ДОСЛІДЖЕННЯ ТА МОДЕЛЮВАННЯ МЕТОДУ ГЕНЕРУВАННЯ ПОТОКУ МАТРИЧНИХ КЛЮЧІВ ПЕРЕСТАНОВОК ТА ЇХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ ЗАШИФРУВАННЯ-МАСКУВАННЯ ВІДЕОКАДРІВ - КРАСИЛЕНКО, ВОЛОДИМИР; ПІДЛУБНИЙ, ВЛАДИСЛАВ; НІКІТОВИЧ, ДІАНА (Herald of Khmelnytskyi National University. Technical sciences, 2023)
Анотація - У статті запропоновано та розглянуто метод генерації та формування потоку секретних матричних ключів у вигляді матриць перестановок. На основі розгляду переваг матричних моделей та алгоритмів криптоперетворень (КП) зображень (З), текстографічних документів, аспектів застосування цих криптосистем матричного типу для створення сліпих електронних цифрових підписів (СЕЦП), маскування відеокадрів, тощо, обгругтовано гостру необхідність формування набору чи послідовної серії секретних ключів. Показано, що з урахуванням особливостей криптоперетворень у багатосторінкових, блокових шифрах, у матричних афінно-перестановочних шифрах, необхідна в тому числі низка ключів у вигляді матриць перестановок (МП). Для вирішення цієї проблеми у статті пропонується новий підхід і метод генерації низки МК (МП), що базується на використанні серії послідовних криптоперетворень базового ключа за допомогою афінного шифрування при зміні ключів цього шифру у відповідності до згенерованої випадкової цифрової послідовності. Модельними експериментами у програмному середовищі Mathcad Professional, скрінами зі створених програмних модулів продемонстровані функціональні можливості та переваги методу генерації послідовної серії секретних ключів у вигляді матриць перестановок (МП). Досліджені властивості низки МК (МП) за допомогою кореляційних та взаємно еквівалентністних нормованих функцій, що є ефективнішими за кореляційні, та підтверджено адекватність, стійкість методу. Перевагою запропонованого методу та його матричних моделей, обчислювальних процедур є враховування  специфіки зображень та простота адаптації до різних типів та форматів зображень, наочність та ізоморфність візуалізації, як складових МК МП, так і всього потоку ключів. Наведені формули та алгоритмічні кроки процедур створення набору секретних матричних ключів та проміжних кроків закриття, зашифрування та розшифрування зображень. Отримані результати моделювання методу та процесів створення послідовної серії секретних ключів матричних перестановок у програмному середовищі Mathcad підтвердили правильність функціонування та переваги запропонованого методу.
Keywords: криптографія; матричні моделі криптографічних перетворень; метод генерування потоку ключів; секретний матричний ключ; матриця перестановок; текстографічний документ; електронний цифровий підпис; моделювання; Mathcad Professional; зашифрування-розшифрування зображень; маскування відеокадрів; афінний шифр; криптографічні нелінійні перетворення інтенсивностей пікселів зображення; кореляційна функція; просторова функція еквівалентності