تطوير وتنفيذ خوارزميات تشفير الصور باستخدام مصفوفة البوابات القابلة لإعادة البرمجة عبر نظام اتصالات تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد

الباحث

جنان اياد نامق

المشرف

فاضل صاحب حسن - علاء حسين علي

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الكهربائية / هندسة الالكترونيك والاتصالات

الشهادة

دكتوراه

السنة

2023

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Image encryption;FPGA;OFDM;Chaotic systems

تتزايد الأنظمة الفوضوية في خوارزميات تشفير الصور بسرعة بسبب الخصائص الجيدة للأنظمة الفوضوية. إن التقدم في تكنولوجيا الكمبيوتر جعل أساليب التشفير التقليدية عرضة للاستغلال من قبل الكيانات الخبيثة. ومن ced لا بد من تصميم خوارزميات تشفير جديدة تمتلك القدرة على النجاة من الهجمات المعاصرة لضمان أمن المعلومات الرقمية. كلما زاد التعقيد، زادت التكلفة، وبالتالي يجب أن يكون هناك حل وسط بين الكفاءة والتكلفة. تقترح هذه الدراسة أنظمة تشفير بسيطة وآمنة ذات كفاءة عالية. تم اقتراح ثلاثة أنظمة تشفيرء الأول باستخدام التشفير والتبديل، والثاني باستخدام التخليط والتشفير، والثالث باستخدام ثلاث مراحل تشفير: التشفيرء غ5-601، والتشفير. تم اقتراح خريطة فوضوية جديدة (3D-FCM) مع ثلاثة معلمات تحكم واختبارها باستخدام التقييمات الفوضوية مثل اختبار 1-0، ،Lyapunov Exponents ومخطط التشعبء والمسار. تم اقتراح واختبار ثلاث خوارزميات al gil المفاتيح تعتمد على7171©6 ، وهي PIFB و <P3-XORsP2Sel باستخدام 14 اختبارًا من اختبارات NIST. تم اقتراح خوارزمية S-box القوية واختبارها باستخدام 13 تقييمًا ل S-box مثل التوازن، والثنائي، وغير ،BIC 5 ba و KSAC إلى ذلك. تحتوي المخططات المقترحة على رسم بياني موحد. يحدث اختلاف طفيف في نتائج المخططات الثلاثة، لكن المخطط 3 لديه أفضل النتائج لتقييم تشفير الصورء حيث يمكنه تحقيق حجم مفتاح 10990، والإنتروبيا هي 7.9976، وقيم NPCR و 801[آهي 99.64 33.7 على التوالي، ثم النتيجة الناتجة تم إرسال الصورة المشفرة عبر نظام OFDM بتقنيات تعديل مختلفة مع قنوات التلاشي AWGN و Rayliegh. للتحقق من صحة الأداء في الوقت الفعلي، تم تنفيذ نظام التشفير المقترح الثالث بنجاح باستخدام المحاكاة المشتركة للأجهزة استنادًا إلى مجموعة ،FPGA Xilinx kintex7 - XC7k325t والتي Casi ملاءمة النظام لتطبيقات الأجهزة في الوقت الفعلي. أظهرت نتائج المحاكاة أن المخطط الثالث يتمتع بأمان أعلى من المخططات الأخرى المقترحة. جميع المخططات لها نتائج مشجعة مقارنة بالدراسات السابقة.

Chaotic systems in image encryption algorithms are increased rapidly because of the good characteristics of the chaotic systems. The advancement of computer technology have made traditional encryption methods susceptible to exploitation by malevolent entities. Hence, it is imperative to design novel encryption algorithms that possess the ability to survive contemporary attacks in order to ensure the security of digital information. The higher the complexity, the more the cost, hence, there has to be a compromise between the efficiency and the cost. This study proposes simple and secure encryption systems with high efficiency. Three encryption schemes are proposed, the first one by using ciphering and permutation, the second one by using scrambling and ciphering, and the third one by using three encryption stages: ciphering, S-box, and ciphering. A new chaotic map (3D-FCM) with three control parameters was proposed and tested using the chaotic evaluations like 0-1 Test, Lyapunov Exponent, bifurcation diagram, and Trajectory. Three algorithms for key generation based on PRNG named P1FB, P2Sel, and P3-XOR, were proposed and tested using 14 NIST tests. A robust S-box algorithm was proposed and tested using 13 S-box evaluations like balance, bijective, nonlinear S-box, BIC, SAC and etc. The proposed Schemes have a uniform histogram. A little variation is occur in the results of the three Schemes but Scheme 3 has the best results for image encryption evaluation, it can achieve 10990 key size, the entropy is 7.9976, the NPCR and UACI values are 99.64, 33.7 respectively Then, the resulted encrypted image was transmitted through the OFDM system with different modulation techniques with AWGN and Rayliegh fading channels. To validate the real-time performance, the third proposed encryption scheme was successfully implemented using hardware co-simulation based on FPGA Xilinx kintex7 – XC7k325t kit, which confirmed the system's suitability for real-time hardware applications. The simulation results show that the third scheme has higher security than those of the other proposed schemes. All schemes have encouraging results compared with the previous studies.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب