الگوریتم رمزنگاری تصویر با استفاده از نگاشت آشوب و محاسبات DNA

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی برق، پژوهشکده الکترونیک، دانشکده مهندسی برق دانشگاه علم و صنعت ایران

2 دانشگاه علم و صنعت ایران

3 دانشگاه اصفهان

4 دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

  رمزنگاری تصویر به دلیل برخی ویژگی های ذاتی آن، همچون حجم بالای داده ها و هم بستگی زیاد میان پیکسل ها، متفاوت از رمزنگاری متن می باشد، لذا روش های کلاسیک رمزنگاریِ متن برای این منظور چندان کارآمد نیستند. از این رو، در الگوریتم رمزنگاری تصویر پیشنهادی، پس از اعمال یک سری عملیات ریاضی بر روی کلید رمز خارجی 256 بیتی، مقادیر پارامتر و شرایط اولیه مربوط به تابع آشوب استخراج می شود. هر پیکسل از تصویر به دنباله های DNA تبدیل می شود. همچنین دو عملیات XOR و XNOR نیز برای این دنباله ها پیشنهاد و از آن‌ها به همراه دنباله های آشوب ایجاد شده، برای رمزکردن دنباله های DNA تصویر طی دو دور استفاده می گردد. در واقع در این الگوریتم از جایگشت های درون پیکسلی بهره گرفته شده است. استفاده از اطلاعات خود تصویر، امنیت الگوریتم را در برابر حملات تفاضلی نیز افزایش می دهد. آزمایش های گوناگون و زیادی به-منظور تحلیل میزان امنیت و کارایی این الگوریتم ها بر روی تصاویر مختلف انجام شده است که همگی تایید کننده ی میزان کارایی بالای این سیستم در کاربردهای رمزنگاری می باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An Image Encryption Algorithm Based on Chaos Map and DNA Computation

نویسندگان [English]

  • بنیامین نوروزی 1
  • Satar MirzaKoochaki 2
  • Zohre Norouzi 3
  • Peyman Norouzi 4
چکیده [English]

Due to some inherent features of image such as bulk data capacity and high correlation
among pixels, image encryption is somehow different from text encryption; so,
traditional algorithms are not suitable for image encryption. The parameters and initial
conditions of the chaotic system are derived using a 256 bit-long external secret key by
applying some algebraic transformations to the key. The DNA sequence image matrix is
obtained by encoding the original image. Also, XOR and XNOR operations are
presented in this paper. We use the chaotic sequences to encrypt the elements from
DNA sequence image matrix in only three rounds of encryption. The algorithm employs
the image data in order to increase the resistance of the cryptosystem against differential
attacks. Experimental results and performance analysis prove the viability of the new
cryptosystem based on privacy, integrity, and authenticity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Image Encryption
  • DNA Computation
  • Security
  • Permutation
  • Diffusion
  • Entropy