A cryptographic evaluation of double random phase encoding in the gyrator domain

Abstract

In this study, cryptographic properties of double random phase encoding (DRPE) scheme in the discrete Gyrator domain with avalanche and bit independence criteria are evaluated. Experimental results demonstrate that the DRPE in the discrete Gyrator domain possesses excellent avalanche and bit independence properties and hence can significantly aid to preserve data confidentiality and integrity. The rotation angle of the Gyrator transform can be regarded as an additional key which increases the security of the encryption system. We compare our results with the avalanche and bit independence criterion (BIC) erformances of the conventional DRPE scheme. Although Gyrator transform based image cryptosystem has been widely studied, to the best of my knowledge, it is the first report on a cryptographic evaluation of discrete Gyrator transform with avalanche and bit independence criterions.|본 논문에서는 아발란치 및 비트독립 판정기준을 이용하여 이산 자이레이터 도메인상에서의 이중 랜덤 위상 인코딩 방법의 암호성능 평가에 관한 연구를 수행한다. 본 연구에서의 실험결과들로부터 이산 자이레이터 도메인상에서의 이중 랜덤 위상 인코딩 기법은 우수한 아발란치 및 비트독립 특성을 가지고 있음을 증명하였으며, 이러한 우수한 암호성능을 가지는 이산 자이레이터 도메인상의 이중 랜덤 위상 인코딩 기법은 영상데이터의 비밀성 및 무결성 보증에 특별히 효과적으로 활용될 수 있을 것이다. 자이레이터 변환의 회적각은 DRPE 기반 암호알고리즘의 암호성능 향상을 위한 추가적인 암호파라미터로서 사용될 수 있음을 기존의 DRPE 기반 암호알고리즘과의 암호성능 비교 분석을 통하여 증명하였으며, 또한 이산 자이레이터 도메인상의 이중 랜덤 위상 인코딩 기법이 우수한 아발란치 및 비트독립 값을 가짐을 처음으로 증명하였다.