論文の概要: Randomness Evaluation of a Genetic Algorithm for Image Encryption: A
Signal Processing Approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.03681v1
- Date: Sun, 9 Aug 2020 07:50:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-11-01 04:16:55.135192
- Title: Randomness Evaluation of a Genetic Algorithm for Image Encryption: A
Signal Processing Approach
- Title（参考訳）: 画像暗号化のための遺伝的アルゴリズムのランダム性評価:信号処理手法
- Authors: Zoubir Hamici
- Abstract要約: GFHT暗号(GFHT cipher)は、細菌の抗生物質耐性に触発された遺伝子融合(GF)と水平遺伝子導入(HGT)を組み合わせた遺伝的アルゴリズムである。
暗号は1ブロックの主キーエージェントのGFから始まり、HGTは、遺伝子がピクセルであり、染色体が行と列である難読化を行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.310043452300736
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In this paper a randomness evaluation of a block cipher for secure image
communication is presented. The GFHT cipher is a genetic algorithm, that
combines gene fusion (GF) and horizontal gene transfer (HGT) both inspired from
antibiotic resistance in bacteria. The symmetric encryption key is generated by
four pairs of chromosomes with multi-layer random sequences. The encryption
starts by a GF of the principal key-agent in a single block, then HGT performs
obfuscation where the genes are pixels and the chromosomes are the rows and
columns. A Salt extracted from the image hash-value is used to implement
one-time pad (OTP) scheme, hence a modification of one pixel generates a
different encryption key without changing the main passphrase or key.
Therefore, an extreme avalanche effect of 99% is achieved. Randomness
evaluation based on random matrix theory, power spectral density, avalanche
effect, 2D auto-correlation, pixels randomness tests and chi-square hypotheses
testing show that encrypted images adopt the statistical behavior of uniform
white noise; hence validating the theoretical model by experimental results.
Moreover, performance comparison with chaos-genetic ciphers shows the merit of
the GFHT algorithm.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,セキュアな画像通信のためのブロック暗号のランダム性評価を行う。
GFHT暗号(GFHT cipher)は、細菌の抗生物質耐性に触発された遺伝子融合(GF)と水平遺伝子導入(HGT)を組み合わせた遺伝的アルゴリズムである。
対称暗号鍵は、多層ランダム配列を持つ4対の染色体によって生成される。
暗号は1ブロックの主キーエージェントのGFから始まり、HGTは、遺伝子がピクセルであり、染色体が行と列である難読化を行う。
画像ハッシュ値から抽出したソルトを用いてワンタイムパッド(OTP)方式を実装し、メインのパスフレーズやキーを変更することなく、1ピクセルの変更で異なる暗号化キーを生成する。
これにより、99%の極端な雪崩効果が得られる。
ランダムマトリクス理論,パワースペクトル密度,雪崩効果,2次元オートコリレーション,画素ランダムネステスト,チ二乗仮説テストに基づくランダムネス評価は,暗号化された画像が均一なホワイトノイズの統計的挙動を採用することを示す。
さらに,カオス遺伝暗号との比較によりGFHTアルゴリズムの利点が示された。
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