Geri Dön

Hibrit veri sıkıştırma algoritmalarının geliştirilmesi ve pratik uygulamaları

Improvement of hybrid data compression algorithms and practical applications

  1. Tez No: 753630
  2. Yazar: FIRAT ARTUĞER
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. FATİH ÖZKAYNAK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Fırat Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Yazılım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 91

Özet

Son yılların en önemli problemleri hiç şüphesiz verilerin yüksek boyutu ve güvensiz ağlar üzerinden uzaklara iletilmesi ya da depolanmasıdır. Bu problemlerin üstesinden gelmek için genellikle sıkıştırma ve şifreleme algoritmaları kullanılmaktadır. Günümüzde şifreleme için kullanılan yaklaşımlardan biri, blok şifreleme algoritmalarıdır. Blok şifreleme algoritmalarında karıştırma gereksinimini sağlamak için en önemli kriptolojik bileşenlerden biri yer değiştirme kutularıdır (s-box). Çünkü s-box 'lar doğrusal olmayan yapılar olup, bu sayede diferansiyel kriptanalize karşı algoritmayı dirençli hale getirmektedir. Bu yüzden s-box 'ın doğrusal olmama değeri ne kadar yüksek olursa o kadar saldırılara karşı dirençli olacaktır. Kaos tabanlı s-box yapılarının en önemli dezavantajı doğrusal olmama özelliğinin matematiksel temelli s-box yapılarına göre düşük olmasıdır. Bu tez çalışmasında ilk olarak kaos tabanlı s-box yapılarının doğrusal olmama değerlerinin arttırılması için yedi farklı yaklaşım önerilmiştir. Bu yaklaşımların tamamında s-box 'ların performansı iyileştirilmiştir. JPEG algoritmasının birçok platformda yaygın olarak kullanılmasından dolayı önemi yadsınamaz bir gerçektir. Ancak, kullanıcıların daha fazla veri depolama ve daha hızlı veri iletimi/işleme ihtiyaçlarını karşılamaya yönelik yapılabilecek iyileştirmeler dijital dönüşümle birlikte ivme kazanmıştır. Bu çalışmalardan niceleme tabloları algoritmanın başarısını etkileyen kritik bir bileşen olduğundan bu alandaki iyileştirme çalışmaları farklı niceleme tablolarının tasarımına odaklanmıştır. Bu çalışmada farklı niceleme tabloları oluşturmak için ilk kez kaotik sistemler temel alınarak bir yöntem önerilmiştir. Önerilen yöntem basit bir yapıya sahiptir ve yüksek sıkıştırma oranları elde etmektedir. Yüksek sıkıştırma oranı elde edilmesine rağmen görüntü kalitesinden ödün verilmemesi önerilen yöntemin bir diğer avantajı ve özgün yönüdür. JPEG algoritmasının performansını iyileştirmek için literatürde kullanılan bir diğer yaklaşım, niceleme tablolarının optimizasyon yöntemleri ile üretilmesidir. Önerilen yöntem bu yaklaşımlarla karşılaştırıldığında hesapsal karmaşıklığının daha düşük olması önerilen yöntemin bir diğer avantajı olarak ön plana çıkmaktadır. Bu sonuçlar, nesnelerin interneti, endüstri 4.0 ve yapay zekâ çalışmaları gibi birçok uygulama alanı için gelecekte yapılacak çalışmalarda iyileştirmeler yapılabileceğini, önemli depolama tasarrufları ve daha hızlı veri iletimi/işleme sağlanabileceğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

The most important problems of recent years are undoubtedly the high size of data and the transmission or storage of data over insecure networks. Compression and encryption algorithms are generally used to overcome these problems. One of the approaches used for encryption today is block cipher algorithms. One of the most important cryptological components to meet the confusion requirement in block cipher algorithms is s-boxes. Because s-boxes are nonlinear structures, making the algorithm resistant to differential cryptanalysis. Therefore, the higher the nonlinearity of the s-box, the more attack resistant it will be. The most important disadvantage of chaos-based s-box structures is that their nonlinearity is lower than mathematically-based s-box structures. In this thesis, firstly, seven different approaches are proposed to increase the nonlinearity values of chaos-based s-box structures. All of these approaches have improved the performance of s-boxes. Since the JPEG algorithm is widely used on many platforms, its importance is an undeniable fact. However, improvements that can be made to meet users' needs for more data storage and faster data transmission/processing have gained momentum with the digital transformation. As quantization tables from these studies are a critical component that affects the success of the algorithm, improvement studies in this area have focused on the design of different quantization tables. In this study, a method based on chaotic systems is proposed for the first time to create different quantization tables. The proposed method has a simple structure and achieves high compression ratios. Despite achieving a high compression ratio, not sacrificing image quality is another advantage and unique aspect of the proposed method. Another approach used in the literature to improve the performance of the JPEG algorithm is to generate quantization tables using optimization methods. When the proposed method is compared with these approaches, the lower computational complexity stands out as another advantage of the proposed method. These results show that improvements can be made in future studies for many application areas such as the internet of things, industry 4.0 and artificial intelligence studies, significant storage savings and faster data transmission/processing can be achieved.

Benzer Tezler

  1. Development of a novel candidate solution quality prediction approach to artificial algae algorithm

    Yapay alg algoritması için yeni bir aday çözüm kalite tahmin yaklaşımı geliştirilmesi

    ABDULKERIM MOHAMMED YIBRE

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSelçuk Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA SERVET KIRAN

  2. Compressed domain image classification with sub-band data fusion

    Sıkıştırılmış düzlemde alt-bant bileşen harmanlama yöntemi ile görüntü sınıflandırma

    BERK ARICAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BEHÇET UĞUR TÖREYİN

    DR. LEVENT ÇARKACIOĞLU

  3. Medical image compression based on vector quantization and discrete wavelet transform

    Vektör kuantizasyonu ve ayrık dalgacık dönüşümüne dayalı tıbbi görüntü sıkıştırma

    AZHAR ABDULHASAN MUHAMMED ALI AJAM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya Üniversitesi

    Bilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET ZENGİN

  4. Eş zamanlı sıkıştırıcı algılama ve kriptografi

    Simultaneous compressive sensing and cryptography

    ERTAN ATAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. LALE ÖZYILMAZ

    PROF. DR. OKAN K. ERSOY

  5. A hybrid prediction approach using multiple linear regression and decision tree

    Çoklu doğrusal regresyon ve karar ağacı kullanarak hibrit tahmin yaklaşım

    MARYAM ARIF AZEEZ AZEEZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya Üniversitesi

    Bilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ KAYHAN AYAR