A chaotic map-control-based and the plain image-related cryptosystem

Algoritmo de Encriptación de Imágenes Utilizando el Atractor Caótico de Lorenz

“…El algoritmo propuesto se ejecutó en un equipo Intel(R) Core(TM) i5-2410M, 2.30GHz CPU; los resultados de su desempeño y la comparación con los resultados obtenidos en [5], [8] y [15] se resumen en las tablas V y VI; como se puede ver el algoritmo propuesto presenta desempeños muy similares a los presentados en las referencias consideradas en los indicadores UACI, NPCR y la entropía, logra mejores coeficientes de correlación entre píxeles adyacentes y un buen desempeño en velocidad de ejecución. Sin embargo en cuanto a indicadores como el UACI y NPCR es difícil saber cuál trabajo es más seguro, si bien se busca que el NPCR tienda a 100 %, es decir, que no exista ningún pixel con el mismo valor en la misma posición para dos imágenes cifradas, es más difícil acercarse a dicho valor ideal a medida que las imágenes son más grandes; para el UACI que evalúa que tan diferente son dos imágenes cifradas, no es lógico pensar que este valor tenga que ser muy grande ya que se perdería desempeño en la entropía, o que sea muy pequeño puesto que las imágenes cifradas no serían lo suficientemente diferentes la una de la otra.…”

“…En [5] se presenta un algoritmo de encriptación de imágenes utilizando el sistema caótico provisto por la función tienda para los procesos de difusión y permutación. Al analizar los histogramas de escala de grises de las imágenes real y cifrada, la distribución uniforme que presenta el histograma de la imagen cifrada permite garantizar una buena seguridad del algoritmo.…”

“…En la sección 3, se describe y se implementa el algoritmo propuesto que involucra los procesos de sincronización, permutación y difusión utilizando el atractor caótico de Lorenz y se presentan las pruebas realizadas con diferentes imágenes clásicas. En la sección 4, se hace el análisis estadístico de desempeño y se compara con los algoritmos propuestos en [5] y [8] . Finalmente, se resaltan las conclusiones y se dan algunas indicaciones para trabajos futuros en esta misma dirección.…”

“…En el desarrollo del esquema de encriptación se tuvo en cuenta la relación existente entre los procesos de permutación y difusión; por ejemplo, el proceso de difusión descrito en [5] destaca por su simpleza, pero su proceso de permutación es más complejo, lo cual exige mayores recursos computacionales, pero ofrece resultados interesantes en cuanto a la aleatoriedad en su cifrado; en [8] el proceso de difusión utiliza más recursos y el de permutación en este caso es el proceso sencillo, sin embargo tiene menor aleatoriedad en las imágenes cifradas que en [5]; por lo tanto tener un buen desarrollo en la permutación contribuye en gran medida al proceso de difusión para aumentar la aleatoriedad de las imágenes cifradas, razón por la cual en este trabajo se realizan más rondas de permutación que en [8], adicionalmente se buscó un mejor desarrollo en la fase de difusión sin utilizar demasiados recursos en ambas fases.…”

“…Hay que destacar la importancia de realizar tratamiento a la matriz A, por su implicación en la reducción de patrones, es decir , lo que se busca en esta matriz es que sea lo suficientemente aleatoria; por ejemplo, en [5] optan por evitar tomar algunos de valores generados por el sistema caótico para obtener dichas matrices, en otros casos como en [8], [11] y [12], iteran muchas veces para obtener dichos valores, esto quiere decir que utilizan bastantes recursos para mejorar la aleatoriedad de la matriz y del sistema en general; en el esquema propuesto no se requieren muchas iteraciones, ya que particularmente el sistema de Lorenz es suficientemente aleatorio; en este caso se utilizan M + N valores para generar la matriz A y se realizan M iteraciones, una ventaja, ya que si existiesen aproximaciones y un número alto de iteraciones, la degradación dinámica puede dañar el comportamiento caótico del sistema. Para el proceso de desencriptación se aplican los pasos 4 y 5 en forma inversa.…”