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 .   20 ,   N o .   1 O c t o be r   20 20 ,   pp .   510 ~ 52 0   IS S N :   2 5 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 20 .i 1 . pp 510 - 52 0             510       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   C r y p t o s y st e m s usi n g   a n   i m p r o v i n g   h i d i n g   t e c h n i q u e   b a sed   o n   l a t i n   sq u a r e   a n d   m a g i c   sq u a r e       S ah ab   D h e yaa   M o h am m e d 1 T ah M o h am m e d   H as an 2   1 U ni v e r s i t y   o f   I nf o r m a t i o T e c hno l o gy   a nd  C o m m uni c a t i o ns ,   I r a   2 U ni v e r s i t y   o f   D i y a l a ,   C o l l e g e   o f   S c i e nc e ,   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 d   F e b   5 ,   20 20   R e v i s e A pr   7 ,   2020   A c c e pt e A p r   1 9 ,   2020       H a c ke r s   s ho ul be   p r e v e nt e f r o m   d i s c l o s i ng   s e n s i t i v e   d a t a   w h e s e n t   f r o m   o ne   de v i c e   t o   a no t he r   o v e r   t he   ne t w o r k.   T h e r e f o r e ,   t he   pr o po s e d   m e t ho w a s   e s t a b l i s he t o   pr e v e n t   t he   a t t a c ke r s   f r o m   e xpl o i t i ng   t he   v ul n e r a bi l i t i e s   o f     t he   r e du nda nc y   i t he   c i phe r t e x t   a nd  e nha nc e s   t h e   s u bs t i t ut i o a n pe r m u t a t i o o pe r a t i o ns   o f   t he   e nc r y pt i o pr o c e s s   t he   s o l ut i o w a s   pe r f o r m e d   by   e l i m i n a t e s   t he s e   dup l i c a t e s   by   hi di ng   t h e   c i phe r t e x t   i n t o   a   s ub m a t r i 4 x t ha t   c ho o s e s   r a n do m l y   f r o m   m a g i c   s qua r e   1 6x16   i e a c c i ph e r i n g   pr o c e s s .   T w o   t e c hni q ue s   o f   e nc r y pt e a nd   hi di ng   w e r e   e x e c ut e i t he   e nc r y pt i o s t a g e   b y   u s i n g   a   m a g i c   s q u a r e   s i z e   3 × 3   a n d   L a t i n   s q u a r e   s i z e   3 x 3   t o   p r o v i d i n g   m o r e   p e r m u t a t i o n   a n d   a l s o   t o   e n s u r e   a n   i n v e r s e   m a t r i x   o f   de c r y pt i o n   o pe r a t i o n   be   a v a i l a bl e .   I t he   h i di ng   s t a g e ,   t he   c i phe r t e x t   w a s   hi d de n   i n t o   a   1 16   m a t r i t h a t   i nc l ude s   1 s ub - m a g i c   s qua r e s   t o   e l i m i n a t e   t he   dup l i c a t e s   i t he   c i phe r t e xt .   W he r e ,   a l l   e l e m e nt s   t ha t   us e s   w e r e   po l y nom i a l   num be r s   o f   a   f i ni t e   f i e l o f   de g r e e   G a l o i s   F i e l ds   G F   ( 2 8 ).   T he   pr o po s e t e c hni q ue   i s   r o bus t   a g a i ns t   di s c l o s i ng   t he   r e pe t i t i o e nc r y pt e da t a   ba s e o t he   r e s u l t   o f   A v a l a nc he   E f f e c t   i a a c c e pt e r a t i o   ( 62 % )   a nd  t he   r e s u l t s   o f   t he   o ut put   o f   t he   p r o po s e e nc r y pt i o m e t ho ha v e   a c c e pt a bl e   r a ndo m ne s s   ba s e o n     t he   r e s ul t s   o f   t he   p - v a l ue s   ( 0 . 6 2951 5)   o f   t he   N a t i o na l   I ns t i t ut e   o f   S t a n da r ds   a nd  T e c hno l o gy   ( N I S T )   r a ndo m ne s s   t e s t s .   T he   w o r c a be   c o ns i de r e d   s i g ni f i c a n t   i t he   f i e l o f   e nc r y pt i ng   da t a ba s e s   be c a us e   t he   r e p e t i t i o o f   e nc r y pt e da t a   i ns i d e   d a t a ba s e s   i s   c o ns i de r e d   a i m po r t a n t   v ul n e r a bi l i t y   t ha t   he l p s   t o   g ue s s   t he   p l a i n t e x t   f r o m   t he   e nc r y pt e t e x t .   Ke y w or d s :   A ff i n e   c i p h e r   f u n c t i o n     E n c r y pt i o n   p r o c e s s     F i ni t e   f i e l ds     Irr e duc i b l e   po l y n o m i a l     L a t i s qua r e   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 :   S a h a b   D h e y a a   M o h a m m e d ,   U n i v e r s i t y   of   In f o r m a t i o n   T e c hn o l o g y   a nd  Co m m u ni c a t i o n s ,     B a gh d a d,   I ra q .   E m a i l :   s a h a b 7di a @ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     E n c r y pt i o n   t ha t   us e s   a   pe c ul i a r   num b e r   s y s t e m   i s   a   go o m e t h o t o   e n c o de   a n de c o de   da t a   a n d   pr o v i de s   a ddi t i o n a l   s e c ur i t y   a ga i n s t   a t t a c ks   duri n t ra n s m i s s i o n   a n p r o v i di n o ppo r t u ni t i e s   fo r   f ul l   e n c r y pt i o n   a n d   de c r y pt i o n   w h i l s t   h i d i n g   a l l   t e c hni c a l   de t a i l s   [1].   N um e r o us   t e c hni qu e s   a r e   us e t o   s e c ur e   f i l e   t r a n s f e r ,   i n c l ud i n t h e   t y pe s   of   e n c r y pt i o n   t e c hni que s   d e s i gn e t o   ke e f i l e s   s e c ur e .   S ub s t i t ut i o n   a nd  t r a n s po s i t i o n   a r e   t w o   m e c h a ni s m s   us e i n   s y m m e t r i c   e n c r y pt i o n.   S ub s t i t u t i o n   i n v o l ve s   c h a n g i n p l a i n   t e xt   v a l ue s   t o   c i p h e t e xt   v a l ue s .   By   c o n t ra s t ,   t h e   t ra n s po s i t i o m ov e s   t h e   l o c a t i o n s   o f   pl a i n   t e xt   v a l ue s   [2] .     N ow a da y s ,   a t t a c ke r s   a r e   t r y i n t o   b r e a t h e   e n c r y pt i o n   a l go r i t hm   by   r e t r i e v i n t h e   ke y ,   o r   by   a n a l y z i n a   c o l l i s i o n   o r   t h e   e xi s t e n c e   of  r e pe a t e b i t s   /   c h a ra c t e r s   (by t e s i n   t h e   e n c r y pt e m e s s a ge   t o   ga i   t h e   a l go r i t hm   of  e n c r y pt i o n   o r   t h e   ke y   ut i l i z e d   for   i t .   T h e r e fo r e ,   t h e   e n c r y pt i o n   m e t h o m us t   b e   e ff i c i e n t   a n d   e xc l ude   r e pe a t e t e rm s   a n t h e   a t t a c ke c a nn o t   t ra c t he   r e pe t i t i o n   [3] .   T h e   t ra d i t i o n a l   c r y pt o gr a p h i c   a l go ri t hm   s uf f e r s   f r o m   t h e   p r o b l e m   o f   da t a   r e du n d a n c y   i t h e   c i p h e r t e xt .   T hi s   p r o po s e m e t h o a i m s   t o   de ve l o a n   a l go ri t hm   t o   e xc l ude   r e du nda n c y   i n   t h e   c i p h e r t e x t .   W h e r e ,   n e w   e n c r y pt i o n   a n hi di ng  a l go ri t hm s   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       Cr y pt os y s t e m s   us i ng   an   i m pr o v i n h i di ng  t e c hni que   bas e o l a t i n   s quar e   …  ( Sahab  D h e y aa  Moham m e d )   511   a r e   i m p l e m e nt e d,   us i ng  m a gi c   s qu a r e   a n L a t i n   s qu a r e   t o   i nc r e a s e   t h e   pe r m ut a t i o n   a n s ub s t i t ut i o n   t o   m a ke   e n c r y pt i o n   m o r e   s e c ur e   a n c o m pl e x .   I n   m u l t i pl e   e n c r y pt i o n   m e t h o ds ,   m a n y   m a t h e m a t i c a l   m o de l s   a n o pe r a t i o n s   a r e   us e t o   i m pr o v i n e n c r y pt i o n   m e t h o ds   s uc h   a s   m a t ri m u l t i pl i c a t i o n ,   m a g i c   s qua r e ,   a nd  L a t i n   s qua r e .   I n   t hi s   pa pe r,   w e   us e t h e   m a g i c   s qua r e   a nd  L a t i n   s q ua r e   t o   i m p r o ve   t h e   pr o po s e e n c r y pt i o n   m e t h o a n hi de   e n c r y pt e da t a .     1. 1 .     M agi c   s q u ar e   an d   l a ti n   s q u ar e   A   m a g i c   s qua r e   i s   a   s qu a r e   m a t ri o f   i nt e ge r s   w i t h   t h e   s a m e   s um   o f   t h e   v a l ue s   i n   t h e   r o w s ,   c o l um n s   a n m a i n   di a go na l s .   A s   s h o w n   i n   F i gu r e   1 ,   a   m a gi c   s qu a r e   o f   t h e   f o ur t h - o r de r   ( i . e . ,   4 × 4)  ha s   a   m a gi c   s um   o 24,   w h i c h   i s   t h e   t o t a l   s um   o t h e   v a l ue s   i n   t h e   r o w s ,   c o l um n s   a n m a i n   di a go n a l s .   A   t o t a l   o f   880  di ffe r e n t   fo ur t h - o r de r   m a g i c   s qua r e s   a r e   p r o v i de [ 4 ].   A   L a t i n   s qu a r e   i s   a n   n   a rra y   of   o r de r   n ,   i n   w hi c h   a l l   r o w s   a n c o l um n s   c o n t a i n                                   p r e c i s e l y   o n c e   a n t h e   a l s o   t h e   s y m bo l s   oc c ur   p r e c i s e l y   o n c e   i n   e a c h   r o w   a n c o l um n.   A   L a t i s qua r e   i s   c a l l e d   di a go na l i s e .   L a t i n   s qu a r e   w h e n   t h e   s qua r e   ha s   a   m a i n   di a go na l   i n   a   t ra n s v e r s a l   f o r m .   L a t i n   s qu a r e s   c a n   b e   c o n s t r uc t e us i n g   n u m b e r   t h e o r y   us i n o n l y   o n e   s t e f r o m   t h e   m a g i c   s qua r e ,   p a r t i c ul a rl y   by   us i n t h e   m o dul n   o f   t h e   m a g i c   s qua r e .   I t hi s   m a nn e r ,   t h e   L a t i n   s qua r e   o b t a i n e a r e   o f   t w o   t y pe s ,   n a m e l y ,   di a go na l i s e a n d   do ub l y   di a go n a l i s e L a t i n   s qua r e s   of   a n y   o dd  o r de r   n   [5] .   T ha t   i s ,   a   m a gi c   s qua r e   i s   a n   n   a rra y   w i t i n t e ge r s                           ,   s uc t ha t ,   e a c num b e i s   f i l l e d   o n c e   i e a c r o w   a n d   c o l um a nd   t h e   s u m   o f   e a c h   r o w ,   c o l um n   a nd  m a i n   di a go na l   o r   m a i n   a nt i d i a go n a l   i s   t h e   s a m e   c o n s t a n t   v a l ue .   A n   e xa m p l e   fo r   o r de r   a s   i F i gu r e   2   [6] .           F i g u r e   1 .   T h e   m a g i c   s qua r e   (4× 4)   [ 4]       F i gu r e   2 .   O r de 3   of  m a gi c   s qu a r e   [6]       A   L a t i n   s qua r e   de s i g n   i s   a n   a pp r o a c h   o f   m a ppi n e l e m e n t s   t o   a ppe a r   i n   a n   e qu a l   f o r m   i nt o   a   s qua r e   m a t r i x .   E l e m e n t s   a ppe a r   o n e   t i m e   i n   e a c h   r o w   a n c o l u m n .   T h e   p r o c e s s e s   a r e   a s s i g n e a t   r a ndo m   i nt   t h e   s qua r e ,   w i t h   e a c h   p r o c e s s   a ppe a ri n o n e   t i m e   pe r   r o w   a n c o l um n   [ 7 ].   N o   a l go r i t h m   i s   us e t o   b ui l a l l   ki n ds   o m a gi c   s qua r e .   T hus ,   t h e   a l go r i t hm   t h a t   e xe c ut e s   fo r   e ve n   s qua r e s   i s   di f fe r e n t   f r o m   t h e   a l go r i t h m   t h a t   w o r ks   o o dd  o r de r .   T h e r e   a r e   t hr e e   m e t h o ds   fo r   c o n s t r uc t i ng  m a g i c   s qua r e s   a c c o r di n t o   t h e   m a t r i di m e n s i o n s   a r e   t h o s e   of   t h e   o dd  o r de r ,   s i ngl y   e v e n   o r de r   a n do ub l y   e ve n   o r de r   [ 8 ].   M agi c   Squar e s   of   t he   O dd  O r de r   s i m pl e   t y pe   of   m a gi c   s qua r e   i s   of   t h e   fo r m   2m + 1 ,   w h e r e   m   i s   a   po s i t i v e   i n t e ge r.   T h e   D e   l a   L o u b è r e ’s   m e t h o i s   a e xa m pl e   o f   a o dd  o r de r ,   i w hi c t h e   m a t ri x   s i z e   m a y   b e   3 × 3,   5 × 5 ,   a n d   7,   a m o n gs t   o t h e r s .   O dd  o r de m a gi c   s qu a r e s   w e r e   b ui l de by   us i n di f f e r e n t   m e t h o ds ,   s uc h   a s   t h e   py r a m i d ,   de   l a   L o u b e r e ’s ,   o r   s t a i r c a s e   m e t h o [ 9 ].   Mag i c   Squar e s   o f   D ou bl y   E v e n   O r de r   t h e   o r de o f   t h e   do ub l y   e v e n   o r de r e s qu a r e s   i s   o f   t h e   fo r m   4 (e . g . ,   4 ,   8 ,   …)  o r   m a y   b e   di v i de by   a n 4 .   A n   e xa m pl e   i s   t h e   m e t h o de ve l o pe d   by   A l b r e c h t   D ür e r .   T h e   s i z e   o t h e   s qua r e   m a t ri i s   4,   a nd  12× 12 ,   a m o n gs t   o t h e r s   [ 10 ].   Magi c   Squ ar e s   of   S i ng l y   E v e O r d e r S i n gl y   e ve n   s qua r e   i n   t h e   o r de r   i s   o f   t h e   f o r m   2(2m + 1)   = 4 n+ (e . g. ,   2,   6 ,   10 ,   14,   18 ,   22 ,   a m o n gs t   o t h e r s ).   T h e   o r de r   c a b e   di v i de by   b ut   n o t   4.   A e xa m pl e   o f   t hi s   o r de r   i s   P h i l i p pe   de   l a   H i r e ’s   m e t h o d.   T h e   s i z e   o f   t h e   m a t r i i s   6 × 6,   1 10   a n d   14 × 14 ,   a m o n gs t   o t h e r s   [ 11 ].   D i f fe r e n t   a pp r o a c h e s   us e to   c o n s t r uc t   m a g i c   s qua r e s   h a v e   be e n   de v e l o pe dur i n t h e   pa s t   y e a r s .     A n   e xa m p l e   i s   t h e   dot t i ng   m e t hod ,   w h i c h   de pe n ds   o n   c e l l s   m a r k e by   d o t s   fo r   t h e   m a g i c   s qua r e .   T o   c o n s t ru c t   a   m a gi c   s qua r e ,   do t s   a r e   f i r s t   pl a c e o n   t h e   m a i n   di a g o n a l s .   T h e r e a f t e r ,   t h e   c e l l s   a r e   c o m put e f r o m   a   c o r n e r   a n n u m b e r s   a r e   w r i t t e n   i n   e v e r y   m a r ke c e l l .   W h e n   t h e   l a s t   c e l l   i s   r e a c h e d ,   t h e   c e l l s   a r e   r e v i e w e i n   r e v e r s e   a n t h e   n um b e r s   a r e   pl a c e s e que n t i a l l y   i n   e a c h   c e l l   w i t h o ut   do t s .   F i g u r e   3   i l l us t ra t e s   t h e   a rra n ge d   do t s   i t h e   s qu a r e .   T h e   m a gi c   s qua r e   ( 12× 1 2)  i s   o b t a i e n v i a   c o m put i ng  t h e   c e l l s   s t a r t i n f r o m   a   c o rn e r   a nd   e n di ng  i t h e   o ppo s i t e   c o r n e r   s e e   F i gu r e   4   [ 12] .   A l l   m a t h e m a t i c a l   o pe r a t i o n s   us e i n   t h e   p r o po s e m e t h o w e r e   pe r f o r m e d   o a   po l y n o m i a l   n u m b e r s   o f   de gr e e s   G F   (2 8 ).   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 .   20 ,   N o .   1 O c t o b e r   20 20  :     510   -   52 0   512       F i gu r e   3 .   A rra n ge do t s   i t h e   s q ua r e           F i gu r e   4 .   Co n s t r uc t e m a gi c   s qu a r e   (1 12 [1 2]       1. 2 .     F i n i t e   f i e l d s     F i ni t e   f i e l ds   a r e   a   c o l l e c t i o n   o f   f i n i t e   e l e m e n t s   a l s o   c a l l e G a l o i s   f i e l ds   (G F ),   w h i c h   w a s   n a m e a f t e E v a ri s t e   G a l o i s   (1811 - 1832) .   G a l o i s   s t ud i e t h e   s c o pe   of   po l y n o m i a l s   a n di s c o ve r e m a n y   of   t h e i pri n c i pl e s .   N u m e r o us   a pp l i c a t i o n s   ha v e   us e f i n i t e   f i e l ds ,   s uc h   a s   c r y pt o gr a p hi c   a l go r i t h m s   (D i f f i e   a n d   H e l l m a n,   1976 ;   E l G a m a l ,   1985 ;   M i l l e r,   1 986;   K r a v i t z ,   1 993)   a n d   a dv a n c e e n c r y pt i o n   s t a nda rd  (A E S [ 13] .   T h e   f i n i t e   f i e l ds   e xe c ut e f o r   t h e   o rde             i s   de f i n e a s   G F   (     a s   a   s e t   o f         e l e m e n t s .   T h e   t w b i n a r y   o pe r a t i o n s   +   a n ×   a r e   de f i n e i t hi s   s e t .   E a c h   n o nz e r o   e l e m e nt   o f   t h e   f i e l ha s   a   m u l t i pl i c a t i v e   i n v e r s e   [ 14 ].   A l l   o pe r a t i o n s   o f   f i n i t e   f i e l ds   p r o duc e   a e l e m e nt   i t h e   f i e l a rr a nge m e nt   b a s e o t h e       ,   i n di c a t e s   a   pri m e   n um b e r   a nd  n   i n di c a t e s   a   po s i t i v e   i n t e ge r   [ 15 ] .   O n e   of   t h e   c a s e s   i n   f i n i t e   f i e l ds   i s   w h e n     t h e   p ri m e             ,   i w h i c t h e   e l e m e n t s   o f   G F   (     a r e   e xp r e s s e a s   b i n a r y   n um b e r s .   O n e   o f   t h e   us e s   o f   G F   (     i s   a   po l y n o m i a l .             of   po l y n o m i a l   num b e r   i n   G F   (     i s   s h o w e i ( 1) ,   w hi c h   c a b e   r e p r e s e n t e uni que l y   a s   n   b i na r y   c o e ff i c i e n t s   (                   . ..       [   14 ].                                                                                             ( 1 )     F i ni t e   f i e l m u l t i pl i c a t i o n   r e p r e s e n t s   m u l t i pl y i n g   t w o   po l yn o m i a l s   e l e m e nt s   a nd  s u m s   t h e m   l i ke   pow e r s   of   a s   a   r e s ul t .   W h e n   m u l t i pl i c a t i o n   r e s ul t   g r e a t e r   t ha n   n - 1,   s o ,   t h e   r e s ul t   i s   m i ni m i z e v i a     t he   m o d u l e   o f   i r r e d u c i b l e   p o l y no m i a l   m ( x )   o f   g r a d e   n   t h e n   t he   r e s u l t   d i v i d e d   b y             a n d   k e p t   t he   r e m a i n d e r   [ 1 4 ] .   " A n   i r re d u c i b l e   p o l y no m i a l   i s   a   p o l y no m i a l             o v e r   a   f i e l d   G F   (     ) ,   i f   a n d   o n l y   i f             c a n   no t   b e   e xp r e s s e a s   a   t w o   p o l y n o m i a l s   p r o duc t ,   b o t h   o v e r   G F   (     a nd  b o t o f   de gr e e   l o w e r   t h a o f           " .   M o r e o v e r ,   a   po l y n o m i a l   i s   i rr e duc i b l e   w h e n   i t   i s   di v i s i b l e   by   i t s e l f   a n 1   (w i t h o ut   r e m a i n de r )   [ 14 16 ].     1. 3 .     R e l ate d   w o r k s   a)   D ha r i ni   (2014)   p r o po s e t h e   e n c r y pt i o n   m e t h o ds   R S A   fo r   s e c ur e   da t a   t ra n s m i s s i o n,   i n   w h i c h   S S L   ov e r   R S A   a nd   c o m b i ne d   m a g i c   s q u a re   p ro v i de   a d d i t i o na l   s e c u ri t y   t o   t he   s y s t e m ;   m o re o v e r,   t he   c o n f i de n t i a l i t y   a n i n t e g ri t y   of   da t a   s e nt   t o   a n d   f r o m   t h e   c l o ud  a r e   e n s u r e [ 17].   b)   Ch e n g l i a n   L i (201 1)   p r o po s e a   n o v e l   a ppr o a c h   o f   s t r e a m s   c i ph e r   a pp l i c a t i o n   f o r   ra n do m   a c c e s s   f i l e   t h a t   c a n   b e   e a s i l y   i m p l e m e n t e d   a c c o rd i n g   t o   t he   m a g i c   s q u a re   m e t ho d ,   a l s o   i m p ro v e   t he   m o d e l   o f   t he   c i p he r   s t re a m   t o   s t re n g t he n   t he   p ro t e c t i o n   e f f i c i e n t l y   a n d   h a s   a   h i g h   s p e e d   o f   k e y   s t re a m   g e ne r a t o [ 1 8 ] .     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       Cr y pt os y s t e m s   us i ng   an   i m pr o v i n h i di ng  t e c hni que   bas e o l a t i n   s quar e   …  ( Sahab  D h e y aa  Moham m e d )   513   c)   S ha h l a   (20 17)   p r o po s e a a p p r o a c h   t o   c r e a t i n a   m a g i c   s qua r e   o f   o r de r   32 ,   w hi c r e pr e s e nt s     t h e   di f f i c ul t y   i t ra c i n t h i s   s q ua r e   i t h e   c r y pt o gr a p h y   a n d   i m p r o v i n e f f i c i e n c y   by   pr ov i di ng  r o b us t   s e c ur i t y   t o   t h e   e n c r y pt i o n .   T h e   m a gi c   s qu a r e s   h a v e   n um e r o us   ra n do m   n um b e r s   ra t h e t ha n   t h e   A S CII   v a l ue s   a n d   a r e   us e d   t o   ge n e ra t e   t h e   ke y s   of   t h e   pub l i c - ke y   e n c r y pt i o n   a l go ri t hm s   [1 9].   d)   A ut h o r s   ( 2013 )   t hi s   p a pe a i m   t o   e nh a n c e   a a l go ri t hm   t o   e l i m i na t e   t h e   r e pe t i t i v e   c h a ra c t e r s   o r   s y m bo l s   i n   t h e   c i p h e rt e xt   by   us i n e x t r a   a l go r i t h m s   s uc h   a s   F u nc t i o n   E n c r y pt i o n ,   N J J S A A ,   B i t   R o t a t i o n,     a n R e v e r s e   m e t h o d,   t h e   e n c r y pt i o n   i s   v e r y   di ff i c ul t   t o   b r e a k   a n d   m o r e   s e c ur e   [3 ].   e)   A ko   (2016)   t h e   a u t h o r   h a s   p r o po s e a   n e w   m e t h o t h a t   c o m b i n e s   e n c r y pt i o n   a n i n f o r m a t i o n   h i di n t o   i n c r e a s e   s e c ur i t y ,   pr i v a c y ,   a c c ur a c y ,   a nd  c o n f i de n t i a l i t y .   A   ha s h   l e a s t   s i g n i f i c a nt   b i t   m e t h o ha s   b e e n   s ugge s t e fo r   t h e   hi d i n e n c r y pt i o n   da t a   p r o c e s s   w i t h   t h e   us e   o f   a n   a f f i n e   c i p h e r   t o   p r o v i de   m o r e   e n c r y pt i o n   a n d   i n c r e a s e   d a t a   s e c uri t y   i t h e   n e t w o r e n v i r o nm e nt   [ 20 ].     f)   A ut h o r s   (20 16) .   p r o po s e a ppr o a c h   i s   us e t ha t   c o m b i n e s   t h e   e n c r y pt i o n   m e t h o w i t h   a   m e t h o of  hi di ng  e n c r y pt e da t a   t o   i n c r e a s e   t h e   s e c ur i t y   a n m a i nt a i n   c o n f i de n t i a l i t y ,   i nt e gri t y ,   a n a v a i l a b i l i t y   of  da t a   a g a i n s t   e xt e rn a l   a t t a c ks   a n u na u t h o r i z e a c c e s s .   T he   pl a i n   t e xt   w a s   e n c r y pt e w i t h   t h e   R S A   a l g o ri t h m   a n d   t he   c i p he r t e x t   w a s   h i d d e i n t o   t he   i m a g e   u s i ng   t h e   a d v a n c e d   L S B   m e t ho d .   W he re   t h e   p l a i n   t e x t   w a s   e nc o d e d   a n d   d i v i d e d   i n t o   p a r t s   P 1   a n d   P 2 ,   t he   X O R   o p e r a t i o w a s   p e rf o r m e d   o t he   p a r t   (P 1)  o f   t h e   o dd  l o c a t i o n s   a n d   ( p2 )   us i ng  e v e n   l o c a t i o n   f o r   L S B + 1   [ 21].     g)   J e e n a   P a ppa c ha n ,   J i nu  B a by   (2015) ,   s ugge s t e o n e   of   t h e   ki n ds   o f   c h a o t i c   m a ps   (T i nke r b e l l   M a ps w i t t h e   m a gi c   s qua r e   e n c r y pt   t h e   i m a ge s .   T h e   p r o po s e m e t h o p r o v i de s   e ff i c i e n c y   a n s e c uri t y   fo r   e n c r y pt i o n   i m a ge s . t h e   p r o po s e m e t h o c o n s i s t s   of   a   128 - ke y   s e c r e t   ke y   o r   a   16 - c h a ra c t e r   h e xa de c i m a l   ke y   t h a t   d i v i de s   i nt o   16  8 - b i t   s ub ke y s .   T h e   m a gi c   s qua r e s   a n t w o - di m e n s i o na l   m a ps   a r e   c r e a t e d,     r o w   s h i f t i n g ,   pi xe l   a dj us t m e n t   [22] .   h)   T h e   a ut h o r s   (20 12)   p r o po s e e n c r y pt i o n   gr a y s c a l e   a n c o l o r   i m a ge s   m e t h o us i n a   s y m m e t ri c - ke y   L a t i n   s q ua r e   i m a ge   c i p h e r   (L S IC) .   t h i s   m e t h o i m p r o v e nov e l   L a t i n   s qu a r e   i m a ge   e n c r y pt i o n   a nd  a   n o v e l   m e t h o o f   m e r gi n p r o b a b i l i s t i c   e n c r y pt i o n   i n   i m a ge   e n c r y pt i o n   by   i n c l udi ng  r a n do m   n o i s e   b y   L S B   t e c h ni que .   T h e   p r o po s e L S IC  ha s   a   s e c ur e   c i p h e r   d ue   t o   l a r ge   ke y s pa c e ,   e x c e l l e n t   c o n f us i o n ,     a n di f f us i o n   a pp r o a c a n d   po w e r f ul   a ga i n s t   c ha nn e l   n o i s e   a n d   b r u t e - f o r c e   a t t a c ks   [23] .   i)   Al - H a s a (2018 ) ,   p r o po s e a   n e w   s t e ga n o gra p h y   a pp r o a c h   i s   p r o po s e by   c o n v e r t i n g   t h e   c o ve r   i m a ge   f r o m   R G B   c o l o r   s pa c e   t o   Y Cb C r   c o l o r   s pa c e .   T h e n ,   h i de   t h e   e n c r y pt e da t a   us i n t h e   A f f i n e   Ci p h e a n d   M a gi c   S qua r e   M a t r i a r e   a ppl i e t o   e m b e d   t h e   e n c r y pt e da t a   o n t o   t h e   c o ve r   i m a ge   us i n t h e   IS a pp r o a c h.   T h e n   t h e   s a l t - a n d - pe ppe r   n o i s e   i s   a dde t t h e   c ov e r   i m a ge .   T h e   r e s ul t s   s h o w   t h a t     t h e   p r o po s e m e t h o w i t h s t a n ds   a g a i n s t   a t t a c ks   [2 4].   j)   T o m b a   I   (2017),   a n   i m p r o v e c r y pt o s y s t e m   by   us e s   ps e udo   l e t t e r s   { A u,   E a ,   E e ,   O o ,   O u}   i n     t h e   s e que n c e   of   26  E n g l i s h   l e t t e r s .   T h e   p r o po s e ps e ud o   l e t t e r s   a r e   us i n m a g i c   s qua r e s   o a n y   t y pe   o m a t r i c e s   i n   e n c r y pt i o n   a nd  de c r y pt i o n   o pe ra t i o n .   U s i ng  ps e udo   l e t t e r s   w i l l   a f f e c t   t h e   A S CII   c h a ra c t e ri s t i c s   t h e r e by   w i l l   p r o v i de   a n   a dd i t i o n a l   l a y e r   o f   s e c uri t y   of   t h e   i m p r o v e c r y pt o s y s t e m   [25].       2.   P R O P O S ED   M ETH O D O LO G Y   T h e   p r o po s e e n c r y pt i o n   m e t h o c o n t ri b ut e s   t o   s e c ur i t y   e n ha n c e m e nt   a nd  e l i m i n a t e s   t h e   s y m b o l s   r e pe t i t i o n   o f   c i ph e rt e xt   by   us i n m a n y   n e w   m e t h o ds   s uc h   a s   m a gi c   s qua r e ,   L a t i n   s q ua r e   t o   e n c r y pt i o n   da t a   a n c o n s t r uc t i ng  ra n do m   m a gi c   s qua r e   t o   hi di n c i p h e rt e xt   i n s i de   i t ,   w hi c h   p r o v i de s   a ddi t i o n a l   s a f e t y   f e a t ur e s .   T h e   m a j o r i t y   of   t h e   e n c r y pt i o n   m e t h o ds   s uf fe r   f r o m   t h e   r e pe t i t i o o f   t h e   e l e m e n t s   i n t o     t h e   c i ph e r t e xt .   S o ,   ra n do m   m a g i c   s qua r e s   w e r e   us e t o   h i di ng  t h e   r e pe t i t i o n   i n   t h e   c i p h e r t e xt .   I n   t h e   p r o po s e d   m e t h o d,   t h e   e n c r y pt i o n   a n de c r y pt i o n   p r o c e s s e s   w e r e   e x e c ut e i n   t w o   ph a s e s .   T h e   f i r s t   p h a s e   i s   do n e   b y   us i n a   3 × L a t i n   s qu a r e   d e ri v e f r o m   t h e   o dd  o r de r e 3 × 3   m a g i c   s qua r e   t o   a rr a nge   t h e   ke y   e l e m e n t s   of    t he   p o l y no m i a l   n u m b e rs   o f   d e g re e   G F   (     ).   t h e   p l a i n t e x t   o f   t he   9 - b y t e   p o l y no m i a l   n u m b e rs   i s   a r r a n g e d   i n   o d d   o rd e re d   3 × 3   m a g i c   s q u a re   a n d   m u l t i p l y i n g   w i t L a t i n   s q u a r e   3   u s i ng   t he   o p e r a t i o ns   o f   f i n i t e   f i e l d s   w i t h   a i r re d u c i b l e   p o l y no m i a l   o f   G F   (     ).   T h e   s e c o n d   p h a s e   i nv o l v e s   c o ns t r u c t s   m a g i c   s q u a re   o f   a   d o u b l y   e v e n   o r d e r   1 2 × 1 2   i nc l u d e s   1 6   s u b - s q u a re s   o f   e v e m a g i c   s q u a re   t o   h i d e   t he   e nc ry p t e d   t e x t   o f   t he   f i rs t   p h a s e   r a n d o m l y .   F i g u r e   5   p re s e n t s   t he   b l o c k   d i a g r a m   o f   t he   e nc ry p t i o o p e ra t i o n .   T he   c o d i n g   s c he m e   a l o ne   d o e s   no t   p ro v i d e   s u f f i c i e n t   s e c u r i t y .     T h u s ,   m a g i c   s q u a re   p ro v i d e s   t he   p e r m u t a t i o n   o f   t he   c h a r a c t e r   e nc o d i ng   b a s e d   o n   t he   m a g i c   s q u a re   s c he m e s .     2. 1 .   En c o d i n g   A l l   pl a i t e xt   w e r e   l a b e l e us i n t h e   A S CII  c o de   fo r   c o di n t h e   l e t t e r s   t o   po l y n o m i a l   n u m b e r s   o f   G F   (     ) .   T he re a f t e r,   t he   nu m b e rs   w e re   a r ra ng e d   i n   3 × 3   m a t ri x   [ P O ]   b a s e d   o p o d i s i o n.   T he t he   e nc o d e d   nu m b e rs   o f   p l a i n t e x t   a re   a r r a n g   i n   a   3   3   m a t r i x   [ p ]   b a s e d   o n   t he   c o ns t ru c t i o n   o f   t he   o d d   o rd e r   3 × 3   m a g i c   s q u a re   ( M ).       [    ]   [   ]     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 .   20 ,   N o .   1 O c t o b e r   20 20  :     510   -   52 0   514       F i gu r e   5 .   T h e   b l o c di a g ra m   o f   e n c r y pt i o n   o pe ra t i o n       2. 2 .     En c r yp t i o n   T h e   e n c r y pt i o n   p r o c e s s   i n c l ude s   t w o   pha s e s   o f   e n c r y pt i o n   a nd  h i di n g   t h e   e n c r y pt e t e xt .   P ha s e   1 :   T h e   e n c o de e l e m e n t s   o f   t h e   pl a i n   t e xt   w e r e   a rra n g e i a   3 × m a t r i x   [ p ] ,   a nd  t h e   ke y   e l e m e n t s   a r e   a rr a nge i n   a n   o dd  o r de r   m a gi c   s qua r e   [M ].   T h e r e a f t e r ,   t h e   L a t i n   s qu a r e   [ L ]   w a s   de r i v e f r o m     t h e   m a gi c   s qua r e   b y   t a ki n m o dul o   a s   (2 ).   T h e   e n c r y pt e t e xt   w a s   e xe c ut e by   m ul t i pl y i n t h e   3 × 3   L a t i n   s q u a re   [ L ]   a n d   e nc o d e d   m a t r i x   [ P ]   w i t h   a n   i r re d u c i b l e   p o l y no m i a l   ( m                     +   1 )   a s   ( 3 ) .                           (2)     [   ]     [   ]   [   ]               (3)     w h e r e     [C]:   T h e   e n c r y pt e d   m a t ri x   3x3   P ha s e   2:   T h e   e n c r y pt e m a t r i x   [C]  o f   t h e   p r e v i o us   s t a ge   w a s   r a ndo m l y   h i dde n   i n s i de   t h e   m a gi c   s qua r e   [ MS ]   of   t h e   12 × 12  do ub l y   e ve n   o r de r.   [ MS w a s   di v i de i nt o   16  by   s u b - m a gi c   s qua r e   4 T h e   e n c r y pt e m a t ri [C]  r e s ul t i n f r o m   t h e   p r e v i o us   s t a ge   i s   e xp a n de t o   a   ×  4   by   r a n do m l y   a ddi n g   n u m b e r s   (s a l t )   f r o m   1   t o   255  (po l y n o m i a l   n u m b e r s   o f   G F   (     )).   T h e r e a f t e r,   t h e   m a t r i x   [ C]  w a s   i m ul t i p l i e w i t o n e   o f   t h e   s ub - m a g i c   s qua r e s   [A ]   (s e l e c t e r a ndo m l y by   t h e   a f f i n e   c i p h e f unc t i o n .   E a c e l e m e n t   o f   t h e   e n c r y pt i o m a t ri x           c o r r e s po n ds   t o   o n e   e l e m e n t   i t h e   s ub - m a g i c   s qua r e         .   T h e   a ff i n e   c i p h e r   a s   i n   ( 4 w a s   a p pl i e d ,   e xc e pt   o n e   e l e m e nt   t h a t   i s   l e f t   a s   a   po i n t e r.   T h e   r e s ul t   i s   a   m a t r i x   [ E ]   4 × r e p r e s e n t s   t h e   f i na l   o f   c i ph e t e x t .                                         (4)       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       Cr y pt os y s t e m s   us i ng   an   i m pr o v i n h i di ng  t e c hni que   bas e o l a t i n   s quar e   …  ( Sahab  D h e y aa  Moham m e d )   515   T h e   E n c r y pt i o n   a l go r i t hm   o f   pr o po s e m e t h o a s   t h e   f o l l ow i n g :       Input: block (9 bytes) of encoded original data    Output: block (16 bytes) of cipher text    Step 1   Plain text  [PO]  was labeled using the ASCII   code for coding the letters to  polynomial numbers of GF (     )   [P] .   [    ]   [   ]   Step 2   T h e   k e y   e l e m e n t s   w e r e   a r r a n g e d   i n   a n   o d d   o r d e r   3 × 3   m a g i c   s q u a r e   [ M ] .   L a t i n   s q u a r e   [ L ]   w a s   d e r i v e d   f r o m   t h e   m a g i c   s q u a r e   b y   t a k i n g   m o d u l o   3 .   b y   multiplying  the  3×3  Latin  s q u a r e   [ L ]     a n d   e n c o d e d   m a t r i x   [ P ]   w i t h   a n   irreducible polynomial (m)                                                               (2)   [   ]     [   ]   [   ]                  (3)   [C] Expandes to a 4 × 4 by randomly adding 8 polynomial numbers of GF (     ).    Step 3     Magic square [MS] of the 12 × 12 doubly even order was constracted.   [MS]  divides into 16 by sub - magic square4 × 4.   The matrix[C] was multiplied with  one of the sub - magic squares [A] (selected randomly) by the affine cipher  function.                                              (4)       2. 3 .   D e c r yp ti o n   T h e   de c r y pt i o n   p r o c e s s   w a s   e xe c ut e by   r e ve r s i n g   t h e   p r e v i ous   s t a ge s   o f   t h e   e n c r y pt i o n   p r o c e s s .     P ha s e   1:   I n   t h i s   p ha s e ,   t h e   e n c r y pt i o n   m a t r i [c w a s   r e t u rn e by   (5),   w h e r e   us e s   t h e   i n v e r s e   o f   e a c h   e l e m e n t   of   t h e   s pe c i f i c   s ub - m a t ri [A m ul t i pl y   w i t h   f i na l   e n c r y pt i o m a t ri e l e m e n t s   [E ].   T h e   s ub - m a gi c   s qua r e   [A w a s   s e l e c t e us i n t h e   e l e m e n t   (po i nt e r i n t o   t h e   m a t r i x .   T he n ,   t h e   e n c r y pt i o n   m a t ri [C]  w a s   r e duc e f r o m   t o   3   by   e l i m i na t i n g   t h e   ra n do m   n u m b e r s   (s a l t ) .     [   ]                                   (5)     P ha s e   2 :   T hi s   s t a ge   us e s   t h e   i n v e r s e   o f   3 × L a t i n   s q ua r e s   [       ]   a n d   m ul t i p l i e d   by   t h e   c i p h e m a t ri x   [C]   t o   ob t a i n   t h e   e n c o de pl a i t e xt   m a t r i [P ] a s   i n   ( 6).     [   ]     [       ]   [   ]               (6)     P ha s e   3:   D e c o di n t h e   e n c o de pl a i n t e xt   m a t r i [ P t o   t h e   pl a i n   t e xt   m a t r i [P O b a s e o n   t h e   po s i t i o n s   of   m a g i c   s qua r e   e l e m e nt s   [M ] .     [   ]   [    ]       T h e   D e c r y pt i o n   a l go ri t hm   o f   p r o po s e m e t h o d   a s   t h e   f o l l ow i n g:       Input : block (16 bytes) of cipher text    Output : block (9 bytes) of plain text    Step 1   the inverse of each element of the specific sub - matrix [A] multiply with final  encryption matrix elements [E] .   [   ]                                                        (5)   Step 2   the  inverse of 3 × Latin squares [       ]   and multiplied b y the cipher matrix [C] to   obtain    the encoded  plain text matrix  [P] .     [   ]     [       ]   [   ]                                          (6)   Step 3   Decoding the encoded  plaintext matrix [ P] to the plain text matrix 3× 3 [PO]  based on the positions of magic square elements [M].    [   ]   [    ]       Ex am p l e     T h e   m e s s a ge   t o   be   s e n t   i s   a s s um e t o   be   " Ci ph e r i ng"   a nd  t he   ke y   i s   a   m a g i c   s qua r e   35,   37 ,   39 ,   41 ,   43,   45,   47 ,   49  a n d   51’ ,   t h e   s t e ps   o f   t h e   e n c r y pt i o n   p r o c e s s   a s   t h e   f o l l ow s :   a)   T h e   m e s s a ge   o f   t h e   pl a i t e xt   i s   e n c o de us i ng  t h e   A S CII   c ode   a s   a   F i gu r e   6.       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 .   20 ,   N o .   1 O c t o b e r   20 20  :     510   -   52 0   516       F i gu r e   6 .   E n c o di n g   t h e   m e s s a ge       b)   O n e   o dd - o r de 3   m a g i c   s qua r e   ( M i s   c o n s t ruc t e f o r   t h e   p e r m u t a t i o n   o f   t h e   e l e m e nt s   o f   t h e   pl a i t e x t   b a s e o n   t h e   po s i t i o o f   e l e m e n t s   i ( M ) ,   t h e r e by   o b t a i ni n g   t h e   e n c o de m a t r i x   ( P ).             c)   A o dd  o r de r   3   m a g i c   s qua r e   i s   c o n s t ruc t e a nd  a   3 × 3   L a t i s qua r e   (L )   i s   de r i v e f r o m   t h e   M S   b a s e   o n   m o d   3 ,   a n d   m u l t i p l i e d   i n   t h e   e nc o d e d   m a t r i x   w i t h   i r r e d u c i b l e   p o l y no m i a l             +     + x + 1)   as   ( 7 )   a n d   ( 8 ).               m o 3   ( 7 )         [   ]     [   ]   [   ]               ( 8 )           d)   T h e   e n c r y pt e m a t r i x   i s   e xt e n de t o   4 x ( Cx )   by   r a n do m l y   a ddi n g   po l y n o m i a l   num b e r s   o f   G F   (     ).             e)   B ui l di n g   T h e   M a g i c   S qua r e   do ub l y   e v e n   o r de r   16 × 16   i n c l udi n g   16   s ub - s qua r e   o f   e ve n   m a gi c   s qua r e   i s   a s   i F i g u r e   7.   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       Cr y pt os y s t e m s   us i ng   an   i m pr o v i n h i di ng  t e c hni que   bas e o l a t i n   s quar e   …  ( Sahab  D h e y aa  Moham m e d )   517       F i gu r e   7 .   M a gi c   s qu a r e   do ub l y   e ve n   o r de 16 × 16       f)   By   a ppl y i n g   t h e   a f f i n e   c i p h e f un c t i o n   o n   e n c r y pt i o n   m a t ri x   (C)  a n d   s ub - s qua r e   o f   t h e   e v e n   4 × m a g i c   s qua r e   [A ]   s e l e c t e ra n do m l y ,   t h e   r e s ul t   r e p r e s e n t s   t h e   f i n a l   e n c r y pt e m a t ri x .   T h e   a f f i n e   c i p h e r   f un c t i o n   o n   e a c h   e l e m e n t   o t h e   e n c r y pt i o n   m a t r i i s   a ppl i e d,   e xc e pt   t h e   e l e m e n t   a t   t h e   bo t t o m   o t h e   l e f t   c o r n e r   i s   s ub s t i t ut e w i t h   a n   e l e m e n t   a t   t h e   b o t t o m   l e f t   c o r ne r   i n   t h e   s ub - m a g i c   s qua r e   t o   be   a   po i n t e r ,   w h e r e   (b v a l ue   i s   e qua l   180  a s   a   c o n s t a nt   i n   ( 9 ).                                          (9)             2. 4 .   Th e   d e c r yp ti o n   p r o c e s s   u s e s   tw o   s tage s   as   fo l l o w s :   g)   T h e   i n v e r s e   o f   t h e   a f f i n e   c i p h e f un c t i o n   o n   t h e   e n c r y pt i o n   m a t r i ( E )   a n d   t h e   s pe c i f i c   s ub - i n v e r s e   m a g i c   s qua r e   a f f i n e   c i p h e i s   a pp l i e a s   f o l l ow i n g   i i n v e r s e   ( 10 ):                                      (10)           h)   T he   m a t r i x   i s   re t u r n e d   t o   3 × 3   [ c ]   a n d   t he   r a n d o m   n u m b e rs   ( s a l t )   t h a t   a d d e d   a t   t he   e nc ry p t i o s t a g e   w e re   d e l e 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 .   20 ,   N o .   1 O c t o b e r   20 20  :     510   -   52 0   518         i)   T he   i nv e r s e   o f   t h e   L a t i n   s q u a re   i s   u s e d   a n d   m u l t i p l i e d   w i t h   t he   3 × 3   e nc ry p t i o m a t r i x   a s   f o l l o w i n g   i n   ( 11 ).           [       ]   [   ]               (11)             3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S     T h e   p r o po s e d   m e t h o pr o v i de t h e   pr o c e s s i n o a   r e pe t i t i o n   p r o b l e m   i n   t h e   c i p h e r t e xt .     T h e   i m po r t a n t   c ha r a c t e r i s t i c   o f   t h e   e n c r y pt i o n   a l go ri t hm   i s   t he   A v a l a n c h e   E f f e c t ,   w h e r e   a n y   s i n g l e   b i t   c ha n ge   i n   t h e   pl a i n   t e xt   o r   ke y   m us t   b e   a   m o r e   c h a n ge   i n   t h e   bi t s   o f   e n c r y pt e t e xt .   A v a l a n c h e   e f fe c t   t e s t   of    t h e   pr o po s e m e t h o c a n   b e   c a l c ul a t e by   us i n (12) .   T h e   t e s t   c a l c ul a t e s   t h e   a v a l a n c h e   e ff e c t   of   t h e   p r o po s e d   m e t h o w h e n   c h a ngi n 1 - b i t   i n   t h e   ke y   a n ke e pi n p l a i n t e x t   c o n s t a n t   a nd  c ha n gi ng  i n   pl a i nt e xt   by   1 - b i t   a nd   ke e pi n t h e   K e y   b i t s   c o n s t a n t .   I n   t w o   c a s e s ,   t h e   n u m b e r   o b i t s   t h a t   di f f e r   b e t w e e n   t h e   t w o   c i ph e r - t e xt s   i s   c a l c ul a t e d   by   X O R   o pe r a t i o n.   T h e n ,   T a b l e   1   s h o w s   t h e   a v a l a n c h e   e f fe c t   of   pr o po s e m e t h o d:                                                                                                                                                                                             ( 12 )       T a b l e   1 .   S h o w s   t h e   a v a l a n c h e   e f f e c t   of   pr o po s e m e t go d   S a m p l e   N o .   K e y s   i n p u t   O u tp u t   M D ES   A v a l a n c h e   te s t   A v a l a n c h e   Te s %   1   49,   35,   45,   39,   43,   47,   41,   51,   37   99,   105,   112,   1 0 4 ,   101,   114,   105,   1 1 0 ,   103   71,   92,   236,   2,   141,   1,   107,   225,   60,   182,   238,   87,   2 2 7 ,   239,   174,   52   0 . 6 4 8   6 4 . 8   %   49,   35,   45,   39,   171 ,   47,   41,   51,   37   99,   105,   112,   1 0 4 ,   101,   114,   1 0 5 , 1 1 0 ,   103   255,   242,   24,   1 1 1 ,   282,   255,   1 5 8 ,   62,   210,   32,   161,   1 8 0 ,   2 5 0 ,   4 9 ,   251,   1 7 1   2   18,   155,   80,   228,   1 1 0 ,   160,   14,   51,   169   67,   111,   109,   1 1 2 ,   117,   116,   101,   1 1 4 ,   115   108,   157,   1 2 4 ,   219,   140,   1 7 0 ,   151,   191,   20,   113,   224,   1 8 1 , 1 8 4 ,   2 5 3 ,   200,   70   0 . 6 0 9   6 0 . 9 %   18,   155,   80,   228,   1 1 0 ,   160,   14,   51,   169   67,   111,   109,   2 4 0 ,   117,   116,   101,   1 1 4 ,   115   156,   105,   2 4 3 ,   139,   233,   2 1 7 ,   254,   67,   250,   191,   26,   90,   1 5 0 ,   1,   50,   212   M a i n   p e r c e n t a g e   a v a l a n c h e   v a l u e   0 . 6 2 8   62%                                                                                                                                                                                                                                                                                                 T h e   A v a l a n c h e   E f f e c t   r e s ul t s   o f   t h e   p r o po s e m e t h o i n di c a t e   t h a t   t h e   ra t i o   of   62%  i s   a   go o r a t i o ,   w h e r e   t h e   a c c e pt e r a t i o   i s   50%  i n di c a t e s   t h e   a l go r i t hm   ha s   p e r f e c t   c o n f us i o n   a n d i f f us i o n ,   a s   w e l l   a s     t h e   ra t i o   i n d i c a t e s   t h a t   t h e r e   i s   l e s s   r e pe t i t i o n   i t h e   c i p h e rt e xt   W h e n   t h e   b l o c ks   of   pl a i n   t e xt   a r e   a l m o s t     t h e   s a m e .   T h i s   go o r a t i o   c o m e s   f r o m   t ha t   m e t h o w h e n   i t   i s   s e l e c t e t h e   s ub - m a gi c   s qua r e   r a ndo m l y   i n   e a c e n c r y pt i o n   p r o c e s s .   T h e   r a ndo m n e s s   t e s t s   a r e   i m po r t a n t   f o r   t e s t i n t h e   c i ph e r   t e xt   t o   de t e r m i n e   i f   t h e r e   i s   a n y   de v i a t i o n   o r   b i a s e s   b e t w e e n   pl a i nt e xt / c i p h e r   t e xt   b i t s   a n t o   e n s ur e   t h e   r a ndo m   fo r m   f o r   t h e   c i ph e r   t e xt .     T h e   pr o po s e t e c hn i que   p r o v i de s   a c c e pt e r e s ul t s   b a s e o n   t h e   N IS T   ra n do m n e s s   t e s t s .   W h e r e   a   P - v a l ue   f o r   a   t e s t   i s   e qu a l   t o   o n e ,   a n d   t h e t h e   v a l ue   w i l l   b e   i de a l   r a ndo m n e s s .   A   P - v a l ue   o f   z e r o   r e f e r s   t ha t   t h e   v a l ue   i s   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       Cr y pt os y s t e m s   us i ng   an   i m pr o v i n h i di ng  t e c hni que   bas e o l a t i n   s quar e   …  ( Sahab  D h e y aa  Moham m e d )   519   c o m pl e t e l y   n o n - r a n do m .   T h e   r e s ul t s   t e s t e a r e   di s pl a y e i T a b l e   2.   T h e   r e s ul t s   o f   t h e   r a n do m n e s s   t e s t s   of  t h e   pr o po s e m e t h o a r e   a c c e pt a b l e   f o r   a l l   t h e   p - v a l ue s   o f   t h e   s t a t i s t i c a l   t e s t s   w h e r e   a l l   p - v a l ue s   a r e   n e a r e s t   f r o m   1   t ha t   i n di c a t e t h e   e n c r y pt e da t a   a r e   ra n do m   t e xt .   A c c o r di n gl y ,   t h a t   r a ndo m n e s s   r e s ul t s   a r e   a c c e pt a b l e   a n n o   f r e que n c y   of   a l l   po s s i b l e   o ve r l a p pi n g   m - b i t   p a t t e rn s   a c r o s s   t h e   e nt i r e   s e que n c e .       T a b l e   2.   P r o po s e m e t h o r e s ul t s   o f   t h e   N IS T   r a ndo m n e s s   t e s t s     S ta t i s ti c a l   Te s ts   I n p u S i z e   (n )   P - v a l u e   P r o p o s a l   m e th o d   Th e   r e s u l ts   1   F re q u e n c y   ( m o n o b i t )   T e s t   1 0 0 0 0   0 . 8 7 3 1 2 4   P a s s   1 0 0 0 0 0   0 . 6 2 4 2 7 8   P a s s   A v e r a g e   o P - v a l u e     0 . 7 4 8 7 0 1   P a s s   2   Bl o c k   F re q u e n c y   (m = 8 )   1 0 0 0 0   0 . 2 8 7 6 4 5   P a s s   1 0 0 0 0 0   0 . 6 3 4 2 6 5   P a s s     A v e r a g e   o P - v a l u e     0 . 4 6 0 9 5 5   P a s s   3   A p p r o x i m a t e   E n t ro p y   T e s t   m = 3   1 0 0 0 0   0 . 8 7 6 5 4 1   P a s s   1 0 0 0 0 0   0. 9 5 5 9 1 5   P a s s   A v e r a g e   o P - v a l u e     0 . 9 1 6 2 2 8   P a s s   4   L i n e a Co m p l e x i t y   T e s t   (M = 1 0 0 )   1 0 0 0 0   0 . 4 4 7 3 2 1   P a s s   1 0 0 0 0 0   0 . 5 0 5 7 3 2   P a s s   A v e r a g e   o P - v a l u e     0 . 4 7 6 5 2 6   P a s s   5   Ru n s   T e s t   1 0 0 0 0   0 . 2 8 9 1 2 0   P a s s   1 0 0 0 0 0   0 . 8 0 1 2 0 8   P a s s   A v e r a g e   o P - v a l u e     0 . 5 4 5 1 6 4   P a s s     T o t a l   A v e ra g e s   o f   P - v a l u e   0 . 6 2 9 5 1 5   P a s s         4.   C O N C LU S I O N     T h e   p r o po s e t e c hn i que   p r o c e s s   t h e   p r o b l e m   of   r e pe t i t i o n   i t h e   c i p h e r t e xt   a n d   i n c r e a s e     t h e   pe rm u t a t i o o f   t h e   pl a i t e x t   by   us e s   t h e   f un c t i o na l i t y   o f   a   m a gi c   s qu a r e   a n d   t h e   di a go na l   L a t i s qua r e .   T h e   p r o po s e m e t h o de m o n s t r a t e t h e   a b i l i t y   t o   pr o c e s s   r e pe t i t i o n   i n   e n c r y pt e da t a   e ff e c t i v e l y   w h e n   e nt e ri n s i m i l a r   t e x t s   i n   e a c h   e n c r y pt i o n   p r o c e s s ,   i n   a ddi t i o n,   t h e   m e t h o de m o n s t ra t e t h e   hi g h   ra n do m n e s s   of   t h e   e n c r y pt e t e xt s .   T h e   p r o po s e w a s   a c h i e v e by   us e s   a   m a gi c   s qua r e   12× 12  t o   hi di ng  e n c r y pt e da t a   a n e l i m i na t e s   t h e   r e pe t i t i o n   e l e m e n t s .   T hus ,   t h e   e n c r y pt e da t a   a r e   s ub s t a n t i a l l y   s e c ur e   a n d   r o b us t   a ga i n s t   a t t a c ke r s   b a s e o n   t h e   t e s t s   t h e   A v a l a n c h e   E f f e c t   a n ra n do m n e s s   r e s ul t s   t ha t   s h o w n   a c c e pt e d   r e s ul t s   i n   t h e   c i p h e r t e xt .   It   i s   r e c o m m e n de t ha t   r e s e a r c h   i s   us e i n   t h e   f i e l t ha t   c o rr e s po n di n d a t a b a s e   e n c r y pt i o n   b e c a u s e   t he   d a t a b a s e   s e c u r i t y   s y s t e m   ne e d s   e nc ry p t i o m e t ho d s   t h a t   no t   s u f f e r   f ro m   t he   p ro b l e m   o f   re p e t i t i o n   d a t a .       R EF ER EN C ES   [ 1]   D a s ,   D e ba s i s ,   U .   A .   L a nj e w a r ,   a nd  S .   J .   S ha r m a ,   " T he   A r t   o f   C r y pt o l ogy :   F r o m   A nc i e nt   N um be r   S y s t e m   t o   S t r a ng e   N um be r   S y s t e m , I nt e r na t i ona l   J our n al   o f   A p pl i c a t i on  o r   I nn ov at i on  i E ng i ne e r i ng&   M ana ge m e nt   ( I J A I E M ) ,     v o l .   2,   no .   4,   p p.   26 5 - 275 ,   2 013 .   [ 2]   S t a l l i ng s ,   W i l l i a m ,   " N e t w o r S e c u r i t y   E s s e n t i a l s :   A ppl i c a t i o ns   a nd  S t a nda r ds   F o ur t E di t i o n ,”   P r e nt i c e   H a l l ,     L a k e   St r e e t ,   U ppe r   S add l e   R i v e r ,   N J ,   N e w   J e r s e y ,   20 11 .   [ 3]   D a nt i ,   A j i t ,   a nd  R a j e s N a y a k,   " D a t a   E nc r y pt i o b y   E xc l udi ng   R e pe t i t i v e   C ha r a c t e r   i C i ph e r   T e x t , "   I n t e r nat i on al   J our nal   O f   I nno v a t i o ns i n   E ng i ne e r i ng   A nd   T e c hn ol ogy   ( I J I E T ) v o l .   2,   no .   4,   p p.   27 0 - 276,   2 013 .   [ 4]   E s s ,   E l i ,   " T he   M a g i c   o f   M a g i c   S qu a r e s , "   T h e s i s   i M a t he m a t i c s   M i ddl e bur y   C o l l e g e ,   20 05 .   [ 5]   N.   S h i b i r a j ,   T o m ba , "   M o di f i e d   H i l l   C i p he r :   S e c ur e   T e c hn i qu e   u s i n g   L a t i S q ua r e   a nd  M a g i c   S q ua r e , "   I n t e r na t i ona l   J our nal   o f   C om pu t e r   S c i e nc e s   and   E n gi ne e r i n g v o l .   6,   no .   12 ,   pp.   315 - 320 ,   2018 .   [ 6]   P .   B a r t l e t t ,   " L a t i S qua r e s   a nd   M a g i c , "   M a t hc a m p ,   20 12 .   [ 7]   G a o ,   L e i ,   " L a t i s qu a r e s   i n   e xpe r i m e nt a l   de s i g n , "   M i c hi g a n   S t a t e   U ni v e r s i t y ,   2005 .     [ 8]   D.   I .   G e o r g e ,   J .   S a i   G e e t ha   a n K .   M a ni ,   A dd - o S e c ur i t y   L e v e l   f o r   P ubl i c   K e y   C r y pt o s y s t e m   us i ng   M a g i c   R e c t a n g l e   w i t h   C o l u m n / R o w   S h i f t i n g ,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C o m p u t e r   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   9 6 ,   n o .   1 4 ,   p p .   38 - 4 3 ,   2 0 1 4 .   [ 9]   N i t i P a nd e y ,   D .   B.   O j ha ,   S e c ur e   C o m m uni c a t i o S c he m e   w i t M a g i c   S qua r e ,   J our na l   of   G l ob al   R e s e ar c i n   C om put e r   Sc i e nc e ,   v o l .   3 ,   no .   1 2 ,   pp .   12 - 14 ,   2012 .   [ 10]   P.   K .   S r i n i v a s a n ,   M a t he m a t i c s   a n M a g i c   S qua r e ,   M ag i c   Squ ar e ,   1992 .   [ 11]   R o na l P .   N o r dg r e n,   N e w   C o ns t r uc t i o ns   F o r   S pe c i a l   M a g i c   S qu a r e s ,   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   o f   P ur e   an A p pl i e M a t he m at i c s v o l .   78 ,   no .   2m   p p.   13 3 - 154 ,   2 012 .   [ 12]   S e s i a no ,   J a c que s ,   M a g i c   S qua r e s :   T he i r   H i s t o r y   a nd  C o ns t r uc t i o f r o m   A n c i e nt   T i m e s   t o   A D   1600,   Sp r i n ge r   I nt e r n at i on al   P ubl i s h i ng ,   201 9 .     [ 13]   A l i ,   N a da   H u s s e i M . ,   a nd  S u a a A l i   A be a d ,   " M o di f i e B l o w f i s A l go r i t hm   f o r   I m a g e   E nc r y pt i o us i ng   M ul t i   K e y s   ba s e d   o f i v e   S - bo xe s , I r aqi   J our nal   o f   Sc i e nc e v o l .   57 ,   no .   4C ,   pp .   2968 - 29 78,   2 016 .   [ 1 4 ]   S t a l l i n g s ,   W i l l i a m ,   C r y p t o g r a p h y   a n d   n e t w o r k   s e c u r i t y :   p r i n c i p l e s   a n d   p r a c t i c e   6   E d i t i o n ,”   P e r s o n   E d u c a t i o n   I n c 2 0 1 4 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.