ارائه ی روشی جدید مبتنی بر الگوریتم پروانه به منظور درهم سازی تصویر

رمزنگاری عبارت است از بهم ریختگی اطلاعات به نحوی که برای کسی قابل فهم نباشد. فناوری رمزنگاری امکان مشاهده، مطالعه و تفسیر پیام های ارسالی توسط افراد غیر مجاز را سلب می نماید و هدف از آن حفاظت داده ها در شبکه های عمومی نظیر اینترنت است. تمرکز بیشتر روش های امنیت انتقال فایل، بر اساس رمزنگاری داده و اطلاعات در طول مسیر انتقال از طریق شبکه های عمومی مانند اینترنت است. اطلاعاتی که در حال انتقال بین سازمانهاست بوضوح در معرض خطر ربوده شدن در هر کدام از محلها قرار دارد. حساسیت اطلاعات ممکن است بسیار متغیر باشد، در بعضی موارد، ممکن است علاوه بر محافظت داده روی اینترنت، نیاز به محافظت از آن رویlan نیز باشد. مشخصاً، محافظت از اطلاعات در مقابل حملات lan مستلزم رمزنگاری داده ی انتقالی روی خود lan است. به این ترتیب، به هرحال، نیاز به بسط امنیت و رمزنگاری در خود شبکه های محلی است و تنها اطمینان به راه حلهای محیطی کفایت نمی کند و به این ترتیب بر پیچیدگی مسأله امنیت افزوده می شود. برخلاف پیامهای متنی، داده های تصویری ویژگی های خاص خود را همانند حجیم بودن، اضافات زیاد و همبستگی زیاد بین نقاط تصویر دارند که باعث می شود که اجرای روش های رمزنگاری سنتی روی تصاویر بسیار سخت و کند باشد. در برخی موارد، کاربردهای تصویر نیازهای خاصی دارند، همانند بلادرنگ بودن، نگهداری همسان، یکنواختی شکل تصویر، فشردگی داده ها برای انتقال و نظایر آن. اینها همه و همه باعث ایجاد مشکلاتی درهم سازی تصویر می شود. در مجموع سه روش به منظور درهم نگاری تصویر وجود دارد:1- نگاشت 2- جایگزینی 3- ترکیبی از هر دو. در روش اول با تغییر موقعیت پیکسلها درهم سازی صورت می گیرد که می توان از روشهایی همچون shift و shuffle نام برد. در روش جایگزینی، مقادیر پیکسلها با مقادیر جدید بر اساس یک قاعده ایی خاص جایگزین می شود، نمونه ی آن روش arnold است]8.[ مشکل اصلی بیشتر روشهای درهم سازی قابلیت پیاده سازی آنها تنها بروی تصاویر خاکستری بوده و قابلیت پشتیبانی از تصاویر رنگی را ندارند]8و4[. از سویی دیگر برای انتقال سریع داده در شبکه معمولا فشرده سازی صورت می پذیرد که موجب عدم صحت الگوریتمهای درهم نگاری می شود. مشکل دیگر الگوریتمهای درهم نگاری عدم سرعت مناسب است که آنها را برای کاربردهای بلادرنگ همچون ویدیو کنفرانس و ... عملا بلااستفاده میکند. عموما یک خاصیت ایده آل برای یک تصویر رمز، حساسیت زیاد آن نسبت به تغییرات جزیی در تصویر اصلی، یعنی تغییر شکل است. در واقع مهاجم تلاش میکند یا ایجاد تغییرات در تصویر اصلی ، تغییرات حاصل در تصویر رمز شده را مشاهده کند و به این ترتیب رابطه ی معنا داری میان تصویر اصلی و تصویر درهم نگاری شده بیابد. مطابق تئوری اطلاعات شانون، سیستم رمزنگاری و تصویر رمز شده در صورتی ایمن خواهد بود که هیچ اطلاعاتی در مورد تصویر رمز نشده ندهد. برای برآورده شدن این نیاز تصویر رمز شده باید تا حد امکان تصادفی باشد، بنابراین یک تصویر رمزشده ی ایده آل، باید هیستوگرام متعادلی داشته باشد و هر دو نقطه مجاور باید از نظر آماری کاملاً غیرهمبسته باشند این هدف، تحت تعداد محدودی دورهای جابجایی و پخشی به سادگی قابل دستیابی نیست]5.[ مساله ای که ما به آن میپردازیم ارائه ی روشی جدید در درهم نگاری تصویر و غلبه بر مشکلاتی از این دست که در درهم سازی تصویر وجود دارد، است. بدین منظور از الگوریتم پروانه ایی استفاده می کنیم که در شبکه های کامپیوتری به منظور پردازش موازی اطلاعات و افزایش سرعت محاسبات در نودها بکار می رود. به دلیل ماهیت این الگوریتم میتوان از آن به منظور درهم نگاری تصویر بهره جست، این الگوریتم از نوع روش نگاشت است، که همزمان می توان بمنظور بهبود امنیت، روش جایگشت را نیز یروی آن اعمال نمود. یکی از مزیتهای این روش قابلیت استفاده از آن در تصاویر مربعی و غیر مربعی است و از سویی دیگر کد کردن و دیکد کردن تصویر بدون خللی در تصویر اصلی و نیز تصویر رمز شده صورت میگرد.