Cryptage d'images satellitaires à bord d'un satellite d'observation de la terre

Abstract

الملخص

يوميا، نحن نعيش في مجتمع رقمي كالإنترنت والتطورات السريعة في تكنولوجيا المعلومات و وسائل الإعلام المتعددة أدت إلى تغيير عميق في طريقة تواصلنا. يمكن تبادل كمية هائلة من وسائط الإعلام بسهولة عبر الإنترنت. على وجه الخصوص، تحتل صورة القمر الصناعي مكانًا مهمًا في الاتصال الحديث وفي الآونة الأخيرة، أثار الطلب المتزايد على خدمات صور الأقمار الصناعية على الشبكات اهتمامًا بتقنية حماية الصور، وكلما ازداد استخدامها، ازدادت أهمية أمنها عندما يتم تخزين الصور الرقمية ونقلها عبر الإنترنت. مع ذلك، فإن بيانات صور الأقمار الصناعية لها خصائص معينة مثل حجم ونوعية المعلومات. وهكذا، أصبحت القضايا الأمنية حادة بشكل استثنائي و هذه الاعتبارات وجهت هذه الأطروحة، لذلك نقترح إطلاق هذه الرسالة من خلال دمج متطلبات الأمن في نظام البيانات لتوفير حماية معقولة دون المساس بأداء صورة القمر الصناعي. نقترح خوارزمية جديدة لتشفير صور الأقمار الصناعية تستند إلى مزيج من عدة أنظمة فوضوية وتقنية دورانية عشوائية. تتمثل مساهمتنا في تنفيذ ثلاث خرائط فوضوية مختلفة (اللوجيستية ، الجيب والمعيار) جنبا إلى جنب مع بعضها البعض لتحسين أمن صور الأقمار الصناعية. بالإضافة إلى تحسين التشفير ، تركز الخوارزمية المقترحة أيضًا على الكفاءة المتقدمة لتشفير الصور. مقارنة بالمخططات الكلاسيكية القائمة على خرائط فوضوية متعددة ودوران Rubik ، فإن نهجنا ليس له فقط نفس مزايا الأنظمة الفوضوية مثل الحساسية العالية للقيم الأولية وعدم القدرة على التنبؤ ، والعشوائية الزائفة ، ولكن أيضًا المزايا التي تسمح لعدد كبير من التبادلات العشوائية المحتملة ، وتحسين أداء NPCR ، وارتفاع نتائج الانحراف (MD) مقارنة مع المخططات الأخرى. Résumé Quotidiennement, nous vivons dans une société numérique. L'événement d'Internet et les progrès rapides des technologies de l'information et du multimédia ont profondément transformé notre façon de communiquer. Une énorme quantité de médias peut être facilement échangée via Internet. En particulier, l'image satellitaire occupe une place importante dans la communication moderne. Récemment, la demande croissante des services par satellite sur les réseaux a suscité un intérêt pour la technologie de protection d'image, plus leur utilisation est en croissance, plus leur sécurité est devenue un enjeu important lorsque les images numériques sont stockées et transmises sur les réseaux publics. Cependant, les données d'images satellitaires ont des caractéristiques particulières telles que la taille et la qualité d’information. Ainsi, les problèmes de sécurité sont devenus exceptionnellement aigus. Ce sont ces considérations qui ont guidé cette thèse. Nous proposons donc de lancer cette thèse en intégrant les exigences de sécurité dans le système de données pour assurer une protection raisonnable sans dégrader les performances de l'image satellite. Un nouvel algorithme de cryptage d'images satellitaires basé sur la combinaison de plusieurs systèmes chaotiques et une technique de rotation cyclique aléatoire est proposé. Notre contribution consiste à mettre en œuvre la combinaison de trois différentes cartes chaotiques (logistique, sine et standard) pour améliorer la sécurité des images satellitaires. Outre l'amélioration du cryptage, l'algorithme proposé se concentre également sur l'efficacité avancée du chiffrement des images. Par rapport aux schémas classiques basés sur de multiples cartes chaotiques et de la rotation Rubik, notre approche a non seulement les mêmes avantages des systèmes chaotiques tels que la haute sensibilité aux valeurs initiales, l'imprévisibilité et le pseudo-aléatoire, mais aussi d'autres avantages permettant un grand nombre de permutations aléatoires possibles, des meilleures performances en terme du taux de changement du nombre de pixels (NPCR) et de la déviation maximale (MD) par rapport à d'autres schémas. Abstract Actually, we live in a digital society. The proliferation of the Internet and the rapid progress in information technology on multimedia, have profoundly transformed the way we communicate. An enormous amount of media can be easily exchanged through the Internet. In particular satellite images occupy an important place in modern communication. Recently, the increasing demand for satellite services over networks has raised an interest in image protection technology, more their use is growing, more their security has become an important issue when digital images are stored and transmitted across public networks. However, satellite image data have special features such as information bulk and quality. Thus, security issues have become exceptionally important and these considerations have guided this thesis. Therefore, we propose throw this thesis to incorporate security requirements in the data system in order to ensure reasonable security without degrading the satellite image performance. A new satellite image encryption algorithm based on the combination of multiple chaotic systems and a random cyclic rotation technique is proposed. Our contribution consists in implementing three different chaotic maps (logistic, sine, and standard) combined to improve the security of satellite images. Besides enhancing the encryption, the proposed algorithm also focuses on advanced efficiency of the ciphered images. Compared with classical encryption schemes based on multiple chaotic maps and the Rubik's cube rotation, our approach has not only the same merits of chaos systems like high sensitivity to initial values, unpredictability, and pseudo-randomness, but also other advantages like a higher number of permutations, better performances in terms of the Number of Pixels Change Rate (NPCR)and Maximum Deviation (MD).