An Image Encryption Method by Sub-image Shuffling, Bit-level Permutation and Diffusion using Chaotic Maps

Authors : Mehmet DEMİRTAS

Pages : 708-720

Doi:10.31202/ecjse.995766

View : 8 | Download : 3

Publication Date : 2022-05-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Görüntülerin bir kanal üzerinden güvenli bir şekilde iletilmesi kriptoloji teknikleri ile sağlanabilir. Kaotik haritalar yardımıyla bir görüntünün şifrelenmesi, güvenliği ve kimlik doğrulamasını mümkün kılar. Bu makale, üç ana adımdan oluşan bir görüntü şifreleme yöntemi sunmaktadır: Alt görüntü karıştırma, bit seviyesinde permütasyon ve difüzyon. Alt görüntü karıştırma adımı, önerilen yöntemin sağlamlığını artırmak için bir lojistik harita kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bit seviyesi permütasyon işleminde, her pikselin en yüksek dört biti elde edilir. Bit düzeyinde satır ve sütun dönüşümleri, kaotik bir çadır haritası tarafından oluşturulan diziler kullanılarak uygulanmıştır. Son olarak, difüzyon adımında görüntünün piksellerinin değerleri değiştirilmiştir. Lojistik harita ve çadır haritasından elde edilen iki farklı kaotik dizi kullanılmıştır. Şifreleme için gizli anahtar olarak beş farklı parametre seçilmiştir. Önerilen yöntemin performansı çeşitli analiz yöntemleri ile test edilmiştir. Anahtar uzay analizi, önerilen yöntemin kaba kuvvet saldırılarına dayanabileceğini göstermektedir. Ayrıca yöntemin gizli anahtarlara karşı oldukça hassas olduğu da kanıtlanmıştır. Histogram analizi, şifrelenmiş görüntünün piksellerinin eşit olarak dağıldığını göstermektedir. Ayrıca şifrelenmiş görüntüde komşu pikseller arasındaki korelasyon düz görüntüye göre çok daha azdır. Diferansiyel analiz, aynı gizli anahtarlar kullanılmasına rağmen yöntemin düz görüntüdeki çok küçük değişikliklere duyarlı olduğunu göstermektedir.
Keywords : çadır haritası, görüntü şifreleme, kaotik haritalar, kriptoloji, lojistik harita