Details

Title Image encryption algorithm based on controlled chaotic maps // Информатика, телекоммуникации и управление. – 2021. – С. 7-21
Creators Shashikhin V. N.; Turulin A. V.; Budnic S. V.
Imprint 2021
Collection Общая коллекция
Subjects Вычислительная техника; Распознавание и преобразование образов; chaotic mappings; controlled chaotic mappings; image encryption; image encryption algorithm; modal control; Lyapunov exponents; exponents Lyapunov; хаотические отображения; управляемые хаотические отображения; шифрование изображений; алгоритм шифрования изображений; модальное управление; показатели Ляпунова; Ляпунова показатели
UDC 004.93
LBC 32.973-018.2
Document type Article, report
File type PDF
Language English
DOI 10.18721/JCSTCS.14101
Rights Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование)
Record key RU\SPSTU\edoc\67027
Record create date 7/7/2021

Allowed Actions

Read Download (0.4 Mb)

Group Anonymous
Network Internet

The article reviews the problem of ensuring the security of storage, processing, and transmission of images based on a cryptographic method using chaotic maps. The encryption algorithm is based on a three-dimensional mapping. The encryption algorithm strength when using systems with chaotic dynamics depends on the value of the largest (positive) Lyapunov characteristic exponent. Therefore, the problem of increasing resistance to various kinds of attacks is reduced to determining the control parameters, at which the leading Lyapunov characteristic exponent increases. The authors propose a procedure for changing the chaotic map characteristics (entropy and Lyapunov characteristic exponents) based on introducing feedback into the system. The procedure is developed using the modal control method based on reducing the system to the canonical Frobenius form. The use of the proposed algorithm is considered on the example of the Rossler system. The test results confirmed an increase in the strength of the proposed encryption algorithm against statistical and differential analysis due to an increase in the Lyapunov characteristic exponent.

Рассмотрена задача обеспечения безопасности хранения, обработки и передачи изображений на основе криптографического метода с использованием хаотических отображений. Алгоритм шифрования построен на базе трехмерного отображения. Стойкость алгоритма шифрования при использовании систем с хаотической динамикой зависит от величины старшего (положительного) характеристического показателя Ляпунова. Поэтому задача повышения стойкости к различного рода атакам сводится к определению параметров управления, при котором старший характеристический показатель Ляпунова увеличивается. Предложена процедура изменения свойств хаотического отображения (энтропии и характеристических показателей Ляпунова) на основе введения в систему обратной связи. Процедура построена на использовании метода модального управления на основе приведения системы к канонической форме Фробениуса. Рассмотрено применение предлагаемого алгоритма шифрования для системы Ресслера. Результаты тестирования подтвердили увеличение стойкости предложенного алгоритма шифрования к статистическому и дифференциальному анализу за счет увеличения старшего характеристического показателя Ляпунова.

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All
Read Print Download
Internet All

Access count: 295 
Last 30 days: 9

Detailed usage statistics