Cebirsel şifrelenmiş LSB yöntemi
Algebraic encrypted LSB management
Yazar: ALİ KARADURAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ METİN TURAN
İstanbul Ticaret Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Teknolojinin gelişmesiyle ile birlikte bilgi güvenliğine olan ihtiyaç da önemli hale gelmiştir. Veri güvenliğinin amacı veride gizlenen mesajın üçüncü kişinin eline geçse bile anlayamayacağı formata getirilerek hedefe gönderilmesidir. Veri güvenliği ile alakalı kriptografi ve steganografi teknikleri kullanılmaktadır.  
Bu tez çalışmasında stenografi bilim dalının en az ağırlıklı bit şifreleme tekniği olarak bilinen LSB algoritmasının veri güvenliğinin cebirsel ifadeler ile iyileştirerek, belli oranda daha fazla sıkıştırma sağlarken resim üzerinde oluşan değişim hata oranını da çok artırmamak amaçlanmıştır. Geliştirilen algoritmada mesajın 24 bit renkli resimlere şifrelenmesi sağlanmıştır. Mesajda yer alan her karakter, şifrelenmek istenen resmin 2 pikseline kodlanır. Modelin başarımını ölçmek üzere (orijinal resim ile şifreli resmin değişim oranı) MSE ve PSNR metrikleri kullanılmış, LSB algoritması ile önerilen çalışma yaygın olarak kullanılan bazı model resimler üzerinde farklı uzunluktaki mesajlar için karşılaştırılmışlardır. Elde edilen sonuçlara göre, çalışmada önerilen algoritmanın sıkıştırma oranı %33 daha iyi olmasına rağmen, yapılan sınamalarda elde edilen değerlerin ortalamasına göre beklendiği üzere MSE hata oranı %29 artmış ve PSNR ise %2,5 azalmıştır. Her ne kadar metrik değerleri negatif gözükse de, orijinal resimdeki bu değişimler çok ufak ve gözle algılanabilir olmaktan uzaktır.  Kazanılan sıkıştırma oranı ve ayrıca verinin gizlenme güvenliği göz önünde bulundurulduğunda, güvenliğin önemli olduğu uygulamalara hitap ettiği düşünülmelidir.
Araştırmada verinin gizliliğini sağlayan LSB ve cebirsel ifadeler ile iyileştirilen yöntemlerin geliştirilmesi C# yazılım dili kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Resmin piksellerine veri gizleme işlemleri yapıldıktan sonra, MSE ve PSNR metrik değerlerinin hesaplanması için Matlab programı kullanılmıştır.

Abstract:
With the development of technology, the need for information security has also become important. The purpose of data security is to send the message hidden in the data to the destination, which it cannot understand even if it is received by the third person. Cryptography and steganography techniques related to data security are used.
In this thesis, it is aimed to improve the data security of LSB algorithm, which is known as the least weighted bit encryption technique of the shorthand discipline by algebraic expressions, while providing a certain amount of compression, and not to increase the error rate of the change on the picture. In the developed algorithm, the message is encrypted into 24-bit color images. Each character in the message is encoded into 2 pixels of the picture that you want to encrypt. MSE and PSNR metrics were used to measure the performance of the model (the rate of change of the original picture and the encrypted picture). The proposed study with the LSB algorithm was compared for messages of different lengths on some commonly used model pictures. According to the results obtained, although the compression rate of the algorithm proposed in the study was 33% better, the MSE error rate increased by 29% and PSNR decreased by 2.5% as expected compared to the average of the values obtained in the tests. Although the metric values seem negative, these changes in the original image are very small and far from perceptible. Considering the compression rate gained and also the security of data hiding, it should be considered that it addresses applications where security is important.
LSB and algebraic expressions that ensure the confidentiality of the data in the research were developed using C # software language. After data hiding operations were done on the pixels of the image, Matlab program was used to calculate MSE and PSNR metric values.