Toktaş F., Yetgin Z., Erkan U. (Yürütücü)
TÜBİTAK Projesi, 1002 - Hızlı Destek Programı, 2024 - 2025
-
Proje Türü:
TÜBİTAK Projesi
-
Destek Programı:
1002 - Hızlı Destek Programı
-
Başlama Tarihi:
Temmuz 2024
-
Bitiş Tarihi:
Ocak 2025
Proje Özeti
Bu projede, bilgi güvenliğine
yönelik özgün ve etkili bir kaos tabanlı Görüntü Şifreleme (GŞ) algoritmasının
geliştirilmesi amaçlanmıştır. Proje kapsamında, farklı optimizasyon test fonksiyonları kullanılarak tasarlanacak iki boyutlu hiperkaotik hibrit (2B-HH) haritaya dayanan Çapraz Kanal Renkli GŞ (ÇKR-GŞ) algoritması geliştirilecektir. Bu algoritma, güçlü bir karıştırma ve dönüştürme kapasitesine sahip olacak, haritanın ve algoritmanın performansı, kapsamlı karşılaştırmalarla teyit edilecek ve üstünlüğü gösterilecektir. Bazı kaotik sistemler, basit ve zayıf kaotik özelliklere sahip olmaları nedeniyle ciddi güvenlik kaygılarına sahiptir. Bu sorunu gidermek için, optimizasyon test fonksiyonlarından tasarlanacak 2B-HH haritası yoluyla çapraz permütasyon ve etkili yayılma yeteneğine sahip bir ÇKR-GŞ algoritması sunulmaktadır. Yüksek karmaşıklık ve dalgalanma gibi kaotik yapıları, optimizasyon fonksiyonlarının kaotik harita tasarımı için uygun yapmaktadır. 2B-HH harita tabanlı ÇKR-GŞ algoritması, görüntünün piksellerini RGB kanalları boyunca çapraz olarak karıştıracak ve algoritmanın siber tehditlere karşı direncini artırmak için piksel değerlerini çok yönlü değiştirecek şekilde tasarlanacaktır. 2B-HH haritasının dinamik performansı ve ÇKR-GŞ algoritmasının güvenilirliği ayrı ayrı ölçülerek mevcut haritalar ve algoritmalar ile karşılaştırılacak ve üstünlüğü teyit edilecektir. Sonuçlar, 2B-HH haritasının kaotik özellikleri sayesinde ÇKR-GŞ algoritmasının sadece görsel olarak değil nicel olarak da karşılaştırmalarda daha güvenilir olduğu gösterilecektir. Bu kapsama, 2B-HH haritası Lyapunov üssü (Lyapunov exponent–LE), örnek entropisi (Sample Entropy–SE), korelasyon boyutu (Correlation Dimension–CD) ve Kolmogorov entropisi (Kolmogorov Entropy–KE) ve NIST testleri ile ölçülecektir. ÇKR-GŞ algoritmasının güvenlik analizi için anahtar alanı, anahtar duyarlılığı, diferansiyel saldırı, entropi, korelasyon katsayısı, kırpma saldırısı, gürültü saldırısı kullanılacaktır. Bu analizler ile piksel sayısı değişim hızı (NPCR), birleşik ortalama değişim şiddeti (UACI), kırpılmış deşifre görüntüsü için tepe sinyal-gürültü oranı (PSNR), farklı yoğunluklu tuz ve biber gürültüsü (SPN), deşifre görüntüsü için PSNR ve yapısal benzerlik indeksi (SSIM), şifreleme işlem süresi (EPT), şifreleme verimi (ET) ve bayt başına döngü sayısı (NCPB) hesaplanacaktır.
Bu proje kapsamında geliştirilecek sistemin kaotiklik derecesini ölçmek ve değerlendirmek için, bazı testler de yapılacaktır. Uygulamada ve literatürde, bu çalışmanın birçok katkısı olacağı düşünülmektedir, çalışmadan beklenen ürün, yöntem, teknoloji, veri, kavram, kuram gibi özgün değerler literatüre katkılarıyla birlikte ayrıntılı olarak proje kapsamında sunulacaktır.