رمزنگاری تصویر رنگی مبتنی بر ترکیب سیستم آشوب و دنباله های DNA

نوشته شده توسط donyafile Comments

رمزنگاری تصویر رنگی مبتنی بر ترکیب سیستم آشوب و دنباله های DNA

با عنوان: رمزنگاری تصویر رنگی مبتنی بر ترکیب سیستم آشوب و دنباله های DNA

مقاله فوق یکی از جدید ترین مقالات در زمینه رمزنگاری تصویر است. که در مجله Multimedia Tools and Applications و انتشارات Springer به چاپ رسیده است.

لینک دانلود و مشاهده مقاله

Color image encryption based on hybrid chaotic system and DNA sequences

Multimedia Tools and Applications volume 79, pages1497–۱۵۱۸-۲۰۲۰

چکیده

Stability and complexity of the encryption process besides affordable encryption time are the two challenges of image encryption. In this paper, Chen chaotic system is applied to produce random sequences and using these sequences some arrays are created for image permutation and key stream production. Since these random sequences have two different applications, separate calculation time is not necessary. As a result, time complexity decreases. Each of the color components of the plain image are converted to a one dimensional vector for image permutation and the permutation is performed using the generated chaotic arrays. Created key stream is converted into a chaotic image. Then permutated image and the chaotic image are divided into equal blocks. The plain image blocks are encoded using DNA rules. The encoding rules are chosen randomly using a three-dimensional Logistic map. This process makes it possible to have various options for choosing DNA coding rules. Finally, all the encrypted blocks are combined and the encrypted image is obtained. Experimental results show that the proposed approach has a large key space and is resistant against different attacks. Also, the correlation between the neighboring pixels is decreased and the resulting entropy is very close to ideal.

مقدمه

با توسعه سریع فن آوری‌های دیجیتال و ارتباطات شبکه، داده‌های دیجیتال بیشتری تولید شده و از طریق شبکه انتقال داده می‌شوند. در میان آنها، تصاویر دیجیتال حامل بخش زیادی از اطلاعات هستند. بنابراین، حفظ امنیت انتقال تصویر و جلوگیری از دستیابی‌های غیر مجاز به اطلاعات تصویر، به یک موضوع مورد علاقه در میان محققان تبدیل شده است[۱].

الگوریتم‌های رمزنگاری تصویر مبتنی بر آشوب می تواند به دو گام جایگشت و انتشاردسته بندی شود. روشهای جایگشت تصویر به دو دسته‌ی جایگشت سطح پیکسل و جایگشت سطح بیت طبقه‌بندی می‌شوند. با توجه به برخی از ویژگی‌های ذاتی تصویر، از قبیل ظرفیت بالای داده، افزونگی زیاد و ارتباط قوی میان پیکسل‌های مجاور، هموراه هدف گام جایگشت در سیستم رمزنگاری، جابجایی همه‌ی پیکسل‌ها و از بین بردن روابط میان پیکسل‌های تصویر است. بطوری‌که ضریب همبستگی آنها کاهش یابد. سیستم آشوب ویژگی‌های ذاتی عالی بسیاری مانند، حساسیت بالا به شرایط اولیه و پارامتر های کنترل و داشتن رفتار شبه تصادفی دارد. بنابراین، محققان الگوریتم‌های رمزنگاری تصویر بر اساس سیستم آشوب را پیشنهاد داده‌اند [۱۷,۱۸,۲۱,۲۲,۲۴].

پیاده سازی این مقاله چرا دارای اهمیت است.؟ این مقاله در یک مجله معتبر ISI و اخیرا به چاپ رسیده است.

در این مقاله یک تصویر رنگی رمزنگاری می شود. سیستم آشوب چن و سیستم سه بعدی نگاشت لوجستیک پیاده سازی شده است. از همه قوانین کدگذاری DNA جهت رمزنگاری تصویر استفاده شده است. بحث تبدیل تصویر به بلاک های هم اندازه پیاده سازی شده است. فضای کلید الگوریتم انعطاف پذیر است. الگوریتم دارای پیچیدگی بسیار خوبی است. در مقابل حملات مختلف مقاوم است. تبدیل تصویر به بردار انجام شده است و جایگشت تصویر بر روی هر یک از کانال های رنگی قرمز ، سبز و آبی انجام شده است. علاه بر سورس رمزنگاری تصویر رنگی، سورس رمزگشایی مقاله نیز موجود است.

علاوه بر سورس رمزنگاری و رمزگشایی، سورس تجزیه و تحلیل ضریب همبستگی، NPCR and UACI که مربوط به حساسیت الگورییتم به تغییرات جزئی در تصویر اصلی است. نیز قرار داده شده است.

npcr