3차원 카오스 캣맵을 이용한 JPEG2000 영상의 암호화 기술 = A Encryption Technique of JPEG2000 Image Using 3-Dimensional Chaotic Cat Map

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 JPEG2000 표준에서 주파수 변환기법으로 채택된 이산 웨이블릿 변환을 기반으로 영상의 부분 데이터만을 암호화하여 계산량을 줄이는 방법을 제안하였다. 또한 계산량이 많은 암호화 알고리즘 대신 비교적 계산량이 적은 캣맵(cat mad)과 카오스 시스템을 이용함으로써 계산량을 더욱 감소시켰다. 이 방법은 영상의 압축비를 유지하기 위해서 양자화와 엔트로피 코딩 사이에서 암호화를 수행하며, 부대역의 선택과 카오스 시스템을 이용한 무작위 변환방법을 사용한다. 영상에 대한 실험방법은 우선 암호화할 부대역을 선택하여 영상데이터를 3차원 블록으로 만든 후 캣맵에 의해 3차원으로 영상의 픽셀값을 교환 하는 방법과 캣맵에 의해 암호화된 부대역을 카오스 시스템을 이용하여 모듈러 연산에 의해 암호화하였다. 또한, JPEG2000의 점진적 전송(Progressive transmission)에 적합하게 암호화하기 위해서 비트 평면을 선택하여 암호화하였다. 제안한 방법을 소프트웨어로 구현하여 500개의 영상을 대상으로 실험한 결과 원 영상 데이터를 부분적으로 암호화함으로써 원 영상을 인식할 수 없을 정도의 암호화효과를 얻을 수 있었다. 본 논문에서는 여러 방식을 제안하였으며, 이들의 암호화 수행시간과 암호화 효율 사이에는 상보적인 관계가 있음을 보여, 적용분야에 따라 선택적으로 사용할 수 있음을 보였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, we proposed the image hiding method which decreases calculation amount by encrypt partial data using discrete wavelet transform(DWT) and linear scale quantization which were adopted as the main technique for frequency transform in JPEG2000 standard. Also we used the chaotic system and cat map which has smaller calculation amount than other encryption algorithms and then dramatically decreased calculation amount. This method operates encryption process between quantization and entropy coding for preserving compression ratio of images and uses the subband selection method. Also, suggested encryption method to JPEG2000 progressive transmission. The experiments have been performed with the Proposed methods implemented in software for about 500 images. Consequently, we are sure that the proposed is efficient image encryption methods to acquire the high encryption effect with small amount of encryption. It has been shown that there exits a relation of trade-off between the execution time and the effect of the encryption. It means that the proposed methods can be selectively used according to the application areas.