بهینه سازی رمزنگاری تصویر مبتنی بر آشوب با استفاده از الگوریتم آموزش و یادگیری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 PHD

2 دکترای مهندسی برق

3 msc electrical engineering

چکیده

امروزه رمزنگاری تصویر یکی از روشهای مهم ایجاد امنیت است. به دلیل همبستگی بین پیکسل‌های همجوار، حجم زیاد اطلاعات و نیاز به پردازش بلادرنگ، برای رمزنگاری تصویر نمی‌توان از روش‌های مرسوم در رمزنگاری داده استفاده کرد. در میان روش‌های موجود برای رمز تصویر استفاده از توابع آشوب به دلیل خواص ذاتی همچون تصادفی بودن، حساسیت به مقادیر اولیه و سادگی در پیاده‌سازی بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله با استفاده از روشی جدید تصویر توسط نگاشت لجستیک (تابع آشوب) رمز می‌شود و به کمک الگوریتم نوث پیکسل‌های تصویر جایگشت می‌یابند. در نهایت با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی آموزش و یادگیری(TLBO ) تصویر رمز شده از نظر همبستگی میان پیکسل‌های همجوار ویا آنتروپی بهینه می‌شود. نتایج به دست آمده از آزمون‌های مختلف نشان‌دهنده‌ی دقت و کیفیت روش ارائه شده است به گونه ای که مقدار همبستگی تصویر رمز به میزان 〖10〗^(-6) می‌رسد که در مقایسه با روش های دیگر کمترین مقدار را داراست.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization the chaos based image encryption using TLBO algorithm

نویسندگان [English]

  • ataollah ebrahimzadeh 1
  • seyed javed kazemi tabar 2
  • saeed noshadian 3
چکیده [English]

Image encryption is a crucial component of data security nowadays. Due to its inherent properties such as sensitivity to initial condition, ergodicity and systematic parametrization chaos systems have been extensively used in image encryption. However, one needs to optimize the chaos for each image being encrypted to provide high quality encryption. Features such as high entropy or low pixel correlation are measures of interest in image encryption. In this paper, we propose a novel technique to optimize a chaos based image encryption algorithm. The image is confused using logistic map as chaos function and diffused by modified Knuth shuffling algorithm. We use the logistic map parameters as encryption key. We then harness TLBO and GSA evolutionary algorithms to speed up the optimization process of these parameters. The optimization method yields parameters that lead to lowest correlation among adjacent pixels or highest entropy. We compare the quality and security of our cryptosystem with some famous image encryption methods in the literature.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Image encryption
  • Logistic map
  • Chaos
  • TLBO algorithm
  • Knuth shuffle
دوره 9، شماره 1 - شماره پیاپی 33
شماره 32 و 33 بهار 1397
خرداد 1397
صفحه 83-92
  • تاریخ دریافت: 11 اردیبهشت 1396
  • تاریخ بازنگری: 18 شهریور 1397
  • تاریخ پذیرش: 04 مهر 1397
  • تاریخ اولین انتشار: 04 مهر 1397