I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b er   20 24 ,   p p .   6 7 5 3 ~ 6 7 7 2   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 14 i 6 . pp 6 7 5 3 - 6 7 7 2           6753       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Text   encryp t io n u sing  secure and  e x pedi tious  multi p ro cess ing        using  log istic ma p       H uwa ida   T .   E ls ho us h 1 ,   Dua a   M .   Ahm ed 1 ,   Abda lm a j id A.   I s ha g 1 ,   M ua wia   A.   E l s a dig 2 ,    Abdelra hm a n Alt ig a ni 3   1 C o m p u t e r   S c i e n c e   D e p a r t me n t ,   F a c u l t y   o f   M a t h e mat i c a l   S c i e n c e s   a n d   I n f o r mat i c s,  U n i v e r s i t y   o f   K h a r t o u m,  K h a r t o u m,  S u d a n   2 C o l l e g e   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   I n f o r mat i o n   Te c h n o l o g y ,   I mam  A b d u l r a h ma n   B i n   F a i sa l   U n i v e r s i t y ,   D a mm a m,  S a u d i   A r a b i a   3 C o m p u t e r   I n f o r ma t i o n   S c i e n c e ,   H i g h e r   C o l l e g e s   o f   Te c h n o l o g y ,   A l   A i n ,   U n i t e d   A r a b   Em i r a t e s       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   1 0 ,   2 0 2 3   R ev is ed   J u l 1 4 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Au g   6 ,   2 0 2 4       Un a rg u a b l y   p e rf o rm a n c e   is  a   c r it ica l  fa c to r  to   th e   su c c e ss   o f  a n y   c ip h e r.     Al - Be it   S e rp e n t   is  m o re   se c u re   th a n   a d v a n c e d   e n c ry p ti o n   sta n d a rd   (AES ),   i t   fa c e s  li m it a ti o n s  su c h   a s  sp e e d   a n d   m e m o ry   re q u irem e n t.   He n c e ,   th is  p a p e r   p ro ffe rs  a   tex t  e n c ry p t io n   m e th o d   S    −    th a t  a m e li o ra tes   th e   p e rfo rm a n c e   b y   r u n n i n g   S e r p e n t  i n   p a ra ll e l  u si n g   t h e   c o u n t e r  (CTR)  e n c ry p ti o n   m o d e   a n d   fu rt h e r  e n h a n c e s  th e   se c u rit y   b y   g e n e ra ti n g   su b - k e y s   fo r  e a c h   b l o c k   u si n g   lo g isti c   m a p .   Th e   in tri c a te  lo g isti c   m a p   g e n e r a ted   k e y s   a d d s  r o b u stn e ss   t o   th e   p r o p o se d   a l g o rit h m .   C o m p re h e n siv e   e x p e rime n ts  u sin g   P y th o n   3 . 9   o n   c o m m o n ly   u se d   m e tri c s  v e rify   th e   e ffica c y   o f  t h e   p ro p o se d   m e th o d   in   term s  o f  e x e c u ti o n   ti m e ,   c e n tral  p ro c e ss in g   u n it   (CP U)   u sa g e ,   se c u rit y   a n a ly sis  i n c lu d in g   k e y   sp a c e ,   strict  a v a lan c h e   e ffe c t  a n d   it s   ra n d o m n e ss .   T h e   e n c ry p ti o n / d e c ry p ti o n   re d u c ti o n   ra te  re a c h e d   u p   to   8 0 . 8 1 % .   I t  is  wo r th y   o f   n o te  t h a t  it   is  e ffe c tu a ll y   re sista n t  t o   b ru te  fo rc e   a tt a c k s  h a v in g   a   larg e   k e y   sp a c e   i n   a d d i ti o n   t o   it s  d e p e n d e n c y   o n   t h e   n u m b e r  o f  b lo c k s   b e sid e s   th e   ra n d o m ly   g e n e ra ted   k e y s.  Th e   e n h a n c e d   S e rp e n t  wa s  e x a m in e d   u sin g   th e   sta ti stica l  tes t  su it e   (S TS )  re c o m m e n d e d   b y   t h e   Na ti o n a l  In stit u te   o f  S tan d a rd s  a n d   Tec h n o lo g y   (NIST )  a n d   v e rifi e d   i ts  ra n d o m n e ss   b y   p a ss in g   a ll   tes ts.  F u rth e rm o re ,   it   e ffica c io u sly   re siste d   sta ti stica l  a n a ly sis,   p a rti c u larly   h ist o g ra m   a n d   c o rr e latio n   c o e fficie n t   a n a ly sis.  M o re o v e r,   it   p re v a il s  o v e r  c u rre n t  m e th o d s  wh e n   ju x tap o se d   with   t h e m   in   term s  o f   p e rfo rm a n c e ,   k e y   s p a c e ,   k e y   se n s it iv it y ,   a v a la n c h e   e ffe c t,   h ist o g ra m   a n a ly sis  a n d   c o rre lati o n   c o e fficie n t,   e rg o   a ffir m in g   i ts efficie n c y .   K ey w o r d s :   C r y p to g r ap h y   C T R   m o d e   L o g is tic  m ap   Mu ltip r o ce s s in g   Par allel  co m p u tin g     Ser p en t    T ex t  en cr y p tio n   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Hu waid a  T .   E ls h o u s h   C o m p u ter   Scien ce   Dep ar tm e n t,  Facu lty   o f   Ma th em atica l Sci en ce s   an d   I n f o r m atics,  Un iv er s ity   o f   Kh ar to u m   Kh ar to u m ,   Su d an   E m ail:  h tels h o u s h @ h o tm ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   S e n d i n g   a n d   r e c e i v i n g   d a t a   i s   a   k e y   e l e m e n t   o f   c o m p u t e r   n e t w o r k .   T h e   t y p e   o f   d a t a   e x c h a n g e d   d i f f e r s   i n   s e c r e c y .   D a t a   c a n   b e   c l a s s i f i e d   a s   s e c r et   s u c h   a s   i n   p e r s o n a l   i n f o r m a t i o n ,   a n d   c o n f i d e n t i a l   o r   p r i v a t e   i n   m i l i t a r y   a n d   b a n k i n g   t r a n s a ct io n s .   O n e   o f   t h e   m o s t   i m p o r t an t   r e q u i r e m e n t s   o f   t h e s e   n e t wo r k s   i s   t o   p r o v i d e  s e c u r e   t r a n s m i s s i o n   o f   i n f o r m a t i o n .   C r y p t o g r a p h y   i s   o n e   o f   t h e   t e c h n i q u e s   t o   p r o v i d e   t h e   s e cu r e   w a y   t o   t r a n s f e r   t h e   i m p o r t a n t   i n f o r m a t i o n   [ 1 ] .   I n   1 9 9 7 ,   t h e   U S   N a t i o n a l   I n s t it u t e   o f   S t a n d a r d s   a n d   T e c h n o lo g y   [ 2 ]   i s s u e d   t h a t  t h e y   n e e d   t o   c h o o s e   a n   a l te r n a t i v e   t o   d at a   e n c r y p t i o n   s t a n d a r d   ( D E S ) ;   h e n ce   a p p e a r e d   t h e   c h o s e n   a lt e r n a t i v e  w h i c h   is   k n o w n   as   a d v a n c e  en c r y p t i o n   s t a n d a r d   ( A E S ) .   M an y   a l g o r i t h m s   w e r e   p r o p o s e d   a s   c a n d i d at e s ,   a n d   S e r p e n t ,   w h ic h   is   a ls o   a   s y m m e t r i c   b l o c k ,   w a s   o n e   o f   t h e   A E S   c o m p e t it i o n   f i n a li s t s .   S e r p e n t   a n d   R i j n d a e l - 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                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 7 5 3 - 6 7 7 2   6754   w i n n e r -   h a v e   m a n y   s i m il a r it i es;   t h e   m a i n   d i f f e r e n c e  is   t h at   R ij n d a e l   is   f as t e r   b u t   S e r p e n t   i s   m o r e   s e c u r e   [ 2 ] – [ 5 ] .  S e r p e n t   r u n s   o n   f o u r   3 2 - b i t   wo r d s   ( 1 2 8 - b i t s )   d a t a  b l o c k   a n d   t h r e e   d i f f e r e n t   k e y   s i z es ,   n a m el y   1 2 8 ,   1 9 2 ,   o r   2 5 6   b i t s .   I t   h as   3 2   r o u n d s ,   w h e r e   ea c h   r o u n d   u t i l i z es   o n e   o f   e i g h t  4 × 4   S - b o x e s .   I t s   f u n c t i o n s   w er e   d e v e l o p e d   t o   b e   i m p l e m e n t e d   i n   p a r a l l e l ,   u s i n g   3 2   b i t   s l i c e s ,   h e n c e   b o o s t i n g   p a r a l l e li s m   [ 6 ] – [1 6 ] .   T h e   n o n l i n e a r   l a y e r   i n   A E S  u s e s   a n   8 × 8   S - b o x   w h e r e a s   S e r p e n t   u s e s   e i g h t   d i f f e r e n t   4 × 4   S - b o x e s .   T h e   3 2   r o u n d s   m e a n s   t h a t   S e r p e n t   h a s   a  h i g h e r   s e c u r it y   m a r g i n   t h a n   R i j n d a e l ;  h o w e v e r ,   R ij n d a e l   w i th   1 0   r o u n d s   is   f as t e r   a n d   e as ie r   t o   i m p l e m e n t   f o r   s m a l l   b l o c k s ,   as   t h e   3 2   r o u n d s   o f   S e r p e n t   m a k e   i t   a   b i t   s l o w e r   a n d   c o m p l e x   t o   i m p l e m e n t   o n   s m a l l   b l o c k s .   T h u s ,   S e r p e n t   a n d   R ij n d a e l   a r e   s o m ew h a t   s i m i l a r ;   t h e   m a i n   d i f f e r e n c e   i s   t h a t   R ij n d a e l   is   f a s t e r   ( h a v i n g   f e w e r   r o u n d s )   y e t   S e r p e n t   is   m o r e   s e c u r e .   C o m p a r e d   t o   3 D E S ,   S e r p e n t   is   e as y   t o   i m p l e m e n t ,   f as t   a n d   m o r e   s e c u r e   [ 1 4 ] – [ 1 7 ] .  S e r p e n t   u s es   2 5 6   b i t   k e y   t o   e n c r y p t   1 2 8   b i t   o f   p l a i n t e x t   i n   t h r e e   m a i n   f u n c t i o n s ,   n a m e l y   i n i t i al   p e r -   m u t a t i o n   ( I P ) ,   r o u n d   f u n c t i o n   ( R )   a n d   f i n a l   p e r m u t a t i o n   ( F P )   [ 1 8 ] .   I t   i s   s e c u r e ,   a n d   s p e c i f i c a l l y   h as   s u i t a b le   f u n c t i o n i n g   f o r   p r o t e c t i n g   a g a i n s t   p o w e r   a n d   t i m i n g   a t t a c k s   [ 1 9 ] .   Y e t ,   i t   f a c e s   l i m i t a ti o n s   s u c h   a s   m e m o r y   r e q u i r e m e n t   a n d   e x e c u t i o n   t i m e .   T h e   n u m b e r   o f   r o u n d s   i n   S e r p e n t ,   w h i c h   is   3 2 ,   a f f e c t   t h e  p e r f o r m a n c e   d i r e c t l y .   T h e  p r o p o s e d   a p p r o a c h   e n h a n c e s   t h e   e x e c u t i o n   t i m e   o f   S e r p e n t   b y   u s i n g   p a r a l l e l   c o m p u t i n g   t o   s p e e d - u p   e n c r y p t i o n   a n d   d e c r y p t i o n   p r o c e s s .   F u r t h e r m o r e ,   t h e   p r o p o s e d   a p p r o a c h   e n h a n c e s   t h e  s e c u r i t y   b y   g e n e r a t i n g   s u b   k e y s   f o r   e a c h   b l o c k   u s i n g   L o g i s t i c   M a p   b l o ck   k e y   g e n e r a t i o n   a l g o r i t h m   [ 2 0 ] – [ 2 9 ] .   M o r e o v e r ,   t h e   a l g o r i t h m   i s   r u n   i n   c o u n t e r   ( C T R )   mode   [ 3 0 ] – [ 3 4 ] .   T h i s   w o r k   is   a n   e x t e n s i o n   o f   r es e a r c h   [ 1 8 ] .   T h e  i n a u g u r a t i o n   o f   t h i s   r e s e a r c h   is   e n t i r el y   t o   im p r o v e   t h e  p e r f o r m a n c e   a s   w e l l   a s   t h e   s e cu r i t y   o f   S e r p e n t   a l g o r i t h m .   H e n c e ,   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d   e n h a n c e d   t h e   e x e c u t i o n   p e r f o r m a n c e   t i m e   b y   r u n n i n g   S e r p e n t   i n   C T R   u s i n g   m u lt i - p r o c e s s es .   F u r t h e r m o r e ,   l o g is ti c  m a p   is   u t il i z e d   t o   g e n e r a t e   b l o c k   k e y s   r a n d o m l y   a n d   h e n c e   b o o s t i n g   t h e   s e cu r i t y   o f   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d .   A d d i t i o n a l l y ,   it   i s   j u x t a p o s e d   wi t h   p r e v ai l i n g   m et h o d s   a n d   t r a d i t i o n a l  Se r p e n t   an d   p r o v e d   i t s   e f f i c ie n c y .   T h e   c o n t r i b u t i o n   o f   t h i s   r e s e a r c h   ca n   b e   s u m m a r i z e d   h e r e a f t e r :   i )   T h e  S e r p e n t  is   e x p e d i t e d   b y   s p l it t i n g   t h e   p l ai n t e x t   i n p u t   i n t o   b l o c k s ,   a n d   m o r e o v e r   g e n e r a t i n g   s u b - k e y s   u s i n g   l o g i s t i c   m a p ,   a n d   f i n a l l y   r u n n i n g   t h e   p r o p o s e d   a l g o r i t h m   i n   C T R   mode ;   i i )   Us i n g   l o g i s t i c   m a p   b o o s t   t h e   p r o p o s e d   a l g o r i t h m   f r o m   t h e   s e c u r i t y   f a c et   a s   a   co n s e q u e n c e   o f   t h e     s u b - k e y   c o m p l e x i t y   a n d   r a n d o m n e s s .   M o r e o v e r ,   d i f f e r e n t   s u b - k e y s   f o r   e a c h   b l o c k   d i s g u i s e   t h e   p l a i n t e x t  p a t t e r n s ;  i ii )   T h e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d   wa s   t es t e d   a n d   e v i n c e   it s   e f f i c ie n t   s p ee d   a n d   s e c u r it y ;   a n d   i v )   F u r t h e r m o r e ,   w h e n   j u x t a p o s e d   w i t h   t r a d i t i o n a l   S e r p e n t   a n d   c u r r e n t   s c h e m e s ,   t h e   p r o p o s ed   m e t h o d   s u r p a s s e d   t h e m   a n d   g a v e   f a v o r a b l e   a n d   s u p r e m e   r e s u l ts .   T h e   r e m a i n d e r   o f   t h e   p a p e r   i s   s t r u c t u r e d   a s   f o l l o ws :   T h e   r e c e n t   s c h e m es   i n   i m p r o v i n g   t h e   p e r f o r m a n c e   a n d   s e c u r i t y   o f   t h e   S e r p e n t   a r e   e x p l o r e d   i n   s e c t i o n   2 .   S e c t i o n   3   e l u c i d a t e s   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d ,   t o g e t h e r   w i t h   i t s   d e t a i l e d   a l g o r it h m s .   T h e   r e s u lts   a n d   d i s c u s s i o n   a r e   p r e s e n t e d   i n   s e c t i o n   4 .   F i n al l y ,   s ec t i o n   5   c o n c l u d e s   t h e   p a p e r   a s   w el l   as   r e c o m m e n d i n g   s o m e  f u t u r e   w o r k .         2.   RE L AT E D  WO RK   Her ea f ter ,   a  r ev iew  o f   s o m e   r esear ch   attem p ts   to   im p r o v e  t h e  s p ee d   o f   Ser p en t.  So m e  r e s ea r ch er s   s u ch   as  [ 3 5 ] – [ 3 8 ]   im p r o v ed   S er p en t  b y   c h an g i n g   t h e  f u n cti o n ality   o f   th e   alg o r ith m .   Fo r   i n s tan ce ,   r esear ch er s   [ 3 5 ]   m o d if ied   t h e  o r ig in al   S - b o x   to   c o n s u m e   less   tim e.   I n   a  s im ilar   f ash io n ,   r esear c h er s   [ 3 6 ]   also   m o d if ied   Ser p en t  b y   m o d if y in g   S - b o x .   T h ey   u s e  4 ×4   S - b o x   co n s is ti n g   o f   b y tes  in s tead   o f   n ib b les  an d   ac h iev ed   less   s p ee d   b y   1 6 . 5 4 %  th an   th e  tr a d itio n   Ser p en t.  On   th e  o th e r   h an d ,   r esear ch e r s   [ 3 7 ] ,  [ 3 8 ]   u ti lize  ch ao tic  m ap   to   en h an ce   Ser p en t.  I n   p ar ticu l ar ,   E lk am c h o u c h i  et  a l.   [ 3 7 ]   r ep lace d   th e  S - b o x   with   ch ao tic  m ap p in g   a n d   cy clin g   g r o u p   an d   r e d u ce d   th e  n u m b er   o f   r o u n d s   to   1 0 .   W h il e   Yo u s if   [ 3 8 ]   e x ch an g ed   t h e  s tatic  p er m u tatio n   an d   s u b s titu tio n   with   d y n am ic al  p r o p er ties   u s in g   lo g is tic  ch ao s   m ap ,   h en ce   y ield in g   g r ea t   r an d o m n ess   wh en   ju x tap o s ed   with   tr ad itio n al  Se r p en t.  T h e  u s e  o f   ch a o tic  m ap   en h an ce d   t h e  s ec u r ity   an d   Se r p en t   b ec am e  m o r e   r o b u s t.  L i k ewise,   s tu d ies   [ 3 9 ]   an d   [ 4 0 ]   c o n s id er ed   th e  u s e  o f   ch a o tic  m ap   in   tex t  en c r y p tio n .   Par ticu lar l y ,   E k h las   et  a l.   [ 3 9 ]   u tili ze d   c h ao tic  to   en cr y p t te x t f iles   b y   d if f u s in g   th e  p o s itio n s   o f   th e  p lai n tex t A SC I I   v alu es.  T h eir   m eth o d   h as  a  lar g e  k e y   s p ac e,   a  u n if o r m   h is to g r am   a n d   is   s en s itiv e  to   an y   b it  alter in g   in   tex t  o r   k e y .   W h er ea s ,   th e  wo r k   o f   C h ar al am p id is   et  a l.   [ 4 0 ]   p r esen ted   a  n o v el  1 - D  ch ao tic  m ap   th at   d is p lay s   zo n es  o f   co n s tan t  ch ao s ,   an d   h ig h   v alu es  o f   L y ap u n o v   ex p o n en t  to   g en er ate  a  p s eu d o r an d o m   b it  g en er ato r .   Z ag i  an d   Ma o lo o d   [ 4 1 ]   s u g g ested   a  n ew  d esig n   to   th e  k ey   g en e r atio n   as  th e  s ec u r ity   o f   an y   en c r y p tio n   alg o r ith m   r elies  s o lely   o n   th e  s ec u r ity   o f   th e  g en er ated   k ey s .   Sin g h   an d   Sin g h   [ 4 2 ]   in t r o d u ce d   th e  id ea   o f   r u n n in g   ea c h   b lo c k   in   p ar allel  an d   g en er atin g   d if f er en t k ey s   f o r   ev e r y   b l o ck .   I n   a   r ec en t   r esear ch ,   E ls h o u s h   et  a l.   [ 4 3 ]   p r o f f er e d   r u n n in g   th e   Ser p en t   in   p ar allel  a n d   f u r th e r   g en er atin g   b lo c k   k ey s   u s in g   L o r en z  9 6   ch ao tic   m ap .   T h eir   m eth o d   attain ed   a   r ed u ctio n   o f   5 3 . 2 %  co m p ar ed   to   class ical  Ser p en t,  wh er ea s   p r elim in ar y   v e r s io n   o f   th e   p r o p o s ed   m eth o d   in   [ 1 8 ]   ac h iev e d   u p   to   9 1 %  wh en   r u n n in g   in   f iv e  p r o ce s s es  as  th ey   u s ed   C T R   m o d e.   Hu s s ain   et  a l.   [ 4 4 ]   m o d if ied   Ser p e n t  b y   u s in g   p o wer   ass o ciativ e  lo o p   a n d   g r o u p   o f   p er m u tatio n s .   T h eir   tech n iq u e ’ s   s p ee d   is   co m p ar ab le   to   3 - D E S,  an d   h as  h ig h er   s ec u r ity ,   s en s itiv ity   an d   is   r esis tan t to   cr y p to   a n aly tic   attac k s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Text  en cryp tio n   u s in g   s ec u r e  a n d   ex p e d itio u s   mu ltip r o ce s s in g   …   ( Hu w a id a   T.  E ls h o u s h )   6755   3.   RE S E ARCH   M E T H O D   3 . 1 .     K ey   g ener a t io n   T h e   p r o p o s e d     −     m e t h o d   h a s   t w o   o p t i o n s   f o r   g e n e r a t i n g   t h e   k e y :   a u t o m a t e d   k e y   g e n e r a t i o n   u s i n g   t h e   u s e r   k e y   a s   i n p u t   o r   u t i l i z i n g   l o g is t i c   m a p .   L o g i s t i c   m a p   is   a   o n e - d i m e n s i o n a l   d i s c r e te -   t i m e  m a p   t h a t   e x h i b i t s   u n p r e d i c t e d   d e g r e e   o f   c o m p l e x i t y   [ 1 8 ] .   T h e   a u t o m a t i c   g e n e r a t i o n   is   m o r e   s e c u r e   a n d   t h u s   p r e f e r r e d   a s   t h e   k e y   i s   g e n e r a t e d   r a n d o m l y   u s i n g   A l g o r i t h m   1 .   I n   t h e   f i r s t   i n s t a n c e ,   t w o   i n i ti a l v a l u e s     a n d     a r e   r a n d o m l y   g e n e r a t e d   b e t w e e n   [ 0 , 1 ]   a n d   [ 0 , 4 ]   r e s p e c t i v e l y   t o   3   d e c i m a l   p l a ce s .   T h e   v al u e     t h e n   r e m a i n s   c o n s t a n t .   N e x t ,   t h e  k e y   is   g e n e r at e d   a f t er     + 1   i te r a t i o n s   t o   g i v e   a  d e c i m al   n u m b e r   w h i c h   a f t e r   c o n v e r t i n g   i t   t o   b i n a r y   y i e l d s   a   2 5 6 - b i t   k e y .     Alg o r ith m   1 .   Key   g e n er atio n   u s in g   lo g is tic  m ap   Input: KeySize   Output: HexaKey     // Hexadecimal 256 Key   1.   Function Logist icMap (KeySize):   2.         ←   randomnumber (0, 1),   3;   // generating an initial value X 0   between 0 and 1 (to 3 decimal places)   3.        ←   randommunber ( 0,4 ), 3;4   //generating a positive constant r between 0 and 4 (to 3 decimal places)   4.      HexaKey  ←   empty    5.      for i=0 to KeySize do   6.         ( + 1 ) ← ∗  ( 1 −  )     //  Logistic   map equation   7.         HexaKey  ←   HexaKey.append(ConvertDecToHexa(DecValueOf (X*10 ᴵ ⁶ )/256));   //Each time get one Hexadecimal Value    8.      E nd   9.      Return: HexaKey     3 . 2 .    E ncry ptio n/ decr y ptio n  us ing   t he  pro po s e d   −      T h e   p r o p o s e d     −     e n c r y p t i o n / d e c r y p t i o n   A l g o r i t h m   2   r u n s   t h e   S er p e n t   u s i n g   C T R   m o d e ,   a n d   a l l o w s   i t   t o   e n c r y p t / d e c r y p t   m u l ti p l e   b l o c k s   i n   p a r a l l e l   u s i n g   m u l ti p l e   C PU s ,   an d   t h a t   i s   d o n e   b y   d i v i d i n g   t h e   i n p u t   p l a i n t e x t   i n to   d a t a   c h u n k s .   E a c h   c h u n k   w i l l   b e   h a n d l e d   b y   o n e   C P U   a n d   t h e   d a t a   c h u n k   s i z e   i s   b a s e d   o n   t h e   n u m b e r   o f   C PU s .   H e n c e ,   m u lt i p l e  C P Us   wi l l  b e  r u n n i n g   w i t h   p a r t  o f   a n   i n it i a l  i n p u t ,   a n d   h a n d l es  t h e   i n p u t   t h e   s a m e   w a y   t h at   t h e   n o r m a l   S e r p e n t   w o r k s .   Al g o r i t h m   2   t a k es   a s   i n p u t   t h e     t o   b e  e n c r y p t e d / d e c r y p t e d ,   a   K e y   g e n e r a t e d   a s   e x p l a i n e d   p r e v i o u s l y   i n   A l g o r i t h m   1 ,   a n d   i n i t i a l   v e c t o r   I V   a n d        w h i c h   i s   t h e   n u m b e r   o f   c o n c u r r e n t   p r o c e s s e s .   Fi r s t ,   i t   c a l ls   A l g o r i t h m   3         (    ,   )   w i t h   p a r a m e t e r s       a n d       t o   s p l i t   t h e   t e x t   i n t o   b l o c k s   t o   b e   p r o c e s s e d   e x p e d i t i o u s l y   u s i n g   m u l t i p l e   C P Us   a n d   r e t u r n s   S p li t B l o c k s ,   w h i c h   i s   a   l is t  o f   s p lit   b l o c k s .   I n   t h e   f i r s t   i n s t a n c e ,   Al g o r i t h m   3       (    ,    )   t a k es   as   i n p u t  p a r a m e t e r s      ,   a n d   t h e      .   F i r s t ,   it   c h e c k s   i f   t h e   t e x t   t o   b e   s p l i t   is   d i v is i b l e   b y   t h e   b l o c k   s i z e ,   a n d   f i n a l l y   r e t u r n s   a   l i s t   o f   s p l it  u p   b l o c k s      ,   t o   b e   p a s s e d   b a c k   t o   al g o r i t h m   2 .   T h i s   i s   d e p i c te d   i n   t h e   f l o w c h a r t   s h o w n   F i g u r e   1 .   N e x t ,   A l g o r i t h m   2   c o n t i n u es  t o   p r e p a r e   t h e   l is t   o f   b l o c k s   t o   b e   s c h e d u l e d   f o r   ea c h   C PU .   I t   t h e n   c a ll s     A l g o r i t h m   4       w it h   p a r a m e t e r s   I V  a n d       ,   w h i c h   is   t h e   i n d ex   o f   t h e   li s t   o f   b l o c k s .   Fi n a l l y ,   A l g o r i t h m   4   r et u r n s   a   N o n c e  f o r   e a c h   C PU   t o   b e   u s e d   as   a n   i n p u t   t o   A l g o r ith m   5       w i t h   t h e   o t h e r   t w o   p a r a m et e r s         a n d    .   S u b s e q u e n t l y ,   A l g o r i t h m   5   e n c r y p t / d e c r y p t   e a c h   b l o c k   u s i n g   t h e   p r o p o s e d   S e r p e n t  u s i n g   l o g i s t i c   m a p   a n d   C T R   m o d e .   T h e r e a f t e r ,   t h e   e n c r y p t e d / d e c r y p t e d   b l o c k s   a r e  j o i n e d   t o g e t h e r   t o   f o r m   t h e   f i n al   c i p h e r - t e x t / p l a i n t e x t   t o   b e   r e tu r n e d   a s        b y   t h e   m a i n   A l g o r it h m   2 .   I t  i s   w o r t h y   o f   m e n t i o n   t h at   w h en   d e c r y p t i n g ,   c i p h e r   t e x t  d a t a   w i l l  b e   s p li t   a n d   at   t h e  e n d ,   t h e  p r o d u c e d   b l o c k s   a r e  a m a l g a m a t e d   t o g et h e r   t o   c o n s t r u c t   t h e   f i n a l   p l ai n t e x t .     Alg o r ith m   2 .   Pro p o s ed      −      en cr y p tio n /d ec r y p tio n   p r o ce s s   Input: InputText, Key, IV, ConcProcesses   // InputText   = plaintext/ciphortext;  Key=256 - bits user key; IV=64 - bits initial - vector;   ConcProcesses no. of concurrent processes   Output: OutputTert,   1.   Function EncDeCTR (InputText, Key, IV,ConcProcesses) :   2.      BlockSize   ←   128   3.      SplitBlocks  ←   call SplitBlocks   (BlockSize, InputText)  // Calling method SplitBlocks   with parameters Blocksize and InputText to be encrypted/decrypted & output SpluBlocks   4.      if there is an error in SplitBlocks method then    5.         go to step 30   6.      end   7.         DataSize  ←   length (SplitBlocks)   8.         ChunkSizelnt  ←  DataSize/ ConcProcesses   9.      if ChunkSizelnt is 0 then   10.         ChunkSizeInt  ←  1   11.      end   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 7 5 3 - 6 7 7 2   6756   //If the number of processes is more than number of blocks, then each process will  handle one block   12.      Task Datalndex  ←  1   13.      RunningProcessesHolder  ←  empty    14.      while TaskDatalndex < DataSize do   15.      TakeBlocks  ←   Split Blocks.take Blocks(from TaskDatalndex,..., to (TaskDatalndex +  ChunkSizeInt))   16.      Task Nonce  ←  call GenerateNonce(IV.Task Datalndex)    // Calling method GenenuteNoec  with parameters TaskDataIndex & output variable Nonce   17.      StartNewProcess  ←   call Bulk EncDec(Task Blocks, TaskNonce. Key)      // Calling mathod  BulkEnDec with parameter TaskBlocks, TaskNonce and key & outputEncrDecTaskBlocks   18.      RunningProcessesHolder.add (StartNewProcess)   19.      Task DataIndex  ←   Task DataIndex  -   ChunkSizeInt   // update chunk index   20.      end    21.      Wait until all processes are done    22.      RunningP rocessIndex  ←   1    23.      OutputText  ←   empty   24.      NumberOfTasks  ←   length(RunningP rocessesHolder)   25.      while RunningProcessIndex < NumberOfTasks do   26.             OutputText.join( RunningProcessesHolder[RunningProcessIndex].result)    27.            RunningProcessIndex  ←   RunningProcessIndex + 1   // next process index    28.      end    29.      Return: OutputText    30.   End Function     Alg o r ith m   3 .   Sp litt in g   th e  b lo ck s   alg o r ith m   Input: BlockSize, T extT oSplit ;    // Expected block size is 128   Output: SplitBlocks;    // A list of split blocks   1.   Function SplitBlocks(BlockSize, TextToSplit):   2.   TextT oSplitBits  ←   length(TextT oSplit)   3.   if TextToSplitBits mod BlockSize ≠ 0 then   4.   raise error and go to step 14   5.   end   ;       // should be divisible by block size   6.   SplitBlocks  ←   empty   7.   BlockIndex  ←   1   8.   while BlockIndex < TextToSplitBits do   9.   TakeBlockF romT ext  ←   TextToSplit.split(from BlockIndex to (BlockIndex + BlockSize))   10.   SplitBlocks.add(TakeBlockF romText)   11.   BlockIndex  ←   BlockIndex + BlockSize ;    // update next block start point   12.   end   13.   Return: SplitBlocks;    // List of split blocks   14.   End Function     Alg o r ith m   4 .   Get  No n ce   b y   I V - b ase  an d   I D  al g o r ith m   Input: IV base, ID;      // IV - base is 64 bits; ID is an integer   Output: Nonce   1.   Function GenerateNonce(IV base, ID):    2.          NoncePostf ix  ←   ConvertDecTo64Bits(ID)   3.          Nonce  ←   IV base.append(NonceP ostf ix)    4.          Return: Nonce    5.   End Function     Alg o r ith m   5 .   B u lk   en cr y p t/d ec r y p t a lg o r ith m   Input: TaskBlocks, TaskNonce, Key    Output: EncDecTaskBlocks   1.   Function BulkEncDec(TaskBlocks, TaskNonce, Key):    2.         TaskBlocksSize  ←   Length (TaskBlocks)    3.         EncDecTaskBlocks  ←   empty    4.         BlockIndex  ←   1    5.         while BlockIndex <   TaskBlocksSize do    6.            EncDecBlcok  ←                 BinaryXOR(TaskBlocks.getBlockAt[BlockIndex], SerpentEncDec(TaskNonce, Key))    7.            EncDecTaskBlocks.add(EncDecBlcok)   8.            TaskNonce ← IncrementNonce(TaskNonce ) ;    // Add 1 to the current nonce    9.            BlockIndex ← BlockIndex + 1;    // Go to the next block    10.           end    11.         Return: EncrDecTaskBlocks   12.   End Function   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Text  en cryp tio n   u s in g   s ec u r e  a n d   ex p e d itio u s   mu ltip r o ce s s in g   …   ( Hu w a id a   T.  E ls h o u s h )   6757       Fig u r e  1 .   T h e  p r o p o s ed   e n cr y p tio n /d ec r y p tio n      −      alg o r ith m   f lo wch ar t       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T h i s   s e c ti o n   p r e s e n ts   s e r i es   o f   e x p e r i m e n t s   t o   e v a l u a t e   th e   p e r f o r m a n c e   a n d   d e m o n s tr a t i n g   t h e   e f f i c i e n c y   o f   t h e   p r o p o s e d   ex p e d i t i o u s n e s s     −    i n   r e l a ti o n   t o   t h e   e x ec u t i o n   ti m e ,   a n d   c o m p a r i n g   i t s   p e r f o r m a n c e   wi th   t h e   t r a d it i o n a l  S e r p e n t .   F r o m   t h e   s e c u r i t y   a s p e ct ,   t h e  k e y   s p a c e   o f   t h e  p r o p o s e d   m e t h o d   h a s   b e e n   i n v e s t i g a t e d .   M o r e o v e r ,   c o m p a r i s o n s   t o   r el a te d   s c h e m e s   a r e   a ls o   c o n d u c t e d .     4 . 1 .     P re li m ina ries   T h e  p r o p o s ed      −     an d   tr a d itio n al   Ser p en t  wer e   im p lem e n ted   u s in g   Py th o n   3 . 9 .   All  th e  ex p er im en tal  r esu lts   wer e  test ed   o n   a  lap to p   with   W in d o ws  6 4   b it  OS.  T h e  lap to p   s p ec if icatio n s   wer e   4   GB   R AM   an d   C o r e  i5   p r o ce s s o r   with   2 . 2 0   GHz   s p ee d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 7 5 3 - 6 7 7 2   6758   4 . 2 .     P er f o r m a nce  t esting     T h e  e x ec u t io n   ti m e   is   o n e   o f   th e   m o s t   s i g n i f ic an t  m e tr ic s   t h at   r e f l ec ts   t h e   p e r f o r m a n ce   o f   a n y   en cr y p ti o n   a lg o r it h m .   He n c e,   th e   p er f o r m an ce   o f   p r o p o s e d   m et h o d      −     was  t este d   u s i n g   1 0   d if f e r en t  b lo c k   s iz es  a n d   d i f f er e n t  n u m b e r   o f   C PUs   a n d   t h e  e x ec u t io n   tim es  w er e  m eti c u l o u s ly   r ec o r d e d   i n   s ec o n d s .   E a ch   b l o c k   s iz e  is   te s ted   t wic e  f o r   b o t h   en c r y p t io n   a n d   d e c r y p t io n ,   h e n ce   a   t o t al   o f   8 0   e x p e r i m e n ts   wer e   p er f o r m ed   u s i n g   d if f e r en t   p r o ce s s o r s   y iel d i n g   a   g r an d   t o ta l   o f   1 6 0   e x p e r i m e n t s .   Fu r t h e r m o r e ,   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   p r o p o s e d   m et h o d   is   s c r u ti n i ze d   a n d   j u x t ap o s e d   ag ai n s t   t h e   tr ad iti o n al   Ser p e n t   as   d e p ic te d   in   T ab le   1   a n d   T a b l e  2 .   T h ese   ta b l es  we r e   s p lit   i n t o   tw o   g r o u p s   o f   s m al l  an d   la r g e   b l o c k   s izes .   T h e   las t  t h r e e   co l u m n s   in   ea c h   t ab le   e x p o u n d   t h e   e n c r y p ti o n / d ec r y p ti o n   r e d u cti o n   r at es  wh en   co m p a r e d   wit h   th e   tr a d iti o n a l  Ser p e n t .       T ab le  1 .   E n cr y p tio n   ex ec u tio n   tim e  an d   r e d u ctio n   r ate  ( in   %)   o f   p r o p o s ed      −      co m p ar ed   with   tr ad itio n al  Ser p en t   f o r   d if f er en t b lo c k   s izes   B l o c k   S i z e   ( i n   b i t s)   En c r y p t i o n   e x e c u t i o n   t i m e   ( i n   s e c )   En c r y p t i o n   r e d u c t i o n   r a t e   ( i n   %)   Tr a d i t i o n a l   S e r p e n t   P r o p o se d     −    2   C P U s   4   C P U s   8   C P U s   2   C P U s   4   C P U s   8   C P U s   S mal l   B l o c k   S i z e s   64   0 . 8 8   0 . 5 9   0 . 4 1   0 . 3 4   3 2 . 2 3   5 4 . 1 3   6 1 . 4 2   1 2 8   1 . 5 3   0 . 9 9   0 . 6 1   0 . 4 7   3 5 . 1 8   6 0 . 1 2   6 9 . 2 7   2 5 6   3 . 1 8   1 . 9 1   1 . 0 9   0 . 7 7   3 9 . 8 5   6 5 . 7 2   7 5 . 6 5   5 1 2   6 . 3 5   3 . 6 7   1 . 9 8   1 . 3 6   4 2 . 0 8   6 8 . 7 9   7 8 . 5 3   1 0 2 4   1 2 . 9 7   7 . 0 4   3 . 7 5   2 . 4 9   4 5 . 7 2   7 1 . 0 6   8 0 . 8 1   La r g e   B l o c k   S i z e s   1 0   0 0 0   1 2 3 . 3 3   1 0 1 . 3 1   4 7 . 8 9   2 8 . 9 5   1 7 . 8 5   6 1 . 1 7   7 6 . 5 2   2 5   0 0 0   3 7 6 . 2 4   2 3 2 . 9 9   1 2 6 . 2 9   7 5 . 9 8   3 8 . 0 8   6 6 . 4 3   7 9 . 8 1   5 0   0 0 0   6 1 7 . 8 5   4 7 1 . 4 8   2 5 8 . 8 7   1 5 2 . 5 5   2 3 . 6 9   5 8 . 1 0   7 5 . 3 1   1 0 0   0 0 0   1 2 1 8 . 8 4   9 5 5 . 7 4   5 1 5 . 9 8   3 0 5 . 2 8   2 1 . 5 8   5 7 . 6 6   7 4 . 9 5   2 5 0   0 0 0   3 0 4 0 . 8 6   2 4 3 2 . 8 9   1 2 9 1 . 0 2   7 7 3 . 5 6   1 9 . 9 9   5 7 . 5 4   7 4 . 5 6       T ab le   2 .   Dec r y p tio n   e x ec u tio n   tim e  an d   r e d u ctio n   r ate  ( in   %)   o f   p r o p o s ed     −    co m p ar ed   with   tr ad itio n al  Ser p en t   f o r   d if f er en t b lo c k   s izes   B l o c k   s i z e   ( i n   b i t s)   D e c r y p t i o n   e x e c u t i o n   t i me  ( i n   se c )   D e c r y p t i o n   r e d u c t i o n   r a t e   ( i n   %)   Tr a d i t i o n a l   S e r p e n t   P r o p o se d     −    2   C P U s   4   C P U s   8   C P U s   2   C P U s   4   C P U s   8   C P U s   S mal l   b l o c k   si z e s   64   0 . 7 4   0 . 6 1   0 . 3 9   0 . 3 2   1 7 . 7 5   4 6 . 6 5   5 6 . 5 5   1 2 8   1 . 4 7   0 . 9 5   0 . 6 1   0 . 4 6   3 5 . 3 7   5 8 . 7 8   6 8 . 4 3   2 5 6   2 . 9 8   2 . 0 2   1 . 1 1   0 . 7 6   3 2 . 2 3   6 2 . 8 7   7 4 . 3 3   5 1 2   5 . 8 9   3 . 6 9   1 . 9 9   1 . 3 3   3 7 . 1 7   6 6 . 2 7   7 7 . 4 5   1 0 2 4   1 1 . 8 1   6 . 9 3   3 . 7 7   2 . 6 4   4 1 . 2 8   6 8 . 1 0   7 7 . 6 6   La r g e   B l o c k   S i z e s   1 0   0 0 0   1 1 4 . 8 3   9 2 . 9 5   4 9 . 4 9   3 0 . 1 2   1 9 . 0 5   5 6 . 9 0   7 3 . 7 7   2 5   0 0 0   2 8 9 . 6 2   2 3 5 . 7 3   1 2 8 . 8 4   7 6 . 1 5   1 8 . 6 1   5 5 . 5 1   7 3 . 7 1   5 0   000   5 6 5 . 5 8   4 6 9 . 9 5   2 6 0 . 0 6   1 5 3 . 5 4   1 6 . 9 1   5 4 . 0 2   7 2 . 8 5   1 0 0   0 0 0   1 1 3 6 . 4 6   9 8 2 . 2 7   5 1 3 . 7 3   3 0 6 . 3 2   1 3 . 5 7   5 4 . 7 9   7 3 . 0 5   2 5 0   0 0 0   2 8 2 9 . 7 3   2 3 4 9 . 8 6   1 3 0 0 . 5 2   7 5 8 . 8 9   1 6 . 9 6   5 4 . 0 4   7 3 . 1 8       4 . 2 . 1 .   T he  encr y ptio n pro ce s s   perf o rm a nce  us ing   2 ,   4 ,   a nd   8   CP Us    L o o k i n g   at   T a b le   1 ,   Fi g u r e  2 ( a )   a n d   2 ( b )   i t   is   v e r y   o b v i o u s   t h at   t h e   p r o p o s e d      −     m et h o d   o u t p e r f o r m e d   t h e   tr a d i tio n a l   Se r p e n t   i n   t h e   e n c r y p ti o n   p r o c ess .   R eg ar d i n g   s m al l   b l o c k   s i ze s ,   it   is   v er y   b la ta n t  th at  th e  en cr y p ti o n   t i m e  is   m u ch   less   es p e cia ll y   w h e n   co n s i d er i n g   8   C PUs .   T h e   m o r e  t h e   n u m b e r   o f   C PUs ,   th e  less   t h e   e n cr y p ti o n   e x e cu ti o n   t im e.   T h e  r e d u c ti o n   r ates   f o r   t h e   t h r ee   t este d   C P Us  a r e   p r ese n t e d   i n   th e   l ast   t h r ee   c o l u m n s   o f   T ab le   1 ,   a n d   t h e   p r o p o s e d   m e th o d   a ch i e v e d   u p   to   7 7 . 6 6 %  r e d u ct io n   r a te   f o r   1 , 0 2 4   b i ts   o f   d ata   c o m p ar ed   wit h   t h e  t r a d it io n a l  Se r p e n t .   E v en   f o r   m u ch   la r g e r   b lo c k   s iz es,   t h e  r e d u ct io n   r a te  was  o n   av er ag e  7 3 %  w h e n   ju x t a p o s e d   w it h   t r a d it i o n al  S er p en t.  Fi g u r e s   3 ( a )   a n d   3 ( b )   d e p i cts  th e   r e d u c ti o n   r ates   f o r   d i f f er e n t  b l o c k   s iz es   ( s m all   s iz e  a n d   l a r g e  s i ze ) ,   r es p e cti v e ly .   I t  is   n o tew o r t h y   t o   p r o m u l g a te   th a t t h e  e n cr y p ti o n   r e d u ct io n   r at e  f o r   t h e  p r o p o s ed   m et h o d   p a r a lle l  e x ec u t io n   o f   s m all   b l o c k   s i ze s   is   c er t ain ly   l ess   a n d   will   in c r ea s e   j u s t   as  th e   b lo c k   s i ze   i n c r e ases .   No n e t h el ess ,   t h e  i n cr ea s e  will   r e m a in   r o u g h ly   c o n s ta n t   af te r   a  p a r ti c u la r   v al u e   as   cl ea r l y   m a n if es te d   in   T a b le   1 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Text  en cryp tio n   u s in g   s ec u r e  a n d   ex p e d itio u s   mu ltip r o ce s s in g   …   ( Hu w a id a   T.  E ls h o u s h )   6759     ( a )       ( b )     Fig u r e  2 .   E n cr y p tio n   ex ec u tio n   tim e  o f   p r o p o s ed      −      co m p ar e d   with   tr ad itio n al  Ser p en t   u s in g   d if f er en t b lo c k   s izes,  ( a)   lar g e  s ize,   ( b )   s m all  s ize       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 7 5 3 - 6 7 7 2   6760     ( a )       ( b )     Fig u r e  3 .   R ed u ctio n   r ate  o f   en cr y p tio n   e x ec u tio n   tim e  o f   p r o p o s ed     −      co m p ar e d   with   tr ad itio n al  Ser p en t   u s in g   d if f e r en t b lo ck   s izes,  ( a)   s m all  s ize,   ( b )   lar g e  s ize       4 . 2 . 2 .   T he  decr y ptio n pro ce s s   perf o rm a nce  us ing   2 ,   4   a nd   8   CP Us   T a b le   2   an d   Fi g u r e s   4 ( a)   a n d   4 ( b )   m an if est   t h e   s u r p ass   o f   th e   p r o p o s e d     −       m et h o d   i n   t h e   d e cr y p ti o n   e x ec u ti o n   ti m e .   Usi n g   8   C PUs ,   a lle v i at ed   th e   r e d u cti o n   r at e   u p   t o   7 7 . 6 6 %   f o r     1 0 2 4   b y tes   o f   b lo c k   d ata   a n d   a n   a v e r a g e   o f   7 3 . 5 %   f o r   l ar g e   d ata   b l o c k s .   Sc r u ti n iz i n g   th e   las t  th r e e   c o l u m n s   o f   T a b le   2 ,   ev id e n tl y   p r o cl ai m   t h at   t h e  p r o p o s e d   m et h o d   o u t co m p et es   th e   s ta n d a r d   S er p e n t   a n d   less en ed   t h e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8       Text  en cryp tio n   u s in g   s ec u r e  a n d   ex p e d itio u s   mu ltip r o ce s s in g   …   ( Hu w a id a   T.  E ls h o u s h )   6761   d e cr y p ti o n   ti m e   g r ea t ly .   T h is   is   e v i n c e d   in   Fi g u r e s   5 ( a)   a n d   5 ( b )   f o r   s m all   a n d   la r g e   d at a   b lo c k s   ap ie ce .   C o n s eq u en tl y ,   u s i n g   p a r al lel   p r o ce s s i n g   a n d   h e n c e  m u lti p l e  C PUs   a b a te   t h e  e x e cu ti o n   p e r f o r m a n ce   t o   a  g r ea t   ex t e n t.         ( a )       ( b )     Fig u r e  4 .   Dec r y p tio n   ex ec u tio n   tim e  o f   p r o p o s ed     −      co m p ar e d   with   tr ad itio n al  Ser p en t   u s in g   d if f er en t b lo c k   s izes,  ( a)   lar g e  s ize,   ( b )   s m all  s ize       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 7 5 3 - 6 7 7 2   6762     ( a )       ( b )     Fig u r e  5 .   R ed u ctio n   r ate  o f   d e cr y p tio n   e x ec u tio n   tim e  o f   p r o p o s ed      −      co m p ar e d   with   tr ad itio n al  Ser p en t   u s in g   d if f e r en t b lo ck   s izes,  ( a)   lar g e  s ize,   ( b )   s m all  s ize       4 . 2 . 3 .   CP U  us a g e  a na ly s is   Fig u r e  6   d is p la y s   t h e  C PU  u s a g e  o f   t h e  tr ad iti o n al   Se r p e n t  ( u s i n g   o n e  C PU)   t o g et h e r   wi th   th a t  o f   th e  p r o p o s e d     −      m et h o d   wh en   u s in g   2 ,   4 ,   an d   8   C PUs   r esp ec ti v ely .   I n   Fi g u r e  6 ( a ) ,   o n l y     C PU  6   is   u ti liz ed   f u ll y ,   w h il e   Fig u r e   6 ( b )   s h o ws   th e   f u l l   u s a g e   o f   b o t h   C PU   5   a n d   C PU   6 .   O n   t h e   o t h er   h a n d ,   Fig u r e s   6 ( c)   a n d   6 ( d )   d is p l a y   t h e   e x p l o it ati o n   o f   u tt er ly   m u lti p le   C PUs   an d   h e n c e   t h e   s u p er i o r   u t iliz ati o n   o f   t h e   C PUs .   T h is   h as   a   h ig h   e f f ec t   o n   t h e  C PU   u s a g e  a n d   cl ea r l y   t h e   p r o p o s ed   m et h o d   p r ev ail e d   o v e r   th e  tr ad iti o n al   Ser p e n t   wi th   r es p e ct   t o   C PU   u s ag e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.