Afin algoritması ile blok karıştırma ve kaos kullanan bir renkli görüntü şifreleme algoritması
A color image encryption algorithm using block scrambling and chaos with an afin algorithm
Yazar: YOUSIF YAQOOB YOUSIF AL-BAYATI
Danışman: PROF. DR. NURETTİN DOĞAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Günümüzde veri güvenliği ve gizliliği büyük önem taşımaktadır, bu nedenle görüntü şifreleme yöntemleri üzerinde yapılan araştırmalar büyük bir ilgi görmektedir. Bu çalışmada, renkli görüntülerin güvenli bir şekilde şifrelenmesi amacıyla karmaşık bir algoritma geliştirmeyi hedeflemektedir. 
Bu çalışma için görüntü R, G, B kanallarına ayrıldıktan sonra her kanal alt bloklara ayrılmıştır. Daha sonra alt bloklar Afin algoritması kullanılarak karıştırılmıştır. Yine her bir alt blok Afin algoritması ile yeniden karıştırılmıştır. Karıştırma işlemi hem piksel konumları hem de R, G, B kanallarındaki gri seviye piksel değerlerinin değiştirilmesi için de yapılmıştır. Daha sonra pikseller, zikzak tarama kullanılarak yeniden düzenlenmiştir ve piksellerin daha iyi dağılımı sağlanarak şifreleme güvenliği artırılmıştır. Bu çalışmada renkli görüntüler için güçlü ve güvenilir bir görüntü şifreleme algoritması geliştirilmiştir. Bahsedilen yöntemin sonucunda elde edilen görüntüyü kaotik harita kullanılarak yeniden karıştırılmış ve elde edilen algoritma daha güçlü hale getirilmiştir. Bu sayede şifreleme sürecinde rastgelelik seviyesi artırılarak güvenlik artırılmıştır. Önerilen algoritmanın güvenlik ve performans açısından değerlendirilmesi için çeşitli analizler gerçekleştirilmiştir. Histogram analizi, piksel korelasyon analizi, entropi testi ve diferansiyel saldırı analizi gibi yöntemler kullanılarak algoritmanın güvenilirliği ve dirençliği test edilmiştir.
Güvenli ve etkili bir görüntü şifreleme çözümü sunan karmaşık bir algoritma elde edilmiştir. Bu algoritma, renkli görüntülerin güvenliğini sağlamak ve yetkisiz erişime karşı koruma sağlamak amacıyla kullanılabilir. 

Anahtar Kelimeler: Afin algoritması, Blok Karıştırma, Görüntü Şifreleme, Kaos

Abstract:
Data security and privacy are of great importance today, so research on image encryption methods is of great interest. In this study, it is aimed to develop a complex algorithm for the secure encryption of color images.
For this study, after the image is divided into R, G, B channels, each channel is divided into sub-blocks. Then the sub-blocks were shuffled using the Affine algorithm. Again, each subblock is reshuffled with the Affine algorithm. Mixing was also done for both pixel positions and changing the gray level pixel values in the R, G, B channels. Then the pixels are rearranged using zigzag scanning and the encryption security is increased by providing better distribution of the pixels. In this study, a strong and reliable image encryption algorithm has been developed for color images. The image obtained as a result of the aforementioned method was mixed again using the chaotic map and the obtained algorithm was made stronger. In this way, security has been increased by increasing the level of randomness in the encryption process. Various analyzes were carried out to evaluate the proposed algorithm in terms of security and performance. The reliability and resilience of the algorithm were tested using methods such as histogram analysis, pixel correlation analysis, entropy test and differential attack analysis.
A complex algorithm has been obtained that provides a secure and effective image encryption solution. This algorithm can be used to secure color images and protect against unauthorized access.

Keywords: Afin algorithm, Block mixing, Chaos, Images, Encryption.