Kaotik haritalar kullanarak görüntü şifreleme

Abstract

Ağ teknolojisi son on yılda önemli ölçüde gelişmiştir. Askeri, ticari ve tıbbi veri tabanları gibi gizli olması gereken veri kaynakları bulut teknolojisiyle işlenmekte ve saklanmaktadır. Aynı şekilde video konferansı, kaynak paylaşımı ve istek uygulamalar üzerindeki video güvenilir, hızlı ve sağlam güvenlik sistemleri gerektirmektedir. Metin mesajlarını şifrelemek için tasarlanan standart şifreleme yöntemleri, görüntülerin komşu pikselleri arasındaki yüksek korelasyonu ve büyük veri miktarından dolayı görüntü şifreleme gereksinimlerini tam olarak yerine getirememektedir. Bu nedenle, resim ve video akışı gibi çoklu ortam içeriğini şifreleme yöntemleri bilim adamları için aktif bir araştırma alanıdır. Özellikle çoklu ortamların şifrelenmesinde kaos teorisi etkin araştırma konularından bir tanesidir. Bu çalışmada ilk olarak kriptografinin temelleri ve çoklu ortam içeriğinin şifrelenme sorunlarından bahsedilmiştir. Sonra, kaos teorisi özetlenmiş ve kriptografi ile ortak özellikleri incelenmiştir. Karıştırma ve yayılma tabanlı bir görüntü şifreleme yöntemi kaotik haritalar kullanılarak tasarlanmış ve uygulanmıştır. Kaotik ve geleneksel yöntemlerle şifrelenmiş görüntülerin istatistiksel ve güvenlik testleri yapılarak elde edilen ölçüm değerleri karşılaştırılmıştır. Networking technology have improved considerably over the last decade. Data sources like military, commercial and medical image databases which needs to be confidential are stored and processed on the cloud. Likewise, video conferencing, resource sharing and video on demand applications require reliable, fast and robust security systems. Standard encryption methods designed to encrypt text messages can not fulfill image encryption requirements due to both high correlation among adjacent pixels and vast amount of data. Therefore, encryption methods to process multimedia content like image and video stream are an active research field for scientists. In particular, application of chaos theory in multimedia content encryption is one of the active research topics.Fundamentals of cryptography and issues in multimedia content encryption are presented first. Then general theory of chaos is outlined and similarity to cryptography is investigated. An image encryption system with confusion and diffusion based on a chaotic map is designed and implemented. Statistical and security analysis measures of well known test images encrypted by both the chaotic and standard encryption methods are compared.