論文の概要: Enhanced cast-128 with adaptive s-box optimization via neural networks for image protection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.07606v1
- Date: Tue, 09 Sep 2025 11:29:57 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-10 14:38:27.283139
- Title: Enhanced cast-128 with adaptive s-box optimization via neural networks for image protection
- Title（参考訳）: 画像保護のためのニューラルネットワークによる適応s-box最適化による cast-128 の強化
- Authors: Fadhil Abbas Fadhil, Maryam Mahdi Alhusseini, Mohammad-Reza Feizi-Derakhshi,
- Abstract要約: この研究は、従来の暗号システムでよく使われる静的Sボックスモデルの欠点を解決することを目的としている。
提案手法では, 動的, 非線形, 可逆, 高暗号強度のSボックスをハイブリッドカオスシステムにより生成する。
このシステムは、セキュアな通信、監視システム、医療画像保護にリアルタイムで適用することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3318026799252651
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: An improved CAST-128 encryption algorithm, which is done by implementing chaos-based adaptive S-box generation using Logistic sine Map (LSM), has been provided in this paper because of the increasing requirements of efficient and smart image encryption mechanisms. The study aims to address the drawbacks of static S-box models commonly used in traditional cryptographic systems, which are susceptible to linear and differential attacks. In the proposed scheme, the dynamic, non-linear, invertible, and highly cryptographic strength S-boxes are generated through a hybrid chaotic system that may have high non-linearity, strong and rigorous avalanche characteristics, and low differential uniformity. The process here is that the LSM is used to produce S-boxes having key-dependent parameters that are stuffed into the CAST-128 structure to encrypt the image in a block-wise manner. The performance of the encryption is assessed utilizing a set of standard grayscale images. The metrics that are used to evaluate the security are entropy, NPCR, UACI, PSNR, and histogram analysis. Outcomes indicate that randomness, resistance to statistical attacks, and country of encryption are significantly improved compared to the original CAST-128. The study is theoretically and practically relevant since it presents a lightweight S-box generation approach driven by chaos, which can increase the level of robustness of the image encryptions without enlisting machine learning. The system may be applied to secure communications, surveillance systems, and medical image protection on a real-time basis.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,ロジスティックサインマップ(LSM)を用いたカオスベースの適応Sボックス生成を実装したCAST-128暗号アルゴリズムを提案する。
この研究は、線形攻撃や微分攻撃の影響を受けやすい、従来の暗号システムで一般的に使われている静的Sボックスモデルの欠点を解決することを目的としている。
提案手法では, 動的, 非線形, 可逆, 高暗号強度のSボックスを, 高い非線型性, 強い, 厳密な雪崩特性, 低差分均一性を有するハイブリッドカオスシステムにより生成する。
ここでのプロセスは、LSMを使用して、ブロックワイズで画像を暗号化するためにCAST-128構造に詰め込まれた鍵依存パラメータを持つSボックスを生成することである。
標準的なグレースケール画像の集合を用いて、暗号化の性能を評価する。
セキュリティを評価するために使用されるメトリクスは、エントロピー、NPCR、UACI、PSNR、ヒストグラム分析である。
結果から、統計攻撃に対するランダム性、抵抗性、暗号化の国はオリジナルのCAST-128に比べて大幅に改善されていることが示唆された。
この研究は、カオスによって駆動される軽量なSボックス生成アプローチを提示し、機械学習を入力せずに画像暗号化の堅牢性のレベルを向上するので、理論的かつ実用的に意義がある。
このシステムは、セキュアな通信、監視システム、医療画像保護にリアルタイムで適用することができる。
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