EVALUACIÓN DE LLAVES CAÓTICAS EN LA ENCRIPTACIÓN DE IMÁGENES EN ESCALA DE GRISES (CHAOTIC KEYS EVALUATION FOR BLAK AND WHITE IMAGE ENCRYPTION)

Héctor Garcés Guzmán, Victor Manuel Hinostroza Zubia, Priscila Betsabe Hernández Valadez

Resumen


Resumen

La próxima generación de sistemas de telecomunicación enfrentará grandes retos como: conexión masiva de dispositivos, tiempo de retardo extremadamente bajo, menor consumo de energía, etc. Entre ellos destaca la seguridad en el intercambio de información, se han propuesto modelos de cifrado de imágenes en escala de grises que requieren de procesos diferentes a los actuales, como la utilización de claves caóticas. Este escrito tiene la finalidad de exponer los frutos del análisis de veinte llaves caóticas, desarrolladas usando modelos discretos unidimensionales. Se valoró su capacidad de encriptación mediante las siguientes herramientas estadísticas de prueba: histograma, distribución de valores de pixeles vecinos, entropía y correlación de pixeles. El desempeño que presentaron las mil imágenes examinadas fue satisfactorio en todas las pruebas a las que se sometieron, con la excepción de los mapas caóticos cuadrático y logístico modificado, que rindieron pobremente en la evaluación de la entropía y correlación de pixeles respectivamente.

Palabras Claves: caos, encriptación, telecomunicaciones.

 

Abstract

The next generation of telecommunication systems will face significant challenges, such as: massive device connectivity, very low latency, less energy consumption, etc. Among them, secure information transfer stands out. In this context, models have been proposed for encryption of black and white images that require different processes than those currently used, one of which is the use of chaotic keys. This paper has the purpose of exposing the results of the analysis of twenty chaotic keys, developed using one-dimensional discrete models. Its encryption ability was assessed using the following statistical test tools: histogram, entropy, correlation and distribution of neighboring pixel values. The performance of one thousand images examined was satisfactory in all the tests they underwent, with the exception of quadratic and modified logistic maps, which performed poorly in the evaluation of entropy and pixel correlation, respectively.

Keywords: chaos, encrytion, telecommunications.)

 


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Referencias


Bonev Ivan Ivanov, La Teoría del caos, Primera. Buenos Aires: Rundinuskín, 1995.

Broer Henk, Takens Floris, Dynamical Systems and Chaos, vol. 139. New York: Springer, 2009.

Chen Guanrong, Mao Yaobin, Chui Charles K., A symmetric image encryption scheme based on 3D chaotic cat maps, Chaos, Solitons and Fractals, vol. 21, no. 3, pp. 749–761, 2004.

Donat Wolfram, Learn Raspberry Pi, Programming with Python, Primera ed. United Kingdom: Technology in action, 2005.

Espinoza Illanes, Marcos, Cifrado de imágenes digitales basado en teoría del caos: mapas logísticos, Tesis maestría, pp. 1–20, 2014.

Gao, T. G. y Chen, Z. Q, A new image encryption algorithm based on hyper chaos. Physics Letters A, 372(4): 394–400, 2008.

Garcés Guzmán Héctor, Hinostroza Zubía Victor Manuel, Priscila Betsabe Hernández Valadez, Estudio de la estructura estadística de las señales caóticas, Congreso Internacional de Investigación Tijuana, Revista Aristas: Investigación Básica y Aplicada, marzo 2017, Tijuana, BC., Vol. 6, Núm. 11, pp. 150 – 154.

Garcés Guzmán Héctor, Hinostroza Zubía Victor Manuel, Priscila Betsabe Hernández Valadez, Encriptador de imágenes en escala de grises con llaves caóticas, Pistas educativas, vol. no 40, noviembre 2018, pp. 478 – 489.

Inzunza, Gonzalez Everardo, Encriptado caótico en sistemas biométricos, Tesis doctoral, Universidad Autónoma de Baja California, Ensenada, Baja California, 2012, pp. 59 – 60.

Isabelle Steven. H., A Signal Processing Framework for the Analysis and Application of Chaotic Systems, Ph.D. Dissertation, Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge, MA, May 1995

Ives Crystal, “Human beings as chaotic systems,” Life Sci. Tehcnology, vol. 8, no. 2, pp. 1–7, 2004.

Madrid Casado Carlos M., Historia de la Teoría del Caos contada para escépticos: Cuestiones de génesis y estructura, Encuentros Multidisciplinarios., pp. 1–15, 2010.

Peitgen Heinz-Otto, Hartmut Jürgens Dietmar Saupe, Chaos and Fractals, Second. New York: Springer, 2004.

Rodríguez-Orozco Eduardo, García-Guerrero Enrique Efrén, Inzunza-Gonzalez Everardo, López-Bonilla Oscar Roberto, Flores-Vergara Abraham, Cárdenas-Valdez Jose Ricardo Tlelo-Cuautle Esteban, FPGA-based Chaotic Cryptosystem by Using Voice Recognition as Access Key, Electronics, www.mdpi.com/journal/electronics, 2018.

Smart Nigel Paul, Cryptography: An Introduction, New York: McGraw Hills, 2010.

Stewart Ian, Historia de las matemáticas en los últimos 10000 años. España: Crítica, 2007.






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