The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

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A Novel Image Encryption using Complemented MLCA based on NBCA and 2D CAT

NBCA 에 기초한 여원 MLCA와 2D CAT를 이용한 새로운 영상 암호화

  • 김하경 (부경대학교 전자컴퓨터정보통신공학부) ;
  • 남태희 (동주대학 의료기공학과) ;
  • 조성진 (부경대학교 수리과학부) ;
  • 김석태 (부경대학교 전자컴퓨터정보통신공학부)
  • Received : 2011.01.31
  • Accepted : 2011.05.25
  • Published : 2011.06.30
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Abstract

In this paper, we propose encryption method to using complemented MLCA(Maximum Length Cellular Automata) based on NBCA(Null Boundary CA) and 2D CAT (Two-Dimensional Cellular Automata Transform) for efficient image encryption. The encryption method is processed in the following order. First, a transition matrix T is created using the Wolfram Rule matrix. Then, the transition matrix T is multiplied to the original image that is intended to be encrypted, which transfers the pixel values of the original image. Furthermore, the converted original image goes through a XOR operation with complemented vector F to convert into a complemented MLCA applied image. Then, the gateway value is set and 2D CAT basis function is created. Also, the 2D CAT is encrypted by multiplying the created basis function to the complemented MLCA applied image. Lastly, the stability analysis verifies that proposed method holds a high encryption quality status.

본 논문에서는 효율적인 영상 암호화를 위해 NBCA(Null Boundary CA)에 기초한 여원 MLCA(Maximum Length Cellular Automata)와 2D CAT(Two-Dimensional Cellular Automata Transform)를 이용한 암호화 방법을 제안한다. 암호화 방법은 먼저, Wolfram Rule 행렬에 의해 전이행렬 T를 생성한다. 그 후, 암호화하려는 원영상에 생성된 전이 행렬 T를 곱하여 원 영상의 픽셀 값을 변환한다. 또한 변환된 원 영상을 여원 벡터 F와 XOR 연산하여 여원 MLCA가 적용된 영상으로 변환한다. 다음, 게이트웨이 값을 설정하여 2D CAT 기저함수를 생성한다. 그리고, 여원 MLCA가 적용된 영상에 생성된 기저함수를 곱하여 2D CAT 암호화를 한다. 마지막으로 안정성 분석을 통하여 제안한 방법이 높은 암호화 수준의 성질을 가졌음을 검증한다.

Keywords

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