• 제목/요약/키워드: cellular-automata

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셀룰라 오토마타 기반의 수축-삽입 수열의 분석 (Analysis of Shrunken-Interleaved Sequence Based on Cellular Automata)

  • 최언숙;조성진
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권10호
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    • pp.2283-2291
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    • 2010
  • 스트림 암호시스템에 사용되는 불규칙 시각 제어 생성기인 수축수열 생성기는 두 개의 LFSR(Linear Feedback Shift Register)로 구성되며 이 생성기에 의해 생성되는 수열은 비선형수열임이 알려져 있다. 두 개의 최대길이를 갖는 90/150 셀룰라 오토마타 기반의 비선형수열 생성기는 각 셀에서 동일한 특성다항식을 갖는 의사 난수열을 효과적으로 생성할 수 있으므로 LFSR에 의해 생성되는 수열에 비하여 주기와 선형복잡도가 높은 비선형수열을 생성할 수 있다. 본 논문은 이러한 비선형수열에 대한 분석으로 90/150 셀룰라 오토마타 기반의 수축-삽입수열(shrunken-interleaved sequence)을 다룬다. 셀룰라 오토마타 기반의 비선형수열 생성기에 의해 생성되는 수축-삽입수열을 삽입수열로 분석이 가능함을 보이고 출력 수열의 일부를 알 때 알려지지 않은 새로운 출력 수열의 일부를 효과적으로 재구성하는 알고리즘을 제안한다.

셀룰라 오토마타를 이용한 블록 암호 알고리즘 (A Block Cipher Algorithm based on Cellular Automata)

  • 이준석;장화식;이경현
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제5권6호
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    • pp.665-673
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    • 2002
  • 본 논문에서는 LFSR(Linear Feedback Shift Register)의 대안으로 소개되고 있는 셀룰라 오토마타(CA: Cellular Automata)를 소개하고 이를 이용한 새로운 블록 암호 알고리즘을 제안한다. 제안된 블록 암호 알고리즘의 성능과 안전성 평가를 위해 쇄도효과와 수행속도에 대해 표준 블록 암호 알고리즘과 비교를 수행하고 또한 차분 분석법(Differential Cryptanalysis)에 대하여 제안 알고리즘에 대한 축소된 버전으로 평가를 수행한다. 부가적으로 제안 암호 알고리즘의 출력 비트열에 대하여 FIPS PUB 140-2(Federal Information Processing Standards publication 140-2)의 랜덤 수열에 대한 통계적 검정을 수행함으로써 출력 수열이 랜덤함을 보인다.

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Inversion of Spread-Direction and Alternate Neighborhood System for Cellular Automata-Based Image Segmentation Framework

  • Lee, Kyungjae;Lee, Junhyeop;Hwang, Sangwon;Lee, Sangyoun
    • Journal of International Society for Simulation Surgery
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    • 제4권1호
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    • pp.21-23
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    • 2017
  • Purpose In this paper, we proposed alternate neighborhood system and reverse spread-direction approach for accurate and fast cellular automata-based image segmentation method. Materials and Methods On the basis of a simple but effective interactive image segmentation technique based on a cellular automaton, we propose an efficient algorithm by using Moore and designed neighborhood system alternately and reversing the direction of the reference pixels for spreading out to the surrounding pixels. Results In our experiments, the GrabCut database were used for evaluation. According to our experimental results, the proposed method allows cellular automata-based image segmentation method to faster while maintaining the segmentation quality. Conclusion Our results proved that proposed method improved accuracy and reduced computation time, and also could be applied to a large range of applications.

A New Public Key Encryption Scheme based on Layered Cellular Automata

  • Zhang, Xing;Lu, Rongxing;Zhang, Hong;Xu, Chungen
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권10호
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    • pp.3572-3590
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    • 2014
  • Cellular automata (CA) based cryptosystem has been studied for almost three decades, yet most of previously reported researches focus on the symmetric key encryption schemes. Up to now, few CA based public key encryption scheme has been proposed. To fill the gap, in this paper, we propose a new public key encryption scheme based on layered cellular automata (LCA). Specifically, in the proposed scheme, based on the T-shaped neighborhood structure, we combine four one-dimensional reversible CAs (set as the private key) to form the transition rules of a two-dimension CA, where the two-dimension CA is set as the corresponding public key. Based on the hardness assumption of the Decisional Dependent CA problem in LCA, we formally prove the proposed scheme is indistinguishably secure against the chosen-plaintext attack (IND-CPA). In addition, we also use a numeric example to demonstrate its feasibility. Finally, analysis of key space and time efficiency are also carried out along with RSA-1024, and the simulation results demonstrate that our proposed scheme is more efficient.

유비쿼터스 컴퓨팅 보안을 위한 경량 블록 암호 구현 (Implementation of Lightweight Block Cipher for Ubiquitous Computing Security)

  • 김성환;김동성;송영덕;박종서
    • 융합보안논문지
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    • 제5권3호
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    • pp.23-32
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    • 2005
  • 본 논문에서는 유비쿼터스 컴퓨팅 보안을 위한 128비트 Reversible Cellular Automata(RCA)기반 경량 블록 암호를 설계하고 구현한다. 유비쿼터스 컴퓨팅이 요구하는 하드웨어 제약조건을 충족하기 위하여 높은 임의성을 제공하는 Cellular Automata를 기반으로 블록구조를 설계하였다. 구현된 블록 암호기법은 암호화 과정동안 704 클럭 사이클로 동작하고 2,874 게이트수를 보였다. 구현 결과 기존의 AES나 NTRU보다 처리속도가 31% 향상되었고, gate수는 20%만큼 절감되었다. 차분 분석(Differential Cryptanalysis)과 Strict Avalanche Criterion(SAC)을 수행함으로써 구현된 블록 암호 알고리즘의 안정성을 검증하였다.

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다 해상도 특성을 갖는 2D 셀룰러 오토마타 변환을 이용한 디지털 워터마킹 (Digital Watermarking using Multi-resolution Characteristic of 2D Cellular Automata Transform)

  • 박영일;김석태
    • 한국통신학회논문지
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    • 제34권1C호
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    • pp.105-112
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    • 2009
  • 본 논문에서는 다 해상도 특성을 갖는 2D 셀룰러 오토마타 변환 (2D Cellular Automata Transform)을 이용한 디지털 워터마킹 방법을 제안한다. 먼저 게이트웨이(gateway) 값들을 선택하여 기저함수를 만든 후 원 영상을 셀룰러 오토마타 영역으로 변환한다. 다음 변환 영역의 특정 부분에 랜덤 비트 옅을 워터마크로 삽입한다. 마지막으로 실험을 통하여 제안 방법의 충실도가 기존의 방법보다 높을 뿐만 아니라 JPEG 압축, 필터링, 첨예화, 노이즈 등 공격에도 강인성을 가지고 있음을 증명한다. 본 제안 방법에서 기저함수는 한 조의 게이트웨이 값들에 의해 유일하게 하나가 존재하며 가능한 게이트웨이 값들의 종류는 $2^{96}$개가 있기 때문에 뛰어난 안전성을 가진다.

두 개의 최대 주기를 갖는 셀룰라 오토마타 수열을 이용한 영상 암호화 (Image Encryption using Cellular Automata Sequence with Two Maximum Cycle)

  • 남태희;조성진;김석태
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.1201-1208
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    • 2010
  • 본 논문에서는 두 개의 선형 MLCA(Maximum Length Cellular Automata)을 이용한 영상 암호화 방법을 제안한다. 암호화 방법은 먼저 8 비트 초기 값을 임의로 설정한다. 그 다음, 설정된 초기 값을 이용하여 행과 열을 단계적으로 변화시켜 고품질의 PN(pseudo noise) 수열을 생성한다. 생성된 수열을 이용하여 기저영상을 생성한다. 마지막으로 기저영상을 원 영상과 XOR 연산함으로서 암호화 수준이 높은 결과 영상을 얻는다. 히스토그램 및 안정성 분석을 통하여 제안한 방법이 높은 암호화 수준의 성질을 가졌음을 검증한다.