論文の概要: RNA-TransCrypt: Image Encryption Using Chaotic RNA Encoding, Novel Transformative Substitution, and Tailored Cryptographic Operations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.04707v1
- Date: Tue, 9 Jan 2024 18:11:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-18 08:46:40.240473
- Title: RNA-TransCrypt: Image Encryption Using Chaotic RNA Encoding, Novel Transformative Substitution, and Tailored Cryptographic Operations
- Title（参考訳）: RNA-transCrypt: カオスRNAエンコーディングによる画像暗号化, 新規変換置換, テーラー暗号操作
- Authors: Muhammad Shahbaz Khan, Jawad Ahmad, Ahmed Al-Dubai, Baraq Ghaleb, Nikolaos Pitropakis, William J. Buchanan,
- Abstract要約: RNA-TransCryptは、非常にセキュアだが、効率的で軽量な画像暗号化方式である。
RNA-TransCryptはRNAの生暗号特性とカオス理論の非線型性と予測不可能性を統合する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2351927942921366
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Given the security concerns of Internet of Things (IoT) networks and limited computational resources of IoT devices, this paper presents RNA-TransCrypt, a novel image encryption scheme that is not only highly secure but also efficient and lightweight. RNA-TransCrypt integrates the biocryptographic properties of RNA encoding with the non-linearity and unpredictability of chaos theory. This scheme introduces three novel contributions: 1) the two-base RNA encoding method, which transforms the image into RNA strands-like sequence, ensuring efficient scrambling; 2) the transformative substitution technique, which transforms the s-box values before replacing the pixel values, and is responsible for making the scheme lightweight; and 3) three mathematical cryptographic operations designed especially for image encryption that ensure the effective transformation of the s-box values, resulting in a new outcome even for the same input values. These modules are key-dependent, utilizing chaotic keys generated by the De Jong Fractal Map and the Van der Pol Oscillator. Extensive security analysis, including histogram analysis, correlation analysis, and the results of the statistical security parameters obtained from the Gray-Level Co-occurrence Matrix (GLCM) validate the efficacy of the proposed scheme in encrypting input images with close-to-ideal results of 7.997 entropy and 0.0006 correlation.
- Abstract（参考訳）: モノのインターネット(IoT)ネットワークのセキュリティ上の懸念とIoTデバイスの限られた計算資源を考慮し,RNA-TransCryptを提案する。
RNA-TransCryptはRNAの生暗号特性とカオス理論の非線型性と予測不可能性を統合する。
このスキームには3つの新しいコントリビューションが導入されている。
1) 2塩基RNAエンコーディング法は、画像をRNA鎖状配列に変換し、効率的なスクランブルを確実にする。
2) 画素値を置き換える前にsボックス値を変換し,そのスキームを軽量化する変換置換技術。
3)s-box値の効率的な変換を保証するために,特に画像暗号化のために設計された3つの数学的暗号演算により,同じ入力値であっても新たな結果が得られる。
これらのモジュールは鍵に依存し、De Jong Fractal MapとVan der Pol Oscillatorによって生成されるカオスキーを利用する。
ヒストグラム解析,相関解析,およびGray-Level Co-occurrence Matrix (GLCM) から得られた統計セキュリティパラメータの結果を含む広範囲なセキュリティ分析は,7.997エントロピーと0.0006相関の近似結果による入力画像の暗号化において,提案手法の有効性を検証した。
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