Color Image Encryption using MLCA and Bit-oriented operation

MLCA와 비트 단위 연산을 이용한 컬러 영상의 암호화

This paper presents a problem of the existing encryption method using MLCA or complemented MLCA and propose a method to resolve this problem. With the existing encryption methods, the result of encryption is affected by the original image because of spatial redundancy of adjacent pixels. In this proposed method, we transform spatial coordinates of all pixels into encrypted coordinates. We also encrypt color values of the original image by operating XOR with pseudo-random numbers. This can solve the problem of existing methods and improve the levels of encryption by randomly encrypting pixel coordinates and pixel values of original image. The effectiveness of the proposed method is proved by conducting histogram, key space analysis.

본 논문에서는 기존의 MLCA(Maximum length CA) 및 여원 MLCA를 이용한 영상 암호화의 문제점을 제시하고 이를 해결하기 위한 암호화 방법을 제안한다. 기존의 암호화 방법은 영상에서 인접한 픽셀간의 공간적 중복성(Spatial redundancy)으로 인해 암호화의 결과가 원 영상에 많은 영향을 받는 문제점이 있다. 본 방법에서는 MLCA 기반의 난수열을 생성하고, 이를 이용해 픽셀의 공간좌표를 암호화된 공간좌표로 변환한다. 이후 영상의 픽셀 값을 난수열과 XOR 연산을 취해 색상정보를 암호화한다. 이러한 방법은 원 영상의 픽셀 값뿐만 아니라 공간좌표를 암호화하기 때문에 픽셀의 공간적 중복성으로 인한 문제점을 해결할 수 있으며 암호화 수준을 향상시킨다. 히스토그램 분석, 키공간 분석을 통해 본 암호화 방법의 유효성을 확인하였다.