دانلود پروژه: ارائه يک الگوريتم سريع وامن براي رمزنگاري تصاويربااستفاده ازچند نگاشت آشفته

فهرست مطالب

 عنوان                                                                                                                                                                 شماره صفحه

چکيده…………………………………………………………………………………………………………………………….. 1

فصل اول :کلیات تحقیق…………………………………………………………………………………………………….. 2

1-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………… 3

1-2 بيان مسأله …………………………………………………………………………………………………………………….. 4

1-3 اهداف تحقيق………………………………………………………………………………………………………………… 5

1-4 پرسش هاي تحقيق……………………………………………………………………………………………………………. 6

1-5 فرضيه هاي تحقيق……………………………………………………………………………………………………………. 6

1-6 اهميت و ضرورت انجام تحقيق ………………………………………………………………………………………………. 6

1-7 روش تحقيق………………………………………………………………………………………………………………….. 7

1-8 محدودیت های تحقيق………………………………………………………………………………………………………… 7

1-9 ساختار تحقيق………………………………………………………………………………………………………………… 7

فصل  دوم : رمزنگاري مبتني بر آشوب…………………………………………………………………………………. 8

2-1 مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………….. 9

2-2 تاريخچه رمزنگاري مبتني بر آشوب………………………………………………………………………………………… 11

2-3 اصول رمزنگاري و مفاهيم پايه………………………………………………………………………………………………. 13

2-4 ويژگي هاي يک سيستم رمزنگاري کارآمد…………………………………………………………………………………. 16

2-5 معيارهاي پنجگانه ارزيابي عملکرد يک سيستم رمز شانون…………………………………………………………………… 18

2-6  طبقه بندي سیستم هاي رمزنگاري…………………………………………………………………………………………… 20

2-7  سرويسهاي رمزنگاري………………………………………………………………………………………………………. 24

2-8 انواع جايگشت براي رمزنگاري تصاوير……………………………………………………………………………………… 25

2-9   عناصر رمزنگاري مبتني بر آشوب…………………………………………………………………………………………. 27

2-10 تئوري آشوب……………………………………………………………………………………………………………… 30

2-11 ويژگي هاي تئوري آشوب………………………………………………………………………………………………… 32

2-12  خواص ويژه سيستم هاي آشوبناک……………………………………………………………………………………….. 34

2-13 نمونه هايي از سيستم آشوبناک…………………………………………………………………………………………….. 36

2-14 خلاصه فصل………………………………………………………………………………………………………………. 42

فصل سوم : حملات در رمزنگاری……………………………………………………………………………………….. 43

3-1   مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………… 44

3-2 طبقه بندي حملات بر اساس هدف…………………………………………………………………………………………… 44

3-4 طبقه بندي حملات بر اساس سطح دسترسي………………………………………………………………………………….. 46

3-5  بررسي چند نمونه از رمزنگاري تصوير مبتني بر آشوب موجود……………………………………………………………. 49

3-5-1  رمزنگاري تصاوير رنگي با استفاده از نگاشت آشوب لوجستيکي……………………………………………………. 49

3-5-2 رمزنگاري تصوير با استفاده از سيستم آشوب Chen  ……………………………………………………………….. 58

3-5-3 ر مزنگاري تصوير با استفاده از Arnold 3D cat map……………………………………………………………… 63

3-6 خلاصه فصل……………………………………………………………………………………………………………. 70

فصل چهارم : تجزیه و تحلیل داده ها……………………………………………………………………………………. 71

4-1 مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………. 72

4-2  سيستم آشوب مورد استفاده ……………………………………………………………………………………………….. 73

4-3  توليد کليد محرمانه…………………………………………………………………………………………………………. 73

4-5  جايگشت  و پخش………………………………………………………………………………………………………….. 74

4-6  رمزگشایی…………………………………………………………………………………………………………………. 76

 

4-7 تحليل روش…………………………………………………………………………………………………………………. 77

4-7 -1 تحليل فضاي کليد…………………………………………………………………………………………………… 77

4-7 -2 تحليل حساسيت……………………………………………………………………………………………………… 77

4-7 -3 تحليل آماري………………………………………………………………………………………………………… 79

4-7 -3-1 نمودار هيستوگرام …………………………………………………………………………………………… 79

4-7 -3-2 تحليل ضريب همبستگي……………………………………………………………………………………… 80

4-7-4 حملات ديفرانسيلي………………………………………………………………………………………………….. 83

4-7-5 زمان اجرا……………………………………………………………………………………………………………. 84

4-8 خلاصه فصل……………………………………………………………………………………………………………. 86

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات …………………………………………………………………………………. 87

5-1 نتيجه گيري…………………………………………………………………………………………………………………. 88

5-2 پيشنهادات ………………………………………………………………………………………………………………….. 90

فهرست منابع فارسي …………………………………………………………………………………………………………….. 92

فهرست منابع انگلیسی ……………………………………………………………………………………………………………. 93

چکیده انگلیسی ………………………………………………………………………………………………………………….. 97

 

 

 

 

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                                                                    شماره صفحه

جدول 3-1- ضرايب همبستگي براي پيکسلهاي مجاور در تصوير اصلي و رمز شده……………………………………….. 54

جدول 3-2- ضرايب همبستگي سه تصوير رمز شده متفاوت با استفاده از سه کليد مخفي کمي متفاوت…………………. 56

جدول 3-3- ضرايب همبستگي پيکسلهاي مجاور در تصوير اصلي و رمز شده…………………………………………….. 68

جدول 4-1- ضريب همبستگي پيکسل هاي مجاور در تصاوير ساده و تصاویر رمزدار……………………………………… 82

جدول 4-2- ممقاديرUACI  و  NPCR سيستم رمزنگاري پيشنهادي و سیستم رمزنگاری یوآن ، یانگ، چن و همکاران براي پایگاه داده ای از تصاویر  84

جدول 4-3- زمان اجراي سيستم رمزنگاري پيشنهادي و سیستم رمزنگاری یوآن ، یانگ، چن و همکاران براي تعدادي تصاویر(زمان رمزنگاري بر اساس ميلي ثانيه).……………………………………………………………………………………………………………… 85

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                                                                                    شماره صفحه

 

شکل 2-1- نمايي از سيستم رمزنگاري متقارن. …………………………………………………………………………………………………………..21

شکل 2-2- نمايي از سيستم رمزنگاري نامتقارن…………………………………………………………………………………………………………..22

شکل 2-3- نمايي از قانون حاکم بر سیستم ها رمزنگاري نامتقارن………………………………………………………………………………….23

شکل 2-4- نتايج جايگشت بيتي: (a) تصوير اصلي (b) تصوير رمزگذاري شده  و (c) تصوير رمزگشايي شده………………. 25

شکل 2-5- نتايج جايگشت پيکسلي: (a) تصوير اصلي (b) تصوير رمزگذاري شده  و (c) تصوير رمزگشايي شده………… 26

شکل 2-6- نتايج جايگشت بلوکي : (a) تصوير اصلي (b) تصوير رمزگذاري شده  و (c) تصوير رمزگشايي شده……………. 26

شکل 2-7- اثر پروانه اي…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 33

شکل 2-8- اينکا در پرو………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 34

شکل 2-9-حساسيت شديد به تغييرات اندک شرايط اوليه در دنباله آشوب……………………………………………………………….. 35

شکل 2-10- نمونه اي از خودتشابهي……………………………………………………………………………………………………………………….. 37

شکل 2-11- نمودار دو شاخگي 4 جاذب در نگا شت لوجستيک………………………………………………………………………………… 38

شکل 2-12- رفتار آشوبي ديناميک لورنز…………………………………………………………………………………………………………………. 39

شکل 2-13- مقايسه رفتار آشوبي ديناميک لورنز به ازاي دو شرايط اوليه بسيار نزديک…………………………………………….. 39

شکل 2-14- رفتار آشوبناک سيستم تنت در بازه زماني…………………………………………………………………………………………….. 40

شکل 2-15- مسير فضاي حالت نگاشت تنت……………………………………………………………………………………………………………… 40

شکل 2-16- دياگرام فضاي حالت نگاشت هنون…………………………………………………………………………………………………………. 41

شکل 3-1- ارتباط ايده آل………………………………………………………………………………………………………………………………………. 44

شکل 3-2- قطع ارتباط…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 45

شکل 3-3- استراق سمع………………………………………………………………………………………………………………………………………… 45

شکل 3-4- تغيير……………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 45

شکل 3-5- جعل هويت…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 46

شکل 3-6- تحليل هيستوگرام………………………………………………………………………………………………………………………………… 53

شکل 3-7- همبستگي پيکسلهاي مجاور…………………………………………………………………………………………………………………. 54

شکل 3-8- آزمون حساسيت کليد I………………………………………………………………………………………………………………………… 56

شکل 3-9- آزمون حساسيت کليدII………………………………………………………………………………………………………………………… 57

شکل 3-10- رفتار آشوبناک سيستم  Chen…………………………………………………………………………………………………………….. 58

شکل 3-11- تصوير اصلي و هيستوگرام آن: (a) تصوير اصلي (b) هيستوگرام تصوير اصلي…………………………………………. 60

شکل 3-12- رمزنگاري با استفاده از Arnold cat map: (a)تصوير برخورده؛ (b) هيستوگرام تصوير برخورده…………. 61

شکل 3-13- رمزنگاري با استفاده از سيستم آشوبناکchen : (a) تصوير رمز شده؛ (b) هيستوگرام تصوير رمز شده……. 61

شکل 3-14- تصوير رمزگشايي شده و هيستوگرام آن: (a) تصوير رمزگشايي شده؛ (b) هيستوگرام تصوير رمزگشايي شده.. 62

شکل 3-15- حساسيت به کليد مخفيx₀………………………………………………………………………………………………………………….. 62

شکل 3-16- حساسيت به کليد مخفيy₀………………………………………………………………………………………………………………….. 63

شکل 3-17- حساسيت به کليد مخفي z₀…………………………………………………………………………………………………………………. 63

شکل 3-18- شماي کلي روش پيشنهادي(Chen, 2004)……………………………………………………………………………………….. 64

شکل 3-19- آزمون حساسيت کليد………………………………………………………………………………………………………………………….. 67

شکل 3-20- رمزنگاری و رمزگشایی تصویر با کلید…………………………………………………………………………………………………… 68

شکل 3-21- تحليل هيستوگرام………………………………………………………………………………………………………………………………. 68

شکل 3-22- همبستگي دو پيکسل افقي مجاور در تصوير اصلي و رمز شده………………………………………………………………. 69

شکل 4-1- سيستم رمز تصوير مبتني بر عمليات جايگشت و پخش……………………………………………………………………………. 72

شکل 4-2- سيستم رمز تصوير مبتني بر ترکيبي از معماري جايگشت–پخش……………………………………………………………… 73

شکل 4-3- نحوه عملیات جايگشت  و پخش…………………………………………………………………………………………………………….. 76

شکل 4-4- رمزنگاری و رمزگشایی تصویر Lena 256⨯256…………………………………………………………………………………. 78

شکل 4-5- رمزنگاری و رمزگشایی تصویر House 256⨯256………………………………………………………………………………. 78

شکل 4-6- (a) : هيستوگرام  تصوير اوليه  (b): هيستوگرام تصوير رمزشده Lena 256×256…………………………………… 79

شکل 4-7- (a) : هيستوگرام  تصوير اوليه  (b): هيستوگرام تصوير رمزشدهHouse 512 × 512 ………………………………. 79

شکل 4-8- همبستگي دو پيکسل مجاور در تصویر ساده و تصویر رمزدار: (a) ،(c)  و (e) ضریب همبستگی تصویر ساده  و  (b)، (d) و (f) ضریب همبستگی تصویر رمزدار…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 81

شکل 4-5- (a) : هيستوگرام  تصوير اوليه  (b): هيستوگرام تصوير رمزشده       ………………………………………………………… 84

شکل 4-6- (a) ارتباط دو پيکسل مجاور در تصوير بدون رمز و (b): تصوير رمزدار…………………………………………………….. 85