Интеллектуальные системы и технологии

Image encryption algorithm based on controlled chaotic maps

[Алгоритм шифрования изображений на основе управляемых хаотических отображений]

V. N. Shashikhin, A. V. Turulin, S. V. Budnik

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Аннотация: 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.

Ключевые слова: шифрование изображений, хаотические отображения, управление спектром характеристических показателей Ляпунова, модальное управление, каноническая форма Фробениуса.

УДК: 004.056

Поступила в редакцию: 14.02.2021

Язык публикации: английский

DOI: 10.18721/JCSTCS.14101