[Lobsters 요약] 무질서 속 정보 임베딩: Lehmer 코드를 활용한 숨겨진 데이터 저장 기법
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설명
데이터의 순서가 무작위로 보이는 컬렉션에서 정보를 숨기는 것은 흥미로운 문제입니다.
2026년 7월 5일, David Wilson은 Lehmer 코드를 사용하여 이러한 무질서한 데이터 속에서 정보를 효율적으로 임베딩하는 방법을 제시했습니다.
이 기법은 Exif 메타데이터 재정렬부터 CSS 스타일시트 활용까지 다양한 분야에 적용될 수 있습니다.
### 배경 설명
정보를 숨기거나 저장하는 문제는 오랫동안 암호학 및 정보 보안 분야에서 중요한 연구 주제였습니다. 특히, 눈에 띄지 않는 방식으로 데이터를 은닉하는 '스테가노그래피(Steganography)'는 널리 연구되어 왔습니다. 기존의 스테가노그래피 기법들은 주로 이미지의 픽셀 값이나 오디오 파일의 비트 스트림을 수정하는 방식을 사용했습니다. 하지만 이러한 방법은 원본 데이터의 무결성을 해치거나, 분석 도구에 의해 쉽게 탐지될 수 있다는 단점이 있습니다.
이 글에서 소개하는 'Embedding information in disorder'는 이러한 전통적인 접근 방식에서 벗어나, 데이터 자체의 순서나 구조를 활용하여 정보를 숨기는 새로운 가능성을 제시합니다. 특히, 컴퓨터 시스템에서 논리적으로는 순서가 중요하지 않지만 실제로는 특정 순서로 직렬화되는 데이터 컬렉션에 주목합니다. 이러한 컬렉션은 종종 예상치 못한 '자유 저장 공간'을 제공하며, Lehmer 코드와 같은 수학적 도구를 통해 이 공간을 효율적으로 활용할 수 있습니다. 이는 기존의 스테가노그래피 기법으로는 접근하기 어려웠던 새로운 영역을 개척할 수 있음을 시사합니다.
### Lehmer 코드의 원리와 적용
Lehmer 코드는 순열을 정수 형태로 인코딩하는 기법으로, 각 위치에서 현재 요소보다 작은 뒤쪽 요소의 개수를 세어 생성됩니다. 예를 들어, (A, B, C, D) 순열의 Lehmer 코드는 (0, 0, 0, 0)이지만, (D, C, A, B) 순열은 (3, 2, 0, 0)이 됩니다. 각 위치의 Lehmer 숫자는 해당 위치의 최대값이 하나씩 감소하며, 이는 필요한 저장 공간을 줄여줍니다. 13개 항목 시퀀스에서 Lehmer 코드를 사용하면 32비트 숫자를 인코딩할 만큼의 충분한 자릿수를 얻을 수 있습니다. 이 원리를 활용하면 고유한 순서를 복구할 수 있는 곳이라면 어디든 비트스트림을 추출할 수 있습니다.
### 다양한 데이터 형식에서의 정보 임베딩
이 기법은 다양한 데이터 형식에 적용될 수 있습니다. Exif 메타데이터의 경우, 태그의 순서를 재정렬하는 것만으로도 상당한 양의 정보를 숨길 수 있습니다. Sony A7R 카메라의 사진에서 발견된 63개의 태그는 log2(63!)에 해당하는 약 289비트의 순열 정보를 담을 수 있으며, 이는 AES-256 키보다 큰 용량입니다. 또한, CSS 스타일시트에서도 선택자, 속성, 규칙의 순서를 재정렬하여 수 킬로바이트의 데이터를 숨길 수 있습니다. 이는 악성 코드를 작은 디코더 뒤에 숨기는 데 사용될 수 있으며, CSS로 인터넷 웜을 작성하는 것도 가능함을 보여줍니다.
### 파일 워터마킹 및 데이터 유출 가능성
Lehmer 코드는 파일 워터마킹에 자연스럽게 적용될 수 있습니다. 동일한 tarball 또는 ZIP 파일이라도 디렉토리 순서를 다르게 하여 추출 시 놓치기 쉬운 워터마크를 삽입할 수 있습니다. 심지어 ext4 파일 시스템의 생성 타임스탬프 순서를 조작하여 워터마크를 영구적으로 전송하는 것도 가능합니다. 또한, 백엔드 API가 JSON 속성이나 Protocol Buffer 필드를 무작위 순서로 생성하는 것처럼 보일 때, 이는 단순한 해시 테이블 구현이 아니라 데이터를 유출하는 방식일 수 있다는 가능성을 제기합니다. Protocol Buffer의 경우, 물리적 표현을 자세히 살펴보지 않는 엔지니어는 이러한 데이터 유출을 알아차리기 어려울 수 있습니다.
### 실물 세계 및 보안 응용
이 기법은 실물 세계에도 응용될 수 있습니다. 예를 들어, 아마존에서 판매되는 머그잔 랙과 같은 상품에서 비전 모델을 사용하여 각 머그잔의 위치를 파악하고, 평균 밝기나 색조를 기반으로 순서를 도출할 수 있습니다. 이러한 방식으로 44비트의 정보를 숨길 수 있으며, 이는 좋은 비밀번호를 만들기에는 부족하지만 재미있는 모바일 앱 개발에 활용될 수 있습니다. 또한, 자바스크립트 인터프리터만으로 매일 새로운 가변 DHT 키를 생성해야 하는 스파이 시나리오에서, BBC 뉴스 웹사이트의 기사 제목 목록 순서를 Lehmer 코드로 인코딩하여 키를 생성하는 데 사용할 수 있습니다. 이는 약 369비트의 정보를 제공합니다.
### 가치와 인사이트
이 글은 데이터의 순서가 무작위로 보이거나 논리적으로 중요하지 않다고 여겨지는 컬렉션에서도 상당한 양의 정보를 숨길 수 있다는 점을 보여줍니다. Lehmer 코드를 활용하면 Exif 메타데이터, CSS 스타일시트, 파일 시스템 순서, 심지어 실물 객체의 배열 순서까지도 데이터 저장 또는 워터마킹에 활용될 수 있습니다. 이는 기존의 스테가노그래피 기법으로는 탐지하기 어려운 새로운 형태의 정보 은닉 가능성을 열어주며, 보안 및 데이터 무결성 분야에 새로운 시사점을 제공합니다. 특히, 데이터의 물리적 표현이나 직렬화 순서에 대한 주의 깊은 관찰이 데이터 유출이나 은닉을 탐지하는 데 중요할 수 있음을 강조합니다.
### 기술·메타
* Lehmer Code
* Exif Metadata
* CSS Selectors, Properties, Rules
* ext4 Timestamps
* Protocol Buffers
* Javascript
* Vision Models (Bounding Boxes, Average Lightness/Hue)
* SVG Rendering Order
* GNU Linker Script (-ffunction-sections)
### 향후 전망
Lehmer 코드를 활용한 정보 임베딩 기법은 앞으로 더욱 다양한 분야로 확장될 가능성이 있습니다. 경쟁 측면에서는 이러한 은닉 기법을 탐지하기 위한 새로운 분석 도구의 개발이 필요할 것입니다. 제품 측면에서는 파일 시스템, 이미지 편집 소프트웨어, 웹 브라우저 등에서 이러한 순서 기반의 정보 은닉을 지원하거나, 반대로 이를 방지하는 기능이 추가될 수 있습니다. 커뮤니티 측면에서는 이 기법의 보안적 함의와 윤리적 사용에 대한 논의가 활발해질 것으로 예상됩니다. 특히, 악의적인 목적으로 사용될 경우의 위험성을 인지하고, 이를 방어하기 위한 연구가 중요해질 것입니다.
📝 원문 및 참고
- Source: Lobsters
- 토론(Lobsters): [lobste.rs](https://lobste.rs/s/ssvgqs/embedding_information_disorder)
- 원문: [링크 열기](https://thoughts.hmmz.org/2026-07-05.html)
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출처: Lobsters · [원문 링크](https://thoughts.hmmz.org/2026-07-05.html)
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