I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20 ,   pp .   1574   ~ 1 581   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 19 .i 3 . pp   1574   - 158 1             1574       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   E n h a n c i n g   a d v a n c e   e n c r y p t i o n   st a n d a r d   s e c u r i t y   b a s e d   o n   d u a l   d y n a m i c   X OR   t a b l e   a n d   m i x c o l u m n s tra n s f o r m a t i o n       A d n an   I b r ah e m   S al i h 1 ,   Ashwa q   A l ab ai c h i 2 ,   A m m ar   Y as e e n   Tu am a 3   1 , 3 S c i e nc e   C o l l e g e ,   C o m pu t e r   S c i e nc e   D e pa r t m e nt ,   U ni v e r s i t y   o f   K i r kuk ,   I r a q   2 E ng i ne e r i ng   C o l l e g e ,   B i o m e di c a l   E ng i ne e r i ng   D e p a r t m e n t ,   U n i v e r s i t y   of   K e r ba l a I r a q       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e N ov   1 9 ,   201 9   R e v i s e F e b   9 ,   20 20   A c c e pt e M a r   23 ,   20 20       A e f f i c i e nt   a ppr o a c t o   s e c ur e   i nf o r m a t i o i s   c r i t i c a l l y   ne e de d   a t   p r e s e n t .   C r y pt og r a phy   r e m a i ns   t he   be s t   a pp r o a c t o   a c hi e v e   s e c ur i t y .   O t hi s   b a s i s ,   t he   N a t i o na l   I ns t i t u t e   o f   S t a n da r ds   a nd  T e c hno l o gy   ( N I S T )   s e l e c t e d   R i j n da e l ,   w hi c i s   a   s y m m e t r i c   bl o c c i phe r ,   a s   t h e   a dv a nc e e nc r y pt i o n   s t a n da r ( A E S ) .   T he   M i xC o l um n s   t r a ns f o r m a t i o o f   t hi s   c i phe r   i s   t he   m o s t   i m po r t a nt   f unc t i o w i t h i t he   l i ne a r   u ni t   a nd  t he   m a j o r   s o ur c e   o f   di f f us i o n.   D y na m i c   M i xC o l um ns   t r a ns f o r m a t i o c a be   us e t o   e n ha nc e   t he   A E S   s e c ur i t y .   I t hi s   s t udy ,   a   m e t ho t o   e n ha nc e   t h e   A E S   s e c ur i t y   i s   d e v e l o pe o t he   b a s i s   o f   t w m e t ho ds .   T he   f i r s t   m e t ho i s   a e x t e ns i o o f   a   pr e v i o us   s t u dy   e nt i t l e   A   nov e l   A ppr o a c f o r   E nha nc i ng   S e c ur i t y   of   A d v a nc e   E nc r y pt i o S t a nda r d   us i ng   P r i v a t e   X O R   T a b l e   a n 3D   c ha o t i c   r e g a r di ng   t o   S of t w a r e   qua l i t y   F a c t o r .   I t he   c ur r e nt   s t udy ,   t he   f i x e X O R   o pe r a t i o i A E S   r o unds   i s   r e p l a c e d   w i t a   d ua l   dy na m i c   X O R   t a b l e   by   us i ng   a   3D   c ha o t i c   m a p.     T he   dua l   dy na m i c   X O R   t a bl e s   a r e   b a s e o bi t s ;   o ne   of   t he   xor   t a b l e s   i s   us e f o r   e v e r o unds ,   a n t he   o t he r   i s   u s e f o r   o dd  r o unds .   T he   s e c o nd  m e t ho i s   dy na m i c   M i xC o l um n s   t r a n s f o r m a t i o n ,   w he r e   t he   m a xi m um   di s t a nc e   s e pa r a b l e   ( M D S )   m a t r i o f   t h e   M i xC o l um ns   t r a n s f o r m a t i o n,   w hi c h   i s   f i xe s t a t i c   a nd  pu bl i c   i e v e r y   r o und,   i s   r e pl a c e w i t a   p r i v a t e   dy na m i c   M D S   m a t r i x   ut i l i z i ng   3D   c ha o t i c   m a p .   A   3D   c ha o t i c   m a i s   us e t o   g e ne r a t e   s e c r e t   k e y s .   T he s e   r e p l a c e m e n t s   e nha nc e   t h e   A E S   s e c ur i t y ,   pa r t i c ul a r l y     t he   r e s i s t a nc e   a g a i ns t   a t t a c ks .   D i e h a r d   a n N I S T   t e s t s ,   e nt r o py ,   c o r r e l a t i o n   c o e f f i c i e nt ,   a nd  hi s t o g r a m   a r e   us e f o r   s e c ur i t y   a na l y s i s   o f   t he   pr o po s e m e t ho d.   C + +   i s   u s e t o   i m pl e m e n t   t he   p r o po s e a n o r i g i na l   a l g o r i t hm s .   M A T L A B   a nd  L I N X   a r e   us e f o r   t he   s e c ur i t y   a na l y s i s .   R e s u l t s   s ho w   t ha t     t he   p r o po s e m e t ho i s   be t t e r   t ha n   t he   o r i g i n a l   A E S .   Ke y w or d s :   3D   c ha o t i c   m a p   A E S   D y n a m i c   X O R   M i xc o l um n s     N IS T   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   A s h w a q   A l a b a i c h i ,   E n gi n e e r i n g   Co l l e ge   D e pa rt m e n t   o f   B i o m e di c a l   E n g i n e e r i ng,   U n i v e r s i t y   of   K e r b a l a ,   H i l l a   R o a d,   F r e ha ,   K e r b a l a   56001 ,   I r a q .   E m a i l :   a s h w a q. a l a b a i c hi @ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     S a f e ke e pi n o f   i n f o r m a t i o n   h a s   b e e n   a   t r o ub l e   o f   c o n c e rn   o v e r   t h e   p a s t   s e v e r a l   de c a de s .   N o w a da y s ,   pe o pl e   e x c h a n ge   l a r ge   a m o unt s   o f   da t a   o ve r   u n c o n f i de nt   c ha nn e l s ,   w h e r e   a n y   pr i v a t e   da t a   c a n   b e   unp r o t e c t e d   [1 2] .   C r y pt o gr a p h y   i s   pr o b a b l y   t h e   m o s t   i m po rt a nt   da t a   p r o t e c t i o n   t e c hn o l o g y .   N um e r o us   e n c r y pt i o n   a l go ri t hm s   h a v e   b e e n   de v e l o pe t o   e n s ur e   da t a   s e c ur i t y .   T e s t a b l i s h   a n   a dv a n c e e n c r y pt i o n   s t a n d a r (A E S ) ,   t h e   N a t i o n a l   I n s t i t u t e   of   S t a nda r ds   a n T e c hn o l o g y   (N IS T ha s   s e l e c t e R i j n da e l a   w i de l y   us e s y m m e t r i c   ke y   e n c r y pt i o n   s t a n da rd,   pa rt i c ul a r l y   w h e n   d a t a   c o n f i de nt i a l i t y   i s   a   c r i t i c a l   i s s ue .   T hi s   h i g hl y   e ff i c i e n t   c i p h e i s   pa rt i c ul a r l y   a pp r o pri a t e   f o r   e n c r y pt i n r e l a t i v e l y   l o n pl a i da t a   [1 - 3] .   T hr e e   v e r s i o n s   o f   A E S   b a s e d   o n   ke y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E nhan c i n ad v an c e   e nc r y pt i on  s t andar d   s e c ur i t y   bas e d   on   d ual   dy nam i c   X O R   ( A dn an  I br ahe m   Sa l i h )   1575   l e n g t h   a r e   c o n duc t e d:   A E S - 1 28,   A E S - 19 2,   a n A E S - 256 .   T h e   ke y s   a r e   r e p r e s e n t e i n   a rra y s   w i t s i z e s     of   4   ×   4,   4   ×   6 ,   a n 4   ×  8,   r e s pe c t i v e l y .   A m o n t h e s e   a rr a y s ,   a   s t a t e   i s   w h e n   128 - b i t   b l o c da t a   a r e   a rra n ge i n   a   4   ×  4   a rra y .   O r i gi na l l y ,   fo ur   s uc c e s s i v e   t r a n s f o r m s   a r e   c o n d uc t e o n   a   s t a t e   i n   10,   12 ,   o 14  r o u n ds   b a s e d   o n   ke y   l e n gt [4 5].     T h e   M i xCo l um n s   t ra n s f o r m a t i o n   o f   t h e   A E S   i s   o n e   o f   t h e   c r i t i c a l   c o m po n e n t s   a n t h e   r e s po n s i b l e   fo r   di f f us i o n .   It   pl a y s   a n   i m po rt a nt   r o l e   w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   w i de   t r a i l   s t r a t e g y   of   t h e   c i ph e r .   E a c h   c o l um n   i s   t r e a t e a s   a   po l y n o m i a l   us i ng  G a l o i s   F i e l d   ( GF  )   o 2 8 .   M o dul o   x 4   +   i s   m u l t i pl i e by   a   f i xe p o l y n o m i a l   c (x)= 3x 3 +x 2 + x + 2.   T h e   i n v e r s e   of   t h i s   po l y n o m i a l   i s   C - 1(x)  = 11x 3 + 13x 2 + 9x + 14 .   T h e   M i xCo l um n s   t r a n s f o r m a t i o n   c a b e   pe r f o r m e by   m ul t i pl y i n a   c o o r di n a t e   v e c t o r   o f   t h e   f o ur   n u m b e r s   w i t h i t h e   R i j n d a e l ' s   G a l o i s   f i e l w i t t h e   c i r c ul a t e d   m a xi m u m   d i s t a n c e   s e pa ra b l e   (M D S m a t ri a s   f o l l ow i n g .         T h e   m a t o pe r a t i o i s   c o n duc t e w i t hi n   t h e   m e di a n   R i j n d a e l s   G a l o i s   f i e l d ,   t h us   r e s ul t i n g   i   a   c o m pl i c a t e m ul t i p l i c a t i o n   o pe ra t i o n,   w h e r e a s   t h e   a dd i t i o n   o pe r a t i o i s   s i m pl e   [5 - 7] .   F i gu r e   s h o w s     t h e   A E S   M i xCo l u m n s   t r a n s f o r m a t i o n.           F i gu r e   1 .   A E S   M i xCo l um n s   t ra n s f o r m a t i o n       T h e   a n a l y s i s   of   A E S   r e s i s t a n c e   t o   di f fe r e n t i a l   a n l i n e a r   c r y pt a n a l y s e s   s h ow s   t h a t   ra n do m ,   unk n o w n ,   a n ke y - de p e n de nt   pe rm u t a t i o n s   c a n   e nh a n c e   t he   r e s i s t a n c e   of   b l oc c i ph e r s   a g a i n s t   di f f e r e n t i a l   a n l i n e a r   c r y pt a na l y s e s   a n t h a t   b l o c c i ph e r s   c a n   b e   c o m pl e t e l y   d y n a m i c   a n u n k n o w n   t o   s uc h   c r y pt a na l y s e s .   T h e r e f o r e ,   d y n a m i c   M i xCo l um n s   t r a n s f o r m a t i o n   c a n   b e   a ppl i e to   i m p r o v e   t h e   A E S   s e c ur i t y   [7 - 9].   T h e   f i xe X O R   t a b l e   c a n   b e   r e pl a c e w i t h   a   dy n a m i c   X O R   t a b l e   dur i ng  r o unds   i n   t h e   A E S   f a c t o r   f o r   i m p r o v i n t h e   A E S   s e c ur i t y   a s   w e l l   [1].   C h a o s   ha s   c o m pe t i t i v e   a dv a n t a ge s ,   s uc h   a s   h i g h   s e n s i t i v i t y   t o   i n i t i a l   v a l ue s ,   e r go di c i t y ,   m i x i n p r o pe rt y ,   de t e r m i ni s t i c   dy n a m i c s ,   a n s t ruc t u r e   c o m pl e xi t y .   Co n s e que n t l y ,   c h a o s   t h e o r y   h a s   a t t r a c t e e xt e n s i v e   a t t e n t i o n   f r o m   t h e   f i e l of   c r y pt o gr a p h y   [ 2 9 1 0].   O n   t hi s   b a s i s ,   s e c r e t   ke y s   a r e   i t hi s   s t udy   t o   e nh a n c e   t h e   A E S   s e c u r i t y .   M a n y   r e l a t e s t udi e s   p r o po s e di ff e r e n t   t e c hni que   f or  e nha n c i n g   t h e   s e c uri t y   of   A E S .     T h e   pr e de n e X O R   o pe r a t i o n   i s   e pl a c e w i t h   a   n o v e l   pr i v a t e   X O R   t a b l e   dur i n r o u n ds   i n   A E S   by   us i n g   3D   c h a o t i c   m a p   a s   p ri v a t e   ke y   [1].   T h e   M i xCo l um n s   t r a ns fo r m a t i o n   i n   t h e   A E S   is   r e pl a c e d   w i t h   d y n a m i c   M i xCo l um n s   t ra n s f o r m a t i o o n   t h e   b a s i s   o f   D N A   pr o c e s s e s   a nd  s t r uc t u r e ,   w hi c r e l y   o n   ke y s   [7].   M i xCo l um n s   t ra n s f o r m a t i o n   i n   t h e   A E S   is   r e p l a c e d   by   a n   a l i ke   d y n a m i c   M i xCo l um n s   t ra n s f o r m a t i o n .     d y n a m i c   M i xCo l um n s   t ra n s f o r m a t i o n   i n c l ude s   d y n a m i c   M D S   m a t r i c e s ,   w h i c h   a r e   b a s e o n   t h e   de f a ul t   MDS  m a t r i of   A E S   a n m - b i t   a dd i t i o n a l   ke y .   H e r e ,   m   i s   a   v a r i a b l e   l e n gt h   t ha t   do e s   n o t   e xc e e d   t h e   pr o d uc t   of   31. 97  a nd  o n e   l e s s   t h e   n u m b e r   o f   e n c r y pt i o n   r o u n ds   [6] .   S - bo xe s   b a n as   r o t o r   m e c ha n i s m   a nd  dy n a m i c   ke y   M D S   m a t ri x   i s   us e i n   A E S   a l go r i t hm .   H ow e ve r ,   i n   t hi s   m a nn e r ,   t h e   A E S   b e c o m e s   ke y   de p e n de nt   t o   e nh a n c e   i t s   r e s i s t a n c e   t o   f r e que n c y   a t t a c ks   [11] .   T h e   c o n s e r v a t i o n   o f   v a r i o us   go o c r y pt o gr a p h i c   a s s e t s     of   M D S   m a t ri c e s   di r e c t   e xpo n e n t   t ra n s f o r m a t i o n   i s   r e po rt e d T hi s   r e po rt   ha s   i m po r t a nt   a ppl i c a t i o n s   i c o n s t r uc t i n dy n a m i c   di us i o n   l a y e r s   fo r   b l o c c i ph e r s .   T h e   s t r e ngt h   o f   c i ph e r s   a ga i n s t   de v e l o pi n c r y pt a na l y s e s   c a n   b e   e nh a n c e by   d y n a m i c   M D S   di us i o n   l a y e r s   [12].   D y n a m i c   M D S   m a t ri c e s   a r e   ge n e ra t e d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     15 74   -   15 81   1576   f r o m   di r e c t   e xpo n e nt   a n s c a l a r   m ul t i pl i c a t i o n   t ra n s f o r m a t i o n s   o n   t h e   b a s i s   of   t h e   o r i gi na l   M D S   m a t r i c e s T h e n,   t h e y   c a l c ul a t e d   t h e   o ut pu t s   a nd  i nput s   of  t h e s e   m a t ri c e s   w h e n   t h e y   a r e   a v a i l a b l e T h e y   r e po r t e t h a t   e n c r y pt i o n   a nd  de c r y pt i o n   by   t h e   d y n a m i c   M D S   m a t ri c e s   i s   pe r f o r m e d   f a s t ly   by   s a l v a gi n t h e   o r i g i n a l   M D S   m a t r i c e s .   An   e a s y   c a l c ul a t i o n   f o r   t h e   d i r e c t   e xpo n e nt   o f   M D S   m a t ri c e s   b a s e o n   a   l o o kup  t a b l e   i s   pr e s e nt e [13] T h e   M i xCo l um n s   T ra n s f o r m a t i o n   i n   A E S   i s   r e pl a c e by   us e B i t   P e r m u t a t i o n   s i n c e   b i t   pe rm u t a t i o n   i s   e a s y   t o   i m pl e m e nt   a n i t   do e s   n o t   h a v e   a n y   c o m pl e m a t he m a t i c a l   c o m put i o n   [ 14 ].   I n   t h i s   s t udy ,   t h e   A E S   s e c ur i t y   i s   e nh a n c e d   by   t w o   a ppr o a c h e s .   I t h e   f i r s t   a pp r o a c h ,   t h e   f i xe X O R   i s   r e pl a c e w i t h   du a l   dy n a m i c   XOR ;   o ne   i s   us e fo r   o dd  r o u n ds ,   w h e r e a s   t h e   o t h e r   i s   us e fo r   e v e n   r o u n ds .   I n   t h e   s e c o n a pp r o a c h ,     t h e   f i xe M D S   m a t r i o f   t h e   M i xCo l um n s   t ra n s f o r m a t i o i s   r e pl a c e w i t a   dy n a m i c   MDS  m a t ri f o r   a l l   r o u n ds .   I b o t h   a pp r o a c h e s ,   3D   C h e by s h e v   is   us e t o   ge n e r a t e   s e c r e t   ke y s .     T h e   r e m a i nde r   o f   t h e   pa pe r   i s   o r ga ni z e a s   f o l l ow s :   In   t he   s e c o n s e c t i o n ,   t h e   p r o pe r t i e s   of   t h e   c h a o t i c   m a p   a r e   e xpl a i n e d.   I n   t h e   t hi r s e c t i o n ,   t h e   p r o pos e a l go r i t hm   i s   de t a i l e d .   I n   t h e   f o ur t h   s e c t i o n   t h e   s e c ur i t y   of   t h e   p r o po s e a l go ri t hm   i s   a na l y z e a n d   c o m pa r ed   w i t t ha t   o f   t h e   o ri gi na l   A E S .   F i na l l y ,   i n   t h e   fi f t h   s e c t i o n ,   f ut u r e   w o r ks   a nd  c o n c l us i o n s   a r e   p r e s e nt e d .         2.   C H A O TI C   M A P   In   t h e   pa s t   t w o   de c a de s ,   c h a o s   t h e o r y   h a s   b e e n   e xt e n s i v e l y   a ppl i e i n   s c i e n t i f i c   f i e l ds   s u c h   a s   m a t h e m a t i c s ,   p h y s i c s ,   c o m put e r   s c i e n c e ,   a n e n gi n e e r i n g .   Cr y pt o gr a p h y ,   w h i c h   i s   a   b ra n c h   o f   m a t h e m a t i c s   a n c o m put e r   s c i e n c e ,   h a s   a t t ra c t e c o n s i de ra b l e   a t t e nt i o n .   T h e   i nt ri n s i c   f e a t u r e s   o f   c h a o t i c   m a ps   s uppo rt   t h e   us e   of   s uc h   m a ps   i n   t h e   de s i g n   o f   s u c h   a l go r i t hm s .   T h e s e   p ro pr i t e s   c o m pri s e   h i g hl y   s e n s i t i v e   de p e n de n c e   o n   i n i t i a l   c o n di t i o n   a n d   c o n t r o l   pa ra m e t e r,   e rgo di c i t y ,   un p r e di c t a b i l i t y ,   m i xi ng,   a n ra n do m - l i ke   b e h a v i o r.     T h e s e   pr o pe rt i e s   a r e   c o m pa ra b l e   w i t h   t h e   c o n f us i o n   a nd  d i f f us i o n   a s s e t s   o f   S h a nn o n   e n t r o py .   T h e r e f o r e ,   c h a o t i c   dy n a m i c   i s   e xpe c t e t o   pr o v i de   a   f a s t   a n e a s y   w a y   f o r   b ui l di n c r y pt o gr a p h y   s y s t e m s .   Re c e n t l y ,   r e s e a r c h e r s   h a v e   s t udi e h i g h - di m e n s i o na l   c h a o t i c   s y s t e m s   t o   e n l a r ge   ke y   s pa c e   a n a dd r e s s   t h e   i s s ue   of  w e a s e c ur i t y ;   a s   a   r e s ul t   of   s uc h   i nt e n s i v e   s t ud y ,   2D   c h a o t i c   m a ps   h a v e   be e n   ge n e ra l i z e t o   3D   c h a o t i c   m a ps ,   s uc h   a s   3D   b a ke r ’s   m a p ,   3D   Ca t   m a p ,   3D   l o gi s t i c   m a p ,   a n 3D   C h e by s h e v ,   fo r   de s i gn i ng  a   s e c ur e   s y m m e t ri c   s c h e m e   t h a t   e nha n c e s   c r y pt o s y s t e m   s e c ur i t y   [1 9 10 15 - 17 18 ].     a)   3D   CH E B Y S H E V   T h e   p r i v a t e   ke y s   w h i c h   a r e   n e c e s s a r y   i n   t h e   e n c r y pt i o n   a r e   g e n e ra t e by   t h e   c h e by s h e v   p o l y n o m i a ls T h e   C h e by s h e v   po l y n o m i a l   F n   ( x)  o f   t h e   f i r s t   t y p e ,   w h i c i s   a   po l y n o m i a l   i n   x   o f   de gr e e   n ,   i s   p r o t o t y pe   o f   a   c h a o t i c   m a a n d   i s   de f i n e a s   f o l l ow s :           (   )                 (1)         (   )                 (2)         (   )                       (3)     Ch e by s h e v   po l y n o m i n a l   m a      [         ]   [         ]                                        [9 ,   10 19 20]       3.   P R O P O S ED   A LG O R I T H M   T h e   p r o po s e a l go ri t hm   i s   e xe c ut e a s   f o l l ow s :   a)   T hr e e   s t a rt i n p a r a m e t e r s   of   t h e   3D   Ch e by s h e v   a r e   i n i t i a l i z e d   t o   ob t a i n   t h e   s e que n c e s   t h a t   w i l l   b e   us e d   a s   s e c r e t   ke y s .   b)     S e c r e t   ke y s   a r e   ge n e r a t e d   f r o m   3D   C h e by s h e v   m a b y   us i n g   (1) ( 3 ) .   c)     T h e   ge n e ra t e s e c r e t   ke y s   a r e   c o n ve r t e f r o m   t h e   a b o ve   po i n t   t o   t h e   de c i m a l   b y   us i n t h e   f o l l ow i n e qua t i o n s :   x i ; j   = (x i ; j   x   10 10  m o 16) ,   (4)   y i ; j   = ( y i ; j   x   10 10   m o 16 ) ,   (5)     z i ; j   = ( z i ; j   x   10 1 0   m o 4) .   (6)   d)   T h e   s e c r e t   ke y s   a r e   s t o r e d   i t hr e e   a rr a y s :   t w o   16   ×  16  a rra y s   fo r   x   a n y   s e que n c e s   a n d   4   ×  4   f o r   Z   s e que n c e s .   e)   S t e ps   a r e   t a ke t o   e n s u r e   t ha t   t h e   a rra y s   of   t h e   X   a n Y   s e que n c e s   fo l l ow   t h e   f e a t ur e s   r e po rt e i n   pr e v i o us   pa pe r   [1 ].   f)   T h e   a rra y   of   t h e   a nd  Y   s e que n c e s   i s   us e f o r   o dd  a nd   e v e n   r o un ds ,   r e s pe c t i v e l y .   g)   T h e   n um b e r s   i n   t h e   a rra y s   of   t h e   Z   s e que n c e s   a r e   e n s u r e t o   b e   b e t w e e n   0 w i t h o ut   a n y   r e pe a t   v a l ue   i n   e a c h   r o w .   T h e s e   v a l ue s   w i l l   r e p r e s e n t   t h e   n e w   pos i t i o ns   of   v a l ue s   i n   t h e   M D S   m a t ri o f   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E nhan c i n ad v an c e   e nc r y pt i on  s t andar d   s e c ur i t y   bas e d   on   d ual   dy nam i c   X O R   ( A dn an  I br ahe m   Sa l i h )   1577   M i xCo l um n s   t ra n s f o r m a t i o n .   F i gu r e s   a n d   3   p r e s e n t   t h e   dy n a m i c   X O R   t a b l e s   f o r   t h e   e v e a n d   o dd  r o u n ds ,   r e s pe c t i v e l y .             F i gu r e   2 .   X O R   t a b l e   f o r   e v e n   r o u n ds       F i gu r e   3 .   X O R   t a b l e   f o r   o dd  r o un ds       A s   s h o w n   i n   ( 1)  a n d   (2)   a r e   c o n d uc t e t o   ge n e ra t e   dy n a m i c   X O R   a n d   M D S   m a t r i x,   r e s pe c t i v e l y .   An   e xa m pl e   i s   p r o v i de b e l ow   t o   s h ow   t h e   dy n a m i c   M D S   i n   a n   A E S   r o u n d .   E xa m pl e   1:       O r i gi na l   M D S   S e c r e t   ke y s   D y n a m i c   M D S   2   3   1   1   3   2   0   1   1   1   2   3   1   2   3   1   2   3   1   0   3   1   2   1   1   1   2   3   1   0   3   2   1   1   3   2   3   1   1   2   1   0   2   3   1   3   1   2       A s   s h o w n   i t h e   a b ov e   f i gur e ,   t h e   f i r s t   r o w   of   t h e   o r i gi n a l   M D S   i s   pe r m u t e o t h e   b a s i s     of   t h e   v a l ue s   o f   t h e   s e c r e t   ke y s .   T h e   f i r s t   r o w   of   t h e   s e c r e t   ke y s   c o m pr i s e s   3,   2 ,   0 ,   a n 1.   T h e   f o ur t h   v a l ue     of   t h e   o r i g i n a l   M D S   w i l l   b e   t h e   f i r s t   v a l ue   i n   t h e   dy n a m i c   M D S .   T h i s   a c t i o n   i s   r e pe a t e fo r   t h e   t hi r v a l ue ,   t h e n   t h e   f i r s t   v a l ue ,   a nd  f i na l l y   t h e   s e c o n d.   T h e   s a m e   pr o c e s s   i s   p e r f o r m e fo r   t h e   s e c o n d,   t hi r d ,     a n f o ur t r o w s .       4.   EX P ER I M EN TA R ES U L TS   T h e   p r o po s e a l go r i t hm   i s   i m p l e m e nt e i C + +   o n   12 d i f fe r e n t   s e que n c e s ,   w h e r e   e v e r y   s e que n c e   i s   10 6   b i t s .   S o m e   c r i t e r i a   o t h e   s e c ur i t y   a n a l y s i s ,   s uc h   a s   t h e   N IS T   t e s t ,   a r e   a ppl i e by   us i n L IN U X .     O t h e r   c ri t e r i a   a r e   us e w i t M A T L A B   R 2018a   (M a t h w o r ks o n   a   c o m p ut e w i t h   W i n do w s   64 - b i t ,   I n t e l   Co r e   i 5 - 45 00U   pr o c e s s o r ,   G B   R A M ,   a n d   160 M H z   CP U   c l o c s pe e d .   T h e   f o l l o w i n i ni t i a l   v a l ue s   o f   t h e   3D   C h e by s h e v   m a ps   a r e   us e i a l l   e xpe ri m e n t s :     F o r   t h e   3D   C h e by s h e v   m a p,   x =   0 . 234 ,   y =   0 . 398 ,   a n d   z =   0 . 88 .       5.   S EC U R I TY   A N A L Y S I S   In   t hi s   s e c t i o n ,   t h e   s e c ur i t y   of  t h e   pr o po s e a l go r i t hm   i s   a na l y z e us i n di f f e r e n t   c r i t e r i a   a n c o m pa r e   w i t t h e   o r i g m a l   a l go r i t h m .       5. 1 .   N i s t   T e s   R a n do m n e s s   is   n e c e s s a r y   pr o pe r t y   fo r   a   s ui t a b l e   e n c r y pt i o n   a l go ri t hm   a n i s   o n e   of   t h e   i m po rt a nt   f a c t o r s   us e t o   a m o un t   t h e   c o n f us i o n   a n d i f f us i o n   a s s e t s   of   a   n ov e l   c r y pt o gr a py   s y s t e m T h e   N IS T   t e s t   i s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     15 74   -   15 81   1578   a   s t a t i s t i c a l   t e s t   s u i t e   us e to   t e s t   t h e   ra n do m n e s s   o f   a n y   c r y pt o gr a p h i c   a l go ri t hm .   T h i s   t e s t   s u i t e   j udge s   w h e t h e r   t h e   o ut pu t s   o f   t h e   a l go ri t hm s   u n de r   a s s u r e t e s t   s e t t i n gs   s h o w   a s s e t s   t h a t   can   b e   de e m e d   t o   be   a r b i t r a ri l y   pr o duc e o ut put s .   T h e   N IS T   t e s t   de v e l o ps   a   s t a t i s t i c a l   pa c k a ge   t h a t   c o m pri s es   of   15   t e s t s .     T h e   p r o po s e a l go r i t hm   ge n e r a t e s   128  di f f e r e n t   s e que n c e s   w i t h   1 28  d i f fe r e nt   16 - b y t e   ke y s ,   e a c h   w i t h   10 6   b i t s .   T h e       v a l ue   i s   c a l c ul a t e i a c c o r da n c e   w i t h   e a c c orr e s po n d i n s e que n c e   a c r o s s   a l l   t h e   15  t e s t s .     T h e   r e s ul t s   a r e   p r e s e n t e i n   T a b l e s   1   a n f o r   t h e   p r o po s e a n t h e   o ri gi na l   a l go r t hm s   r e s pe c t i v e l y .     T h e   s e que n c e s   pa s s   a l l   t h e   15   t e s t s   fo r   t h e   pr o po s e a l go r i t hm   w h i l e   f a i l   i n   F F T   t e s t   f o r   t h e   o r i gi na l   a l go rt h i m .   T h e r e fo r e ,   t h e   pr o po s e a l go r i t hm   h a s   go o ra n do m n e s s   a nd  b e t t e r   t h a n   f r o m   t h e   o r gi na l   a l go ri t hm .   T h e   s y m bo l   √  i n   t h e   b e l ow   t a b l e s   i n di c a t e s   a   pa s s i n r e s ul t   w h i l e   t h e   s y m bo l   i n   T a b l e   i n di c a t e a   f a i l i n g   r e s ul t   [ 11 ,   15 ,   21 - 23 ].       T a b l e   1   R e s ul t s   o f   N IS T   t e s t   f o r   p r o po s e a l a go r i t h m   No   T e s t   S u c c e s s   s e q u e n c e             P ro p o rt i o n   s u c c e s s f u l   A s s e s s m e n t   1   F re q u e n c y   0 . 9 4 9 6 0 2   0 . 9 8 4 3 7 5     2   Bl o c k   f r e q u e n c y   0 . 0 2 6 6 4 8   0 . 9 9 2 1 8 7 5     3   A c c u m u l a t i v e   s u m s   ( fo r w a r d )   0 . 5 0 0 9 3 4   0 . 0 8 2 1 7 7   0 . 9 8 4 3 7 5         A c c u m u l a t i v e   s u m s   (r e v e r s e )   0 . 9 8 4 3 7 5   4   Ru n   0 . 5 1 7 4 4 2   0 . 9 8 4 3 7 5     5   FFT   0 . 5 3 4 1 4 6   1     6   N o n - o v e rl a p p i n g   t e m p l a t e   0 . 1 1 6 5 1 9   0 . 9 9 2 1 8 7 5     7   O v e rl a p p i n g   t e m p l a t e   0 . 1 0 0 5 0 8   0 . 9 6 8 7 5     8   U n i v e r s a l   0 . 4 0 4 7 5 8 2 4 3   0 . 9 9 0 2 3 4 3 7 5     9   A p p r o x i m a t e   e n t r o p y   0 . 4 5 2 7 9 9   0 . 9 8 4 3 7 5     10   L o n g   ru n   0 . 0 2 3 8 1 2   0 . 9 7 6 5 6 2 5     11   Ra n k   0 . 2 9 9 2 5 1   0 . 9 9 2 1 8 7 5     12   Ra n d o m   e x c u rs i o n s   0 . 5 5 4 8 2 2 1 2 5   0 . 9 9 3 4 2 1 0 5 3     13   Ra n d o m   e x c u rs i o n s   v a ri a n t s   0 . 4 6 6 3 9 2   0 . 9 8 9 4 7 3 6 8 4     14   S e r i a l   1   S e r i a l   2   0 . 0 0 0 3 1 6   0 . 1 1 0 9 5 2   1   0 . 9 8 4 3 7 5       15   L i n e a c o m p l e x i t y   0 . 7 5 6 4 7 6   1         T a b l e   2   R e s ul t s   o f   N IS T   t e s t   f o r   o ri gi na l   A E S   No   T e s t   S u c c e s s   s e q u e n c e             P ro p o rt i o n   s u c c e s s f u l   A s s e s s m e n t   1   F re q u e n c y   0 . 5 5 0 1 4 8   0 . 9 9 2 1 8 7 5     2   Bl o c k   f r e q u e n c y   0 . 4 8 1 2 4 3   0 . 9 7 6 5 6 2 5     3   A c c u m u l a t i v e   s u m s   ( fo r w a r d )   0 . 5 3 8 8 4 6   0 . 5 3 8 8 4 6   0 . 9 9 2 1 8 7 5         A c c u m u l a t i v e   s u m s   (r e v e r s e )   0 . 9 9 2 1 8 7 5   4   Ru n   0 . 4 3 2 7 8 8 3 5 2   0 . 9 6 8 7 5     5   FFT   0 . 5 2 3 5 2 6   0 . 9 7 6 5 6 2 5     6   N o n - o v e rl a p p i n g   t e m p l a t e   0 . 5 1 3 1 2 9 8 1 3   1     7   O v e rl a p p i n g   t e m p l a t e   0 . 1 4 8 8 9 9   0 . 6 4 0 6 2 5   X   8   U n i v e r s a l   0 . 5 0 0 1 4 1 1 3 8   0 . 9 9 1 0 2 6 1 8 2     9   A p p r o x i m a t e   e n t r o p y   0 . 5 5 7 0 9 4 3 9 1   0 . 9 9 2 1 8 7 5     10   L o n g   ru n   0 . 4 6 1 8 5 6 5 6 3   1     11   Ra n k   0 . 5 6 8 6 2 5 9 3 8   1     12   Ra n d o m   e x c u rs i o n s   0 . 3 1 5 7 9 4 9 6 8   0 . 9 9 2 1 8 7 5     13   Ra n d o m   e x c u rs i o n s   v a ri a n t s   0 . 3 1 7 0 9 7 5 7 8   0 . 9 9 3 7 5     14   S e r i a l   1   S e r i a l   2   0 . 6 8 7 0 1 5   0 . 5 7 5 8 2 4   0 . 9 9 2 1 8 7 5   0 . 9 9 2 1 8 7 5       15   L i n e a c o m p l e x i t y   0 . 4 8 3 1 3 3 2 8 1   1         5. 2 .   D i e h ar d   Te s t   T h e   di e ha r t e s t ,   w h i c h   c o n s i s t s   o 12  t e s t s ,   i s   us e t t e s t   t h e   r a n do m n e s s   of   r a n do m   num b e ge n e ra t o r s   (R N G s a n t o   e v a l ua t e   h o w   w e l l   a   ps e udo - R N G   pr o duc e s   v a l ue s .   T h e   r e s ul t s   a r e   c a t e go ri z e i   a   w a y   t h a t   c l e a r l y   i n di c a t e s   t h e   ra n do m n e s s   of  c i ph e r   t e x t s   pr o duc e by   t h e   t e s t e b l o c c i ph e r s .   T h e   di e h a r d   t e s t   w a s   o r i gi na l l y   de ve l o pe by   G e o r ge   M a r s a g l i a   a nd  pub l i s h e i n   19 95.   T hi s   t e s t   c o m p r i s e s   s e ve r a l   s t a n d a r t e s t s   t ha t   o pe r a t e   by   us i n t h e   P - v a l ue   m e t h o d.   T h e   di e ha r t e s t   r e s ul t s   a r e   p r e s e n t e i n   T a b le s     a n d   r e s pe c t i v e l y .   F r o m   t h e   r e s ut s   i t   c a n   b e   s e e n   t h e   p r o pos e a l go r i t hm   p a s s e a l l   t e s t s   w h i l e   t h e   o r i gi na l   a l go ri t hm   f a i l s   i o ve r l a ppi ng  s u m s   t e s t   [1 ,   24,   25 ].         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E nhan c i n ad v an c e   e nc r y pt i on  s t andar d   s e c ur i t y   bas e d   on   d ual   dy nam i c   X O R   ( A dn an  I br ahe m   Sa l i h )   1579   T a b l e   3 .   R e s ul t s   o f   t h e   di e h a rd  t e s t   f o r   p r o po s e a l go ri t hm   T e s t   P - v a l u e   A s s e s s m e n t   Bi rt h d a y s   0 . 5 3 1 0 8 2     O P E R M 5   0 . 2 9 4 8 6 2     Ra n k   3 1 x 3 1   0 . 3 4 2 5 2 4     Ra n k   3 2 x 3 3   0 . 6 4 1 6 0 2     Ra n k   6 x 8   0 . 4 2 5 3 3 6     BIT S T RE A M   0 . 9 9 9 9 9 2     O P S O   1     O Q S O   0 . 8 8 4 9 6 4     DNA   0 . 6 1 0 0 5 8     Co u n t - 1s - s t a r   0 . 6 4 3 5 0 9     P A R K IN G   L O T   0 . 5 7 1 1 2     M i n i m u m   D i s t a n c e   0 . 9 9 9 7 5 3     3 D   S P H E RE S   T E S T   0 . 8 8 4 1 5 9     S q u e e z e   0 . 7 4 1 1 0 9     O V E RL A P P IN G   S U M S   0 . 5 3 4 7 9 1     Ru n   0 . 6 9 8 2 6 6     Cra p s   0 . 3 3 3 1 3 4             T a b l e   4 .   R e s ul t s   o f   t h e   di e h a rd  t e s t   f o r   o r g i na l   A E S   a l go ri t hm   T e s t   P - v a l u e   A s s e s s m e n t   Bi rt h d a y s   0 . 7 4 2 0 6 2     O P E R M 5   0 . 2 3 7 0 6 4     Ra n k   3 1 x 3 1   0 . 7 6 5 1 6 9     Ra n k   3 2 x 3 3   0 . 6 2 1 0 3 8     Ra n k   6 x 8   0 . 1 4 9 8 3 6     BIT S T RE A M   0 . 5 3 3 5 5 5     O P S O   0 . 5 6 1 6 9 6     O Q S O   0 . 4 6 5 9 4 3     DNA   0 . 5 5 2 7 2 6     Co u n t - 1s - s t a r   0 . 5 4 2 2 2 9     P A R K IN G   L O T   0 . 2 7 4 8 1 2     M i n i m u m   D i s t a n c e   0 . 5 0 9 3 2 4     3 D   S P H E RE S   T E S T   0 . 6 7 0 7 8 4     S q u e e z e   0 . 7 9 4 7 1 4     O V E RL A P P IN G   S U M S   0 . 0 8 7 8 3   x   Ru n   0 . 6 9 3 4 0 4     Cra p s   0 . 2 6 7 3 9 4           5. 3 .   C o r r e l at i o n   C o e ffi c i e n t   T h e   c o r r e l a t i o n   c o e f f i c i e n t   i s   c a l c ul a t ed   f r o m   t h e   c o r r e l a t i o n   b e t w e e n   t w o   r a n do m   v a ri a b l e s .   It   i s   c o n s i de r e o n e   of   t h e   s i g n i f i c a nt   f e a t ur e s   o f   t h e   s e c ur i t y   of   b l oc c i ph e r s   t h a t   h a ndl e   t h e   de pe n de n c y   o i n di v i du a l   o ut pu t   b i t s   o i n pu t   b i t s .   M o r e o ve r ,   i t   i s   a   m e a s ur e   o f   h o w   t w o   v a r i a b l e s   a f f e c t   e a c h   o t h e r,   i . e . ,     t h e   de gr e e   of   de pe n de n c y   of   t w o   v a r i a b l e s   o n   e a c h   o t h e r .   I t h i s   s t udy ,   i t   i s   us e d   t o   m e a s u r e   t h e   de pe n de n c y   b e t w e e n   pl a i n t e xt s   a nd  c i p h e rt e xt s .   T h e   c o r r e l a t i o n   v a l ue s   c a n   de t e r m i n e   t h e   c o n f us i o n   e f fe c t   of   t h e   b l oc k   c i ph e r s .   Co rr e l a t i o n   c o e ff i c i e n t   i s   a   num b e r   b e t w e e n   ( 1)  a n (1)   a n d   i s   t h e   a m o un t   o f   t h e   un i t   o l i n e a r e l a t i o n s h i b e t w e e n   t w o   v a r i a b l e s .   If   t h e   c o r r e l a t i o n   c o e ff i c i e n t   i s   (1 ) ,   t h e n   t h e   r e l a t i o n s h i i s   i n c r e a s i n g l y   l i n e a r .   If   t h e   c o r r e l a t i o n   c o e ff i c i e n t   i s   ( 1) ,   t h e n   t h e   r e l a t i o n s hi i s   de c r e a s i n g ly   l i n e a r .   I n   t h e   c a s e   o i n de pe n de n t   v a ri a b l e s ,   t h e   c o rr e l a t i o n   i s   0.   T h e   t e s t   i s   ru n   o n   128  d i f f e r e n t   s e que n c e s   o f   10 6   b i t s   w i t h   128   di f fe r e nt   16 - by t e   ke y s   of   b o t h   a l go r i t m s   t h e   p r o po s e a n t h e   o r i gi na l   a l go r i t hm s .   T h e   a v e ra ge   c o r r e l a t i o n   c oe ff i c i e n t   i s   0 . 00810 a n 0 . 023 021   r e pe c t i v e l y .   H e n c e ,   t h e   r e l a t i o n   b e t w e e n   pl a i nt e xt s   a n c i p h e rt e xt s   i s   n e a z e r o .   F i gu r e s   a n i l l us t r a t e   t h e   c o rr e l a t i o n   b e t w e e pl a i nt e xt s   a nd  c i p h e rt e xt s   f o r   t h e   p r o po s e a n o r i gi na l   a l go ri t hm s   r e s pe c t i v e l y .   H ow e v e r   t h e   c o rr e l a t i o b e t w e e n   t h e   p l a i n t e x t   a nd  c i p h e r   t e xt   i n   t h e   pr o po s e a l go r i t h m   i s   w e a ke r   t h a t h e   o r i gi na l   a l go r i t hm .   T hi s   m e a n s   t h e   s e c uri t y   o f   t h e   pr o po s e a l go r i t hm   i s   b e e t e r   t ha n   t h e   o ri gi na l   [ 21 26 - 28 ] .               F i gu r e   4 .   Co rr e l a t i o c o e ff i c i e n t   o f   t h e   p r o po s e a l go ri t hm     F i gu r e   5 .   Co rr e l a t i o c o e ff i c i e n t   o f   t h e   o rgi na l   A E S   a l go ri t hm       5. 4 .   EN TR O P Y   T h e   i de a   o f   e n t r o py   c o m e s   f r o m   i n f o r m a t i o n   t h e o r y   a n e r go di c   t h e o r y .   S h a nn o n   e n t r o py   i s   a   m e t r i c   a s s o c i a t e w i t h   t h e   i n f o r m a t i o n   c o n t e n t   o f   a n   i nput   s i g na l .   E nt r o py   a n a l y s i s   m e a s ur e s   t h e   co m pl e xi t y   of  e n c r y pt e da t a .   T h e   o pt i m u m   e nt r o p y   v a l ue   i s   8.   T h us ,   v a l ue   t ha t   i s   c l o s e   t o   8   c o r r e s po n ds   t o   t h e   h i g h   c o m pl e xi t y   of   e n c r y pt e da t a .   T h e   i n f o rm a t i o e nt r o p y   H ( s o f   a   s o ur c e   s   w i t h   2 N   s y m bo l s   s i   i s   c l e a r   a s   fo l l ow s :       (   )                   (     )            ,   ( 4 )       w h e r e   P (s i m e a n s   t h e   l i ke l i h o o o f   t h e   s y m bo l   s i   b e i n g   e m i t t e f r o m   s .   If   s   i s   a   t r ul y   ra n do m   s o ur c e ,   t ha t   i s ,   i f   P (s i ) =   2 - N   f o r   a l l   i ,   t h e n   H (s )= 2 N 2 - N   l o g 2 2 N   =   N .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     15 74   -   15 81   1580   T h i s   t e s t   i s   ru n   o n   t h e   o r i g i na l   A E S   a n t h e   p r o po s e a l go ri t hm   w i t h   128  s e que n c e s   of   10 6   b i t s   w i t h   1 28  di f fe r e nt   ra n do m   ke y s .   T h e   r e s ul t s   a r e   pr e s e nt e i n   F i gu r e s   6   a nd  7 .   T h e   a v e r a ge   e nt r o p y   of   t h e   o r i gi na l   A E S   a n t h e   p r o po s e a l go ri t hm   a r e   7 . 999 8299  a n 7 . 99 98319 ,   re s pe c t i v e l y .   T h e r e f o r e ,   t h e   e n t r o py   v a l ue   of   bo t h   a l go ri t hm is   c l o s e   t o   [5 15 ,   21 ].               F i gu r e   6 .   E n t r o py   of   t h e   o ri gi na l   A E S   a l go ri t hm   F i gu r e   7 .   E n t r o py   of   t h e   p r o po s e a l go ri t hm       5. 5 .     H i s to gr am   H i s t o gr a m s   p r e s e nt   t h e   num b e r   o f   oc c ur r e n c e s   (f r e que n c y o f   e v e r y   c o m po n e n t ,   i . e . ,   h o w   m a n y   t i m e s   e a c h   a n d   e v e r y   c o m po n e n t   a ppe a r s   i n   a   s e que n c e ,   i t he   fo r m   o f   a   g ra p h.   T h e   hi s t o gra m   o f   a   t e xt   s h o w s   t h e   f r e que n c y   di s t r i b ut i o o f   t h e   c h a ra c t e r s   i n   a   t e xt   i n   g r a p h i c a l   f o r m u l a   i a   c o rr e s po n d i n w i ndo w .   A   good   R N G   s h o ul p r e s e nt   a   u ni f o r m   hi s t o g r a m   w i t a n y   s e c r e t   ke y   t o   a vo i de t e c t i o n   by   o ppo n e n t s ,   e s pe c i a l l y   s t a t i s t i c a l   a t t a c ke r s .   T h is   t e s t   i s   r u n   on   t h e   p r o po s e a l go r i t hm   a n t h e   o r i g i n a l   a l go r i t hm   o n   10 4   w i t h   8 - b i t   n u m b e r .   T h e   r e s ul t s   a r e   p r e s e n t e i F i gu r e s   8   a n 9 .   T h e   re s ul t s   s h o w   t ha t   b o t h   a l go r i t hm s   ha v e   a   u n i f o r m   hi s t o gra m   [ 21 ,   29 ,   30 ] .               F i gu r e   8 .   H i s t o gra m   o f   t h e   o r i g i n a l   A E S   a l go r i t h m   F i gu r e   9 .   H i s t o gra m   o f   t h e   o r i g i n a l   A E S   a l go r i t h m         6.   C O N C LU S I O N   A N D   F U TU R W O R K S   A c c o r di n t o   n u m e r o us   s t udi e s ,   t h e   d y n a m i c   c o m po n e n t   o f   b l oc c i ph e r   a l go ri t hm s   i s   m o r e   s e c ur e   t h a n   t h e i r   f i xe c o m po n e n t .   T hus ,   t hi s   s t udy   a i m s   t o   i n c r e a s e   t h e   A E S   s e c ur i t y   by   pr o po s i n g   dua l   dy n a m i c   X O R   t a b l e   a n M i xCo l u m n s   t r a n s f o r m a t i o n   b a s e o n   3D   Ch e by s h e v   i n s t e a o f   f i xe X O R   t a b l e   a n d   M i xCo l um n s   t r a n s f o r m a t i o n .   T h e   e xpe r i m e n t s   s h o w   t ha t   t h e   p r o po s e a l go r i t hm   c a p r o v i de   h i g h - l e v e l   s e c ur i t y .   I n   f ut u r e   w o r ks ,   t hi s   p r o po s e a l go ri t hm   w i l l   b e   de ve l o pe fo r   us e   i b i o i n f o r m a t i c s .       R EF ER EN C ES   [ 1]   A . I .   S a l i h,   A .   A l a ba i c hi ,   a nd   A .   S .   A bba s ,   A   no v e l   a ppr o a c f o r   e nha nc i ng   s e c u r i t y   o f   a dv a nc e   e nc r y pt i o s t a nda r us i ng   pr i v a t e   X o r   t a b l e   a n 3 c ha o t i c   r e g a r d i ng   t o   s o f t w a r e   qua l i t y   f a c t o r , ”  I C I C   E x pr e s s   L e t t e r s   P ar t   B :   A ppl i c a t i ons v o l .   1 0,   no .   9,   p p.   82 3   832 ,   2019 .   [ 2]   U .   R .   A t i que ,   e t   al . ,   " A   ne w   i m a g e   e nc r y pt i o s c he m e   ba s e o d y na m i c   s - bo xe s   a nd  c ha o t i c   m a ps , 3D   R e s e ar c h v o l .   no .   1 ,   2016 .     [ 3]   M .   N i s h t h a   a nd  R .   B a ns o de b ,   " A E S   ba s e t e x t   e nc r y pt i o us i n g   12  r o unds   w i t dy na m i c   ke y   s e l e c t i o n , "   7 t h   I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e   on   C om m un i c a t i on ,   C om pu t i n and   V i r t u al i z a t i o n ,   p p.   10 36 - 1043 ,   201 6 .   [ 4]   S .   M o na ,   e t   al . ,   " D e s i g o f   D N A - ba s e a dv a nc e e nc r y pt i o s t a n da r ( A E S ) , 2015  I E E E   Se v e nt I nt e r n at i ona l   C onf e r e nc e   on   I nt e l l i ge nt   C om pu t i ng  and   I nf o r m a t i o Sy s t e m s   ( I C I C I S' 15) ,   p p. 3 90 - 397 ,   2015 .   [ 5]   M .   W .   S a l i m ,   N .   Z a i na l ,   " H i g d e f i n i t i o i m a g e   e nc r y pt i o a l g o r i t hm   ba s e o A E S   m o di f i c a t i o n , W i r e l e s s   P e r s   C om m un v o l .   79 ,   no .   2 ,   p p.   81 1 82 9 ,   2 014   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       E nhan c i n ad v an c e   e nc r y pt i on  s t andar d   s e c ur i t y   bas e d   on   d ual   dy nam i c   X O R   ( A dn an  I br ahe m   Sa l i h )   1581   [ 6]   M .   G hul a m ,   e t   al . ,   " F o r t i f i c a t i o o f   A E S   w i t dy na m i c   m i x - c o l um t r a n s f o r m a t i o n , I A C R   C r y p t ol o gy   e P r i n t   A r c h i v e ,   pp . 4 - 8,   2 011 .   [ 7]   A .   H .   S .   A l   W a t t a r ,   e l   al . ,   " A   ne w   D N A   ba s e a pp r o a c of   g e ne r a t i ng   ke y   de pe nde n t   m i xc o l um ns   t r a n s f o r m a t i o n , I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   C om put e r   N e t w or k s   &   C om m uni c a t i ons   ( I J C N C ) ,   v o l .   7 ,   no . 2 ,   pp . 93 - 102 ,   20 15 .   [ 8]   A .   A l a ba i c hi ,   a nd   A .   I .   S a l i h ,   " E n ha nc e   s e c ur i t y   of   a dv a nc e   e nc r y p t i o s t a nda r d   a l g o r i t hm   ba s e o ke y - de pe nde n t   S - bo x" ,   2015  F i f t I n t e r na t i o na l   C on f e r e nc e   on  D i g i t al   I n f o r m at i on  P r oc e s s i ng  a nd  C om m uni c a t i o ns   ( I C D I P C ) ,   pp. 4 4 - 53 ,   20 15 .   [ 9]   A .   A l a ba i c hi ,   " C o l o r   i m a g e   e nc r y pt i o us i ng   3D   c ha o t i c   m a p   w i t h   A E S   ke y   de pe nde nt   S - B o x " ,   I n t e r na t i o nal   J our nal   o f   C om pu t e r   S c i e nc e   and   N e t w or k   Se c u r i t y   ( I J C SN S) ,   v o l .   16 ,   no .   11 ,   pp.   1 05 - 115 ,   2016 .   [ 10]   A .   A l a ba i c hi ,   " T r ue   c o l o r   i m a g e   e nc r y pt i o ba s e o DNA  s e que n c e ,   3D   c ha o t i c   m ap a nd  ke y - de pe nde nt   D N A   S - B o o f   A E S , J ou r na l   of   T he o r e t i c al   an A ppl i e I n f or m a t i on   T e c h nol o gy ,   v o l .   96 ,   no .   2 ,   pp . 304 - 32 1,   20 18 .   [ 11]   A .   F a t m a ,   a nd  D .   E l k a m c ho uc hi ,   " S t r o ng e s t   A E S   w i t S - B o xe s   ba nk  a nd  dy na m i c   ke y   M D S   m a t r i ( S D K - A E S ) , I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   C om put e r   an C om m uni c a t i o E ng i ne e r i n g ,   v o l .   2 ,   N o .   4 ,   pp.   5 30 - 534 ,   2013 .   [ 12]   L uo n g ,   T r a n   T h i ,   a nd  N g uy e N g oc   C . ,   " T he   p r e s e r v a t i o o f   g ood  c r y pt og r a phi c   p r o pe r t i e s   o f   M ds   m a t r i u nde r   di r e c t   e xpo ne n t   t r a n s f o r m a t i o n , " ,   J ou r na l   of   C om pu t e r   Sc i e nc e   and   C y be r ne t i c s ,   v o l .   31 ,   no .   4 ,   pp . 291 303 ,   201 5.   [ 13]   T .   L .   T r a n ,   N .   N .   C uo ng ,   a nd  H .   D .   T ho ,   " O t h e   c a l c ul a t i o o f   i nput   a nd  o ut pu t   f o r   d y na m i c   M D S   m a t r i c e s   i n   di f f us i o l a y e r   o f   S P N   bl o c c i phe r s , "   K I C S - I E E E   I n t e r nat i on al   C onf e r e nc e   on  I nf o r m a t i o an C om m un i c a t i on s   w i t S am s un L T E   &   5G   Spe c i al   W or k s h op ,   p p. 2 81 - 287 ,   2017 .   [ 14]   H . V .   G a m i do 1 ,   A . M .   S i s o n ,   R .   P .   M e d i n a ,   " M o di f i e A E S   f o r   t e xt   a nd   i m a g e   e nc r y pt i o n ,   I ndone s i an   J ou r na l     of   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   C om p ut e r   Sc i e nc e ,   v o l .   11 ,   no .   3 ,   pp .   942 - 948 ,   2018 .   [ 15]   A.   K a ns o   a nd  M .   G he bl e h,   " A   nov e l   i m a g e   e nc r y pt i o a l g o r i t hm   b a s e d   o a   3D   c ha o t i c   m a p , C om m un  N o nl i ne ar   Sc i   N um e r   Si m u l a t v o l .   17 ,   no .   7 ,   pp .   2 943 2959 ,   201 2.   [ 16]   Z .   Y i ku i ,   S .   L i n,   a nd  Q .   Z h a ng ,   " I m pr ov i ng   i m a g e   e nc r y pt i o u s i ng   m ul t i - c ha o t i c   m a p , W or k s hop  o P ow e r   E l e c t r oni c s   an I n t e l l i ge nt   T r ans por t a t i o Sy s t e m ,   pp . 143 - 14 8 ,   20 0 8 .   [ 17]   B .   H o s s a i n ,   e t   al . ,   " A   ne w   a ppr o a c of   i m a g e   e nc r y pt i o us i ng   3D   c ha o t i c   m a t o   e nha nc e   s e c ur i t y   of   m ul t i m e d i a   c om po ne nt , 3r d   I nt e r n at i ona l   C on f e r e nc e   on   I n f o r m at i c s ,   E l e c t r on i c s   &   V i s i o ( I C I E V ) ,   pp .   1 - 6,   20 14.   [ 18]   A .   A ne e s   a nd  I .   H us s a i n ,   " A   n o v e l   m e t ho t o   i de nt i f y   i ni t i a l   v a l u e s   o f   c ha o t i c   m a ps   i c y be r s e c ur i t y , s y m m e t r y v o l .   11,   no .   2 ,   pp.   1 - 21 ,   201 9.   [ 19]   P .   K ha de ,   M .   N a r n a w a r e ,   " 3D   c ha o t i c   f unc t i o ns   f o r   i m a g e   e nc r y p t i o n , I J C S I   I nt e r n at i ona l   J ou r na l   o f   C om pu t e r   Sc i e nc e ,   v o l .   9 ,   no .   3 ,   pp . 3 23 - 328 ,   2012 .   [ 20]   L .   K oc a r e v   a nd  Z .   T a s e v ,   " I P ubl i c - ke y   e nc r y pt i o ba s e o n   C he by s he v   m a ps , P r oc e e di ng s   o f   t he   2003   I nt e r n at i on al   Sy m pos i um   on   C i r c u i t s   and   S y s t e m s   ( I SC A S   ' 0 3 ) ,   200 3.   [ 21]   Ç .   Ü n a l ,   e t   al . ,   " A   no v e l   hy br i e nc r y pt i o a l g o r i t hm   ba s e o c h a o s   a nd   S - A E S , N onl i ne ar   D y nam i c s ,   v o l .   92 no .   2 ,   pp. 1745 175 9,   20 18 .   [ 22]   A .   A l a ba i c h i ,   e t   a l .,   " R a ndo m ne s s   a na l y s i s   o B l o w f i s bl o c c i phe r   u s i ng   E C B   a nd  C B C   m o de s , J our na l     of   A pp l i e Sc i e nc e s ,   v o l .   1 3,   no .   6,   p p. 7 68 - 789 ,   2013 .   [ 23]   A .   A l a ba i c hi ,   R .   M a hm o d,   F .   A hm a d,   " R a ndo m ne s s   a na l y s i s   o f   128  bi t s   bl o w f i s b l o c c i phe r   o E C B   a n C B C   m o de s , I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   D i g i t a l   C on t e nt   T e c hno l og y   and   i t s   A p pl i c a t i ons ,   v o l .   7 ,   no .   15,   p p. 7 7 - 89,   2 013 .   [ 24]   B .   J a m e s ,   " R a ndo m ne s s   o f   D   s e que nc e s   v i a   D i e H a r d   t e s t i ng " ,   ar X i v : 131 2. 3 618 ,   pp . 1 - 8,   20 08.   [ 25]   A .   M o ha m m e d,   " T e s t i ng   r a ndo m ne s s   i c i ph e r t e x t   o f   bl o c k - c i phe r s   us i n g   D i e H a r d   t e s t s , I n t e r na t i o na l   J o ur n al     of   C om pu t e r   S c i e nc e   and   N e t w or k   Se c u r i t y ,   v o l .   10 ,   no .   4 pp . 5 3 -   5 7,   201 0.   [ 26]   A .   S ur i y a ni ,   e t   al . ,   " A i m m une   s y s t e m - i ns pi r e by t e   pe r m ut a t i o f unc t i o t o   i m pr ov e   c o nf us i o pe r f o r m a nc e     o f   r o und  t r a n s f o r m a t i o i s y m m e t r i c   e nc r y pt i o s c he m e , C om p ut e r   Sc i e nc e   and   i t s   A pp l i c at i on s ,   v o l .   203 ,   p p.   339 - 351 ,   2012 .   [ 27]   A .   A l a ba i c hi ,   F .   A hm a d,   R .   M a hm o d,   " S e c ur i t y   a na l y s i s   o f   bl o w f i s a l g o r i t hm , Se c ond  I n t e r na t i ona l   C onf e r e nc e   on  I nf or m a t i c s   &   A pp l i c at i on s   ( I C I A ) ,   pp . 12 - 18 ,   201 3 .   [ 28]   A . S .   S a l j o ug hi   a nd   H .   M i r v a z i r i ,   " A   ne w   m e t ho f o r   i m a g e   e nc r y pt i o by   3D   c ha o t i c   m a p, "   P at t e r A n al .   A pp l .,  v o l .   22,   no .   1 ,   pp.   2 43 2 57 ,   2 019 .   [ 29]   H .   A .   A bdul l a a nd  H .   N .   A bdul l a h ,   " F P G A   i m pl e m e nt a t i o o f   c o l o r   i m a g e   e nc r y pt i o us i ng   a   ne w   c ha o t i c   m a p, "   I ndo ne s i an   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   C om p ut e r   Sc i e nc e ,   v o l .   13 ,   no .   1,   pp .   129 13 7,   20 19 .   [ 30]   A .   A l a ba i c hi ,   M .   A .   A .   K .   A l - D a bba s ,   a n A .   S a l i h,   " I m a g e   s t e g a no g r a phy   us i ng   l e a s t   s i g ni f i c a nt   b i t   a nd   s e c r e t   m a t e c hni que s , "   I n t .   J .   E l e c t r .   C om pu t .   E n g . ,   v o l .   10 ,   no .   1,   pp .   93 5 946 ,   202 0.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.