رمزنگاری بصری

رمزنگاری بصری ( به انگلیسی: Visual cryptography ) یکی از تکنیک های رمزنگاری است که توسط آن، سندهای چاپی ( سندهایی که با چشم فیزیکی انسان قابل رویت هستند ) به صورتی رمز شوند که برای رمزگشایی احتیاجی به سیستم کامپیوتری نباشد. یکی از بهترین روش هایی که در این زمینه ارائه شده است متعلق به مونی نائور و آدی شامیر می باشد که در سال ۱۹۹۴ و با دیدگاه رمزنگاری صفحات اشتراک رمز، گسترش داده شد. در روش آن ها، یک تصویر به n سهم شکسته می شود و تنها در شرایطی تصویر اصلی قابل بازیابی است که تمام اشتراک های رمز وجود داشته باشد و حتی با در اختیار داشتن n - 1 اشتراک از صفحات رمز، هیچگونه اطلاعاتی از تصویر اصلی نمایش نخواهد داد. هر کدام از اشتراک های رمز، روی صفحات شفاف به صورت توزیعی از پیکسل ها، چاپ می شود ( Transparency ) و برای رمزگشایی لازم است صفحات اشتراک را روی هم قرار بدهیم. زمانی که تمام اشتراک ها را روی هم قرار بدهیم، تصویر اصلی ظاهر خواهد شد. در یک دیدگاه ساده، توسط صفحات شفاف می توان رمزنگاری One - Time Pad را پیاده سازی کرد؛ که یکی از اشتراک های رمز به عنوان Pad تعریف می شود و اشتراک دیگر نقش Ciphertext را بازی خواهد کرد. عناوین ۱. مثال
۲. مدل اشتراکی ( ۲ و N )
۳. شکستن رمزنگاری اشتراکی ( ۲، N )
در این مثال، لوگوی Wikipedia به دو تصویر تقسیم می شود. هر پیکسل سفید در تصویر اصلی به دو بلاک یکسان تشکیل شده از پیکسل های سیاه و سفید، تقسیم می شود؛ زمانی که این دو بلاک روی هم قرار بگیرند، نتیجه بلاکی با رنگ خاکستری خواهد بود ( نیمه سفید و نیمه مشکی ) . هر پیکسل مشکی در تصویر اصلی، به دو بلاک متمم تقسیم می شود و زمانی که این بلاک ها روی هم قرار بگیرند، نتیجه بلاک مشکی خواهد بود. اگر هر پیکسل در تصویر اصلی، به صورت تصادفی به دو اشتراک ( بر اساس قانون فوق ) تقسیم شود؛ اشتراک های رمز برای بازیابی تصویر اصلی بهم وابسته می باشند، در حالی که با تمرکز روی هر کدام از اشتراک های رمز به تنهایی، تنها توزیعی از پیکسل های سیاه و سفید مشاهده می شود. یکی از اشتراک ها را در نظر بگیرید، در این صورت اشتراک دوم به عنوان کلید برای رمزگشایی تصویر اصلی معرفی می شود. به هرحال تک اشتراک، هیچ اطلاعاتی در مورد تصویر اصلی ارائه نخواهد کرد.
به اشتراک گذاشتن رمز بین N مخاطب به صورتی که حداقل ۲ نفر از آن ها برای رمزگشایی تصویر اصلی، باید حضور داشته باشند؛ یکی از روش های رمزنگاری Naor و Shamir بود که در سال ۱۹۹۴ ارائه شد. در این روش تصویر اصلی به n اشتراک چاپ شده روی صفحات شفاف تسهیم می شود. هر کدام از اشتراک ها به صورت تصادفی ایجاد می شوند و هیچ گونه اطلاعاتی در مورد تصویر اصلی ارائه نمی کنند ولی اگر ۲ اشتراک از رمزهای تولید شده روی هم قرار بگیرند، تصویر رمز شده توسط سیستم بینایی انسان قابل رویت خواهد بود. هر پیکسل در تصویر اصلی به چندین زیر پیکسل در اشتراک های رمز که از ماتریس ها برای کدینگ رنگ ها بهره می برند؛ تقسیم می شود. در مدل ( ۲ و N ) برای رمزکردن پیکسل های سفید از ماتریس زیر استفاده می شود ( تمام جایگشت های ماتریس ) {all permutations of the columns of}: C 0 = .