پایان نامه کارشناسی کامپیوتر رمزنگاری توسط سیستم های فرکتال و کیاس

پایان نامه کارشناسی کامپیوتر رمزنگاری توسط سیستم های فرکتال و کیاس چکیده :با توجه به کاربرد روزافزون کامپیوتر حفظ امنیت و تایید صحت تصاویر نیز روز به روز اهمیت بیشتری می یابد . تصاویر مخابره شده ممکن است کاربردهایی چون کاربرد تجاری ، نظامی و یا حتی کاربردهای پزشکی داشته باشند که در هر صورت حفظ امنیت آنها و جلوگیری از دسترسی های غیر مجاز به این تصاویر رمزنگاری آنها را قبل از ارسال روی شبکه ضروری می کند ولی به دلیل ویژگیهای تصاویر خصوصاً حجم زیاد داده های تصویری و ویدئویی استفاده از الگوریتمهای کلاسیک رمز نگاری متن  مانند RSA و DES و... در این موارد ناکارآمد ، چون اولاً رمزکردن حجم زیاد داده های تصویری به این طریق بسیار وقتگیر خواهد بود و خصوصاً در کاربردهای بلادرنگ عملی ن یست و دومین مشکلی که این الگوریتمها دارند طول کلید آنهاست که با توجه به حجم داده های  رمزشده استفاده از کلیدهای با طول محدود باعث ضربه پذیری روش در برابر حملات متن رمزشده می گردد .برای غلبه بر این مشکلات افراد بسیاری به ارائه روشهای نوینی  در رمزنگاری تصویر پرداخته اند.در این مقاله سعی بر این بوده که با استفاده از ویژگیهای توابع آشوب و امکان تولید کلیدهایی با طول بینهایت الگوریتمی ساده ، سریع و ایمن برای رمزنگاری داده های تصویری ایجاد شود .همچنین با توجه به فضای بزرگ کلید در توابع آشوب این روش در برابر حملاتی چون حمله Brute force نیز بسیار مقاوم  است. در انتها باید گفت که علاوه بر حملات عمدی این الگوریتم نسبت به تغییراتی بسیار کوچک در کلید بسیار حساس بوده حتی با در دست داشتن مقادیر تقریبی کلید امکان شکستن رمز برای حمله گران وجود ندارد. بخش دوم این مقاله به بیان ویژگیهای سیستمهای آشوب و سیستم آشوب لورنز اختصاص یافته است . در بخش سوم روشهای رمزنگاری تصویر و ویژگی های خاص تصویر از نظر رمزنگاری را مورد بررسی قرار داده است . در بخش چهارم روش رمزنگاری پیشنهادی بیان شده است.در بخش پنجم نتایج شبیه سازی ارائه شده و بخش ششم به جمع بندی کار اختصاص یافته است.فهرست مطالب  عنوان صفحهچکیده                14رمزنگاری با سیستمهای آشوب  15تحلیل سیستم لورنز  16سایفرهای رمزنگاری تصویر  16الگوریتم رمزنگاری آشوبگون تصویر 16فصل اول :   1-1 ) مقدمه¬ای بر فشرده¬سازی اطلاعات              171-2 ) دسته¬بندی روش¬های فشرده سازی اطلاعات  171-2-1 ) فشرده¬سازی اطلاعات متنی  181-2-2 ) فشرده¬سازی تصاویر دو سطحی  191-2-3 ) فشرده¬سازی تصاویر چند سطحی سیاه و سفید و رنگی  191-3) فشرده¬سازی اطلاعات تصویری 201-4 ) کدینگ تصاویر  211-4-1 ) نگاشت 211-4-2 ) کوانتیزاسیون 231-4-3 ) اختصاص کد  231-5 ) معیارهای سنجش خطا  251-6) فشرده¬سازی با استفاده از تخمین 261-6-1) روش    27DPCM 1-6-2) روش Delta Modulation 1-6-3) تکنیک¬های وفقی 291-7) فشرده¬سازی با استفاده از تبدیلات متعامد  30فصل دوم : مقدمه¬ای بر فرکتال¬ها  و هندسه فرکتالی              41 2-1) مقدمه   47 2-2) نظریه آشوب (Chaos)       2-3) بررسی خصوصیات فرکتال¬ها       51 2-4)روش تعیین بُعد ساختارهای فرکتالی 52 فصل سوم : : فشرده¬سازی تصاویر بر اساس تئوری فرکتالی توابع تکراری  543-1 ) مقدمه   583-2) تولید فرکتال¬های خطی با استفاده از ایده ماشین 60MRCM   3-3 ) تبدیلات آفینی انقباضی وکدهای 61IFS 3-4 ) کدهای IFS و تولید تصاویر خود متشابه 623-5 ) کد کردن تصاویر معمولی با استفاده از تئوری فراکتال¬ها    643- 5-1) خود تشابهی در تصاویر معمولی 673-5-2) مدل کردن خود تشابهی در تصاویر بوسیله ماشین Partitiond-MRCM 693-5-3) قضیه کالج و تبدیلات آفینی سه بعدی 713-6 ) چرا فشرده¬سازی با فرکتال؟  753-7 ) ارائه یک روش عملی برای فشرده¬سازی فرکتالی  763-7-1) تقسیم بندی تصاویر(Image Segmentation) 3-7-2) تکنیک¬های کلاسبندی 803-7-3 ) انتخاب دامنه¬های مناسب 803-7-4)تبدیلات بلوکی فرکتالی 3-8) فشرده¬سازی تصویر و نوشتن فایل فرمت فرکتالی تصویر  833-9) بازسازی تصویر با استفاده از فایل فرمت فراکتالی تصویر  84نتایج شبیه سازی 85نتیجه 87 فهرست اشکال و نمودارهاعنوان صفحهشکل(1-1) بلوک دیاگرام یک سیستم کدینگ تصویر 19شکل(1-2) بلوک دیاگرام سیستم DPCM 24شکل(1-3) نحوه تخمین دو بعدی 25شکل(1-4) بلوک دیاگرام یک سیستم DM 25شکل(2-1) بنویت مندلبروت31شکل(2-2) نمونه¬ای از اشکال طبیعی تولید شده بوسیله فرکتال 32شکل(2-3) سه مرحله از تولید مثلث سیرپینسکی 33شکل(2-4) ساختار فرکتالی مثلث سرپینسکی 34شکل(2-5) دو نمونه از اشکال تولید شده توسط فرکتال¬های غیرخطی 34شکل(2-6) شکل کوه تولید شده توسط فرکتال¬های تصادفی 35شکل(2-7) فرضیه آشوب 37شکل(2-8) فرضیه آشوب 38شکل(2-9) خودتشابهی در ذوزنقه 42شکل(2-10) خود متشابهی در فرکتال کخ 42شکل(2-11) نحوه تشکیل  فرکتال کخ  از طریق تکرار  44شکل(2-12) ساختار فرکتالی دانه برف کخ 44شکل(2-13)  مجموعه مندلبرت 45شکل(2-14) روش تعیین بعد فرکتالی 50شکل(3-1 ) طرح سیستم MRCM 53شکل(3-2) مستقل بودن MRCM از تصویر اولیه 53شکل(3-3) تبدیل آفینی انقباضی 55شکل(3-4) برگ درخت بارنسلی 58شکل(3-5) نحوه انتخاب دامنه و برد در سیستم PMRCM 64شکل(3-6) مقایسه کیفیت لبه¬ها  68شکل(3-7) بلوک دیاگرام کلی فشرده¬سازی 71شکل(3-8) نمودار روش Quadtree 74شکل(3-9) بلوک دیاگرام تبدیلات بلوکی فرکتالی 77شکل(3-10) فلوچارت روش دکدکردن فرکتالی 81فهرست جداولعنوان صفحهجدول(2-1) 46جدول(2-2) 46جدول(3-1) کد های IFS چند شکل معروف. 60جدول(4-1) مقایسه الگوریتم ژنتیک با الگوریتم استاندارد. 95به همراه منابع و مراجع