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 .   1 9 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20 ,   pp .   1596 ~ 1601   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 19 .i 3 . pp159 6 - 1601             1596       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   Im p l e m e n t a t i o n   o f   a   b i t   p e r m u t a t i o n - b a sed  a d v a n c e d   e n c r y p t i o n   st a n d a r d   f o r   se c u r i n g   t e x t   a n d   i m a g e   f i l e s       H e i d i l yn   V .   G am i d o   C o l l e g e   o f   C o m put e r   S t ud i e s ,   T a r l a c   S t a t e   U ni v e r s i t y ,   T a r l a c   C i t y ,   P hi l i p pi n e s       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 J a n   10 ,   2 020   R e v i s e M a r   1 3,   20 20   A c c e pt e A p r   8 ,   2020       T he   pa p e r   pr o po s e s   a   m o di f i c a t i o o f   t he   A dv a nc e E nc r y pt i o S t a n da r ( A E S )   t o   a d dr e s s   i t s   h i g c o m put a t i o na l   r e q ui r e m e nt   s t e a m i ng   f r o m   t he   c om pl e m a t h e m a t i c a l   o pe r a t i o ns   i n   t h e   M i xC o l um ns   T r a ns f o r m a t i o w hi c h   m a ke s   t he   e nc r y pt i o pr o c e s s   s l o w .   B i t   P e r m ut a t i o w a s   u s e d   i n s t e a o f   t he   M i xC o l um ns   T r a ns f o r m a t i o s i nc e   t he   u s e   o f   bi t   pe r m ut a t i o i a e nc r y pt i o a l g o r i t hm   a c hi e v e s   e f f i c i e nc y   b y   pr o v i di ng   m i ni m um   e nc r y pt i o t i m e   a nd  m e m o r y   r e qu i r e m e nt .   R e s u l t s   o f   t he   s t u dy   s ho w e t ha t   t h e   m o di f i e A E S   a l g o r i t hm   e x hi bi t e f a s t e r   e nc r y pt i o by   18. 47%   a n f a s t e r   de c r y pt i o n   by   18. 77 %   f o r   t e x t   f i l e s .   T h e   m o di f i e A E S   a l g o r i t hm   a l s o   r e s u l t e t o   16. 5 3%   hi g he r   a v a l a nc he   e f f e c t   c o m pa r e w i t t h e   s t a n da r A E S   t hus   i m pr o v i ng   t he   s e c ur i t y   pe r f o r m a nc e .   A ppl i c a t i o o f   t he   m o d i f i e A E S   i n   e nc r y pt i ng   i m a g e s   i n   C i p he r   B l o c C ha i n i ng   m o de   s ho w e t ha t   t he   m o di f i e d   a l g o r i t hm   a l s o   e xh i bi t e 16. 88 %   f a s t e r   e nc r y pt i o a nd  11 . 96 %   de c r y pt i o n   c om pa r e w i t t h e   s t a nd a r A E S .   L i ke w i s e ,   m o di f y i ng  t he   a l g o r i t hm   a c hi e v e t h e   i de a l   r e s u l t   i t he   hi s t o g r a m   a na l y s i s ,   i nf o r m a t i o n   e nt r o py ,     t he   c o r r e l a t i o c o e f f i c i e nt   o f   a dj a c e nt   p i xe l s   t o   r e s i s t   s t a t i s t i c a l   a t t a c k .     T he   i de a l   v a l u e   i num b e r   o f   pi xe l s   c ha ng e   r a t e   a nd  u ni f i e a v e r a g e   c ha ng e   i nt e ns i t y   w e r e   a l s o   a c hi e v e m a k i ng   t he   m o di f i e a l g o r i t hm   r e s i s t a nt   t o   di f f e r e n t i a l   a t t a c k.   T he s e   r e s u l t s   s ho w   t ha t   m o di f y i ng   A E S   b y   us i ng   bi t   pe r m u t a t i o t o   r e pl a c e   M i xC o l um n s   T r a ns f o r m a t i o w a s   a bl e   t o   a ddr e s s   t he   hi g c o m put a t i o na l   r e qu i r e m e nt   o f   t he   a l g o r i t hm   r e s ul t i ng   i n   a   f a s t e r   a nd   m o r e   s e c ur e   e nc r y pt i o a l g o r i t hm   f o r   t e xt   f i l e s   a nd  i m a g e s .   Ke y w or d s :   A v a l a n c h e   e f f e c t   E n c r y pt i o n   Im a ge   e n c r y pt i o n   M i xc o l um n s   S e c ur i t y   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 :   H e i di l y n   V .   G a m i do ,   Co l l e ge   of   Co m put e S t ud i e s ,   T a rl a c   S t a t e   U n i v e r s i t y ,   T a rl a c   C i t y ,   P h i l i pp i n e s .   E m a i l :   h t v ga m i do @ t s u . e du. p h       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   e xpo n e n t i a l   g r o w t h   i n   t h e   us e   of   c o m put e r s   c o upl e w i t h   t h e   n e e t o   pr o t e c t   c o n f i de n t i a l   a nd  e s s e n t i a l   i n f o r m a t i o n   f r o m   u na ut h o r i z e a n i l l e ga l   us e r s   m a ke s   t h e   s e c ur i t y   of   di gi t a l   da t a   a   g r e a t   c ha l l e n ge   i n   t h e   w o r l dw i de   c o m m uni c a t i o n   n e t w o r [1] .   E n c r y pt i o n   i s   us e t o   s e c ur e   da t a   a n p r o t e c t   t h e   c o n f i de n t i a l i t y   of   da t a   du ri n t ra n s m i s s i o n   o v e r   t h e   n e t w o r [2 - 3] .   E n c r y pt i o n   a l go ri t hm s   c a n   b e   c a t e go r i z e a s   s y m m e t r i c   o r   a s y m m e t r i c .   Co m m o n   s y m m e t ri c   e n c r y pt i o n   a l go ri t hm s ,   l i ke   D a t a   E n c r y pt i o n   S t a n d a r d   (D E S ) T ri pl e   D E S   (3D E S ) ,   a n d   A E S ,   a r e   us e f o r   e n c r y pt i ng  b i n a r y   da t a   o t e x t .     D E S   a n 3D E S   a r e   e n c r y pt i o n   a l g o r i t hm s   t ha t   w e r e   o n c e   c o n s i de r e s e c ur e   b ut   h a v e   be e n   pr o v e n     t o   be   i n a de qu a t e   a n u n s e c u r e due   t o   v ul n e ra b i l i t y   t o   di f fe r e nt i a l   a nd  l i n e a r   a t t a c [3 - 4] .   A dv a n c e E n c r y pt i o n   S t a n da rd  (A E S w a s   e s t a b l i s h e by   t h e   N a t i o n a l   In s t i t ut e   o f   S t a n da r ds   a n T e c hn o l o g y   (N IS T o t h e   U n i t e S t a t e   o f   A m e r i c a   t o   r e pl a c e   D E S   a nd   3D E S   [5 - 7] .   S i n c e   t h e n ,   A E S   i s   c o n s i de r e a s   t h e   s t a nda r d   fo r   e n c r y pt i o n   b e c a us e   of   i t s   c o m b i n a t i o n   o f   s e c ur i t y ,   pe r f o r m a n c e   b o t h   i n   h a rdw a r e   a n s o f t w a r e ,     a n f l e xi b i l i t y   [8 - 10] .   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       Im pl e m e nt a t i o o f   a   b i t   pe r m u t at i on - bas e d   adv anc e e n c r y p t i on  s t andar d   f or . . .   ( H e i d i l y n   V .   G am i do )   1597   D e s pi t e   t h e   f a c t   t ha t   A E S   i s   o n e   o f   t h e   m o s t   c o m m o n l y - us e e n c r y pt i o n   t e c hn i que s ,   t h e r e   i s   a   pr o b l e m   i n   i t s   h i g h e r   c o m put a t i o na l   r e qui r e m e nt   [11 - 14]   du e   t o   t h e   c o m pl e m a t h e m a t i c a l   o pe r a t i o n s   i n   t h e   M i xCo l um n s   T ra n s f o r m a t i o n   [1 4]   c a us i n g   a   s l o w   e n c r y pt i o n   p r o c e s s   [15] .   B i t   pe r m u t a t i o n   t e c hn i q ue   off e r s   a   s o l ut i o n   t o   t h e   s l ow   e n c ry pt i o n   pr o c e s s   i n   A E S   s i n c e   t h e   us e   of  b i t   pe r m u t a t i o n   i n   a n   e n c r y pt i o n   a l go r i t hm   a c hi e v e s   e ff i c i e n c y   by   pr ov i di ng  m i ni m um   e n c r y pt i o n   t i m e   a n d   m e m o r y   r e qui r e m e nt .   B i t   pe rm u t a t i o n   i s   a l s o   e a s y   t o   i m pl e m e n t   s i n c e   i t   do e s   n o t   r e qui r e   a   c o m pl e m a t h e m a t i c a l   c o m put a t i o n   [16 - 17].   B i t   P e r m u t a t i o n,   l i ke   t h e   M i xCo l um n s ,   p r o v i de s   di f f us i o n   i c r y pt o gr a p h i c   a l go r i t hm s   [18] .       2.   R ES EA R C H   M ET H O D     T h e   s t a nda rd  a n m o di f i e A E S   a l go r i t hm   w e r e   de v e l o pe i n.   N E T   F r a m e w o r us i n t h e   M i c r o s of t   V i s ua l   C#  2015   v e r s i o n   14 . 0 . 2543 . 01 .   T h e   de v e l o pe pr o gra m   w a s   us e t o   e n c r y pt   t e xt   a nd  i m a ge s .   M a t l a b   R 2017a   w a s   us e t o   t e s t   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   m o di f i e a l go r i t hm   i n   i m a ge   e n c r y pt i o n   i n   t e rm s   of  hi s t o gr a m   a n a l y s i s ,   e n t r o py ,   c o r r e l a t i o n   c o e ff i c i e n t ,   N P CR ,   a n U A CI.   T h e   s t udy   w a s   de v e l o pe a n t e s t e us i n a   l a p t o c o m put e r   w i t h   I n t e l   ®  Co r e     i 5 - 7 th   G e n   p r o c e s s o r ,   3. 10G H z   CP U   s pe e d,   8G B   D D R 3   R A M   w i t h   1T B   H D D   s t o r a ge   a n r u nni n i n   a   64 - b i t   W i n do w s   10   O S .   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   of  t h e   m o di f i e A E S   a l go ri t hm   a r e   s h o w n   i n   F i g u r e   1 .             F i gu r e   1 .   T h e   m o di f i e A E S   p r o c e s s       T h e   m o di f i e a l go r i t hm   c o n s i s t s   o f   t h e   t e n   r o u n ds   f o l l ow i n g   t h e   n u m b e r   o f   r o unds   o f   128 - b i t   A E S Co n s e que n t l y ,   t h e   m o di f i e a l go ri t hm   f o l l ow s   t h e   s a m e   s e que n c e   o f   t r a n s f o r m a t i o n s   o f   A E S   T h e   m o di f i c a t i o n   o f   t h e   a l go r i t h m   i s   i n   t h e   M i x Co l um n s   T ra n s f o r m a t i o n.   T h e   B i t   P e rm u t a t i o T r a n s f o r m a t i o n   r e p l a c e s   t h e   M i x Co l um n s   T ra n s f o r m a t i o o f   t h e   s t a nda r d   A E S   du ri n t h e   e n c r y pt i o n   p r o c e s s .   A i n v e r s e   B i t   P e rm ut a t i o t ra n s f o r m a t i o i s   n e e de d   f o r   t h e   de c r y pt i o n   p r o c e s s   [19 - 20]       3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S     3. 1 .     Ex e c u ti o n   ti m e   T h e   m o di f i e a l go r i t h m   w a s   c o m pa r e t o   t h e   m o di f i c a t i o n s   p r e s e n t e by   [13]   a n [21]   T h e   f i gur e   b e l ow   s h ow s   t h a t   t h e   m o di f i c a t i o n   us i ng  m u l t i pl e   S - bo xe s   h a s   t h e   f a s t e s t   pe r f o r m a n c e   a m o n t h e   a l go ri t hm s   w h i l e   t h e   s t a nda rd  A E S   h a s   t h e   s l o w e s t   pe r f o r m a n c e   i n   e n c r y pt i n t e xt   f i l e s .   T h e   m o di f i e A E S   us i n b i t   pe rm ut a t i o n   t e c hn i que   s h o w s   t ha t   t h e   a l go r i t hm   ha s   r e duc e t h e   e n c r y pt i o n   t i m e   o f   t h e   s t a nda rd  A E S   by   18. 47% .   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 .   1 9 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     15 96   -   16 01   1598   F i g u re s   2   a nd   3   s ho w   t h a t   t he   m o d i f i c a t i o u s i ng   m u l t i p l e   S - b o x e s   i s   t he   f a s t e s t   p e rf o rm a nc e   a m o ng   t he   a l g o ri t h m s   w hi l e   t he   s t a nd a rd   A E S   h a s   t he   s l o w e s t   p e rf o rm a nc e   i d e c ry p t i ng   t e x t   f i l e s .   T he   m o d i f i e d   A E S   u s i ng   b i t   p e rm u t a t i o t e c h ni q u e   s ho w s   t ha t   t he   a l g o ri t hm   ha s   re d u c e d   t h e   d e c ry p t i o t i m e   o f   s t a nd a rd   A E S   b y   1 8 . 7 7 % .             F i gu r e   2 .   E n c r y pt i o n   f o r   t e xt   f i l e s     F i gu r e   3 .   D e c r y pt i o n   f o r   t e xt   f i l e s       F i gu r e   s h o w s   t h a t   t h e   m o di f i e a l go ri t hm   us i ng  b i t   pe rm ut a t i o n   h a s   r e duc e t h e   e n c r y pt i o n   of   t h e   s t a n d a r A E S   16. 88%  a n r e duc e t h e   de c r y pt i o n   of   t h e   s t a n da rd  A E S   by   11. 96%  f o r   e n c r y pt i n i m a ge s .     A   f a s t e e n c r y pt i o n   a l go ri t hm   f o r   i m a ge s   i s   n e e de t o   p r o v i de   b e t t e r   s e c ur i t y   of   di gi t a l   i m a ge s   [2 2 - 23] .           F i gu r e   4 .   E xe c ut i o pe r f o r m a n c e   f o r   i m a ge       3. 2 .     A v al an c h e   e f fe c t   F i gu r e   s h o w s   t h a t   t h e   m o di f i e a l go r i t h m   ha s   t h e   hi g h e s t   a v a l a n c h e   e ff e c t   a m o ng  t h e   a l go ri t hm s .   T h e   m o di f i c a t i o us i n m u l t i pl e   S - b o xe s   i n d i c a t e t ha t   i t   i s   t h e   f a s t e s t   a m o n t h e   a l go ri t hm s ,   b ut   s uf f e r e d   gr e a t l y   i n   t h e   a v a l a n c h e   e ffe c t   t e s t   w h e r e   i t   di n o t   m e e t   t he   m e a n   v a l ue   of   50%  fo r   a l l   t h e   pl a i nt e xt s   u s e d.     A   v e r y   l o w   v a l ue   f o r   t h e   a v a l a n c h e   e f f e c t   c o m pr o m i s e s   t h e   s e c ur i t y   of   t h e   e n c r y pt i o n   a l go ri t hm   [24]           F i gu r e   5 .   A v a l a n c h e   e ff e c t   pe r f o r m a n c 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       Im pl e m e nt a t i o o f   a   b i t   pe r m u t at i on - bas e d   adv anc e e n c r y p t i on  s t andar d   f or . . .   ( H e i d i l y n   V .   G am i do )   1599   F i gu r e   6   s h o w s   t h a t   o nl y   t h e   m o di f i e A E S   a l go r i t hm   ha s   m e t   t h e   50%  m e a n   v a l ue   o t h e   a v a l a n c h e   e ffe c t   fo r   t h e   s e t   o f   pl a i nt e xt s   us e d   a n d   ha s   a l s o   i m p r o v e t h e   s e c ur i t y   l e v e l   of   t h e   s t a nda r d   A E S .           F i gu r e   6 .   A v a l a n c h e   e ff e c t   r e s ul t       3. 3 .     S tati s t i c a l   attac k   I n   h i s t o gra m   a na l y s i s ,   F i gur e   s h o w s   t ha t   t w h i s t o g r a m s   a r e   c o m pl e t e l y   di ffe r e nt ,   a nd  t h e   e n c r y pt e i m a ge   ha s   a   u ni f o r m l y   di s t ri b ut e hi s t o gra m   w h i c h   m e a n s   t ha t   a   l i t t l e   i n f o r m a t i o n   a b o ut   t h e   da t a   i s   kn o w n .   T h e   r e s ul t   o f   t h e   a n a l y s i s   of   t h e   h i s t o g r a m   s h o w s   t h a t   t h e   m o di f i e a l go r i t h m   i s   r e s i s t a n t   t o   s t a t i s t i c a l   a t t a c k.   F o r   a n   e n c r y pt i o n   a l go ri t hm   t o   be   r e s i s t a n t   t o   s t a t i s t i c a l   a t t a c k ,   i t   m us t   ha v e   a   h i s t o gra m   t h a t   i s   e n t i r e l y   di f fe r e nt   f r o m   t h e   pl a i i m a ge   a n d   ha s   a   u ni f o r m   di s t ri b ut i o o f   v a l ue s   [25 - 27] .             F i gu r e   7 .   H i s t o gra m   a na l y s i s   o f   pl a i n   a n d   e n c r y pt e i m a ge s       T h e   r e s ul t   i n   T a b l e   s h o w s   t h a t   t h e   c o rr e l a t i o n   c o e ff i c i e n t   of   t h e   pl a i nt e xt   i m a ge   i s   c l o s e   t o   o n e   w h i c h a s   a   v e r y   s t r o ng  c o rr e l a t i o n.   T h e   c o rr e l a t i o n   c o e ff i c i e nt   o f   t h e   e n c r y pt e i m a ge   us i ng  t h e   m o di f i e a l go ri t hm   i s   v e r y   c l o s e   t o   z e r o   w h i c h   m e a n s   t ha t   t h e r e   i s   a   w e a c o r r e l a t i o n   a m o n a dj a c e n t   pi xe l s .     A   c o r r e l a t i o n   c o e ff i c i e n t   e qua l   t o   o n e   m e a n s   t ha t   b o t h   i m a g e s   a r e   i de n t i c a l   a nd  a r e   i n   pe r f e c t   c o r r e l a t i o n   a n d   t h a t   t h e   e n c r y pt i o n   p r o c e s s   f a i l s   be c a us e   t h e   e n c r y pt e i m a g e   i s   t h e   s a m e   a s   t h e   pl a i n t e xt   i m a ge .   A   v a l ue   t ha t   i s   v e r y   l ow   o r   v e r y   c l o s e   t o   z e r o   m e a n s   t h a t   t h e   p l a i a n d   e n c r y pt e i m a ge s   a r e   c o m pl e t e l y   di f fe r e nt   [2 8]       T a b l e   1 .   Co rr e l a t i o c o e ff i c i e n t   o f   M A E S   Im a g e   P l a i n t e x t   i m a g e   E n c r y p t e d   i m a g e   u s i n g   t h e   M A E S   H   V   H   V   M a n d ri l   0 . 8 2 1 6   0 . 8 4 7 5   - 0 . 0 0 5 4   - 0 . 0 0 5 6   P e p p e r   0 . 9 1 8 9   0 . 9 3 6 8   - 0 . 0 0 5 5   - 0 . 0 0 1 7   Ca m e ra m a n   0 . 9 3 0 0   0 . 9 6 5 1   - 0 . 0 1 8 5   0 . 0 2 0 8   L e n a   0 . 9 6 0 3   0 . 9 8 0 9   0 . 0 3 0 0   0 . 0 0 7 8   S m i l e y   0 . 9 7 1 7   0 . 9 4 0 7   - 0 . 0 1 3 0   - 0 . 0 2 6 7   Bu t t e r fl y   0 . 9 8 7 5   0 . 9 8 9 6   - 0 . 0 2 2 1   - 0 . 0 1 5 2   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 .   1 9 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     15 96   -   16 01   1600   T h e   i n f o r m a t i o n   e n t r o py   r e s ul t   i n   T a b l e   s h o w s   t ha t   t h e   m o di f i e A E S   h a s   a c h i e v e a e n t r o p y   v a l ue   a ppr o xi m a t e t o   e i gh t   (8) ,   w h i c h   i m p l i e s   t h a t   t h e   m o di f i e A E S   h a s   a   n e gl i gi b l e   v a l ue   of  pr e di c t a b i l i t y   a n i n t r o duc e s   r a n do m n e s s   t o   t h e   e n c r y pt e i m a ge .       T a b l e   2 .   E n t r o py   of   M A E S   Im a g e   M o d i fi e d   A E S   M a n d ri l   7 . 9 9 6   P e p p e r   7 . 9 9 6   Ca m e ra m a n   7 . 9 9 9   L e n a   7 . 9 9 9   S m i l e y   7 . 9 9 9   F l o w e r   7 . 9 9 9       3. 4 .     D i ff e r e n ti a l   attac k   N P CR   a n U A CI  a r e   f a c t o r s   t o   de m o n s t ra t e   t h a t   t h e   m o di f i e e n c r y pt i o n   a l go r i t hm   c a n   s t r o n g l y   r e s i s t   d i f f e r e n t i a l   a t t a c [28 ,   29] .   T h e   i de a l   v a l ue   o f   N P C a n U A CI  i s   99. 56%  a n 33 . 46 r e s pe c t i v e l y   [29 - 31] .   H ow e ve r ,   a   hi g h e r   v a l ue   t ha n   9 9. 5 6%  f o r   N P CR   i s   b e t t e r   s i n c e   N P CR   fo c us e s   o n   t h e   p r e c i s e   n um b e of   pi xe l s   t h a t   c ha n ge   t h e   v a l ue   i n   di f f e r e n t i a l   a t t a c k.   A   l o w e r   v a l ue   t h a n   33 . 46 i s   b e t t e r   f o r   U A CI  s i n c e   U A CI  c o n c e n t r a t e s   o n   t h e   a v e r a ge   di f fe r e n c e   b e t w e e n   t w o   pa i r e c i p h e r   i m a ge s   [30] .   N P CR   a n U A CI  pe r f o r m a n c e   a s   s h o w n   i T a b l e   3.         T a b l e   3 .   N P CR   a nd   U A CI  pe r f o r m a n c e   F i l e   A E S   M o d i fi e d   A E S   N P CR  ( % )   U A CI   ( % )   N P CR  ( % )   U A CI (% )   M a n d ri l   9 9 . 6 5   3 3 . 5 3   9 9 . 6 2   3 3 . 4 1   P e p p e r   9 9 . 6 4   3 3 . 4 6   9 9 . 6 1   3 3 . 5 3   Ca m e ra m a n   9 9 . 6 3   3 3 . 5 1   9 9 . 6 2   3 3 . 3 8   L e n a   9 9 . 6 2   3 3 . 5   9 9 . 6 1   3 3 . 4 8   S m i l e y   9 9 . 4 6   3 3 . 4 3   9 9 . 4 4   3 3 . 4 6   Bu t t e r fl y   9 9 . 4 7   3 3 . 4 4   9 9 . 4 8   3 3 . 4 7   A v e ra g e   9 9 . 5 8   3 3 . 4 8   9 9 . 5 6   3 3 . 4 6       4.   C O N C LU S I O N     B a s e o n   t h e   r e s ul t s   o f   t h e   s t udy ,   t h e   b i t - pe rm u t a t i o b a s e A E S   ha s   i m p r o v e t h e   s t a nda r d   A E S   a l go ri t hm   i n   t e rm s   o f   e n c r y pt i n a nd  de c r y pt i n t e xt   a n i m a ge   f i l e s .   T h e   m o di f i e A E S   h a s   a l s o   i m p r o v e d   t h e   a v a l a n c h e   e f fe c t   o f   t h e   s t a n d a r a l go ri t hm   b y   16. 53%.   T h e   e xpe r i m e n t s   a l s o   s h o w e t h a t   t h e   m o di f i e a l go ri t hm   i s   r e s i s t a nt   t o   s t a t i s t i c a l   a nd  di f f e r e n t i a l   a t t a c ks .   T h e   r e s ul t s   c l e a rl y   s h ow   t h a t   m o di fy i n t h e   A dv a n c e E n c r y pt i o n   S t a nda r ds   b y   us i n b i t - pe r m u t a t i o n   t o   r e pl a c e   t h e   M i xCo l u m n s   T ra n s f o r m a t i o n   w a s   a b l e   t o   a dd r e s s   t h e   h i g h   c o m put a t i o n a l   r e qu i r e m e nt   o f   t h e   a l go ri t hm   r e s ul t i ng  i a   f a s t e a n d   m o r e   s e c ur e   e n c r y pt i o n   a l go r i t h m   f o r   t e x t   a n d   i m a ge   f i l e s .       A C K N O WL ED G M EN TS     T h e   r e s e a r c h e r   w o ul w a nt   t o   a c k n o w l e dge   t h e   T a rl a c   S t a t e   U n i v e r s i t y   fo r   f un d i n g   t h e   r e s e a r c h .       R EF ER EN C ES     [1]   A .   E .   O m o l a r a   a nd  A .   J a nt a n ,   M o di f i e ho ne y   e nc r y pt i o s c he m e   f o r   e nc o di ng   na t ur a l   l a ng ua g e   m e s s a g e ,   I nt .   J .   E l e c t r .   C om pu t .   E ng. ,   v o l .   9 ,   no .   3 ,   p .   1871 ,   201 9.   [ 2]   S .   D a dh i c h,   P e r f o r m a nc e   A na l y s i s   o f   A E S   a nd  D E S   C r y pt o g r a phi c   A l g o r i t hm s   o W i ndo w s   &   U bun t u   us i ng   J a v a ,   v o l .   35,   no .   4 ,   pp.   1 79 1 83 ,   2 016 .   [ 3]   A .   V e r m a ,   S .   K a ur ,   a nd   B .   C hh a br a ,   D e s i g a nd   D e v e l o pm e n t   o f   R o bus t   A l g o r i t hm   f o r   C r y pt o g r a ph y   us i ng   I m pr o v e A E S   T e c hni que ,   I nt .   J .   C om pu t .   Sc i .   I n f .   Se c ur . ,   v o l .   15 ,   no .   A pr i l ,   pp .   66 8 2,   20 17.   [ 4]   N.   A l e i s a ,   A   C o m pa r i s o o f   t he   3D E S   a nd  A E S   E nc r y pt i o S t a nda r ds ,   I n t .   J .   Se c ur .   I t s   A pp l . ,   v o l .   9 ,   no .   7,     pp.   24 1 24 6,   20 15.   [ 5]   A .   B ul us   a nd  E .   B u l us ,   C i phe r   w i t A E S ,   i 2018  3 r I nt e r n a t i o na l   C o nf e r e nc e   o C o m put e r   S c i e nc e   a nd   E ng i ne e r i ng   ( U B M K ) ,   p p .   27 30 ,   2018 .   [ 6]   O .   C .   A bi ko y e ,   A .   D .   H a r u na ,   A .   A buba ka r ,   N .   O .   A ka nde ,   a nd   E .   O .   A s a ni ,   M o di f i e A dv a nc e E nc r y pt i o S t a n da r A l g o r i t hm   f o r   I nf o r m a t i o S e c ur i t y ,   Sy m m e t r y   ( B as e l ) . ,   v o l .   1 1,   no .   12 ,   p.   14 84 ,   2 019 .   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       Im pl e m e nt a t i o o f   a   b i t   pe r m u t at i on - bas e d   adv anc e e n c r y p t i on  s t andar d   f or . . .   ( H e i d i l y n   V .   G am i do )   1601   [ 7]   E .   M .   D e   L o s   R e y e s ,   A .   M .   S i s o n,   a n R .   P .   M e d i na ,   F i l e   e nc r y pt i o ba s e o r e duc e d - r o und  A E S   w i t r e v i s e d   r o und  k e y s   a nd   ke y   s c he du l e ,   I nd one s .   J .   E l e c t r .   E ng.   C om put .   Sc i . ,   v o l .   1 6,   no .   2 ,   p p.   8 97 9 05,   2 019 .   [ 8]   P .   K um a r   a n S .   B .   R a na ,   D e v e l o pm e n t   o f   m o di f i e A E S   a l go r i t hm   f o r   da t a   s e c ur i t y ,   O pt i k   ( St u t t g) . ,   v o l .   127,   no .   4 ,   pp.   2 341 2345 ,   201 6.   [ 9]   H .   T a l i r o n g a n ,   A .   M .   S i s o n ,   a n d   R .   P .   M e d i n a ,   M o d i f i e d   A d v a n c e d   E n c r y p t i o n   S t a n d a r d   u s i n g   B u t t e r f l y   E f f e c t ,   2 0 1 8   I E E E   1 0 t h   I n t .   C o n f .   H u m a n o i d ,   N a n o t e c h n o l o g y ,   I n f .   T e c h n o l .   C o n t r o l .   E n v i r o n .   M a n a g . ,   n o .   1 9 9 8 ,   p p .   0 6 ,   2 0 1 8 .   [ 10]   E .   M .   D e   L o s   R e y e s ,   A .   M .   S i s o n,   a nd  R .   M e d i na ,   M o di f i e A E S   C i phe r   R o und  a nd  K e y   S c he dul e ,   I ndo ne s .   J .   E l e c t r .   E ng .   I n f o r m at i c s ,   v o l .   7 ,   no .   1,   pp .   29 36 ,   2019 .   [ 11]   R .   R i y a l dhi ,   R o j a l i ,   a nd  A .   K ur n i a w a n,   I m pr ov e m e nt   o f   A dv a n c e E nc r y pt i o S t a nda r A l g o r i t hm   W i t S h i f t   R o w   a nd  S . B o M o di f i c a t i o M a p pi ng   i n   M i x   C o l um n ,   P r oc e di a   C om put .   Sc i . ,   v o l .   11 6,   pp .   401 407 ,   201 7.   [ 12]   B .   B ha t ,   A .   W .   A l i ,   a n A .   G upt a ,   D E S   a n A E S   pe r f o r m a nc e   e v a l ua t i o n ,   i I n t e r na t i o nal   C o nf e r e nc e   on  C om put i ng ,   C om m un i c a t i on   &   A ut om at i on ,   pp .   8 87 8 90 ,   2 015 .   [ 13]   F .   V   W e nc e s l a o ,   B .   D .   G e r a r do ,   a nd  B .   I .   T .   T a ng ui l i g ,   M o di f i e A E S   A l go r i t hm   U s i ng   M ul t i p l e   S - B o xe s ,   i S e c o nd  I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o E l e c t r i c a l ,   E l e c t r o ni c s ,   C o m put e r   E ng i n e e r i ng   a nd  t h e i r   A ppl i c a t i o ns   ( E E C E A 2015) ,   v o l .   5 ,   no .   1 ,   pp .   1 9 ,   2015 .   [ 14]   R .   R e j a n i   a n D .   V   K r i s hna n,   S t udy   o f   S y m m e t r i c   ke y   C r y pt og r a phy   A l go r i t hm s ,   I nt .   J .   C om p ut .   T e c h . ,   v o l .   2 ,   no .   2 ,   pp.   4 5 50 ,   201 5.   [ 15]   S .   R e hm a n ,   S .   Q .   H us s a i n ,   W .   G ul ,   a nd  I s r a r ,   C ha r a c t e r i z a t i o o f   A dv a nc e E nc r y pt i o S t a nda r ( A E S )   f o r   T e xt ua l   a nd   I m a g e   da t a ,   I n t .   J .   E n g.   C om pu t .   Sc i . ,   v o l .   5 ,   p p.   18 34 6 183 49,   2 016 .   [ 16]   A .   J o l f a e i ,   X. - W .   W u,   a nd  V .   M ut hukk um a r a s a m y ,   O t he   S e c ur i t y   of   P e r m ut a t i o n - O nl y   I m a g e   E nc r y pt i o n   S c he m e s ,   I E E E   T r ans .   I n f .   F or e ns i c s   Se c ur . ,   v o l .   11 ,   no .   2 ,   pp .   23 5 246 ,   201 6.   [ 17]   H .   A l i - P a c h a ,   N .   H a d j - S a i d ,   A .   A l i - P a c h a ,   M .   M a m a t ,   a n d   M .   A .   M o h a m e d ,   A n   E f f i c i e n t   S c h e m a   o f   a   S p e c i a l   P e r m u t a t i o n   I n s i d e   o f   E a c h   P i x e l   o f   a n   I m a g e   f o r   i t s   E n c r y p t i o n ,   I n d o n e s .   J .   E l e c t r .   E n g .   C o m p u t .   S c i . ,   v o l .   1 1 ,   n o .   2 ,   2 0 1 8 .   [ 18]   N .   T y a g i   a nd  P r i y a nka ,   A   S ur v e y   o E ns e m bl e   o f   M o di f i c a t i o ns   o A E S   A l g o r i t hm ,   J .   B as i c   A p pl .   E ng .   R e s . v o l .   1,   no .   7,   p p.   19 24 ,   2014 .   [ 19]   H .   V .   G a m i do ,   A .   M .   S i s o n,   a nd  R .   P .   M e d i na ,   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 ndo ne s .   J .   E l e c t r .   E ng.   C om p ut .   Sc i . ,   v o l .   11 ,   no .   3,   pp .   942 948 ,   201 8.   [ 20]   H .   V   G a m i do ,   A .   M .   S i s o n,   a nd  R .   P .   M e d i na ,   I m pl e m e n t a t i o of   M o di f i e A E S   a s   I m a g e   E nc r y pt i o S c he m e ,   I ndo ne s .   J .   E l e c t r .   E ng .   I n f o r m at i c s ,   v o l .   6,   no .   3 ,   p p.   30 1 30 8,   20 1 8.   [ 21]   V .   C .   K o r a d i a ,   M o di f i c a t i o i A dv a nc e E nc r y pt i o n,   J .   I nf or m at i on ,   K now l .   R e s .   C om p ut .   E ng. ,   v o l .   2,   no .   2,   pp.   35 6 35 8,   20 13.   [ 22]   W .   Y a o   e t   al . ,   A   F a s t   C o l o r   I m a g e   E nc r y pt i o A l g o r i t hm   U s i ng   4 - P i xe l   F e i s t e l   S t r uc t u r e ,   P L oS   O ne ,   v o l .   11 ,     no .   11 ,   p.   e 0165 937 ,   N o v .   2 016 .   [ 23]   A .   H o ua s ,   Z .   M o kh t a r i ,   K .   E .   M e l k e m i ,   a n A .   B o us s a a d,   A   no ve l   b i n a r y   i m a g e   e nc r y pt i o a l g o r i t hm   b a s e o di f f us e   r e pr e s e nt a t i o n,   E ng .   Sc i .   T e c hn ol .   an   I n t .   J . ,   v o l .   19 ,   no .   4,   pp.   18 87 1 894 ,   2016 .   [ 24]   T .   F .   G .   Q u i l a l a ,   A .   M .   S i s o n,   a nd  R .   P .   M e di na ,   M o di f i e bl o w f i s a l g o r i t hm ,   I ndo ne s .   J .   E l e c t r .   E ng.   C om pu t .   Sc i . ,   v o l .   11 ,   no .   3 ,   pp .   1 027 1034 ,   201 8.   [ 25]   S hi v a pu t r a ,   H .   S he s ha d r i ,   a n V .   L o ke s ha ,   A   N a ï v e   V i s u a l   C r y pt og r a phi c   A l go r i t hm   f o r   t he   T r a ns f e r   o f   C o m pr e s s e M e di c a l   I m a g e s ,   B ul l .   E l e c t r .   E ng .   I n f o r m at i c s ,   v o l .   5 ,   no .   3 ,   pp .   347 365 ,   2016 .   [ 26]   Y .   J a i n,   R .   B a ns a l ,   G .   S h a r m a ,   B .   K um a r ,   a nd  S .   G u pt a ,   I m a g e   E n c r y pt i o S c he m e s :   A   C o m pl e t e   S u r v e y ,   I nt .   J .   Si gn al   P r oc e s s .   I m age   P r oc e s s .   P at t e r n   R e c og ni t . ,   v o l .   9 ,   no .   7 ,   pp .   157 1 92,   2 016 .   [ 27]   O .   O m o r u y i ,   C .   O k e r e k e ,   K .   O k o k p u j i e ,   E .   N o m a - O s a g h a e ,   O .   O k o y e i g b o ,   a n d   S .   J o h n ,   E v a l u a t i o n   o f   t h e   q u a l i t y   o f   a n   i m a g e   e n c r y t i o n   s c h e m e ,   T E L K O M N I K A   ( T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t .   E l e c t r o n .   C o n t r o l . ,   v o l .   1 7 ,   n o .   6 ,   p .   2 9 6 8 ,   2 0 1 9 .   [ 28]   C .   B .   B .   A g ui l a ,   A .   M .   S i s o n,   a n R .   P .   M e d i na ,   E nha nc e R C pe r m u t a t i o n - di f f us i o o pe r a t i o f o r   i m a g e   e nc r y pt i o n,   i P r o c e e di ng s   o f   t h e   20 18  I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o D a t a   S c i e nc e   a nd  I nf o r m a t i o T e c hno l o gy   -   D S I T   18 ,   pp .   64 68 ,   20 18 .   [ 29]   V .   S ha d a ng i ,   S .   K .   C ho udh a r y ,   a nd  K .   A .   K .   P a t r o ,   N o v e l   A r no l S c r a m bl i ng   B a s e C B C - A E S   I m a g e   E nc r y pt i o N ov e l   A r no l S c r a m bl i ng   B a s e C B C -   A E S   I m a g e   E n c r y pt i o N ov e l   A r no l S c r a m bl i ng   B a s e C B C - A E S   I m a g e   E nc r y pt i o n,   I nt .   J .   C o nt r o l   T he or y   A pp l . ,   no .   J a n ua r y ,   2017 .   [ 30]   S .   T o ug hi ,   M .   H .   F a t hi ,   a n Y .   A .   S e kha v a t ,   A i m a g e   e nc r y pt i o s c he m e   ba s e o e l l i p t i c   c ur v e   ps e udo   r a ndo m   a nd  A dv a nc e E nc r y pt i o S y s t e m ,   Si g na l   P r oc e s s i n g ,   v o l .   1 41 ,   p p .   217 227 ,   2017 .   [ 31]   X .   T o ng ,   Y .   L i u,   M .   Z h a ng ,   H .   X u,   a nd   Z .   W a ng ,   A i m a g e   e nc r y pt i o s c he m e   ba s e o hy pe r c ha o t i c   R a b i no v i c a nd  e xpo ne n t i a l   c ha o s   m a ps ,   E n t r opy ,   v o l .   17 ,   no .   1,   pp .   181 196 ,   2015 .       B I O G R A P H Y   O F   A U T H O R       H e i d i l y n   V .   G am i d o   i s   a   g r a du a t e   o f   D o c t o r   i I nf o r m a t i o T e c hno l o gy   a t   T e c hno l o g i c a l   I ns t i t u t e   o f   t he   P h i l i pp i n e s ,   Q ue z o C i t y   unde r   t he   C H E D   K - 12  T r a ns i t i o P r o g r a m   S c ho l a r s hi p.   S he   o bt a i ne he r   M a s t e r s   o f   E ng i ne e r i ng   m a j o r   i I nf o r m a t i o a n C o m m uni c a t i o ns   i 20 06  a t   P a i   C ha i   U ni v e r s i t y ,   D a e j e o S o ut K o r e a   o a   s c ho l a r s hi p .   S h e   f i ni s h e he r   B S   I nf o r m a t i o T e c hno l o gy   a t   S a i n t   L o ui s   U n i v e r s i t y ,   B a g ui o   C i t y   P hi l i pp i n e s   i 2002 .   S he   i s   a A s s o c i a t e   P r o f e s s o r   a t   T a r l a c   S t a t e   U n i v e r s i t y   -   C o l l e g e   of   C o m put e r   S t ud i e s   a nd  i s   d e s i g na t e a s   t h e   D i r e c t o r   o f   t he   M a na g e m e n t   o f   I nf o r m a t i o S y s t e m s   O f f i c e .   H e r   r e s e a r c i nt e r e s t s   i nc l ude   da t a   s e c ur i t y ,   i m a g e   pr o c e s s i ng ,   a nd   i nf o r m a t i o n   s y s t e m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.