ارائه الگوریتم رمزنگاری تصاویر کارت ملی مبتنی بر نظریه آشوب
چکیده
رمزنگاری تصویر به دلیل برخی ویژگی های ذاتی آن، هم چون 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. به همین منظور در این پایان نامه، یک الگوریتم رمزنگاری با استفاده از نگاشت آشوب کوانتومی سه بعدی و شبکه های تزویج آشوب نزدیکترین همسایه ارایه می شود. مشخصه های بارز این الگوریتم، امنیت، حساسیت و سرعت بالا است که استفاده از آنرا در رمزنگاری تصاویر رنگی ممکن می سازد. الگوریتم شامل سه بخش است: در طبقه اول، با استفاده از رشته کلیدهای تولید شده توسط نگاشت آشوب کوانتومی سه بعدی و شبکه های تزویج آشوب نزدیکترین همسایه، رشته کلیدهای موردنیاز برای رمزنگاری تأمین می شود. در طبقه دوم، ابتدا موقعیت سطرهای مولفه های رنگی بصورت تصادفی تغییر داده می شود و سپس بیت های هر پیکسل تصویر رنگی بصورت تصادفی شیفت چرخشی داده می شود. با استفاده از الگوی طراحی شده، بیت های هر پیکسل حداقل یک بیت و حداکثر هفت بیت شیفت داده می شوند. در طبقه سوم، مولفه های رنگی اصلاح شده با استفاده از رشته کلیدهای شبه تصادفی نگاشت آشوب بهم تزویج می شوند. به منظور بالابردن امنیت الگوریتم ارایه شده از کلید 128 بیتی برای تولید مقادیر اولیه پارامترهای نگاشت آشوب استفاده می شود. نتایج شبیه سازی گویای مقاومت این الگوریتم در مقابل انواع حملات آماری، حساسیت و حملات جامع فضای کلید می باشد و امنیت بالای آنرا تأیید می نماید (npcr > 0.996, uaci > 0.333, entropy > 7.999). از مقایسه طرح پیشنهادی با روشهای ارایه شده در سالهای اخیر، می توان دریافت که این الگوریتم با سرعت و امنیتی بالا، برای داده های ویدئو و تصویر در کاربردهای مخابراتی بلادرنگ بسیار مناسب می باشد.