGB-mechanisme van digitale foto’s. Zo maak je van foto's gecodeerde berichten.

We sturen je direct naar www.visualstudio.microsoft.com/vs voor de zogeheten Community Edition van Visual Studio 2019. En daarna breng je een bezoekje aan de website van onze dochtersite Computer Idee, waar je van de pagina Downloads het bestand Steganography.zip downloadt. Dit bestand bevat het Steganography-project waarmee we hier aan de slag gaan; het voorzetje van dit project vind je op de website www.codeproject.com. Wil je meer weten over steganografie (= het verbergen van informatie in onschuldig ogende objecten, een vorm van cryptografie), dan is dít een mooie Wikipedia-pagina die je helemaal bijpraat.

Rgb-kleuren

We gaan dus informatie verbergen in onschuldig ogende objecten. En wat is er, om in computertermen te blijven, nóg onschuldiger dan een digitale foto? Als we over digitale foto’s praten, dan praten we over resolutie en kleur. Resolutie is het aantal pixels waaruit de digitale foto bestaat. Kleur kennen we in meerdere varianten, van zwart/wit naar grijs naar 16,7 miljoen kleuren, enzovoort. De meest gebruikte kleurvariant (in onder andere bmp, jpg en png) is rgb, met steeds een byte per kleurwaarde. Een byte heeft 256 als maximale waarde dus dat is 256 keer r(ood), 256 keer g(roen) en 256 keer b(lauw). En 256 x 256 x 256 = 16.777.216 dus dat is waar dat getal 16,7 miljoen vandaan komt.

Componenten en bits

Elke pixel van een digitale foto wordt neergezet door 3 bytes: 1 rood-byte, 1 groen-byte en 1 blauw-byte. Elke afzonderlijke byte kan een waarde tussen 0 en 255 bevatten. Dat komt omdat een byte gebruik maakt van het binaire talstelsel, waarbij we werken met nullen en enen. Daarbij bestaat 1 byte uit 8 bits. Die 8 bits kunnen afzonderlijk de waarde 0 of 1 bevatten. Als de bit op 0 staat, dan is de bijbehorende waarde ook 0. Als de bit op 1 staat, dan is de bijbehorende waarde afhankelijk van de bit-positie in de byte. De laagste (of eerste) bit is dan 1. De hoogste (of laatste) bit is dan 128. Kijk maar eens naar de onderstaande tabellen, dan zie je hoe dat in zijn werk gaat:

©PXimport

LSB en MSB

En zoals je kunt zien, hebben we weinig aan bit 1. De waarde is immers maximaal 1. Daarom wordt Bit 1 ook wel de LSB genoemd oftewel de Least Significant Bit; de bit die er het minst toe doet. Bit 8 daarentegen, kan – binnen een byte – de waarde 128 bevatten. Bit 8 is dus belangrijk en heet daarom de MSB (Most Siginificant Bit); inderdaad, de bit die er het meest toe doet! Met voor de niet-hoofdrekenaars nog even een link naar een handige online conversieservice.

Kleuren kijken

De bovenstaande byte-filosofieën nemen we mee als we daadwerkelijk naar kleuren gaan kijken. We doen dat om inzicht te krijgen in het effect van de getallen tussen 0 en 255. Daarbij gaan we uit van rgb-waarden en we zetten wat bekende standaardkleuren voor je op een rijtje:

©PXimport

De bovenstaande tabel vertelt sowieso ons al één ding: “Hoe meer bits op 1, hoe meer kleur.” En door de afzonderlijke rgb-waarden te veranderen ontstaan dan die verschillende 16,7 miljoen kleuren. En ook voor die theorie hebben we een leuke link.

Een 1 is geen 1

Waarmee we bij de essentie van deze workshop zijn aanbeland: “Het feit dat de eerste bit, de LSB, er eigenlijk niet toe doet.” Die eerste bit kan 0 of 1 zijn en dat blijft het ook. En in termen van kleurbelevenis moet je van goeden huize komen om het verschil tussen 255,0,0 en 254,0,0 te kunnen zien. Kortom, een 1 is geen 1. En dáár gaan we gebruik van maken! Dat wil zeggen, we gaan die LSB gebruiken om onze geheime boodschap letterlijk en volledig in het zicht te bewaren. Hij is er wel, maar je ziet het lekker niet…

©PXimport

WinForms

Nu terug naar het begin, terug naar Visual Studio 2019 en het zip-bestand dat je bij de website van Computer Idee hebt opgehaald. Pak dat bestand uit en start aansluitend Visual Studio 2019. Kies voor de optie Open a project or solution en ga op zoek naar de map waarin je de zip zojuist hebt uitgepakt. In die map zie je een SLN-bestand dat door Visual Studio 2019 kan worden geopend, waarna je ziet dat ons WinForms-project is geopend. Als je dat wilt, dan kun je meteen op de Start-knop drukken om daarmee het mini-programma Steganography te laten starten.

Steganography

Begin met een druk op de knop Open Afbeelding om een plaatje naar keuze in te lezen. In het tekstvak Geheime Boodschap kun je dan de te verstoppen boodschap intypen. Als dat is gebeurd, klik je op de knop Verstoppen om die ingetypte boodschap ‘in’ de afbeelding op te nemen. En je zult moeten toegeven: “Daar is helemaal niets van te zien!” Om te controleren of dat verstoppen is geslaagd, klik je op de knop Leeg en daarna op de knop Onthullen. Voilà! De volgende stap is dan het bewaren van het ‘nieuwe’ plaatje via de knop Bewaar Afbeelding, om het daarna via e-mail te versturen naar de beoogde ontvanger. Die beoogde ontvanger moet dan uiteraard ook een versie van Steganography hebben draaien, om je boodschap tevoorschijn te kunnen halen. Interessant, niet?

©PXimport

Programma-opties

Intussen is Steganography nog voorzien van enkele programma-opties. Een van die opties is Sleutel Voor Encryptie. Als je die gebruikt wordt de geheime boodschap nog eens extra versleuteld. Dat betekent wel dat je die sleutel, uiteraard apart van de bewerkte afbeelding, naar de ontvanger moet versturen. Een andere optie is Gebruik MSB. Weet je nog, de Most Siginificant Bit die binnen goed is voor de waarde 0 of 128. Welnu, als we de afbeelding niet via de LSB maar via de MSB coderen dan is wél direct zichtbaar dat er iets aan de hand is. Dit om je een idee te geven van het zwaarteverschil tussen de verschillende bits!

Stukje code bekijken

Tot slot willen we je nog even meenemen naar Visual Studio en wel om een stukje code te bekijken. Als je  Steganography hebt laten draaien, dan is het WinForms-project al geopend. Rechts in beeld vind je de zogeheten Solution Explorer en de C#-programmacode waar het om draait bevindt zich in het bestand SteganographyHelper.cs. Daarbij gaat het feitelijk om vier functies:

• EncryptString. Dit zorgt ervoor dat de geheime tekst – indien nodig – wordt versleuteld.

• DecryptString. Dit ontsleutelt een geheime tekst, iets wat alleen mogelijk is als de ontvanger over de juiste sleutel beschikt.

• EmbedText. Hier wordt de al dan niet versleutelde tekst in de afbeelding opgenomen, waarbij gebruik wordt gemaakt van óf de LSB óf de MSB. Elk teken heeft 3 pixels oftwel 9 rgb-bits nodig.

• ExtractText. De tekst wordt nu weer uit de afbeelding gehaald. Met als opties natuurlijk een extra sleutel en de keuze tussen LSB en MSB.

©PXimport

Bij ID.nl zijn we gek op producten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt of die door gebruikers een hoge waardering krijgen. Op Kieskeurig.nl kunnen kopers van producten een review achterlaten en hiermee aangeven hoe goed (of slecht) ze een product vinden. Wij vonden vijf accuboormachines die door gebruikers zijn gewaardeerd met een 7 of hoger.

Consumentenreviews zijn een van de beste manieren om erachter te komen of een product goed of slecht is. Op Kieskeurig.nl kunnen kopers van producten aangeven wat ze ervan vinden, zodat ze potentiële nieuwe kopers kunnen helpen een aankoopbeslissing te maken. Wij vonden vijf accuboormachines die door kopers op Kieskeurig.nl zijn voorzien van een waardering van minimaal 7 van de 10 punten.

Metabo PowerMaxx BS 

De Metabo PowerMaxx BS is een compacte schroefboormachine met een Li‑ion‑accu. Dit model weegt circa 2,08 kg in de verpakking en is voorzien van een koolborstelloze motor. De machine heeft twee snelheden en werkt op 10,8 volt, waardoor hij geschikt is voor lichte boor- en schroefklussen. Door het ergonomische ontwerp ligt het toestel prettig in de hand en kun je nauwkeurig werken. De set wordt geleverd met oplader, bits en een koffer. Gebruikers waarderen het apparaat met een hoge score (9,8). Door de relatief lage spanning is hij met name bedoeld voor kleinere klussen in huis.

DeWalt DCD777S2T

Deze DeWalt schroefboormachine werkt met een 18 V Li‑ion‑accu en heeft een compacte behuizing. Hij beschikt over twee snelheden en een 13 mm boorkop. Het gewicht in de verpakking is 3,85 kg en de boormachine wordt geleverd met twee accu’s en een oplader. Dankzij de stevige koffer kun je de machine makkelijk meenemen. Het model heeft een reviewscore van 9,0 en is daarmee geschikt voor deze selectie. De brushless motor zorgt voor een langere levensduur en meer kracht per acculading. De machine is van recente bouwjaar en wordt nog steeds verkocht.

Bosch PSB 18 LI‑2 Ergonomic

De Bosch PSB 18 LI‑2 Ergonomic is een klopboormachine voor gebruik met 18 volt. Het apparaat is uitgerust met een brushless motor en wordt geleverd met een Li‑ion‑accu en lader. Dankzij de ergonomische grip ligt het toestel comfortabel in de hand. Het maximale koppel is geschikt voor klussen in hout, metaal en lichte steen. In de verpakking zit een koffer zodat je alles netjes kunt opbergen.

Makita DDF485RFJ

De Makita DDF485RFJ is een 18 V accu‑schroefboormachine met een brushless motor. Het apparaat heeft twee versnellingen en een metalen boorkop van 13 mm. De machine wordt geleverd in een Mbox met twee 3,0 Ah accu’s en lader, zodat je langere tijd achtereen kunt werken. Dankzij de ergonomische handgreep en het gewicht van circa 5 kg inclusief verpakking ligt het toestel stabiel in de hand. De machine behaalt een goede gebruikerswaardering en is geschikt voor zwaardere schroef- en boorklussen.

Makita DF457DWE

De Makita DF457DWE is een accuboormachine die vooral bedoeld is voor huis-, tuin- en keukenklussen. Hij werkt op een 18 V Li‑ion‑accu en wordt geleverd met twee accu’s en een oplader. De machine heeft twee snelheden en een 13 mm boorkop, waardoor je zowel kunt schroeven als boren. Het toestel wordt geleverd in een koffer zodat je het gemakkelijk kunt opbergen. Ondanks dat het model al enkele jaren op de markt is, is deze Makita nog steeds verkrijgbaar bij diverse winkels.

Wil jij een slimme woning waarin alles gewoon werkt? Met de komst van Matter behoort de wirwar aan verschillende apps en protocollen definitief tot het verleden. Deze universele standaard zorgt ervoor dat al je apparaten naadloos met elkaar communiceren. We leggen uit hoe deze techniek jouw slimme huis naar een hoger niveau tilt zonder ingewikkelde installaties.

Je herkent het vast: je koopt een slimme lamp die vervolgens niet samenwerkt met je favoriete app. De nieuwe smarthome-standaard genaamd Matter maakt daar voorgoed een eind aan. In dit artikel leggen we uit wat deze techniek precies inhoudt en waarom het de manier waarop je jouw huis automatiseert fundamenteel verandert. Het draait namelijk allemaal om eenvoud en universele samenwerking tussen apparaten.

Universele taal voor al je apparaten

Matter is in de basis een communicatieprotocol dat ervoor zorgt dat apparaten van verschillende fabrikanten dezelfde taal spreken. Voorheen zat je vaak vast aan een specifiek ecosysteem zoals Apple HomeKit, Google Home of Amazon Alexa. Met de komst van Matter maakt het merk van de hardware niet langer uit voor de app die je gebruikt om alles te bedienen. Het is een softwarematige laag die boven op je bestaande wifi-netwerk of het nieuwe Thread-netwerk draait om verbindingen betrouwbaar en snel te maken. Hierdoor hoef je bij de aanschaf van een nieuwe sensor of schakelaar alleen nog maar te letten op het kenmerkende logo.

©Matter

Waarom Matter, eh, matters...

De grootste winst voor jou als gebruiker zit 'm in de eenvoud van het installatieproces en de betrouwbaarheid van het systeem. Elk product dat over de officiële ondersteuning beschikt, kun je simpelweg scannen met een QR-code, waarna het direct wordt toegevoegd aan je netwerk. Omdat grote techreuzen de handen ineen hebben geslagen, hoef je niet meer bang te zijn dat een nieuwe aankoop onbruikbaar blijkt in je huidige setup. Bovendien werkt Matter lokaal in plaats van via de cloud. Dat heeft als grote voordeel dat je privacy beter gewaarborgd is en dat je lampen ook gewoon aangaan als je internetverbinding er onverhoopt een keer uitligt.

De rol van Thread en lokale snelheid

Hoewel Matter de taal is die gesproken wordt, hebben de apparaten ook een manier nodig om die signalen fysiek te versturen. Veel moderne apparatuur maakt hiervoor gebruik van Thread, een energiezuinig protocol dat een zogenaamd mesh-netwerk vormt. Hierdoor versterken apparaten elkaar en wordt het bereik in je hele woning vergroot zonder dat je extra steunpunten hoeft te plaatsen. De combinatie van deze technieken zorgt voor een razendsnelle reactietijd. Je merkt dit direct in de praktijk omdat de vertraging tussen het indrukken van een knop in je app en de daadwerkelijke actie van het apparaat vrijwel nihil is.

©ER | ID.nl

En de toekomst...?

Hoewel de techniek nog volop in ontwikkeling is, breidt de ondersteuning zich razendsnel uit naar nieuwe productgroepen zoals robotstofzuigers, slimme sloten en zelfs huishoudelijke apparaten. Fabrikanten brengen regelmatig software-updates uit voor oudere apparatuur om deze alsnog compatibel te maken met de nieuwe standaard. Dat zorgt voor een duurzamere benadering van elektronica, omdat je niet direct al je hardware hoeft te vervangen om te profiteren van de nieuwste mogelijkheden. Het bouwen van een slim huis wordt hiermee eindelijk een overzichtelijke ervaring waarbij de techniek volledig in dienst staat van jouw gemak.