Year 2020, Volume 35 , Issue 3, Pages 1369 - 1386 2020-04-07

Doğrusal olmayan yeni bir sistem ile damar görüntülerinin mikrobilgisayar tabanlı olarak şifrelenmesi

Akif AKGÜL [1] , Mustafa Zahid YILDIZ [2] , Ömer Faruk BOYRAZ [3] , Emre GÜLERYÜZ [4] , Sezgin KAÇAR [5] , Bilal GÜREVİN [6]


Bu çalışmada yeni bir kaotik sistem ile mikrobilgisayar tabanlı olarak el üstü damar görüntülerinin şifrelenerek, güvenli bir şekilde veri tabanında saklanması ve kullanılması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında öncelikle kızılötesi kamera yardımıyla kişilerden alınan el üstü damar görüntüleri ön işleme ile iyileştirilmiştir. Daha sonra ön işlemeden geçirilmiş damar görüntüleri mikrobilgisayar ortamında şifrelenmiştir. Şifreleme işlemi için yeni tasarlanan ve analizleri gerçekleştirilen kaotik sistem ile üretilen rasgele sayılar kullanılmıştır. Şifreleme işlemi öncesi elde edilen rasgele sayılar, uluslararası alanda en çok kabul gören NIST-800-22 ve ENT testlerine tabi tutularak, tüm testlerden başarılı sonuçlar alınmıştır. Kaos tabanlı şifreleme sonucunda elde edilen görüntülerin histogram, korelasyon, entropi, NPCR ve UACI gibi literatürde sıklıkla kullanılan güvenlik analizleri ile başarımları ölçülmüştür. Gerçekleştirilen çalışma ile kimlik tanıma sistemlerinde de kullanılabilen el üstü damar görüntülerinin mobil olarak güvenli bir şekilde kullanılabileceği gösterilmiştir.

Damar görüntüleme, Damar görüntüsü şifreleme, Kaotik sistem, Raspberry Pi 3, Rasgele sayı üreteci
  • 1. Lee E.C., Jung H., Kim D., Infrared Imaging Based Finger Recognition Method. In Proceedings of International Conference on Convergence and Hybrid Information Technology, Korea, 228-230, August, 2010.
  • 2. Yang W. Wang S., Hu J., Zheng G., Valli C., A fingerprint and finger-vein based cancelable multi-biometric system, Pattern Recognition, 78, 242-251, 2018.
  • 3. Wang L., Leedham G., Cho D.S.Y., Minutiae feature analysis for infrared hand vein pattern biometrics, In: Pattern Recognition. Part Special Issues in The Journal of the Pattern Recognition Society, 41 (3), 920–929, 2008.
  • 4. Tanaka T., Kubo N., Biometric authentication by hand vein patterns, SICE, Annual Conference in Sapporo, 249-253, August, 2004.
  • 5. Wang J., Wang G., Li M., Du W., Hand vein recognition based on PCET, Optik-International Journal for Light and Electron Optics, 127(19), 7663-7669, 2016.
  • 6. Liu Z.H., YIN J., JIN Z., An adaptive feature and weight selection method based on gabor image for face recognition, Acta Photonica Sin, 40 (4), 636–641, 2011.
  • 7. Chai X., Gan Z., Chen Y., Zhang Y., A visually secure image encryption scheme based on compressive sensing, Signal Processing, 134, 35–51, 2017.
  • 8. Hua Z., Zhou Y., Design of image cipher using block-based scrambling and image filtering, Informations Sciences, 396, 97–113, 2017.
  • 9. Dzwonkowski M., Papaj M., Rykaczewski R., A new quaternion-based encryp- tion method for DICOM images, IEEE Trans., Image Process., 24 (11), 4614–4622, 2015.
  • 10 Mildenberger P., Eichelberg M., Martin E., Introduction to the DICOM standard, Eur. Radiol., 12 (4), 920–927, 2002.
  • 11. Zhang Y., Xiao D., An image encryption scheme based on rotation matrix bit-level permutation and block diffusion, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 19 (1), 74–82, 2014.
  • 12. Zhang L.B., Zhu Z.L., Yang B.Q., Liu W.Y., Zhu H.F., Zou M.Y., Medical image encryption and compression scheme using compressive sensing and pixel swapping based permutation approach, Mathematical Problems in Engineering, 2015.
  • 13. Akkaya S., Pehlivan I., Akgul A., Varan M., Yeni bir kaos tabanlı rasgele sayı üreteci kullanan banka şifrematik cihazı tasarımı ve uygulaması. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 33 (3), 1172-1182, 2018.
  • 14. Çiçek S., Ferikoğlu A., Pehlivan I., A new 3D chaotic system: dynamical analysis, electronic circuit design, active control synchronization and chaotic masking communication application, Optik-International Journal for Light and Electron Optics, 127(8), 4024-4030, 2016.
  • 15. Ozdemir A., Pehlivan I., Akgul A., Guleryuz E., A strange novel chaotic system with fully golden proportion equilibria and its mobile microcomputer-based RNG application, Chinese Journal of Physics, 2018.
  • 16. Çavuşoğlu Ü., Uyaroğlu Y., Pehlivan İ., Design of a continuous-time autonomous chaotic circuit and application of signal masking. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 29 (1), 79-87, 2014.
  • 17. Akgul A., Pehlivan I., A New Three-Dımensıonal Chaotıc System Wıthout Equılıbrıum Poınts, Its Dynamıcal Analyses And Electronıc Cırcuıt Applıcatıon, Tehnıckı Vjesnık-Technical Gazette, 209-214, 1330-3651, 2016.
  • 18. Lu J., Chen G., Zhang S., Dynamical analysis of a new chaotic attractor, International Journal of Bifurcation and Chaos, 12(5), 1001-1015, 2002.19. Sprott J.C., A new class of chaotic circuit, Physics Letters A, 266(1), 19-23, 2000.
  • 20. Tuna M., Fidan C. B., A Study on the importance of chaotic oscillators based on FPGA for true randomnumber generating (TRNG) and chaotic systems. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 33 (2), 473-491, 2018.
  • 21. Boyraz Ö. F., Yildiz M. Z., Mobil Damar Görüntüleme Cihazı Tasarımı, In 4th International Symposium on Innovative Technologies in Engineering and Science (ISITES2016), 3-5, November, 2016.
  • 22. Sato S., Sano M., Sawada Y., Practical methods of measuring the generalized dimension and the largest lyapunov exponent in high dimensional chaotic systems. Progress of Theoretical Physics, 77(1), 1987.
  • 23. Tuna M., Fidan C., Kaotik sistemler ve FPGA tabanlı kaotik osilatörlerin gerçek rasgele sayı üretimindeki (GRSÜ) önemi üzerine bir araştırma, Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33 (2), 473-492, 2018.
  • 24. Koyuncu İ., Kriptolojik Uygulamalar İçin Fpga Tabanlı Yeni Kaotik Osilatörlerin Ve Gerçek Rasgele Sayı Üreteçlerinin Tasarımı Ve Gerçeklenmesi, Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014.
  • 25. http://www.fourmilab.ch/random/, Yayın tarihi Ocak 28, 2008. Erişim Tarihi Temmuz 18, 2018.
  • 26. Stoyanov B., Kordov K., A novel pseudorandom bit generator based on chirikov standard map filtered with shrinking rule, Mathematical Problems in Engineering, 1-4, 2014.
  • 27. Seetharam D., Rhee S., An efficient pseudo random number generator for low-power sensor networks wireless networks, In Proceedings of the 29th Annual IEEE International Conference on Local Computer Networks, 2004.
  • 28. Akhshani A,. Akhavan A., Mobaraki A., Lim S., Hassan Z., Pseudo random number generator based on quantum chaotic map, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 19 (1), 101-111, 2014.
  • 29. Yildiz M.Z., Boyraz Ö.F., Development of a low-cost microcomputer based vein imaging system, Infrared Physics & Technology, 98, 27-35, 2019.
Primary Language tr
Subjects Engineering
Journal Section Makaleler
Authors

Orcid: 0000-0001-9151-3052
Author: Akif AKGÜL
Institution: SAKARYA UYGULAMALI BİLİMLER ÜNİVERSİTESİ, TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0003-1870-288X
Author: Mustafa Zahid YILDIZ (Primary Author)
Institution: SAKARYA UYGULAMALI BİLİMLER ÜNİVERSİTESİ, TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-3292-2814
Author: Ömer Faruk BOYRAZ
Institution: SAKARYA UYGULAMALI BİLİMLER ÜNİVERSİTESİ, TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ

Orcid: 0000-0001-6198-3571
Author: Emre GÜLERYÜZ
Institution: SAKARYA UYGULAMALI BİLİMLER ÜNİVERSİTESİ, TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ

Orcid: 0000-0002-5171-237X
Author: Sezgin KAÇAR
Institution: SAKARYA UYGULAMALI BİLİMLER ÜNİVERSİTESİ, TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ

Orcid: 0000-0003-4035-2759
Author: Bilal GÜREVİN

Dates

Application Date : April 26, 2019
Acceptance Date : February 1, 2020
Publication Date : April 7, 2020

Bibtex @research article { gazimmfd558379, journal = {Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi}, issn = {1300-1884}, eissn = {1304-4915}, address = {}, publisher = {Gazi University}, year = {2020}, volume = {35}, pages = {1369 - 1386}, doi = {10.17341/gazimmfd.558379}, title = {Doğrusal olmayan yeni bir sistem ile damar görüntülerinin mikrobilgisayar tabanlı olarak şifrelenmesi}, key = {cite}, author = {Akgül, Akif and Yıldız, Mustafa Zahid and Boyraz, Ömer Faruk and Güleryüz, Emre and Kaçar, Sezgin and Gürevi̇n, Bilal} }
APA Akgül, A , Yıldız, M , Boyraz, Ö , Güleryüz, E , Kaçar, S , Gürevi̇n, B . (2020). Doğrusal olmayan yeni bir sistem ile damar görüntülerinin mikrobilgisayar tabanlı olarak şifrelenmesi . Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi , 35 (3) , 1369-1386 . DOI: 10.17341/gazimmfd.558379
MLA Akgül, A , Yıldız, M , Boyraz, Ö , Güleryüz, E , Kaçar, S , Gürevi̇n, B . "Doğrusal olmayan yeni bir sistem ile damar görüntülerinin mikrobilgisayar tabanlı olarak şifrelenmesi" . Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35 (2020 ): 1369-1386 <http://www.dergipark.org.tr/en/pub/gazimmfd/issue/53611/558379>
Chicago Akgül, A , Yıldız, M , Boyraz, Ö , Güleryüz, E , Kaçar, S , Gürevi̇n, B . "Doğrusal olmayan yeni bir sistem ile damar görüntülerinin mikrobilgisayar tabanlı olarak şifrelenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35 (2020 ): 1369-1386
RIS TY - JOUR T1 - Doğrusal olmayan yeni bir sistem ile damar görüntülerinin mikrobilgisayar tabanlı olarak şifrelenmesi AU - Akif Akgül , Mustafa Zahid Yıldız , Ömer Faruk Boyraz , Emre Güleryüz , Sezgin Kaçar , Bilal Gürevi̇n Y1 - 2020 PY - 2020 N1 - doi: 10.17341/gazimmfd.558379 DO - 10.17341/gazimmfd.558379 T2 - Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 1369 EP - 1386 VL - 35 IS - 3 SN - 1300-1884-1304-4915 M3 - doi: 10.17341/gazimmfd.558379 UR - https://doi.org/10.17341/gazimmfd.558379 Y2 - 2020 ER -
EndNote %0 Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University Doğrusal olmayan yeni bir sistem ile damar görüntülerinin mikrobilgisayar tabanlı olarak şifrelenmesi %A Akif Akgül , Mustafa Zahid Yıldız , Ömer Faruk Boyraz , Emre Güleryüz , Sezgin Kaçar , Bilal Gürevi̇n %T Doğrusal olmayan yeni bir sistem ile damar görüntülerinin mikrobilgisayar tabanlı olarak şifrelenmesi %D 2020 %J Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi %P 1300-1884-1304-4915 %V 35 %N 3 %R doi: 10.17341/gazimmfd.558379 %U 10.17341/gazimmfd.558379
ISNAD Akgül, Akif , Yıldız, Mustafa Zahid , Boyraz, Ömer Faruk , Güleryüz, Emre , Kaçar, Sezgin , Gürevi̇n, Bilal . "Doğrusal olmayan yeni bir sistem ile damar görüntülerinin mikrobilgisayar tabanlı olarak şifrelenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35 / 3 (April 2020): 1369-1386 . https://doi.org/10.17341/gazimmfd.558379
AMA Akgül A , Yıldız M , Boyraz Ö , Güleryüz E , Kaçar S , Gürevi̇n B . Doğrusal olmayan yeni bir sistem ile damar görüntülerinin mikrobilgisayar tabanlı olarak şifrelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(3): 1369-1386.
Vancouver Akgül A , Yıldız M , Boyraz Ö , Güleryüz E , Kaçar S , Gürevi̇n B . Doğrusal olmayan yeni bir sistem ile damar görüntülerinin mikrobilgisayar tabanlı olarak şifrelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(3): 1369-1386.