ANÁLISIS DE EFICIENCIA Y CALIDAD ENTRE EL ALGORITMO AES CBC Y EL MAPA DE ARNOLD PARA EL CIFRADO DE IMÁGENES DIGITALES
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Abstract
This document presents a cross-analysis between the AES CBC algorithm and the chaos theory-based
Arnold map, which will serve as a guide for choosing the most efficient algorithm when encrypting and
deciphering digital images. To perform the analysis was developed an experimental case of simulation
of two digital images with different pixel sizes to later apply in them encryption and decryption using the
algorithms AES CBC and Arnold map in Different execution environments with Linux-based operating
systems. In this simulation two fundamental aspects were analyzed as the processing time at the time of
encrypting and deciphering a digital image applying the two algorithms and the quality of encryption by
means of the correlation coefficient. For the execution of the simulation a program based on Python
programming language was developed, which allowed to work in an easy way in the manipulation of
digital images. This program also generated illustrative data on the analysis of the characteristics of the
algorithms. Finally, after analyzing and comparing the simulation data, it was concluded that the AES
CBC algorithm manages optimal times in the encryption and decryption process of a digital image. On
the other hand, the map of Arnold takes advantage of the algorithm AES CBC with respect to the
correlation of pixels, because the map of Arnold does not distort the pixels of an image. This research
can serve as a starting point for future work related to the encrypted quality of digital images in public
Description
Este documento presenta un análisis comparativo entre el algoritmo AES CBC y el Mapa de Arnold
basado en la teoría del Caos, que servirá como guía para elegir el algoritmo más eficiente al momento
de cifrar y descifrar imágenes digitales. Para realizar el análisis comparativo se desarrolló un caso
experimental de simulación de dos imágenes digitales con diferentes tamaños de pixeles para
posteriormente aplicar en ellas el cifrado y descifrado utilizando los algoritmos AES CBC y Mapa de
Arnold en distintos ambientes de ejecución con sistemas operativos basados en Linux. En esta
simulación se analizaron dos aspectos fundamentales como el tiempo de procesamiento al momento de
cifrar y descifrar una imagen digital aplicando los dos algoritmos y la calidad de cifrado mediante el
coeficiente de correlación. Para la ejecución de la simulación se elaboró un programa basado en
lenguaje de programación Python, el cual permitió trabajar de forma fácil en la manipulación de
imágenes digitales. Este programa también genero datos ilustrativos acerca del análisis comparativo de
las características de los algoritmos. Finalmente, luego de analizar y comparar los datos de la
simulación se concluyó que el algoritmo AES CBC maneja tiempos óptimos en el proceso de cifrado y
descifrado de una imagen digital. Por otro lado, el Mapa de Arnold lleva ventaja al algoritmo AES CBC
con respecto a la correlación de píxeles, debido a que el mapa de Arnold no distorsiona los pixeles de
una imagen. Esta investigación puede servir de punto de inicio para trabajos futuros relacionados en la
calidad cifrado de imágenes digitales en entidades públicas y privadas.