بخشی از مقاله
چکیده
دراینمقاله، به مقایسه الگوریتم هاي رمزنگاري مدرن که با تکنیک هاي مجزا رمزنگاري شده می پردازیم.در روش رمزنگاري تصویر با درهم ریزي،از دنباله هاي ریاضی، که یک رابطه ریاضی بازگشتی، و داراي یک مجموعه ضرایب می باشد. با تغییر ضرایب دنباله ریاضی، دنباله هاي مختلفی تولید می شود. براي ارزیابی الگوریتم، پس از رمزنگاري تصویر میزان درهم ریزي تصویر با معیارهاي استانداردي محاسبه می شود.
به علت پیچیدگی سیستم رمزنگاري تصویر و عدم رابطه مشخص بین معیارهاي ارزیابی و ضرایب دنباله، انتخاب ضرایب مناسب دنباله به آسانی امکان پذیر نیست در الگوریتم ژنتیک با در نظر گرفتن یک فرم عمومی براي رابطه بازگشتی و تعریف تابع برازندگی، ضرایب رابطه محاسبه می شود؛ تا اینکه دنباله یافته شده کارایی مطلوبی براي رمزنگاري تصویر داشته باشد. رمزنگاريدر روش اتوماتاي سلولی، ابتدا پیکسل هاي تصویر به ترتیب خوانده شده و هر پیکسل با قوانین اتوماتاي جایگزین میشود. در ادامه، پیکسل هاي رمزشده به عدد باینري تبدیل می شود. سپس، عمل جایگزینی هر بیت از پیکسل با استفاده از اتوماتاي صورت می گیرد شماره قانون استفاده شده براي هر پیکسل، توسط یک رابطه بازگشتی تعیین میشود.
-1 مقدمه
از الگوریتم هاي کلاسیک رمزنگاري، مانند RSA1 و DES2 در رمزنگاري تصویر ناکارآمد است؛ زیرا این الگوریتم ها وقت گیر بوده و در سیستم هاي قابلیت استفاده ندارد. براي داده تصویري روش هاي رمزنگاري ویژه با عنوان رمزنگاري تصویر توسعه داده شده است.[3. 4] رمزنگاري تصویر با دو تکنیک جایگزینی و درهم ریزي تصویر انجام می شود. در روش جایگزینی پیکسل هاي تصویر توسط محاسبات ریاضی با مقادیر برگشت پذیر دیگري جایگزین میشوند ولی در روش جابه جایی، مکان پیکسل هاي تصویر با استفاده از روابط ریاضی عوض می شود.[5]
-3 الگوریتم ژنتیک
الگوریتم ژنتیک از نظریه تکاملی داروین گرفته شده است. نظریه داروین به این شرح است که آن دسته ازصفات طبیعی که با قوانین طبیعی سازگاري بیشتري دارند، شانس بقاي بیشتري دارند. نظریه تکاملی داروین هیچ اثبات تحلیلی و قطعی ندارد؛ اما از نظر تجربی و آماري تأیید شده است. افراد جدید یک جامعه از طریق زادوولد تولید می شوند. شانس بقاي یک فرد در نسل جدید به ترک یب هاي کرومو زومی وابسته است.
در مراحل زادوولد ممکن است جهش هایی در خصوصیات یک فرد نسل جدید رخ دهد که در نتیجه موجودي با خصوصیات عالی و سازگاري بالا تولید شود. در روند زادوولد به گونه هاي برتر در هر نسل اجازه تولید مثل داده می شود و گونه هاي نامطلوب به تدریج از بین خواهند رفت و افراد نسل هاي جدید با گذشت زمان تکامل می یابند. الگوریتم ژنتیک در سال1970 میلادي توسط جان هلند ارائه شد. این الگوریتم در گروه الگوریتم هاي بهینه سازي تصادفی قرار دارد و براي بهینه ساز ي مسائل پیچیده با فضاي جست وجوي ناشناخته مناسب است.[6] الگوریتم ژنتیک در زیر به صورت خلاصه بیان شده است.
1. ابتدا الگوریتم مجموعه اي تصادفی از کاندیداهاي جواب که جمعیت اولیه نامیده می شوند، تولید و در هر نسل با کاندیداهاي جدیدي جایگزین می شوند.
2. در هر تکرار الگوریتم تابع برازندگی ارزیابی می شود. سپس تعدادي از بهترین کاندیدا ها براي نسل بعد انتخاب می شوند و جمعیت جدید را تشکیل می دهند.
3. تعدادي از این جمعیت با استفاده از اپراتورهاي ژنتیکی نظیر تقاطع وجهش براي تولید فرزندان جدید استفاده می شوند.
مراحل فوق تا رسیدن به یک پاسخ مناسب ادامه می یابد. در رمزنگاري تصویر به علت پیچیدگی، انتخاب نوع دنباله و مقادیر اولیه براي داشتن معیارهاي مناسب به صورت تحلیلی امکان پذیر نیست. اما با استفاده از الگوریتم ژنتیکمی توان دنباله مناسب براي رمزنگاري تصویر ارائه شود. براي یافتن دنباله، ابتدا یک فرم کلی رابطه بازگشتی در نظرگرفته می شود و با استفاده از الگوریتم ژنتیک ضرایب مناسبی براي این رابطه محاسبه می شود.
