Un sistema criptográfico ligero de difusión de confusión múltiple para asegurar imágenes utilizando un sistema...

Área de la Ciencia:

• Criptografía
• Seguridad de la información
• Matemáticas aplicadas

Sus antecedentes:

• Los sistemas de comunicación modernos se enfrentan a amenazas cada vez mayores para la transmisión de información confidencial.
• El desarrollo de métodos de encriptación robustos es crucial para salvaguardar los datos sensibles en entornos digitales.

Objetivo del estudio:

• Proponer un nuevo algoritmo de encriptación de imágenes utilizando un mapa caótico 5D modificado y hashing SHA-512.
• Mejorar la seguridad y la aleatoriedad del cifrado de imágenes digitales para aplicaciones de alto riesgo.

Principales métodos:

• Se desarrolló un mapa caótico 5D modificado y se analizaron sus propiedades caóticas utilizando diagramas de bifurcación y exponentes de Lyapunov.
• Se diseñó un nuevo algoritmo de encriptación de imágenes que incorpora el hashing SHA-512 y una arquitectura de confusión-difusión.
• La aleatoriedad de las secuencias caóticas generadas se validó utilizando la prueba del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST).

Principales resultados:

• El mapa caótico 5D modificado demostró una aleatoriedad significativa, validada por las pruebas del NIST.
• El algoritmo de cifrado logró altas métricas de seguridad: NPCR de 99.6069% y UACI de 33.4284%.
• El alto valor de entropía (7.99442) indica una fuerte resistencia a los ataques estadísticos.

Conclusiones:

• El sistema de encriptación caótica propuesto ofrece características de seguridad avanzadas para la protección de imágenes digitales.
• El algoritmo es adecuado para aplicaciones multimedia, médicas y militares que requieren seguridad de datos de alto nivel.
• Esta investigación pone de relieve la eficacia de los sistemas caóticos para asegurar la información en escenarios de comunicación de alto riesgo.