Оцінка алгоритмів шифрування зображень для гіперхаотичної системи і q-матриці фібоначі, безпечного інтернету речей і розширеного стандарту шифрування

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265862

Ключові слова:

Q-матриця Фібоначчі у гіперхаотичності, безпечний інтернет речей, розширений стандарт шифрування

Анотація

В епоху інформаційних технологій користувачам доводилося щодня надсилати туди й назад мільйони зображень. Дуже важливо захистити ці фотографії. Важливо захистити вміст зображень за допомогою шифрування цифрових зображень. Використовуючи секретні ключі, цифрові зображення перетворюються на зашумлені зображення в методах шифрування зображень, і ті ж ключі необхідні для відновлення зображень в їх початковий вигляд. Більшість методів шифрування зображень засновані на двох процесах: плутанини та поширенні. Однак у попередніх дослідженнях не порівнювалися нові методи у сфері шифрування зображень. У цьому дослідженні представлено оцінку трьох типів алгоритмів шифрування зображень, включаючи Q-матрицю Фібоначчі у гіперхаотичних методах, методах безпечного Інтернету речей (БІР) та РСШ. Q-матриця Фібоначчі у гіперхаотичній техніці використовує випадково згенеровані числа шестивимірної гіперхаотичної системи і змішує вихідне зображення, щоб розбавити переставлене зображення. Цілями тут є аналіз процесу шифрування зображення для Q-матриці Фібоначчі в гіперхаотичному, безпечному Інтернеті речей та розширеному стандарті шифрування (РСШ) та порівняння їх надійності шифрування. Методи шифрування зображень, що обговорювалися, були перевірені за допомогою гістограм, ентропії, уніфікованої середньої інтенсивності зміни (УСІЗ), швидкості зміни кількості пікселів (ШЗКП) та коефіцієнтів кореляції. Оскільки значення критерію хі-квадрат були меншими (293) для методу гіперхаотичної системи та Q-матриці Фібоначчі, це вказує на те, що цей метод має рівномірний розподіл і ефективніший. Отримані результати є важливим підтвердженням того, що шифрування зображення з використанням Q-матриці Фібоначчі в гіперхаотичному алгоритмі працює краще, ніж як РСШ, так і БІР на основі значень УСІЗ та ШЗКП зображення.

Біографії авторів

Sabreen Ali Hussein, University of Babylon

Master of Computer Science

Department of Mathematics and Computer

College of Basic Education

Aseel Hamoud Hamza, University of Babylon

Masterof Computer Science

College of Law

Suhad Al-Shoukry, AL- Furat Al-Awsat Technical University

Lecturer of Communication Engineering

Department of Computer system Techniques

AL-Najaf Technical Institute

Musaddak Maher Abdul Zahra, Al-Mustaqbal University College

PhD student

Department of Computer Techniques Engineering

Ali Saleem Abu Nouwar, Faculty of Technical Engineering Mesallata

MSc Electrical and Electronics Engineering

Sarah Ali Abdulkareem, Al-Turath University College

Master in Computer Science

Department of Computer Science

Mohammed Hasan Ali, Imam Ja’afar Al-Sadiq University

Master in Computer Science

Computer Techniques Engineering Department

Faculty of Information Technology

Mustafa Musa Jaber, Dijlah University College

Computer Techniques Engineering Department

Посилання

  1. Saddam, M. J., Ibrahim, A. A., Mohammed, A. H. (2020). A Lightweight Image Encryption And Blowfish Decryption For The Secure Internet Of Things. 2020 4th International Symposium on Multidisciplinary Studies and Innovative Technologies (ISMSIT). doi: https://doi.org/10.1109/ismsit50672.2020.9254366
  2. Mishra, Z., Acharya, B. (2020). High throughput and low area architectures of secure IoT algorithm for medical image encryption. Journal of Information Security and Applications, 53, 102533. doi: https://doi.org/10.1016/j.jisa.2020.102533
  3. Rabab, U. e, Ahmed, I., Aslam, M. I., Usman, M. (2018). FPGA Implementation of Secure Internet of Things (SIT) Algorithm for High Throughput Area Ratio. International Journal of Future Generation Communication and Networking, 11 (5), 63–72. doi: https://doi.org/10.14257/ijfgcn.2018.11.5.06
  4. Usman, M., Ahmed, I., Imran, M., Khan, S., Ali, U. (2017). SIT: A Lightweight Encryption Algorithm for Secure Internet of Things. International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 8 (1). doi: https://doi.org/10.14569/ijacsa.2017.080151
  5. Hosny, K. M., Kamal, S. T., Darwish, M. M., Papakostas, G. A. (2021). New Image Encryption Algorithm Using Hyperchaotic System and Fibonacci Q-Matrix. Electronics, 10 (9), 1066. doi: https://doi.org/10.3390/electronics10091066
  6. Hosny, K. M., Kamal, S. T., Darwish, M. M. (2022). Novel encryption for color images using fractional-order hyperchaotic system. Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, 13 (2), 973–988. doi: https://doi.org/10.1007/s12652-021-03675-y
  7. Padole, M. (2013). Distributed computing for structured storage, retrieval and processing of DNA sequencing data. International Journal ofInternet and Web Technology, 38, 1113–1118.
  8. Tanougast, C., Dandache, A., Salah, M., Sadoudi, S. (2012). Hardware Design of Embedded Systems for Security Applications. Embedded Systems – High Performance Systems, Applications and Projects. doi: https://doi.org/10.5772/38649
  9. Gamido, H. V., Sison, A. M., Medina, R. P. (2018). Implementation of Modified AES as Image Encryption Scheme. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Informatics (IJEEI), 6 (3). doi: https://doi.org/10.11591/ijeei.v6i3.490
  10. Zhang, Y. (2018). Test and Verification of AES Used for Image Encryption. 3D Research, 9 (1). doi: https://doi.org/10.1007/s13319-017-0154-7
  11. Shariatzadeh, M., Rostami, M. J., Eftekhari, M. (2021). Proposing a novel Dynamic AES for image encryption using a chaotic map key management approach. Optik, 246, 167779. doi: https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2021.167779
  12. Gaur, P. (2021). AES Image Encryption (Advanced Encryption Standard). International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology, 9 (12), 1357–1363. doi: https://doi.org/10.22214/ijraset.2021.39542
  13. Vijayakumar, P., Chittoju, C. K., Bharadwaja, A. V., Tayade, P. P., Tamilselvi, M., Rajashree, R., Gao, X. Z. (2019). FPGA implementation of AES for image encryption and decryption. International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering, 8 (7), 807–812.
  14. Gamido, H. V., Sison, A. M., Medina, R. P. (2018). Modified AES for Text and Image Encryption. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 11 (3), 942. doi: https://doi.org/10.11591/ijeecs.v11.i3.pp942-948
  15. Mohammed, A. B., Al-Mafrji, A. A. M., Yassen, M. S., Sabry, A. H. (2022). Developing plastic recycling classifier by deep learning and directed acyclic graph residual network. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (116)), 42–49. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.254285
  16. Kaur, M., Singh, S., Kaur, M. (2021). Computational Image Encryption Techniques: A Comprehensive Review. Mathematical Problems in Engineering, 2021, 1–17. doi: https://doi.org/10.1155/2021/5012496
  17. Zhang, X., Wang, L., Wang, Y., Niu, Y., Li, Y. (2020). An Image Encryption Algorithm Based on Hyperchaotic System and Variable-Step Josephus Problem. International Journal of Optics, 2020, 1–15. doi: https://doi.org/10.1155/2020/6102824
  18. Naim, M., Ali Pacha, A., Serief, C. (2021). A novel satellite image encryption algorithm based on hyperchaotic systems and Josephus problem. Advances in Space Research, 67 (7), 2077–2103. doi: https://doi.org/10.1016/j.asr.2021.01.018
  19. Wang, X., Su, Y., Luo, C., Nian, F., Teng, L. (2022). Color image encryption algorithm based on hyperchaotic system and improved quantum revolving gate. Multimedia Tools and Applications, 81 (10), 13845–13865. doi: https://doi.org/10.1007/s11042-022-12220-8
  20. Naim, M., Ali Pacha, A. (2021). New chaotic satellite image encryption by using some or all the rounds of the AES algorithm. Information Security Journal: A Global Perspective, 1–25. doi: https://doi.org/10.1080/19393555.2021.1982082
  21. Han, F., Liao, X., Yang, B., Zhang, Y. (2017). A hybrid scheme for self-adaptive double color-image encryption. Multimedia Tools and Applications, 77 (11), 14285–14304. doi: https://doi.org/10.1007/s11042-017-5029-7
  22. Zhang, T., Li, S., Ge, R., Yuan, M., Ma, Y. (2016). A Novel 1D Hybrid Chaotic Map-Based Image Compression and Encryption Using Compressed Sensing and Fibonacci-Lucas Transform. Mathematical Problems in Engineering, 2016, 1–15. doi: https://doi.org/10.1155/2016/7683687
  23. Pan, C., Ye, G., Huang, X., Zhou, J. (2019). Novel Meaningful Image Encryption Based on Block Compressive Sensing. Security and Communication Networks, 2019, 1–12. doi: https://doi.org/10.1155/2019/6572105
  24. Sun, S., Guo, Y., Wu, R. (2019). A Novel Image Encryption Scheme Based on 7D Hyperchaotic System and Row-column Simultaneous Swapping. IEEE Access, 7, 28539–28547. doi: https://doi.org/10.1109/access.2019.2901870
  25. Chandramouli, R., Bapatla, S., Subbalakshmi, K. P., Uma, R. N. (2006). Battery power-aware encryption. ACM Transactions on Information and System Security, 9 (2), 162–180. doi: https://doi.org/10.1145/1151414.1151417
Evaluating image encryption algorithms for the hyperchaotic system and fibonacci q-matrix, secure internet of things, and advanced encryption standard

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-10-30

Як цитувати

Hussein, S. A., Hamza, A. H., Al-Shoukry, S., Zahra, M. M. A., Nouwar, A. S. A., Abdulkareem, S. A., Ali, M. H., & Jaber, M. M. (2022). Оцінка алгоритмів шифрування зображень для гіперхаотичної системи і q-матриці фібоначі, безпечного інтернету речей і розширеного стандарту шифрування. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(2(119), 21–30. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265862

Номер

Том 5 № 2(119) (2022): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості

Розділ

Інформаційні технології

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Sabreen Ali Hussein, Aseel Hamoud Hamza, Suhad Al-Shoukry, Musaddak Maher Abdul Zahra, Ali Saleem Abu Nouwar, Sarah Ali Abdulkareem, Mohammed Hasan Ali, Mustafa Musa Jaber

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.