الگوريتم رمزنگاري تصوير با استفاده از نگاشت آشوب و محاسبات DNA

An Image Encryption Algorithm Based on Chaos Map and DNA Computation

رمزنگاري تصوير به دليل برخي ويژگي هاي ذاتي آن، همچون حجم بالاي داده ها و هم بستگي زياد ميان پيكسل ها، متفاوت از رمزنگاري متن مي باشد، لذا روش هاي كلاسيك رمزنگاريِ متن براي اين منظور چندان كارآمد نيستند. از اين رو، در الگوريتم رمزنگاري تصوير پيشنهادي، پس از اعمال يك سري عمليات رياضي بر روي كليد رمز خارجي 256 بيتي، مقادير پارامتر و شرايط اوليه مربوط به تابع آشوب استخراج مي شود. هر پيكسل از تصوير به دنباله هاي DNA تبديل مي شود. همچنين دو عمليات XOR و XNOR نيز براي اين دنباله ها پيشنهاد و از آن‌ها به همراه دنباله هاي آشوب ايجاد شده، براي رمزكردن دنباله هاي DNA تصوير طي دو دور استفاده مي گردد. در واقع در اين الگوريتم از جايگشت هاي درون پيكسلي بهره گرفته شده است. استفاده از اطلاعات خود تصوير، امنيت الگوريتم را در برابر حملات تفاضلي نيز افزايش مي دهد. آزمايش هاي گوناگون و زيادي به-منظور تحليل ميزان امنيت و كارايي اين الگوريتم ها بر روي تصاوير مختلف انجام شده است كه همگي تاييد كننده ي ميزان كارايي بالاي اين سيستم در كاربردهاي رمزنگاري مي باشد.

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.