Implementation and development of advanced algorithms dedicated to security and identification
| dc.contributor.author | KOUADRA , Imane | |
| dc.contributor.author | ZIET , Lahcene Supervisor | |
| dc.contributor.author | BEKKOUCHE , Tewfik Co-supervisor | |
| dc.date.accessioned | 2026-06-21T10:59:16Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description.abstract | This doctoral thesis focuses on the development and implementation of advanced chaotic algorithms to enhance information security and identification systems. Using the inherent unpredictability of chaotic systems, the research proposes novel algorith-mic models tailored for robust data encryption, particularly in the context of digital and biomedical imaging. A central contribution is the Improved Composite Chaotic Map (ICCM), a dynamic model that integrates classical quadratic and cubic chaotic behav-iors, augmented by an additional control parameter to expand the keyspace and enhance flexibility. The chaotic properties of the ICCM are validated through Lyapunov exponent analysis and bifurcation diagrams, achieving a Lyapunov exponent of 21.42, which sur-passes that of previous models. Incorporated into a hybrid optodigital image encryption scheme, ICCM demonstrates strong resistance to statistical, differential, and brute-force attacks. Its effectiveness is measured using performance metrics such as a high mean square error (M SE > 10), low correlation coefficients (Cr < 0.0001 − 0.0028), and a low peak signal-to-noise ratio (P SN R < 10dB), confirming its ability to obscure and protect sensitive data. In addition to general data encryption, the thesis addresses medical image security through a customized Pre-processing encryption-decryption technique for retinal images. This method utilizes dual chaotic sequences derived from the logistic map and integrates biometric information, such as fingerprints, to generate dynamic encryption keys. Comprehensive testing, including histogram analysis, sensitivity analysis, PSNR, and correlation evaluation, confirms the method’s ability to maintain image integrity while ensuring privacy and resistance to common cryptographic attacks. In general, this work contributes significantly to the field of chaos-based cryptography by introducing adaptable and secure encryption mechanisms suitable for general-purpose and domain-specific applications. It also paves the way for further innovations in data protection and biometric security. | |
| dc.description.sponsorship | Cette thèse de doctorat porte sur le développement et la mise en œuvre d’algorithmes chaotiques avancés visant à renforcer la sécurité de l’information et les systèmes d’identific-ation. En exploitant l’imprévisibilité inhérente des systèmes chaotiques, cette recherche propose de nouveaux modèles algorithmiques adaptés à un chiffrement robuste des don-nées, notamment dans les domaines de l’imagerie numérique et biomédicale. L’apport central de ce travail est la carte chaotique composite améliorée (ICCM), un modèle dy-namique intégrant les comportements chaotiques quadratiques et cubiques classiques, enrichi par un paramètre de contrôle supplémentaire permettant d’élargir l’espace de clés et d’améliorer la flexibilité. Les propriétés dynamiques de l’ICCM sont validées à travers l’analyse des exposants de et des diagrammes de bifurcation, avec un exposant atteignant 21,42, surpassant les modèles antérieurs. Intégré dans un schéma hybride de chiffrement opto-numérique, l’ICCM montre une forte résistance aux attaques statistiques, différentielles et par force brute. Son efficacité est confirmée par des indi-cateurs tels qu’une erreur quadratique moyenne élevée (MSE > 10), des coefficients de corrélation faibles (Cr 0.0001–0.0028), et un rapport signal sur bruit de crête bas (PSNR < 10 dB). Par ailleurs, la thèse propose un procédé de de chiffrement-déchiffrement adapté à la protection des images rétiniennes. Cette méthode utilise deux séquences chaotiques dérivées de la carte , combinées à des données biométriques (empreintes digitales) pour générer des clés dynamiques. Les tests approfondis confirment la robustesse de ce système à préserver l’intégrité des images tout en assurant leur confi-dentialité face aux attaques cryptographiques. Ce travail apporte ainsi une contribution notable à la cryptographie chaotique, en introduisant des mécanismes de sécurité adapt-ables, applicables aussi bien aux systèmes généraux qu’aux domaines spécialisés comme la biométrie médicale. | |
| dc.identifier.uri | https://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/1148 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Setif 1 University - Ferhat ABBAS , Faculty of Technology | |
| dc.subject | image processing | |
| dc.subject | Biometric-based encryption | |
| dc.subject | Chaotic systems | |
| dc.subject | Infor- mation security | |
| dc.subject | composite chaotic map. | |
| dc.title | Implementation and development of advanced algorithms dedicated to security and identification | |
| dc.type | Thesis |
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