تطوير خوارزمية تشفير متقدمة عالية الأمان بناءً على نظام فوضوي

الباحث

حيدر توران مهدي

المشرف

ايفان عبد الزهرة هاشم - أحمد عبد الغايب ناصر

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الكهربائية / هندسة الالكترونيك والاتصالات

الشهادة

دكتوراه

السنة

2022

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Encryption algorithm;Chaotic map;High security;Image encryption

زادت أهمية المعلومات الرقمية واستخدام الصور والنصوص الرقمية على نطاق واسع في العصر الحديث مما أدى الى زيادة الحاجة الملحة إلى تخزين ونقل آمن لمثل هذه البيانات. التشفير هو تقنية مقبولة على نطاق واسع لتحقيق هذا الهدف. ومع ذلكء فقد جعل تطور تكنولوجيا الحاسوب وتعقيد خوارزميات التشفير تقنيات التشفير التقليدية عرضة للاختراق من قبل المهاجمي. لذلك, فإن تطوير خوارزميات التشفير الجديدة التي يمكنها تحمل الهجمات الحديثة هو متطلب ضروري لتأمين المعلومات الرقمية. تقترح هذه الأطروحة خوارزمية تشفير جديدة متقدمة تستخدم خريطة فوضوية لإنشاء صناديق الاستبدال. تستخدم الخوارزمية المقترحة alge :5-00 ديناميكي لإنشاء صناديق 5-60 التي تستخدم في معيار التشفير المتقدم (AES) لتشفير النصوص والصور. تم تطوير الخريطة الفوضوية الجديدة المستخدمة في الخوارزمية المقترحة باستخدام المعادلات الرياضية التي تظهر سلوكًا فوضويًا من خلال الخرائط اللوجستية والخيمية. يتم استخدام الخريطة الفوضوية النهائية لإنشاء صندوق استبدال ديناميكي يحل محل النص العادي لإنتاج النص المشفر في عملية التشفير. لتقييم قوة وكفاءة الخوارزمية المقترحة, تم إجراء ثلاث اختبارات مختلفة. أولاً, تم تقييم الخريطة الفوضوية المقترحة باستخدام معايير مختلفة. الخاصة بها. أظهرت نتائج هذا التقييم أن الخريطة الفوضوية الجديدة المطورة تفوق الخرائط الحالية من حيث عدد المعلمات القابلة للتعديل، ومعدل النموء والنطاق، وتقليل الدورات الحدية. WI تم تقييم مولد صناديق الاستبدال باستخدام العديد من المعايير بما في ذلك التوحيد التفاضليء وعدم الخطية، واحتمال التقريب الخطيء ومعايير استقلال ،cull ومعايير الانهيار الصارمة. أظهرت النتائج أن الصناديق التي تم إنشاؤها لديها أداء تنافسي وتوفر أمانًا أفضل من الصناديق الثابتة. وأخيرًاء تم اختبار الخوارزمية المقترحة تجريبيًا لإظهار أن الطريقة المقترحة تعزز قوة التشفير وتوفر حماية قوية ضد مختلف أنواع الهجمات مثل هجمات القوة الخام، وهجمات التفاضلء والتحليل الإحصائي. تم اختبار أداء الخوارزمية المطورة حدينًا بمزيد من التجارب من خلال تنفيذها على FPGA نوع Spartan3 xc3sd3400a تم استخدام اللوح لتشفير وفك تشفير النصوص دون كشف محتوى الخوارزمية. أظهرت نتائج التنفيذ أن الخوارزمية المقترحة يمكنها تأمين المعلومات الرقمية بشكل فعال مع الحفاظ على قدرات معالجة عالية السرعة. تقدم هذه الرسالة الاطروحة Lagi جديدًا للتشفير يستخدم خريطة فوضوية لإنشاء صناديق استبدال لتشفير النصوص والصور. أظهرت الخوارزمية المطورة حديئًا Eloi متفوقًا من حيث القوة والأمان والكفاءة. علاوة على ذلك، تعزز تنفيذ الخوارزمية المقترحة على FPGA قدراتها بشكل أكبر. وتعتبر نتائج هذه الاطروحة مهمة لتأمين المعلومات الرقمية في مجموعة من التطبيقات، Ley في ذلك تلك التي تتطلب إجراءات أمنية عالية مثل العمليات الحكومية والعسكرية والبنكية والرعاية الصحية.

The increasing significance of digital information and the widespread use of digital images and texts in the modern era have brought about a critical need for secure storage and transmission of such data. Encryption is a widely accepted technique for achieving this objective. However, the evolution of computer technology and the complexity of encryption algorithms have rendered conventional encryption techniques vulnerable to attacks by malicious actors. Therefore, the development of new encryption algorithms capable of withstanding modern attacks is an essential requirement for securing digital information. This dissertation proposes a new advanced encryption algorithm that uses a chaotic map to generate substitution boxes. The proposed algorithm utilizes a dynamic s-box generator to create s-boxes that are used in the Advanced Encryption Standard (AES) for encrypting both text and images. The new chaotic map used in the proposed algorithm is developed using mathematical equations that exhibit chaotic behavior from both logistic and tent maps. The final chaotic map is utilized to generate a dynamic substitution box that substitutes plaintext to produce cipher text in the encryption process. To evaluate the strength and efficiency of the proposed algorithm, three different tests were performed. First, the proposed chaotic map was evaluated using different standard criteria. The results of this evaluation showed that the newly developed chaotic map outperforms existing ones in terms of the number of adjustable parameters, growth rate, range, and reduction of limit cycles. Second, the s-box generator was evaluated using several criteria including differential uniformity, nonlinearity, linear approximation probability, bit independence criteria, and strict avalanche criteria. The results showed that the generated s-boxes have a competitive performance and offer better security than static s-boxes. Finally, the proposed algorithm was tested experimentally to demonstrate that the proposed method enhances the encryption strength and provides robust protection against various types of attacks such as brute force, differential attacks, and statistical analysis. The performance of the newly developed algorithm was further tested by its implementation on Spartan3 xc3sd3400a. The FPGA was utilized to encrypt and decrypt texts without exposing the content of the algorithm. The results of the implementation demonstrated that the proposed algorithm could effectively secure digital information while maintaining high-speed processing capabilities.

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