تحليل روش‌هاي رمزنگاري تصوير با ساختار جايگشت-جانشيني به‌منظور طراحي الگوريتم مقاوم

دكتري تخصصي

رمزنگاري تصوير به دليل برخي ويژگيهاي ذاتي آن همچون هم بستگي زياد ميان پيكسلها متفاوت از رمزنگاري متن مي باشد، به همين دليل روشهاي كلاسيك رمزنگاريِ متن براي اين منظور چندان كارآمد نيستند. در ساليان اخير الگوريتم هاي متنوعي پيشنهادشده كه متأسفانه بسياري از اين الگوريتم ها بدليل ضعف در توليد رشته كليد، تابع انتشار ضعيف و حساست پايين تصوير رمزشده به تغييرات در كليد رمز و تصوير اصلي در برابر حملاتي مانند حمله متن ساده انتخابي و متن رمزشده انتخابي مقاوم نيستند. از اين رو در اين رساله سعي شد، نقاط ضعف و قوّت الگوريتم‌هايي با ساختار جايگشت و جانشيني مبتني بر توابع آشوب، شبكه عصبي، انتگرال فازي و تبديل هاي فركانسي با انجام شبيه سازي ها و تحليل هاي رياضي مورد بررسي قرارگيرد كه منجر به بازيابي تصاوير اصلي از روي تصاوير رمزشده مربوط به اين الگوريتمها بدون در دست داشتن كليد رمز شد. علاوه براين، چندين مولّد اعداد شبه تصادفي براساس توابع آشوب، درهمريز، لوجستيك دوبعدي و كوانتومي تزويج شده، انتگرال فازي و يك تابع آشوب جديد معرفي شدند و از آنها براي طراحي الگوريتم هاي رمز مقاوم تصاوير سطح خاكستري و رنگي در حوزه زمان و تبديل استفاده شد. وابسته كردن رشته كليدها به داده هاي تصوير اصلي در الگوريتم ها باعث تغيير رشته كليد از يك تصوير به تصوير ديگر شده و حساسيت الگوريتم را به متن بالا مي برد و مانع هرگونه حمله تفاضلي و حمله متن اصلي معلوم مي شود. فضاي كليد بزرگ، هيستوگرام يكنواخت، هم بستگي پايين و تقريبا صفر ميان پيكسل هاي مجاور، PSNR پايين، MSE بالا، بي نظمي نزديك به عدد 8، آناليزهاي تفاضلي (با 99.61% < NPCR و 33.45% < UACI)، همگي تأييدكننده تفاوت قابل ملاحظه بين تصوير اصلي و رمزشده و درنتيجه مقاومت در برابر انواع حملات مي باشد. مقايسه ها نيز نشان مي دهد كه الگوريتم هاي پيشنهادي نسبت به مراجع ديگر، داراي پارامترهاي مناسب تري بوده و تصاوير كاملاً شبه تصادفي توليد كرده كه در نهايت اين الگوريتم ها بسيار مناسب براي كاربردهاي رمزنگاري مي باشند.

191846

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر ستار ميرزاكوچكي