論文の概要: Complete Key Recovery of a DNA-based Encryption and Developing a Novel Stream Cipher for Color Image Encryption: Bio-SNOW

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.06925v1
• Date: Mon, 10 Mar 2025 05:09:47 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-11 15:44:52.335620
• Title: Complete Key Recovery of a DNA-based Encryption and Developing a Novel Stream Cipher for Color Image Encryption: Bio-SNOW
• Title（参考訳）: DNAベースの暗号の完全鍵復元とカラー画像暗号化のための新しいストリーム暗号Bio-SNOWの開発
• Authors: Yash Makwana, Anupama Panigrahi, Saibal K. Pal,
• Abstract要約: 画像暗号化のための新しいDNAベースのストリーム暗号Bio-SNOWを提案する。 Bio-SNOWは、堅牢な画像暗号化を提供する。 これらの結果から,Bio-SNOWは,軽量および画像暗号アプリケーションのための有望なDNAベースの暗号として注目されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Recent studies have explored DNA-based algorithms for IoT security and image encryption. A similar encryption algorithm was proposed by Al-Husainy et. al. in 2021 Recently, Al-Husainy et al.in 2021, proposed an encryption algorithm based on DNA processes for Internet of Things(IoT) applications. Upon finding low avalanche effect in our experiments, we first report related-key attack and later propose a key recovery attack on full cipher, which generates the complete key with just two plaintext-ciphertext blocks with time complexity of O(1). Upon discovering these serious weaknesses, we improve the security of encryption algorithm against above reported attacks by employing a bio-inspired SBOX and adding some tweaks in the cipher. A lot of research has been done in developing image encryption algorithm based on DNA and chaotic maps. Inspired from the design of SNOW-3G, a well known cipher, primarily used in mobile communications and considering DNA-based functions as building blocks, we propose a new DNA-based stream cipher-Bio-SNOW. We discuss its security in response to various kinds of attacks and find that it passes all NIST randomness tests. We also find that the speed of Bio-SNOW is around twice that of SNOW-3G. Moreover, by means of histogram and correlation analysis, we find that Bio-SNOW offers robust image encryption. These results highlight Bio-SNOW as a promising DNA-based cipher for lightweight and image cryptography applications.
• Abstract（参考訳）: 近年、IoTセキュリティと画像暗号化のためのDNAベースのアルゴリズムが研究されている。 2021年にAl-Husainyらによって同様の暗号化アルゴリズムが提案され、2021年にAl-Husainyらにより、モノのインターネット(IoT)アプリケーションのためのDNAプロセスに基づく暗号化アルゴリズムが提案された。 実験で低アバランシェ効果を発見した後、まず関連するキー攻撃を報告し、その後、O(1)の時間的複雑さを持つ2つの平文暗号ブロックで完全なキーを生成する完全暗号に対する鍵回復攻撃を提案する。 これらの深刻な弱点を発見すると、バイオインスパイアされたSBOXを使用して暗号アルゴリズムのセキュリティを改善し、暗号にいくつかの変更を加えることで、上記の攻撃に対する暗号化アルゴリズムのセキュリティを改善します。 DNAとカオスマップに基づく画像暗号化アルゴリズムの開発において、多くの研究がなされている。 SNOW-3Gは、主に移動体通信やDNAベースの機能をビルディングブロックとして考慮したよく知られた暗号であり、新しいDNAベースのストリーム暗号Bio-SNOWを提案する。 各種攻撃に対するセキュリティについて検討し,全NISTランダムネステストに合格することを確認した。 また,Bio-SNOWの速度はSNOW-3Gの約2倍であることがわかった。 さらに、ヒストグラムと相関解析により、Bio-SNOWはロバストな画像暗号化を提供することがわかった。 これらの結果から,Bio-SNOWは,軽量および画像暗号アプリケーションのための有望なDNAベースの暗号として注目されている。

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