• ETRI Journal
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• 제42권4호
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• pp.619-632
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• 2020

Highly dispersive S-boxes are desirable in cryptosystems as nonlinear confusion sublayers for resisting modern attacks. For a near optimal cryptosystem resistant to modern cryptanalysis, a highly nonlinear and low differential probability (DP) value is required. We propose a method based on a piecewise linear chaotic map (PWLCM) with optimization conditions. Thus, the linear propagation of information in a cryptosystem appearing as a high DP during differential cryptanalysis of an S-box is minimized. While mapping from the chaotic trajectory to integer domain, a randomness test is performed that justifies the nonlinear behavior of the highly dispersive and nonlinear chaotic S-box. The proposed scheme is vetted using well-established cryptographic performance criteria. The proposed S-box meets the cryptographic performance criteria and further minimizes the differential propagation justified by the low DP value. The suitability of the proposed S-box is also tested using an image encryption algorithm. Results show that the proposed S-box as a confusion component entails a high level of security and improves resistance against all known attacks.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.425-431
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• 2020

산업과 기술이 고도화되면서 물류의 운송, 관리, 유통이 대량화되었고 이런 대량의 물류 정보를 효율적으로 관리하기 위해 RFID(Radio-Frequency Identification) 기술이 개발되었다. 관리를 목적으로 하는 RFID는 물류 산업뿐만 아니라 전력전송 및 에너지관리 분야까지 산업 전반에 응용되고 있는 상태이다. 그러나 RFID 장치는 프로그램 개발 용량의 제한으로 개발에 제약을 받고 있고, 이런 제약은 기존의 강인한 암호화 방법을 사용할 수 없어서 보안에 취약함을 가지고 있다. 우리는 이런 RFID의 제약적인 환경에 적용하기 쉬운 단순 연산으로 구현할 수 있는 보안용 혼돈 시스템을 설계하였다. 설계된 시스템은 2차원 Tent-map 혼돈 시스템으로 혼돈계의 매개변수에 따른 신호의 편중 분포 문제점을 해결하기 위해 암호용 매개변수(𝜇₁)와 분포용 매개변수(𝜇₂)그리고 키값으로 사용될 수 있는 상점 ID 값을 매개변수(𝜃)로 하는 시스템이다. 설계된 RFID 인증 시스템은 난수와 유사하며 초기값으로 재생산이 가능한 혼돈 신호의 특성이 있고 매개변수에 대한 편중 분포 문제를 해결하였기 때문에 기존의 혼돈 시스템을 이용한 암호화 방법보다 효과적이라고 할 수 있다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권3호
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• pp.341-357
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• 2016

A novel asymmetric multiple-image encryption method using an octonion Fresnel transform (OFST) and a two-dimensional Sine Logistic modulation map (2D-SLMM) is presented. First, a new multiple-image information processing tool termed the octonion Fresneltransform is proposed, and then an efficient method to calculate the OFST of an octonion matrix is developed. Subsequently this tool is applied to process multiple plaintext images, which are represented by octonion algebra, holistically in a vector manner. The complex amplitude, formed from the components of the OFST-transformed original images and modulated by a random phase mask (RPM), is used to derive the ciphertext image by employing an amplitude- and phase-truncation approach in the Fresnel domain. To avoid sending whole RPMs to the receiver side for decryption, a random phase mask generation method based on SLMM, in which only the initial parameters of the chaotic function are needed to generate the RPMs, is designed. To enhance security, the ciphertext and two decryption keys produced in the encryption procedure are permuted by the proposed SLMM-based scrambling method. Numerical simulations have been carried out to demonstrate the proposed scheme's validity, high security, and high resistance to various attacks.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제11권2호
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• pp.310-324
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• 2015

The stream cipher Salsa20 and its reduced versions are among the fastest stream ciphers available today. However, Salsa20/7 is broken and Salsa20/12 is not as safe as before. Therefore, Salsa20 must completely perform all of the four rounds of encryption to achieve a good diffusion in order to resist the known attacks. In this paper, a new variant of Salsa20 that uses the chaos theory and that can achieve diffusion faster than the original Salsa20 is presented. The method has been tested and benchmarked with the original Salsa20 with a series of tests. Most of the tests show that the proposed chaotic Salsa of two rounds is faster than the original four rounds of Salsa20/4, but it offers the same diffusion level.

• Journal of Multimedia Information System
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• 제8권1호
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• pp.45-56
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• 2021

This document traces the new technologies development based on a deep classical Hill method improvement. Based on the chaos, this improvement begins with the 256 element body construction, which is to replace the classic ring used by all encryption systems. In order to facilitate the application of algebraic operators on the pixels, two substitution tables will be created, the first represents the discrete logarithm, while the second represents the discrete exponential. At the same time, a large invertible matrix whose structure will be explained in detail will be the subject of the advanced classical Hill technique improvement. To eliminate any linearity, this matrix will be accompanied by dynamic vectors to install an affine transformation. The simulation of a large number of images of different sizes and formats checked by our algorithm ensures the robustness of our method.

• 한국통신학회:학술대회논문집
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• 한국통신학회 2004년도 하계종합학술발표회논문초록집
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• pp.224-224
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• 2004

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.778-783
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• 2018

정보통신과 산업기술의 급속한 발전으로 인간과 모든 프로그램 그리고 사물들이 인터넷을 통해 연결되는 초연결사회(hyper-connected society)가 구현되고 있다. 초연결사회를 구현하기 위한 정보의 수집은 사물과 사물 그리고 사물과 인간을 연결하는 사물인터넷(IoT: Internet of Thing)이 그 역할을 담당하고 있다. (MQTT: Message Queuing Telemetry Transport)는 이런 사물인터넷의 제약된 통신환경에 최적화되어 개발된 푸시 기술(push technology) 기반의 경량 메시지 전송 프로토콜이다. 초연결사회를 지향하면서 IoT가 담고 있는 정보는 센서의 환경정보에서 이제는 사람의 질병과 건강관리까지 담당하는 광범위한 정보가 되었다. 이런 MQTT에 대한 보안 문제는 환경정보 유출뿐만 아니라 개인의 정보 침해에까지 이르게 되었다. 우리는 이런 MQTT의 보안의 문제점을 해결하기 위해 혼돈계의 초기치 민감성, 유사 난수성을 무결성과 기밀성에 적용하여 새로운 보안 MQTT통신방법을 설계하였다. 우리가 설계한 혼돈계를 이용한 암호화 방법은 구조가 간단하고 계산량이 적기 때문에 IoT와 같은 제한된 통신환경에 적합한 통신방법이라고 생각된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권10호
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• pp.1125-1130
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• 2014

네트워크의 속도가 향상 되면서 정보를 담고 있는 콘텐츠의 양과 질이 급격히 증가 하고 있다. 이런 정보의 급격한 변화에 맞추어 콘텐츠를 통신상에서 보호할 수 있는 혼돈신호를 이용한 새로운 통신 프로토콜을 다음과 같이 제안한다. 혼돈시스템은 초기치 민감성과 발생된 신호가 잡음과 유사하여 예측이 불가능한 특성을 가지고 있다. 우리는 이런 특성을 갖고 있는 두 개의 혼돈시스템 $F(X_n,Y_n)$와 $G(A_n,B_n)$를 구성하고 F 혼돈시스템의 신호로 G 혼돈시스템을 동기화시켜 발생되는 동일한 혼돈신호를 대칭키로 사용하고, 이렇게 구성된 암호 채널로 데이터를 송수신 하는 방법을 설계 하였다. 제안된 방법을 검증하기 위해 이미지의 암호화 및 복호화로 그 결과를 보였다. 우리가 제안한 방법은 기존의 암호화 통신과 다른 방법으로 추후 관련 분야의 연구에 초석이 될 것으로 생각된다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.29-37
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• 2006

오늘날 컴퓨터 네트워크의 발전과 휴대통신의 광범위한 보급으로 연예 오락, 영상 문화콘텐츠, 전자상거래 또는 의료분야에 이르기 까지 멀티미디어 자료의 응용은 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 그러나 실제 이들 자료들이 발달된 통신망을 통하여 효율적으로 전파, 활용되기 위해서는 무엇보다도 이들을 저장하거나 전송하는 과정에서 충분한 안정성이 전제되어야 할 것이다. 이를 위하여 오늘날 많은 암호화 방법들이 개발되어 응용되고 있다. 그러나 대부분 원문에 대한 자료를 텍스트에 기반으로 하게 됨으로, 영상과 같이 자료의 양이 방대하고 실시간 처리하는데 제약이 존재하는 멀티미디어 자료에 직접 적용하기는 문제점이 많다. 이에 본 논문에서는 먼저 복잡성과 초기 조건에 대한 민감성 등 카오스적 특성을 지닌 Logistic 함수를 이용한 암호화 기법을 도입하고 다음으로 비트평면상에서 Boolean 행렬의 기본 연산을 이용한 대수적 암호화 알고리즘을 수행함으로써 효과적인 영상 암호화 방법을 제시하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(D)
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• pp.86-89
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• 2011

현재 인터넷이 생활의 일부로 자리함으로써 인터넷을 통해 수많은 멀티미디어의 교환이 발생하며, 많은 멀티미디어 서비스가 이루어지고 있다. 멀티미디어 서비스를 제공함에 있어 최근 저작권 관리 및 보호의 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라 멀티미디어 데이터에 대한 암호기술 개발에 많은 연구가 진행되고 있으며 카오스 사상에 기반 한 암호화 연구가 최근 연구 추세이다. 본 논문은 MPEG(Moving Picture Experts Group) 인코딩 과정에서 1차원 카오스 사상(Map)을 이용하여 인트라 블록을 암호화하는 새로운 방법을 제안하고자 한다. 본 제안 시스템은 MPEG 구조 기반으로 CKD(Chaotic Key Distributor)를 이용하여 확장된 키 값으로 인트라 블록의 0이 아닌 DCT(Discrete Cosine Transform) 계수를 암호화 하는 방법이다. MPEG 인코딩 과정중 DCT 계수는 양자화를 통해 손실이 발생하더라도 비교적 많은 0값을 생성한다. 이는 RLE(Run Length Encoding) 과정에서 압축 효과를 높일 수 있다. 제안하는 방법은 영상 손실을 감수하고 수행한 양자화 과정의 효과를 유지하기 위하여 0이 아닌 DCT 계수만을 암호화 한다. 실험 결과 원본과 암호화된 MPEG의 크기의 변화는 매우 적으며, 인코딩 시간 또한 큰 차이를 보이지 않았다.