An improvement for Knutt/Durstenfeld algorithm based image encryption

Abstract

Özetçe-Veri iletimi için genel kullanıma açık ortamlar, günümüzde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu ortamlarda bilgi güvenliği büyük önem taşıdığından, resim şifreleme üzerinde yapılan çalışmalar da yoğun bir talep ve ilgi görmektedir. Bu makalede sunulan çalışmanın ana hedefi, dijital ortamdaki resimlerin şifrelenmesi amacı ile kullanımı kolay, güçlü ve etkin bir yöntemin geliştirilmesidir. Bu amaçla, bilinen Knutt/Durstenfeld Shuffle Algoritması ile elde edilen bir anahtar dizisi kullanılarak, resim piksellerinin yerlerini değiştirmeye dayalı resim şifreleme yöntemini iyileştiren yeni bir yöntem tanıtılmaktadır. Gerçekleştirilen uygulamada, resim türü ve biçimi önemli olmaksızın resim şifreleme işleminin başarılı bir şekilde gerçekleştirilebildiği görülmüştür. Anahtar Kelimeler; Şifreleme, bilgi güvenliği, resim güvenliği, resim şifreleme.Abstract-Nowadays, as public media such as internet are used for transmitting various kinds of data, information security is an important issue. Image data is one of the mostly shared data type. Therefore, image encryption studies have attracted more attention recently. The aim of this study is to propose an easy-touse, robust, and effective image encryption method. Accordingly, an improvement for the image encryption technique based on scrambling image pixels using key sequence generated by wellknown Knutt/Durstenfeld algorithm will be introduced. In the application of this new technique, it is shown that image encryption and decryption can be performed independently from the type of an image.

Görüntü Dosyalarinin Şi̇frelenerek Güvenli̇ Şeki̇lde Saklanmasi

“…Sunulan çalışmada görüntü şifreleme için görüntüyü oluşturan pikselleri temsil eden sayısal değerlerin yerlerinin değiştirilmesine dayanan yeni bir yaklaşım önerilmiş ve kullanılan algoritmanın detaylarına yer verilmiştir. Görüntü piksellerinin yerlerini değiştirmeye dayanan Knutt/Durstenfeld Shuffle algoritmasının iyileştirilmesi için yeni yöntemler denemiş ve bu yöntemler üzerine çalışmalar da yapılmıştır (Guvenoglu ve Tuysuz, 2015). Şifreleme işlemindeki veri kayıplarını önlemek amacıyla yapılan bir benzer çalışma Yen ve Guo (1999) tarafından yapılmıştır.…”

Resim Şifreleme Amacıyla Dinamik S Kutusu Tasarımı İçin Bir Yöntem

“…x orjinal görüntüyü ve y işlenmiş görüntüyü, ve , x ve y' nin ortalamalarını, ve , x ve y' nin varyanslarını, , x ve y' nin kovaryanslarını, ve , görüntüleri dengelemek için kullanılan sabit değişkenleri temsil etmek üzere SSIM, Denklem 6 ile elde edilmektedir [25]. (6) Burada SSIM değerinin 1' e yakın veya eşit olması orjinal ve işlenmiş görüntünün yapısal olarak birbirine çok benzediği, 0' a eşit veya çok yakın olması ise görüntüler arasındaki yapısal benzerliğin olmadığı veya çok az olduğu anlamına gelmektedir. Tablo 4' de şifrelenmiş ve deşifrelenmiş görüntüler arasındaki yapısal benzerlik testi sonuçları gösterilmiştir.…”

“…Ayrıca şifreleme işlemi için kullanılan anahtar değeri şifreleme işleminin her bir adımında değişmektedir. Deşifreleme işleminde, şifreleme için kullanılmış olan kullanıcı parametresinin aynısı kullanılmadığında orjinal görüntü elde edilememektedir [6]. Görüntü şifreleme teknikleri üç temel fikre sahiptir.…”

A Novel Hybrid Secure Image Encryption Based on the Shuffle Algorithm and the Hidden Attractor Chaos System

“…However, these classical methods also have many problems, such as obvious periodicity and weak randomness. Shuffle algorithm has good randomness, but Erdal Guvenoglu et al applied the Knuth–Durstenfeld algorithm to generate keys instead of confusion [ 36 ]. In this paper, the performance of the algorithm is analyzed through a large number of experiments, and the experimental results sufficiently prove that while guaranteeing the image scrambling effect, the Knuth–Durstenfeld shuffling algorithm can reduce the time complexity and space complexity of the algorithm.…”