طراحی روش جدید در تولید کلید رمزنگاری بیومتریک بر اساس تصویر قطعه بندی شده اثر انگشت

هدف این مقاله استفاده از ویژگی­های بیومتریک اثر انگشت برای دستیابی به کلیدهای رمزنگاری تصادفی می باشد. پیچیدگی الگوریتم تولید کلید، تعداد بیت بالا و تصادفی بودن سه فاکتور مهم برای کلیدهای رمزنگاری قوی می­باشند. در روش پیشنهادی، ابتدا ویژگی­های بیومتریک یعنی نقاط مینوشیا را با پردازش تصویر اثر انگشت استخراج می کنیم. سپس برای افزایش پیچیدگی روش تولید کلید و امنیت کلید تولیدی، هر تصویر را به ۴۴ قطعه تقسیم می­کنیم تا با محاسبه فاصله اقلیدوسی و زاویه بین پیکسل­های مرکزی هر ۴۴ قطعه با کل مینوشیا­­های تصویر بتوانیم داده­ های تصادفی را افزایش دهیم. جهت افزایش بیشتر حالت تصادفی کلید، یک الگوریتم سه-گامه پیشنهاد می کنیم که شامل قرار دادن اعداد مربوط به زاویه و فاصله بصورت زوج و فرد در کنار یکدیگر، دو شکل جابجایی و جایگشت بیت ها و اعمال توزیع یکنواخت روی داده­ ها برای تولید کلید نهایی می باشد. به علت بالا بودن تعداد بیت کلید، می توان با استخراج زیر کلیدهای ۱۲۸، ۲۵۶ و ۵۱۲ بیتی از ماتریس کلید مذکور در رمزنگاری از آنها استفاده نمود. آنالیزهای آماری انجام شده همچون مجموعه تست­ های استاندارد NIST، تصادفی بودن و امنیت بالای کلید نهایی ۶۳۷۵۱ بیتی را اثبات می کند، و نشان دهنده عملکرد بهتر روش پیشنهادی در مقایسه با کارهای گذشته می­ باشد که تنها از فاصله یا زاویه بین نقاط مینوشیا برای تولید کلید رمزنگاری تصادفی با طول بیت یسیار کمتر استفاده کرده­ اند. الگوریتم پیشنهادی، با توجه به ۱۵ تست­ NIST، نسبت به کارهای جدید گذشته تا ۲۰% از نظر تصادفی بودن کلید تولید شده بهبود دارد.

Keywords:

قطعه بندی تصویر اثر انگشت , کلید رمزنگاری تصادفی , مینوشیا , توزیع یکنواخت , فاصله اقلیدوسی , جایگشت