論文の概要: A Dual-Layer Image Encryption Framework Using Chaotic AES with Dynamic S-Boxes and Steganographic QR Codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.13895v1
• Date: Mon, 16 Jun 2025 18:16:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-18 17:34:59.198943
• Title: A Dual-Layer Image Encryption Framework Using Chaotic AES with Dynamic S-Boxes and Steganographic QR Codes
• Title（参考訳）: 動的S-BoxとステレオQRコードを用いたカオスAESを用いた2層画像暗号化フレームワーク
• Authors: Md Rishadul Bayesh, Dabbrata Das, Md Ahadullah,
• Abstract要約: 本稿では,ロバストな画像暗号化と鍵分散フレームワークを提案する。 改良されたAES-128アルゴリズムとカオス理論と高度なステガノグラフィー技術を統合している。 監視、医療画像、デジタル法医学などのアプリケーションにおいて、機密画像送信のためのスケーラブルでセキュアなソリューションを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: This paper presents a robust image encryption and key distribution framework that integrates an enhanced AES-128 algorithm with chaos theory and advanced steganographic techniques for dual-layer security. The encryption engine features a dynamic ShiftRows operation controlled by a logistic map, variable S-boxes generated from a two-dimensional Henon map for substitution and key expansion, and feedback chaining with post-encryption XOR diffusion to improve confusion, diffusion, and key sensitivity. To address secure key delivery, the scheme introduces dual-key distribution via steganographically modified QR codes. A static key and an AES-encrypted dynamic session key are embedded with a covert hint message using least significant bit (LSB) steganography. This design ensures the dynamic key can only be decrypted after reconstructing the static key from the hidden message, offering multi-factor protection against interception. Experimental results demonstrate the framework outperforms existing chaos-based and hybrid AES methods, achieving near-ideal entropy (7.997), minimal pixel correlation, and strong differential resistance with NPCR (>99.6%) and UACI (50.1%). Encrypted images show uniform histograms and robustness against noise and data loss. The framework offers a scalable, secure solution for sensitive image transmission in applications such as surveillance, medical imaging, and digital forensics, bridging the gap between cryptographic strength and safe key distribution.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,AES-128アルゴリズムをカオス理論と統合したロバストな画像暗号化と鍵分散フレームワークを提案する。 この暗号化エンジンは、ロジスティックマップによって制御される動的ShiftRows演算、置換とキー展開のための2次元Henonマップから生成される可変Sボックス、混乱、拡散、キー感度を改善するための後暗号化XOR拡散とのフィードバックチェインを備える。 セキュアな鍵配信に対処するために、このスキームは、ステガノグラフィで修正されたQRコードを介して二重鍵分布を導入する。 静的キーとAES暗号化された動的セッションキーを、最小有意ビット(LSB)ステガノグラフィーを用いて秘密のヒントメッセージに埋め込む。 この設計により、動的キーは隠されたメッセージから静的キーを再構築した後のみ復号化することができ、インターセプションに対する多要素保護を提供する。 実験の結果、このフレームワークは既存のカオスベースおよびハイブリッドAES法よりも優れており、近像エントロピー(7.997)、最小画素相関、NPCR(>99.6%)とUACI(50.1%)との強い差耐性を実現している。 暗号化された画像は、ノイズやデータ損失に対する均一なヒストグラムとロバスト性を示している。 このフレームワークは、監視、医療画像、デジタル法医学などのアプリケーションにおける機密画像送信のためのスケーラブルでセキュアなソリューションを提供し、暗号強度と安全な鍵分布のギャップを埋める。

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