پایان نامه کارشناسی کامپیوتر رمزنگاری توسط سیستم های فرکتال و کیاس

دسته بندي : فنی و مهندسی » کامپیوتر و IT
پایان نامه کارشناسی کامپیوتر رمزنگاری توسط سیستم های فرکتال و کیاس

چکیده :
با توجه به كاربرد روزافزون كامپيوتر حفظ امنيت و تأييد صحت تصاوير نيز روز به روز اهميت بيشتري مي يابد . تصاوير مخابره شده ممكن است كاربردهايي چون كاربرد تجاري ، نظامي و يا حتي كاربردهاي پزشكي داشته باشند كه در هر صورت حفظ امنيت آنها و جلوگيري از دسترسي هاي غير مجاز به اين تصاوير رمزنگاري آنها را قبل از ارسال روي شبكه ضروري مي كند ولي به دليل ويژگيهاي تصاوير خصوصاً حجم زياد داده هاي تصويري و ويدئويي استفاده از الگوريتمهاي كلاسيك رمز نگاري متن مانند RSA و DES و... در اين موارد ناكارآمد ، چون اولاً رمزكردن حجم زياد داده هاي تصويري به اين طريق بسيار وقتگير خواهد بود و خصوصاً در كاربردهاي بلادرنگ عملي ن يست و دومين مشكلي كه اين الگوريتمها دارند طول كليد آنهاست كه با توجه به حجم داده هاي رمزشده استفاده از كليدهاي با طول محدود باعث ضربه پذيري روش در برابر حملات متن رمزشده مي گردد .براي غلبه بر اين مشكلات افراد بسياري به ارائه روشهاي نويني در رمزنگاري تصوير پرداخته اند.
در اين مقاله سعي بر اين بوده كه با استفاده از ويژگيهاي توابع آشوب و امكان توليد كليدهايي با طول بينهايت الگوريتمي ساده ، سريع و ايمن براي رمزنگاري داده هاي تصويري ايجاد شود .همچنين با توجه به فضاي بزرگ كليد در توابع آشوب اين روش در برابر حملاتي چون حمله Brute force نيز بسيار مقاوم است. در انتها بايد گفت كه علاوه بر حملات عمدي اين الگوريتم نسبت به تغييراتي بسيار كوچك در كليد بسيار حساس بوده حتي با در دست داشتن مقادير تقريبي كليد امكان شكستن رمز براي حمله گران وجود ندارد. بخش دوم اين مقاله به بيان ويژگيهاي سيستمهاي آشوب و سيستم آشوب لورنز اختصاص يافته است . در بخش سوم روشهاي رمزنگاري تصوير و ويژگي هاي خاص تصوير از نظر رمزنگاري را مورد بررسي قرار داده است . در بخش چهارم روش رمزنگاري پيشنهادي بيان شده است.در بخش پنجم نتايج شبيه سازي ارائه شده و بخش ششم به جمع بندي كار اختصاص يافته است.

فهرست مطالب
عنوان صفحه
چكيده 14
رمزنگاری با سيستمهاي آشوب 15
تحليل سيستم لورنز 16
سايفرهاي رمزنگاري تصوير 16
الگوريتم رمزنگاري آشوبگون تصوير 16
فصل اول : 1-1 ) مقدمه¬اي بر فشرده¬سازي اطلاعات 17
1-2 ) دسته¬بندي روش¬هاي فشرده سازي اطلاعات 17
1-2-1 ) فشرده¬سازي اطلاعات متني 18
1-2-2 ) فشرده¬سازي تصاوير دو سطحي 19
1-2-3 ) فشرده¬سازي تصاوير چند سطحي سياه و سفيد و رنگي 19
1-3) فشرده¬سازي اطلاعات تصويري 20
1-4 ) کدينگ تصاوير 21
1-4-1 ) نگاشت 21
1-4-2 ) کوانتيزاسيون 23
1-4-3 ) اختصاص کد 23
1-5 ) معيارهاي سنجش خطا 25
1-6) فشرده¬سازي با استفاده از تخمين 26
1-6-1) روش 27DPCM
1-6-2) روش Delta Modulation
1-6-3) تکنيک¬هاي وفقي 29
1-7) فشرده¬سازي با استفاده از تبديلات متعامد 30
فصل دوم : مقدمه¬اي بر فرکتال¬ها و هندسه فرکتالي 41
2-1) مقدمه 47
2-2) نظريه آشوب (Chaos)
2-3) بررسي خصوصيات فرکتال¬ها 51
2-4)روش تعيين بُعد ساختارهاي فرکتالي 52
فصل سوم : : فشرده¬سازي تصاوير بر اساس تئوري فرکتالي توابع تکراري 54
3-1 ) مقدمه 58
3-2) توليد فرکتال¬هاي خطي با استفاده از ايده ماشين 60MRCM
3-3 ) تبديلات آفيني انقباضي وکدهاي 61IFS
3-4 ) کدهاي IFS و توليد تصاوير خود متشابه 62
3-5 ) کد کردن تصاوير معمولي با استفاده از تئوري فراکتال¬ها 64
3- 5-1) خود تشابهي در تصاوير معمولي 67
3-5-2) مدل کردن خود تشابهي در تصاوير بوسيله ماشين Partitiond-MRCM 69
3-5-3) قضيه کالج و تبديلات آفيني سه بعدي 71
3-6 ) چرا فشرده¬سازي با فرکتال؟ 75
3-7 ) ارائه يک روش عملي براي فشرده¬سازي فرکتالي 76
3-7-1) تقسيم بندي تصاوير(Image Segmentation)
3-7-2) تکنيک¬هاي کلاسبندي 80
3-7-3 ) انتخاب دامنه¬هاي مناسب 80
3-7-4)تبديلات بلوکي فرکتالي
3-8) فشرده¬سازي تصوير و نوشتن فايل فرمت فرکتالي تصوير 83
3-9) بازسازي تصوير با استفاده از فايل فرمت فراکتالي تصوير 84
نتايج شبيه سازي 85
نتيجه 87
فهرست اشكال و نمودارها
عنوان صفحه
شکل(1-1) بلوک دياگرام يک سيستم کدينگ تصوير 19
شکل(1-2) بلوک دياگرام سيستم DPCM 24
شکل(1-3) نحوه تخمين دو بعدي 25
شکل(1-4) بلوک دياگرام يک سيستم DM 25
شکل(2-1) بنويت مندلبروت31
شکل(2-2) نمونه¬اي از اشکال طبيعي توليد شده بوسيله فرکتال 32
شکل(2-3) سه مرحله از توليد مثلث سيرپينسکي 33
شکل(2-4) ساختار فرکتالي مثلث سرپينسکي 34
شکل(2-5) دو نمونه از اشکال توليد شده توسط فرکتال¬هاي غيرخطي 34
شکل(2-6) شکل کوه توليد شده توسط فرکتال¬هاي تصادفي 35
شکل(2-7) فرضيه آشوب 37
شکل(2-8) فرضيه آشوب 38
شکل(2-9) خودتشابهي در ذوزنقه 42
شکل(2-10) خود متشابهي در فرکتال کخ 42
شکل(2-11) نحوه تشکيل فرکتال کخ از طريق تکرار 44
شکل(2-12) ساختار فرکتالي دانه برف کخ 44
شکل(2-13) مجموعه مندلبرت 45
شکل(2-14) روش تعيين بعد فرکتالي 50
شکل(3-1 ) طرح سيستم MRCM 53
شکل(3-2) مستقل بودن MRCM از تصوير اوليه 53
شکل(3-3) تبديل آفيني انقباضي 55
شکل(3-4) برگ درخت بارنسلي 58
شکل(3-5) نحوه انتخاب دامنه و برد در سيستم PMRCM 64
شکل(3-6) مقايسه کيفيت لبه¬ها 68
شکل(3-7) بلوک دياگرام کلي فشرده¬سازي 71
شکل(3-8) نمودار روش Quadtree 74
شکل(3-9) بلوک دياگرام تبديلات بلوکي فرکتالي 77
شکل(3-10) فلوچارت روش دکدکردن فرکتالي 81
فهرست جداول
عنوان صفحه
جدول(2-1) 46
جدول(2-2) 46
جدول(3-1) کد هاي IFS چند شکل معروف. 60
جدول(4-1) مقايسه الگوريتم ژنتيک با الگوريتم استاندارد. 95
به همراه منابع و مراجع