İmge şifreleme için yeni bir yaklaşım: Kayıpsız ve tersinebilir imge dönüştürme yöntemi
A novel approach for image encryption: Exact and reversible image transformation  method
Yazar: GİZEM DURSUN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. UFUK ÖZKAYA
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, literatürde mevcut imge şifreleme yöntemlerine ek olarak yeni bir yaklaşım sunulmuştur. Literatürde yeni sayılabilecek bir yöntem olan imge dönüştürme ve veri saklama yönteminin kullanılması ile kayıpsız ve tersinir yeni bir imge şifreleme yöntemi gerçekleştirilmiştir.
İmge dönüştürme yönteminin gerçekleştirilmesi amacıyla matris dönüştürme teorisi kullanılarak orijinal imge ile hedef imge arasında tersinir bir dönüşüm matrisi tanımlanmıştır. Bu dönüşüm matrisinin orijinal imgeye uygulanmasıyla hedef imge ile aynı görüntüye sahip olan dönüştürülmüş imge olarak tanımlanan yeni bir imge oluşturulmaktadır. Böylece imge dönüştürme işlemi başarıyla gerçekleştirilmiş olup imge şifreleme yöntemi olarak kullanılması amacıyla diğer bir aşama olarak önerilen kayıpsız veri saklama algoritması gerçekleştirilmektedir. Kayıpsız veri saklama algoritması için ayrık dalgacık dönüşümünün başarılı bir şekilde kullanılması ile şifre çözme işleminde kullanılacak olan dönüşüm bilgisinin başka bir deyişle şifreleme anahtarının kayıpsız bir şekilde imge içerisine gömülme işlemi gerçekleştirilmektedir. Bu işlem sonucunda hedef imge ile aynı görüntüye sahip olan ve dönüşüm bilgisini de kayıpsız bir şekilde içeren şifrelenmiş imge başarıyla elde edilmektedir. Aynı işlem adımlarının ters bir sıralamayla tekrarlanması ile şifre çözme işlemi gerçekleştirilmekte ve orijinal imge bilgisine ihtiyaç duyulmaksızın şifrelenmiş imgeden kayıpsız bir şekilde orijinal imge geri elde edilmektedir. 
Tez kapsamında gerçekleştirilen imge şifreleme yönteminin başarısını değerlendirebilmek amacıyla önerilen algoritma görüntü işlemede sıklıkla kullanılan veri tabanlarından seçilen hem renkli hem de gri seviyeli imgeler üzerinde denenmiş, başarı metrikleri incelenmiştir. Ayrıca üç adet gri seviyeli imge eşzamanlı olarak bir renkli imgeye başarılı bir şekilde dönüştürülmüştür.

Abstract:
In this thesis, a novel approach is presented in addition to new method to existing methods in the literature. A new exact and reversible image encryption method is proposed with a new image transformation and data hiding methods.    
An invertible transformation matrix is defined with matrix transformation theory between original and target images for implementing image transformation method. A new image defined as transformed image having the same image as target image is created with implementing transformation matrix to original image. Thus, image transformation process is done successfully and then lossless data hiding method is presented for image encryption scheme. Discrete wavelet transform is used to implement lossless data hiding method and information of transform defined as encryption key that used for decryption procedure is embedded in the image without loss. Encrypted image included information of transform is created as the same of the target image. Decryption procedure is implemented with encryption procedure reversely and original image is recovered from the encrypted image without loss using not any information of the original image. 
The performance parameters are examined to evaluate the success of the proposed image encryption method for this thesis and the proposed image encryption algorithm is implemented to various grayscale and color images in the databases used for image processing. Besides, three grayscale images are transformed to a color image simultaneously.