Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Điện tử: Mật mã dữ liệu ảnh ứng dụng kỹ thuật hỗn loạn

Luận án trình bày tổng quan về hàm hỗn loạn và ảnh số; mật mã ảnh ở mức bit ứng dụng kỹ thuật hỗn loạn; phân tích mật mã hỗn loạn có cấu trúc SPN. Để nắm chi tiết hơn về nội dung nghiên cứu, mời các bạn cùng tham khảo luận án.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật Điện tử: Mật mã dữ liệu ảnh ứng dụng kỹ thuật hỗn loạn BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HOÀNG XUÂN THÀNHMẬT MÃ DỮ LIỆU ẢNH ỨNG DỤNG KỸ THUẬT HỖN LOẠN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ HÀ NỘI - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HOÀNG XUÂN THÀNH MẬT MÃ DỮ LIỆU ẢNH ỨNG DỤNG KỸ THUẬT HỖN LOẠNNgành: Kỹ thuật điện tửMã số: 9520203 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. HOÀNG MẠNH THẮNG HÀ NỘI - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các kết quả trình bày trong Luận án là công trình nghiên cứu của tôidưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Hoàng Mạnh Thắng. Các số liệu, kết quả trình bày trongluận án là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào trướcđây. Các kết quả sử dụng tham khảo đã được trích dẫn đầy đủ và theo đúng quy định. Hà nội, ngày 06 tháng 11 năm 2019. Tác giả Hoàng Xuân Thành LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành được Luận án này, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến các Thày cô trongBộ môn Điện tử và Kỹ thuật máy tính, Viện Điện tử–Viễn thông đã hỗ trợ, giúp đỡ vàđộng viên tôi trong suốt quá trình làm luận án tiến sĩ tại Trường Đại học Bách khoa HàNội. Tôi gửi lời cám ơn đến người hướng dẫn, PGS. Hoàng Mạnh Thắng, người chỉ bảovà định hướng cho tôi trong quá trình nghiên cứu. Xin cám ơn rất nhiều! Hà nội, ngày 06 tháng 11 năm 2019. Mục lục TrangDANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ivDANH SÁCH HÌNH VẼ viiDANH SÁCH BẢNG xMỞ ĐẦU 1Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HÀM HỖN LOẠN VÀ ẢNH SỐ 7 1.1 Giới thiệu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 1.2 Mật mã hiện đại và phân loại. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 1.2.1 Định nghĩa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 1.2.2 Phân loại mật mã . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 1.3 Hệ thống hỗn loạn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 1.3.1 Hệ hỗn loạn liên tục theo thời gian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 1.3.2 Hệ hỗn loạn rời rạc theo thời gian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 1.3.2.1 Hàm Logistic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 1.3.2.2 Hàm Henon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 1.3.2.3 Hàm Cat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 1.3.2.4 Hàm hỗn loạn Cat-Hadamard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 1.3.2.5 Hàm Standard. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 1.3.2.6 Hàm Skew tent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 1.3.2.7 Hàm Chebyshev . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 1.3.2.8 Hàm hỗn loạn không gian-thời gian . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 1.4 Các thuộc tính của hàm hỗn loạn phù hợp cho ứng dụng trong mật mã . . . . .16 1.4.1 Các thuộc tính cơ bản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 1.4.2 Các tham số và tính chất của hàm hỗn loạn dùng trong mật mã . . . . . . .18 1.5 Tạo chuỗi ngẫu nhiên dùng hàm hỗn loạn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 1.5.1 Tạo chuỗi bit ngẫu nhiên . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 1.5.2 Tạo chuỗi số giả ngẫu nhiên . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 1.6 Ảnh số và các đặc điểm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 1.6.1 Biểu diễn ảnh số . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 1.6.2 Các đặc trưng của dữ liệu ảnh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24 1.7 Kết luận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 iChương 2: MẬT MÃ ẢNH Ở MỨC BIT ỨNG DỤNGKỸ THUẬT HỖN LOẠN 27 2.1 Giới thiệu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 2.2 Mô hình mật mã cấu trúc SPN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 2.2.1 Hoán vị các điểm ảnh sử dụng hỗn loạn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30 2.2.1.1 Các cơ chế hoán vị dữ liệu cho ảnh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 2.2.1.2 Luật hoán vị dựa vào biến trạng thái . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 2.2.1.3 Luật hoán vị dựa vào đặc tính động của hàm hỗn loạn rời rạc . . . .35 2.2.1.4 Đánh giá hiệu năng của phép hoán vị . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 2.2.2 Phép thay thế sử ...