Embedding Data Crypted With Extended Shifting Polybius Square Supporting Turkish Character Set

Abstract

The security of a message transmitted from one peer to another is a matter of many studies over centuries. Today, with digital communication, billions of data are transmitted from one point to another every milisecond. That is why data security has become one of the most studied topics. In this study, an ancient encryption method called Polybius square which has been a source of inspiration for today's encryption methods is introduced. In addition an expanded version of Polybius square was developed adding Turkish character support. An encryption key has also been added to the Polybius cipher. The entire message can be encrypted with a key or with different keys in each character of the message. The encrypted message is hidden within the pixels of the picture files using the LSB algorithm. Thus, when the message is transmitted to the other side, it is encrypted with a private key, hidden inside a cover data, and has become unsuspicious. To measure the change in cover data; MSE, PSNR and SSIM measurement methods are used. The method proposed in the study is coded with a visual programming language. The developed software has been introduced and its results are shown.

Keywords

• Polybius cipher,Encryption,Decryption,LSB,Steganography

Türkçe Karakter Destekli Genişletilmiş Kayan Polybius Karesi ile Şifrelenmiş Veriyi Gömme

Abstract

Bir yerden bir yere iletilen bir mesajın güvenliği, yüzyıllar boyunca yapılan pek çok araştırmanın konusudur. Bugün, dijital iletişim ile milyarlarca veri, her milisaniye bir noktadan diğerine iletilmektedir. Bu nedenle veri güvenliği, üzerinde en çok çalışılan konulardan biri haline gelmiştir. Bu çalışmada, günümüzdeki şifreleme yöntemlerine ilham kaynağı olmuş, Polybius karesi adlı eski bir şifreleme yöntemi tanıtılmıştır. Ayrıca Türkçe karakter desteği eklenerek, Polybius karesinin genişletilmiş bir versiyonu geliştirilmiştir. Polybius karesine ek olarak bir şifreleme anahtarı eklenmiştir. Tüm mesaj bir anahtar ile veya mesajın her bir karakteri farklı anahtarlar ile şifrelenebilmektedir. Şifrelenmiş mesaj, LSB algoritması kullanılarak resim dosyalarının pikselleri içinde gizlenmiştir. Böylece, mesaj karşı tarafa iletildiğinde, bir kapak verisinin içine gizlenmiş ve bir özel anahtarla gizlenmiştir ve varlığı şüphe çekmemektedir. Kapak verisindeki değişimi ölçmek için; MSE, PSNR ve SSIM ölçüm yöntemleri kullanılmıştır. Araştırmada önerilen yöntem görsel bir programlama dili ile kodlanmıştır. Geliştirilen yazılım tanıtılmış ve ürettiği sonuçlar gösterilmiştir.

Keywords

• Polybius şifrelemesi,Şifreleme,Şifre çözme,LSB,Steganografi

References

1. Manikandan G., Rajendiran P., Balakrishnan R., Thangaselvan, S. 2018. A Modified Polybius Square Based Approach for Enhancing Data Security, International Journal of Pure and Applied Mathematics, ISSN: 1314-3395, 119(12): 13317-13323.
2. Çek E. 2017. Kurumsal Bilgi Güvenliği Yönetişimi ve Bilgi Güvenliği İçin İnsan Faktörünün Önemi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Bilgi Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, 1p.
3. Baykara M., Daş R., Karadoğan İ. 2013. Bilgi Güvenliği Sistemlerinde Kullanılan Araçların İncelenmesi, 1’st International Symposium on Digital Forensics and Security, Elazığ, p:231-239.
4. Kondo T.S., Mselle L.J. 2013. An Extended Version of the Polybius Cipher, International Journal of Computer Applications, ISSN: 0975–8887 (79)13: 30-33.
5. Kumar P., Rana S.B. 2015. Development of Modified Polybius Technique for Data Security, Interntional Journal of Engineering and Technology, 5(2):227-229.
6. Akleylek S., Yıldırım H.M., Yüce Tok Z. 2011. Kriptoloji ve Uygulama Alanları: Açık Anahtar Altyapısı ve Kayıtlı Elektronik Posta, Akademik Bilişim’11 - XIII. Akademik Bilişim Konferansı Bildirileri, İnönü Üniversitesi, Malatya.
7. Maity M. 2014. A Modified Version of Polybius Cipher Using Magic Square and Western Music Notes, International Journal For Technological Research In Engineering, ISSN: 2347-4718, (1)10:1117-1119.
8. Gualtieri D.M. 2014. Secret Codes & Number Games, Tikalon Press, ISBN: 978-1-942459-01-9, p:1.

9. Sumathi C.P., Santanam T., Umamaheswari G. 2013. A Study of Various Steganographic Techniques Used for Information Hiding, International Journal of Computer Science & Engineering Survey, (4)6:9-25.
10. Yerlikaya T., Buluş E., Buluş N. 2006. Kripto Algoritmalarının Gelişimi ve Önemi, Akademik Bilişim Konferansları, Denizli.
11. Ismail M., Zarin T., Saqib N.U. 2014. Hiding Information Using Techniques of Polybius Square and Steganography to ensure Security, First International Conference on Emerging Trends in Engineering, Management and Scineces, Peshawar, Pakistan.
12. Yalman Y., Ertürk İ. 2009. İmge Histogramı Kullanarak Geometrik Ataklara Dayanıklı Yeni Bir Veri Gizleme Tekniği, Akademik Bilişim Dergisi, Harran Üniversitesi.
13. Kaş Ü., Tanyıldız E. 2017. Euler Renk ve Hareket Büyütme Yöntemlerinin Performans Analizi, Afyon Kocatepe University Journal of Science and Engineering, (17):506-515, DOI:10.5578/fmbd.58648.
14. Wang Z., Simoncelli E.P., Alan C. 2003. Multi-scale Structural Similarity For Image Quality Assessment, The Thrity-Seventh Asilomar Conference on Signals, Systems & Computers, DOI: 10.1109/ACSSC.2003.1292216.