Görüntü Şifreleme için Trivium-Doğrusal Eşlenik Üreteci Tabanlı Bit Üretimi

Yıl 2020, Cilt: 32 Sayı: 1, 287 - 294, 03.03.2020

Taha Etem , Turgay Kaya

https://doi.org/10.35234/fumbd.687403

Cited By: 6

Öz

Sözde rastgele sayı üreteçleri uygulama kolaylığı sebebiyle tercih nedeni olmaktadır. Herhangi bir donanım olmaksızın rastgele sayı dizilerini hızlı bir şekilde üretebilmek önemli bir avantajdır. Üretilen sayıların kriptolojik uygulamalar gibi hassas alanlarda kullanılması durumunda bazı istatistiksel gerekliliklerin karşılanması gerekmektedir. Bu amaçla uygulanan sözde rastgele sayı üreteci tasarımı LCG algoritmasıyla oluşturulduktan sonra Trivium algoritmasıyla son işlemden geçirilerek istatistiksel testlerde başarılı bir rastgele sayı dizi elde edilmiştir. Üretilen sayılar DES, 3DES ve AES şifreleme algoritmaları için anahtar olarak kullanılarak örnek görüntü şifreleme uygulamaları yapılmıştır. Oluşturulan görüntü şifreleme sisteminin her bir algoritma için işlenme hızları karşılaştırılmıştır. AES şifreleme standardı hem en güncel algoritma olması hem de şifreleme ve şifre çözme sürelerindeki başarısıyla öne çıkmıştır. Ayrıca incelenen algoritmalar içerisinde 256 bit’e kadar en uzun şifreleme anahtarlarını desteklemesi sebebiyle daha güvenli bir şifreleme işlemi gerçekleştirdiği söylenebilir.

Anahtar Kelimeler

Sözde Rastgele Sayı Üreteci, Görüntü İşleme

Kaynakça

• [1] Coskun S, Pehlivan I, Akgul A, GÜREVİN B. A new computer-controlled platform for ADC-based true random number generator and its applications. Turkish J. Electr. Eng. Comput. Sci. 2019. pp. 847–860,. [2] Kaya T. A true random number generator based on a Chua and RO-PUF: design, implementation and statistical analysis. Analog Integr. Circuits Signal Process. 2019. 2. [3] Tuna M, Karthikeyan A, Rajagopal K, Alcin M, Koyuncu I. Hyperjerk multiscroll oscillators with megastability: Analysis, FPGA implementation and a novel ANN-ring-based True Random Number Generator. AEU - Int. J. Electron. Commun. 2019. 112. [4] Akgul A. Yeni Kaoti̇k Si̇stemler ile Rasgele Sayi Üreteci̇ Tasarimi Ve Çoklu-Ortam Veri̇leri̇ni̇n Yüksek Güvenli̇kli Şi̇frelenmesi̇. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. 2015. [5] Cavusoglu U, Akgul A, Kacar S, Pehlivan I, Zengin A. A novel chaos-based encryption algorithm over TCP data packet for secure communication, Secur. Commun. Networks. 2016. 9. pp. 1285–1296. [6] Akgul A, Kacar S, Pehlivan I. An Audio Data Encryption with Single and Double Dimension Discrete-Time Chaotic Systems. Tojsat. 2015. 5(3). pp. 14–23. [7] Koyuncu I, Ozcerit A, Pehlivan I, Avaroglu E. Design and implementation of chaos based true random number generator on FPGA. IEEE Signal Processing and Communications Applications Conference, 2014, pp. 236–239. [8] Tuncer T. Implementation of duplicate TRNG on FPGA by using two different randomness source. Elektron. ir Elektrotechnika 2015. 21(4). pp. 35–39. [9] Buchovecká S, Lórencz R, Kodýtek F, Buček J.True random number generator based on ring oscillator PUF circuit, Microprocess. Microsyst. 2017. 53. pp. 33–41. [10] Petchlert B, Hasegawa H. Using a low-cost electroencephalogram (EEG) directly as random number generator. Proc. - 2014 IIAI 3rd Int. Conf. Adv. Appl. Informatics. 2014. pp. 470–474. [11] Avaroglu E, Koyuncu I, Özer AB, Turk M. Hybrid pseudo-random number generator for cryptographic systems. Nonlinear Dyn. 2015. 82(1). pp. 239–248. [12] Chen X. Modeling Random Telegraph Noise as a Randomness Source and its Application in True Random Number Generation. IEEE Trans. Comput. Des. Integr. Circuits Syst. 2016. 35(9). pp. 1435–1448. [13] Neugebauer F, Polian I, Hayes JP. S-box-based random number generation for stochastic computing. Microprocess. Microsyst. 2018. 61(1). pp. 316–326. [14] Avaroglu E. Pseudorandom number generator based on Arnold cat map and statistical analysis. Turkish J. Electr. Eng. Comput. Sci. 2017. 25(1). pp. 633–643. [15] Arslan Tuncer S, Kaya T. True Random Number Generation from Bioelectrical and Physical Signals. Comput. Math. Methods Med. 2018. 2018. pp. 1–11. [16] Akgul A, Arslan C, Aricioglu B. Desıgn Of An Interface For Random Number. 2017. 1(1). pp. 1–18. [17] Moosavi SR, Nigussie E, Virtanen S, Isoaho J. Cryptographic key generation using ECG signal. 2017 14th IEEE Annu. Consum. Commun. Netw. Conf. CCNC. 2017. pp. 1024–1031. [18] Etem T, Kaya T. A novel True Random Bit Generator design for image encryption. Phys. A Stat. Mech. its Appl. 2020. 540. [19] Devi A, Sharma A, Rangra A. A Review on DES, AES and Blowfish for Image Encryption & Decryption. Int. J. Eng. Comput. Sci. 2015. 4(6). pp. 12646–12651. [20] O’neill ME. A PCG: A Family of Simple Fast Space-Efficient Statistically Good Algorithms for Random Number Generation. ACM Trans. Math. 2017. 217. pp. 1–46. [21] Bhattacharjee B. Maity K. Das K. A Search for Good Pseudo-random Number Generators : Survey and Empirical Studies. 2018. [22] Kaya T. Memristor and Trivium-based true random number generator. Phys. A Stat. Mech. its Appl. 2020. 124071. [23] Chen X, Zhang Y, Zhang G, Zhang Y. Evaluation of ECG random number generator for wireless body sensor networks security. 2012 5th Int. Conf. Biomed. Eng. Informatics. 2012. pp. 1308–1311. [24] Sathiyamurthi P, Ramakrishnan S. Speech encryption using chaotic shift keying for secured speech communication. Eurasip J. Audio, Speech, Music Process. 2017. 2017. [25] Akgul A, Moroz I, Pehlivan I, Vaidyanathan S. A new four-scroll chaotic attractor and its engineering applications. Optik. 2016. 127. pp. 5491–5499.