An image encryption scheme based on the quick response (QR) code as a data container has aroused wide interest due to the lossless recovery of the decrypted image. In this paper, we apply this method to multi-image encryption. However, since the decrypted image is affected by crosstalk noise, the number of multi-image encryptions is severely limited. To solve this problem, we analyzed the performance of QR code as a data container, and processed the decrypted QR code using the proposed method, so that the number of multi-image encryptions is effectively increased. Finally, we implemented a large image (256 × 256) encryption and decryption.
Mondal, Arindom;Alam, Kazi Md. Rokibul;Ali, G.G. Md. Nawaz;Chong, Peter Han Joo;Morimoto, Yasuhiko
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권5호
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pp.2698-2717
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2019
This paper proposes a multi-stage encryption technique to enhance the level of secrecy of image to facilitate its secured transmission through the public network. A great number of researches have been done on image secrecy. The existing image encryption techniques like visual cryptography (VC), steganography, watermarking etc. while are applied individually, usually they cannot provide unbreakable secrecy. In this paper, through combining several separate techniques, a hybrid multi-stage encryption technique is proposed which provides nearly unbreakable image secrecy, while the encryption/decryption time remains almost the same of the exiting techniques. The technique consecutively exploits VC, steganography and one time pad (OTP). At first it encrypts the input image using VC, i.e., splits the pixels of the input image into multiple shares to make it unpredictable. Then after the pixel to binary conversion within each share, the exploitation of steganography detects the least significant bits (LSBs) from each chunk within each share. At last, OTP encryption technique is applied on LSBs along with randomly generated OTP secret key to generate the ultimate cipher image. Besides, prior to sending the OTP key to the receiver, first it is converted from binary to integer and then an asymmetric cryptosystem is applied to encrypt it and thereby the key is delivered securely. Finally, the outcome, the time requirement of encryption and decryption, the security and statistical analyses of the proposed technique are evaluated and compared with existing techniques.
컴퓨터성능의 향상과 인터넷의 발달로 인하여 디지털 이미지의 보안에 대한 중요성이 계속 증가 하고 있고, 이런 현상때문에 혼돈신호를 이용한 암호화 알고리즘은 새롭고 효과적인 이미지 암호화 방법중의 하나로 제시되고 있다. 본 논문에서 우리는 기존의 혼돈신호를 이용한 암호화 방법의 혼돈신호가 특정 값에 변중된 분포로 생성되는 현상에 대한 암호화의 문제점을 보이고 우리가 설계한 다중변수 혼돈계를 이용한 암호화 알고리즘은 혼돈신호의 분포가 생성되는 신호의 전체 영역에 일정한 분포로 발생되는 것을 보인다. 우리는 이미지를 암호화하고 복호화한 결과값으로 우리가 제시한 다중변수 혼돈계를 이용한 암호화 방법의 타당성을 제시한다.
Optical information processing technology is characterized by high speed and parallelism, and the light features short wavelength and large information capacity; At the same time, it has various attributes including amplitude, phase, wavelength and polarization, and is a carrier of multi-dimensional information. Therefore, optical encryption is of great significance in the field of information security transmission, and is widely used in the field of image encryption. For multi-image encryption, this paper proposes a multi-image encryption algorithm based on a modified Gerchberg-Saxton algorithm (MGSA) in the Fresnel-transform domain and computational ghost imaging. First, MGSA is used to realize "one code, one key"; Second, phase function superposition and normalization are used to reduce the amount of ciphertext transmission; Finally, computational ghost imaging is used to improve the security of the whole encryption system. This method can encrypt multiple images simultaneously with high efficiency, simple calculation, safety and reliability, and less data transmission. The encryption effect of the method is evaluated by using correlation coefficient and structural similarity, and the effectiveness and security of the method are verified by simulation experiments.
본 논문에서는 이진위상 컴퓨터형성홀로그램(binary phase computer generated hologram;BPCGH)과 다중 XOR 연산을 이용하여 영상의 암호화를 개선시키는 방법을 제안하고자 한다. 먼저 암호화를 위해 원영상을 재생할 수 있는 BPCGH를 반복 알고리듬을 이용하여 설계하며, 이를 암호화할 영상으로 간주하여 랜덤하게 발생시킨 위상 키 영상과의 XOR 연산을 통해 암호화한다. 암호화된 영상을 다시 XOR 연산을 통해 여러 개의 슬라이드 영상으로 나눔으로써 암호화를 개선시킨다. 홀로그램의 복호화 과정은 암호화된 슬라이드 영상과 암호화시에 사용된 무작위 위상 키 영상을 직렬 정합시킨 후, 기준파와의 간섭에 의해 수행된다. 그리고 복호화 된 홀로그램 영상은 위상 변조한 후, 역푸리에 변환하여 최종적으로 구한다. 그리고 슬라이드 영상의 패턴을 적절히 바꾸어 주면 다양한 형태의 복호화된 BPCGH 영상을 생성할 수 있다. 제안된 암호화 방법은 암호화시에 사용된 무작위 키 영상 정보가 없으면 원영상이 전혀 복원되지 않고, 암호화된 슬라이드 영상을 달리함에 따라 복원되는 홀로그램의 패턴을 다양하게 얻을 수 있으므로 차별화 된 인증 시스템에 활용할 수 있다.
Hong, Seongmin;Im, Jaehyung;Islam, SM Mazharul;You, Jaehee;Park, Yongjun
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제17권3호
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pp.465-472
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2017
Security has become one of the most important requirements for various devices for multi-sensor based embedded systems. The AES (Advanced Encryption Standard) algorithm is widely used for security, however, it requires high computing power. In order to reduce the CPU power for the data encryption of images, we propose a new image encryption module using hardware memoization, which can reuse previously generated data. However, as image pixel data are slightly different each other, the reuse rate of the simple memoization system is low. Therefore, we further apply an approximate concept to the memoization system to have a higher reuse rate by sacrificing quality. With the novel technique, the throughput can be highly improved by 23.98% with 14.88% energy savings with image quality loss minimization.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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제14권1호
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pp.116-121
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2022
In this paper, we propose a highly secure watermarking technique in which the watermark is multi-encrypted using the R, G, and B component pixels of color image, and then the multi-encrypted watermark is hidden in the LSB of the color image pixel. According to the technique proposed in this paper, the quality of the stego-image created by hiding the multi-encrypted watermark in the LSB of the color image is so excellent that the difference from the cover image cannot be recognized. Also, it is possible to extract the original watermark from the stego-image without loss. If the watermark is hidden in the image using the proposed technique, the security of the watermark is maintained very well because the watermark hidden in the stego-image is multi-encrypted. The proposed watermarking technique can be used in the applications such as military and intellectual property protection requiring high security.
Journal of information and communication convergence engineering
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제8권4호
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pp.433-436
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2010
In this paper, we presented a ciphering method whose target data is any kind of digital bit-stream. It uses a chaotic system as the main encrypting tool, MISR (Multi-Input Signature Register), and shift-and-rotation function, all of which are exclusive-ORed with the plaintext. Also, it incorporates a cipher text feedback mode such that part of the previously ciphered data is fed back to encrypt the current data. The encryption block size and the amount of feedback data are different at each ciphering operation. Experimental results with the image/video date showed that this method has enough speed and encryption effect with negligible latency time. Thus, we are expecting it to have various application areas that need high speed stream ciphering with high security level.
Recently, a pixel-chaotic-shuffling (PCS) method has been proposed by Huang et al. for encrypting color images using multiple chaotic systems like the Henon, the Lorenz, the Chua, and the Rossler systems. All of which have great encryption performance. The authors claimed that their pixel-chaotic-shuffle (PCS) encryption method has high confidential security. However, the security analysis of the PCS method against the chosen-plaintext attack (CPA) and known-plaintext attack (KPA) performed by Solak et al. successfully breaks the PCS encryption scheme without knowing the secret key. In this paper we present an improved shuffling pattern for the plaintext image bits to make the cryptosystem proposed by Huang et al. resistant to chosen-plaintext attack and known-plaintext attack. The modifications in the existing PCS encryption method are proposed to improve its security performance against the potential attacks described above. The Number of Pixel Change Rate (NPCR), Unified Average Changed Intensity (UACI), information entropy, and correlation coefficient analysis are performed to evaluate the statistical performance of the modified PCS method. The simulation analysis reveals that the modified PCS method has better statistical features and is more resistant to attacks than Huang et al.'s PCS method.
년 논문에서는 MPEG과 JPEG, H.26X 계열 등의 DCT-기반 영상/비디오 컨텐츠에 효과적인 암호화 방법을 제안하였고, 이를 최적화된 하드웨어로 구현하여 고속동작이 가능하도록 하였다. 영상/비디오의 압축, 복원 및 암호화로 인한 많은 연산량을 고려하여 영상의 중요한 정보(DC 및 DPCM계수)만을 암호화 대상 데이터로 선정하여 부분 암호화를 수행하였다. 그 결과 암호화에 소요되는 비용은 원 영상 전체를 암호화하는 비용이 감소하였다. 여기서 Nf는 GOP내의 프레임수이고 PI는 B와 P 프레임에 존재하는 인트라 매크로블록의 수이다. 암호화 알고리즘으로는 다중모드 AES, DES, 그리고 SEED를 선택적으로 사용할 수 있도록 하였다. 제안한 암호화 방법은 C++로 구현한 소프트웨어와 TM-5를 사용하여 약 1,000개의 영상을 대상으로 실험하였다 그 결과 부분 암호화된 영상으로부터 원 영상을 추측할 수 없어 암호화 효과가 충분함을 확인하였으며, 이 때 암호화에 의한 압축률 감소율은 $1.6\%$에 불과하였다. Verilog-HDL로 구현한 하드웨어 암호화 시스템은 하이닉스 $0.25{\mu}m$ CMOS 팬텀-셀 라이브러리를 사용하여 SynopsysTM의 디자인 컴파일러로 합성함으로써 게이트-수준 회로를 구하였다. 타이밍 시뮬레이션은 CadenceTM의 Verilog-XL을 이용해서 수행한 결과 100MHz 이상의 동자 주파수에서 안정적으로 동작함을 확인하였다. 따라서 제안된 암호화 방법 및 구현된 하드웨어는 현재 중요한 문제로 대두되고 있는 종단간(end-to-end) 보안에 대한 좋은 해결책으로 유용하게 사용될 수 있으리라 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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