Técnicas de cifragem e autenticação de imagens utilizando sequências caóticas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: ARTILES, José Antonio Pérez de Morales
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/42930
Resumo: Esta tese apresenta novas propostas de cifragem e autenticação de imagens aplicando sequências caóticas. Inicialmente, é apresentada uma técnica de cifragem de imagens utilizando a randomização da cifra AES (Advanced Encryption Standard) empregando mapas caóticos, mantendo mesmos indicadores de robustez do algoritmo original com redução de até 40% do número de iterações. Também é proposta uma alternativa para a camada de difusão do AES que reduz a complexidade do esquema de cifragem. Os algoritmos propostos são analisados por diferentes métricas de segurança comumente usadas para avaliar tanto a aleatoriedade do texto cifrado como a capacidade de resistência a ataques estatísticos. Em seguida, um algoritmo simplificado do AES é analisado a partir da perspectiva das criptoanálises linear e diferencial. Os resultados para estas criptoanálises mostram que a proposta é mais segura contra esses ataques que o algoritmo original. Esta tese também apresenta um esquema de marca d’água robusto para imagens. Os bits inseridos na imagem são os bits de paridade de um código corretor de erro cuja mensagem é formada pela combinação dos bits de marca d’água com bits caóticos, propiciando robustez a ataques. A robustez do método proposto é testada para vários ataques utilizados em processamentos de sinais e ataques geométricos. Comparações com resultados da literatura revelam que a técnica proposta apresenta desempenho melhor que alguns métodos existentes.
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Também é proposta uma alternativa para a camada de difusão do AES que reduz a complexidade do esquema de cifragem. Os algoritmos propostos são analisados por diferentes métricas de segurança comumente usadas para avaliar tanto a aleatoriedade do texto cifrado como a capacidade de resistência a ataques estatísticos. Em seguida, um algoritmo simplificado do AES é analisado a partir da perspectiva das criptoanálises linear e diferencial. Os resultados para estas criptoanálises mostram que a proposta é mais segura contra esses ataques que o algoritmo original. Esta tese também apresenta um esquema de marca d’água robusto para imagens. Os bits inseridos na imagem são os bits de paridade de um código corretor de erro cuja mensagem é formada pela combinação dos bits de marca d’água com bits caóticos, propiciando robustez a ataques. A robustez do método proposto é testada para vários ataques utilizados em processamentos de sinais e ataques geométricos. Comparações com resultados da literatura revelam que a técnica proposta apresenta desempenho melhor que alguns métodos existentes.FACEPEThis thesis presents new proposals for image encryption and authentication using chaotic sequences. Initially, an image encryption technique is presented based on the randomization of the AES (Advanced Encryption Standard) cipher using chaotic maps, maintaining the same robustness indicators as the original algorithm with a reduction in the number of iterations of up to 40%. An alternative to the AES diffusion layer is also proposed which reduces the complexity of the encryption scheme. The proposed algorithms are analyzed by different security metrics commonly used to evaluate both the randomness of ciphertext and the resilience of statistical attacks. Then, a simplified AES algorithm is analyzed from the perspective of linear and differential cryptanalysis. The results for these cryptanalyses show that the proposal is safer against these attacks than the original algorithm. This thesis also proposes a robust image watermark scheme. The watermark bits inserted in the image are the parity bits of an error- correcting code whose message is formed by combining the watermark bits with chaotic bits, providing robustness to attacks. The robustness of the proposed method is tested for various attacks used in signal processing and geometric attacks. Comparisons with literature results reveal that the proposed technique performs better than some existing techniques.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia EletricaUFPEBrasilEngenharia elétricaPadrão avançado de criptografiaMapas caóticosCriptoanáliseMarca d’aguaCódigo corretor de erroTécnicas de cifragem e autenticação de imagens utilizando sequências caóticasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisdoutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPELICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82142https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/42930/2/license.txt6928b9260b07fb2755249a5ca9903395MD52ORIGINALTESE José Antonio Pérez de Morales Artiles.pdfTESE José Antonio Pérez de Morales Artiles.pdfapplication/pdf14034728https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/42930/1/TESE%20Jos%c3%a9%20Antonio%20P%c3%a9rez%20de%20Morales%20Artiles.pdf88a793798116d14b38d190fc6f41b88fMD51TEXTTESE José Antonio Pérez de Morales Artiles.pdf.txtTESE José Antonio Pérez de Morales Artiles.pdf.txtExtracted texttext/plain181923https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/42930/3/TESE%20Jos%c3%a9%20Antonio%20P%c3%a9rez%20de%20Morales%20Artiles.pdf.txt91fc9c479064de58665bee338c50b25dMD53THUMBNAILTESE José Antonio Pérez de Morales Artiles.pdf.jpgTESE José Antonio Pérez de Morales Artiles.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1291https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/42930/4/TESE%20Jos%c3%a9%20Antonio%20P%c3%a9rez%20de%20Morales%20Artiles.pdf.jpg94cadaefd3941071c79a03282541f1c5MD54123456789/429302022-02-19 02:11:02.174oai:repositorio.ufpe.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufpe.br/oai/requestattena@ufpe.bropendoar:22212022-02-19T05:11:02Repositório Institucional da UFPE - Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)false
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