ХАОТИКАЛЫҚ ДИНАМИКАҒА НЕГІЗДЕЛГЕН МҮДІРЛЕНГЕН БЕЙНЕ ШИФРЛАУ АЛГОРИТМІ

Мақалада хаотикалық динамикаға негізделген өзгертілген кескінді шифрлау алгоритмін жасау мәселесі қарастырылады. Зерттеудің өзектілігі қазіргі заманғы телекоммуникациялар, медициналық, биометриялық, мониторингтік және ақпараттық жүйелерде цифрлық кескіндер көбінесе құпия деректерді қамтиды және рұқсат етілмеген қол жеткізуден, ауыстырудан және бұрмалаудан сенімді қорғауды талап ететіндігімен түсіндіріледі. Сонымен қатар кескіндердің кәдімгі мәтіннен және екілік деректерден ерекшеленетін спецификалық қасиеттері бар: көрші пикселдер арасындағы жоғары корреляция, маңызды артықтық, екі өлшемді кеңістіктік құрылым және ақпараттың үлкен көлемі. Осы себепті дәстүрлі криптографиялық алгоритмдерді тікелей қолдану кескіннің статистикалық құрылымын тиімді жоюды әрқашан қамтамасыз ете бермейді. Зерттеудің негізі ретінде хаотикалық түрлендірулер мен стандартты криптографиялық механизмдерді біріктіретін гибридті тәсіл пайдаланылды. Негізгі архитектура кездейсоқ ауыстыруды, диффузияны және кейінгі аутентификацияланған AES-256-GCM шифрлауын пайдаланады. Бұл тәсіл пикселдерді алдын ала араластыру үшін хаотикалық жүйелердің артықшылығын және деректердің құпиялылығын, тұтастығын және аутентификациясын қамтамасыз ету үшін AES-GCM артықшылықтарын пайдаланады. Бұл жұмыс екі ретсіз бейнелеуді қолдануға негізделген алгоритмнің модификациясын ұсынады: логистикалық карта және шатыр картасы. Логистикалық карталау жаһандық ауыстыру тізбегін құру үшін пайдаланылады, ал шатыр картасы блоктарды араластыру және диффузиялық ағынды генерациялау үшін қолданылады. Сонымен қатар, алгоритмге кілтке тәуелді блок ауыстыру және кері байланыспен қосарланған диффузия енгізілген. Бірінші диффузия хаотикалық псевдокездейсоқ ағынды пайдалана отырып, пиксель мәндерін өзгертеді, ал екіншісі шифрленген мәтін байттары арасындағы тізбекті қатынасты құрайды. Осының арқасында бастапқы кескіннің бір пикселін өзгерту немесе құпия кілттің сәл өзгеруі соңғы шифрланған кескіннің айтарлықтай өзгеруіне әкеледі. Негізгі материал Scrypt функциясы арқылы жасалады және AES-256-GCM, логистикалық карта параметрлері, шатырды кескіндеу параметрлері, блок ауыстыру және кері байланысқа арналған бірнеше бөліктерге бөлінеді. Бұл бөлу алгоритмнің кілтке сезімталдығын арттырады және жеке шифрлау кезеңдерінің тәуелсіздігін қамтамасыз етеді. Ұсынылған алгоритмнің тиімділігін бағалау үшін энтропия көрсеткіштерін, көрші пикселдердің корреляциясын, гистограммалық талдауды, NPCR және UACI қолдану қарастырылған. Ұсынылған модификация шифрланған кескіндегі пиксельдердің таралуының біркелкілігін жақсартады, көрші пикселдер арасындағы корреляцияны азайтады, көшкін әсерін күшейтеді, статистикалық және дифференциалды криптоталдауға төзімділікті арттырады деп күтілуде. Ұсынылған алгоритм бейнебақылау жүйелеріндегі, телемедицинадағы, биометриялық сәйкестендірудегі, интеллектуалды бақылаудағы және қауіпсіз телекоммуникация қызметтеріндегі кескіндерді қорғау үшін пайдаланылуы мүмкін.