Implementasi Algoritma Logistic Map dan Arnold's Cat Map pada pengamanan pesan teks

ABSTRAK:

Perkembangan teknologi komunikasi digital telah meningkatkan kebutuhan akankeamanan pesan teks terhadap ancaman seperti penyadapan, pencurian data, danmanipulasi informasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengimplementasikan algoritmaLogistic Map dan Arnold’s Cat Map pada sistem pengamanan pesan teks digital. LogisticMap digunakan sebagai pembangkit keystream melalui proses iterasi yang menghasilkanderet bit pseudo-acak, kemudian keystream tersebut dipermutasi menggunakan pergeseranbaris dan kolom. Selanjutnya, proses enkripsi dilakukan dengan operasi XOR antaraplaintext dan keystream yang telah dipermutasi. Untuk memperkuat difusi, ciphertext hasilXOR diacak kembali menggunakan algoritma Arnold’s Cat Map sehingga menghasilkanpola ciphertext yang tidak menampilkan keteraturan statistik. Kedua algoritma tersebutdidasarkan pada prinsip teori chaos yang memiliki sifat deterministik namun sangat sensitifterhadap kondisi awal. Karakteristik ini memungkinkan sistem menghasilkan kuncipseudo-acak yang sulit diprediksi, sehingga meningkatkan tingkat confusion dan diffusionpada proses enkripsi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kombinasi Logistic Map danArnold’s Cat Map mampu menghasilkan sistem enkripsi dengan sensitivitas tinggiterhadap perubahan parameter awal dan mampu mengembalikan pesan asli secara akuratmelalui proses dekripsi. Dengan demikian, implementasi kedua algoritma chaos ini dapatdijadikan pendekatan alternatif dalam pengamanan pesan teks digital.

ABSTRACT:

The development of digital communication technology has increased the need for textmessage security against threats such as wiretapping, data theft, and informationmanipulation. This study aims to implement the Logistic Map and Arnold’s Cat Mapalgorithms in a digital text message security system. The Logistic Map is used as akeystream generator through an iterative process that produces a pseudo-random bitsequence, which is then permuted using row and column shifts. Next, the encryptionprocess is carried out by performing an XOR operation between the plaintext and thepermuted keystream. To strengthen diffusion, the XOR ciphertext is randomized againusing the Arnold’s Cat Map algorithm, resulting in a ciphertext pattern that does not displaystatistical regularity. Both algorithms are based on the principles of chaos theory, which isdeterministic but highly sensitive to initial conditions. This characteristic allows the systemto generate pseudo-random keys that are difficult to predict, thereby increasing the level ofconfusion and diffusion in the encryption process. The results of the study show that thecombination of the Logistic Map and Arnold’s Cat Map is capable of producing anencryption system with high sensitivity to changes in initial parameters and is able toaccurately restore the original message through the decryption process. Thus, theimplementation of these two chaos algorithms can be used as an alternative approach insecuring digital text messages

مستخلص البحث:

أدى تطور تكنولوجيا الاتصالات الرقمية إلى زيادة الحاجة إلى تأمين الرسائل النصية ضد التهديدات مثل التنصت وسرقة البيانات والتلاعب بالمعلومات. تهدف هذه الدراسة إلى تطبيق خوارزميات الخريطة اللوجستية وخريطة قط أرنولد في نظام أمان الرسائل النصية الرقمية. تُستخدم الخريطة اللوجستية كمولد تيار مفاتيح من خلال عملية تكرارية تنتج تسلسل بتات عشوائي زائف، والذي يتم بعد ذلك تبديله باستخدام تحويلات الصفوف والأعمدة. بعد ذلك، يتم تنفيذ عملية التشفير عن طريق إجراء عملية XOR بين النص العادي وتدفق المفاتيح المبدل. لتعزيز الانتشار، يتم تشويش النص المشفر XOR مرة أخرى باستخدام خوارزمية خريطة قطة أرنولد، مما ينتج عنه نمط نص مشفر لا يعرض انتظامًا إحصائيًا. تستند كلتا الخوارزميتين إلى مبادئ نظرية الفوضى، وهي نظرية حتمية ولكنها حساسة للغاية للظروف الأولية. تتيح هذه الخاصية للنظام إنشاء مفاتيح عشوائية زائفة يصعب التنبؤ بها، مما يزيد من مستوى الارتباك والانتشار في عملية التشفير. تظهر نتائج الدراسة أن الجمع بين خريطة لوجستية وخريطة قطة أرنولد قادر على إنتاج نظام تشفير عالي الحساسية للتغيرات في المعلمات الأولية وقادر على استعادة الرسالة الأصلية بدقة من خلال عملية فك التشفير. وبالتالي، يمكن استخدام تنفيذ هاتين الخوارزميتين الفوضويتين كنهج بديل في تأمين الرسائل النصية الرقمية.