Cebirsel Şifrelenmiş LSB Yöntemi

Öz

Teknolojinin gelişmesi ile birlikte verilerin elektronik ortamda güvenli bir biçimde transfer edilmesi önem kazanmıştır. Bu amaçla birçok yöntem önerilmiş ve kullanılmaktadır. Bu çalışmada, stenografi bilim dalının en az ağırlıklı bit şifreleme tekniği olarak bilinen LSB algoritmasının veri güvenliğini cebirsel ifadeler ile iyileştirmek, belli oranda daha fazla sıkıştırma sağlarken, resim üzerinde oluşan değişim hata oranını da çok artırmamak amaçlanmıştır. Geliştirilen algoritmada mesajın 24 bit renkli resimlere şifrelenmesi sağlanmıştır. Mesajda yer alan her karakter, şifrelenmek istenen resmin 2 pikseline kodlanır. Modelin başarımını ölçmek üzere (orijinal resim ile şifreli resmin değişim oranı) MSE ve PSNR metrikleri kullanılmış, LSB algoritması ile önerilen çalışma yaygın olarak kullanılan bazı model resimler üzerinde farklı uzunlukta mesajlar için karşılaştırılmışlardır. Elde edilen sonuçlara göre, çalışmada önerilen algoritmanın sıkıştırma oranı %33 daha iyi olmasına rağmen, yapılan sınamalarda elde edilen değerlerin ortalamasına göre beklendiği üzere MSE hata oranı %29 artmış ve PSNR %2.5 azalmıştır. Her ne kadar metrik değerleri negatif gözükse de, orijinal resimdeki bu değişimler çok ufak ve gözle algılanabilir olmaktan uzaktır. Kazanılan sıkıştırma oranı ve ayrıca verinin gizlenme güvenliği göz önünde bulundurulduğunda, güvenliğin önemli olduğu uygulamalara hitap ettiği düşünülmelidir.

Anahtar Kelimeler

• Stenografi
• Kriptoloji
• Metin Şifreleme
• En Az Ağırlıklı Bit

Algebraically Encrypted LSB Method

Abstract

With the development of technology, the security of data becomes important. There are many methods that ensure the security of digital data with the developing technology. In this study, it is aimed to improve the data security of LSB algorithm which is known as the least weighted bit encryption technique of the steganography discipline by providing algebraic expressions, while increasing the compression rate some ratio, not to increase the error rate of change on the picture. With this developed algorithm, the message is encrypted to 24-bit color images. Each character in the message is encoded to the 2 pixels of the picture to be encrypted. MSE and PSNR metrics were used to measure the performance of the model (the rate of change of the original picture and the encrypted picture). The proposed study with the LSB algorithm was compared for messages of different lengths on some commonly used model pictures. According to the results obtained, although the compression rate of the algorithm proposed in the study was 33% better, the MSE error rate increased by 29% and PSNR decreased by 2.5% as expected compared to the average of the values obtained in the tests. Although the metric values seem negative, these changes in the original image are very small and far from perceptible. Considering the compression rate gained and also the security of data hiding, it should be considered that it addresses applications where security is important.

Keywords

• Steganography
• Cryptology
• Text Encryption
• LSB

Kaynakça

1. F. Özbilgin, F. Durmuş, S. Karagöl, Yazılı metni şifreleyip LSB yöntemi ile gizleme, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 2018
2. H. K. Sevindir, N. Sayın, Dalgacık Dönüşümü Tabanlı Görsel Kriptoloji, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 2018
3. A. Şahin, E. Buluş, M. T. Sakallı, 24-bit renkli resimler üzerinde en önemsiz bite ekleme yöntemini kullanarak bilgi gizleme, Trakya Üniversitesi, 2005
4. M. Aydoğan, Adli bilişimde görüntü üzerine kriptografi uygulamaları, Fırat Üniversitesi Yüksek Lisans Tezi, 2014
5. Ö. Kurtuldu, İmge kareleri kullanan yeni bir steganografi yöntemi, Journal of Naval Science and Engineering, 2009
6. M. Bilgin, Steganografi, Akademik Bilişim 2013 – XV. Akademik Bilişim Konferansı Bildirileri, 2013
7. C. Koçak, Kriptografi ve stenografi yöntemlerini birlikte kullanarak yüksek güvenlikli veri gizleme, Erciyes Üniversitesi Fen bilimleri Enstitüsü dergisi, 2015
8. Y. Yıldız, A. T. Özcerit, 24 bit renkli hareketli resimler (video) üzerinde geliştirilen sır örtme yöntemi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri dergisi, 2015

9. C. Olcay, N. Saran, İmge içine Bilgi gizlemede kullanılan LSB Yöntemlerinin karşılaştırılması, Çankaya University Journal of Science and Engineering, 2013
10. T. Tuncer, E. Avcı, Yerel ikili örüntü tabanlı veri gizleme algoritması: LBP-LSB, Türkiye Bilişim vakfı bilgisayar bilimleri ve mühendislik dergisi, 2017
11. E. Güvenoğlu, Resim şifreleme amacıyla dinamik S kutusu tasarımı için bir yöntem, El-Cezeri Fen ve Mühendislik dergisi, 2016
12. F. Doğan, R. Daş, İ. Türkoğlu, İmgeler için farklı bir veri gizleme yaklaşımı, Dicle Üniversitesi Mühendislik Dergisi, 2016
13. T. Tuncer, E. Avcı, Göktürk alfabesi tabanlı görsel sır paylaşımı metodu ile veri gizleme uygulaması, Gazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Dergisi, 2016
14. Ü. Kaş, E. Tanyıldızı, Euler Renk ve hareket büyütme yöntemlerinin performans analizi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri dergisi, 2017