A comparison between single and multi- crossover points to break Hill cipher using heuristic search : MA & GA

Other Title(s)

مقارنة بين نقاط التزاوج المفردة و المتعددة لتحيل شفرة Hill باستخدام خوارزميات البحث العشوائي : الميميائية و الجينية

Author

Hammud, Dalal A.

Source

Engineering and Technology Journal

Issue

Vol. 31, Issue 4 (28 Feb. 2013), pp.490-504, 15 p.

Publisher

University of Technology

Publication Date

2013-02-28

Country of Publication

Iraq

No. of Pages

15

Main Subjects

Information Technology and Computer Science

Topics

Abstract AR

شفرة هيل هي شفرة تقليدية (كلاسيكية) حيث تستند على الجبر الخطي.

في هذه الطريقة, تم استخدام ضرب المصفوفات لتكوين النص المشفر. البحث الاستدلائي هي طريقة بحث.

طرق البحث الاستلائي هي : (الخوارزميات الجينية, خوارزميات الانصهار و التبريد, البرمجة التطويرية, الخوارزمية الميميائية, بحث التابو).

الخوارزميات الجينية هي أحدى طرق البحث الاستدلائي, هي تقنيات بحث حيث تستخدم الانتقاء الطبيعي.

الخوارزميات الجينية تختار الحل الأمثل من خلال ثلاث عمليات : الانتقاء (الاختيار), التزاوج و الطفرة.

الباراميترات تحفظ في الذاكرة و يتم اختيار أفضل قيمة للفتنس لتمثل بالجيل القادم.

خوارزمية MA هي طرق البحث الاستدلائي و هي امتداد للخوارزمية الجينية التقليدية.

و ستخدم تقنية البحث المحلي التي يقلل من احتمالات التقارب للوصول إلى الحل الأمثل. يركز هذا البحث على استخدام الخوارزميات الجينية و خوارزمية memetic لإيجاد الحل الأمثل لتحليل شفرة Hill.

ثم مقارنة طريقتين لعملية التزاوج لرؤية أيهما يمتلك الحل الأفضل.

و مقارنة بين خوارزمية GA و MA و ملاحظة أي منهما لها أفضل الحلول. استخدم الماتلاب ك M-File, أوضحت النتائج ما يلي : 1- 1- بدون استخدام الخوارزميات الجينية : عدد الحروف الصحيحة للمفتاح كان 1 من أصل 9 حروف. 2- 2- باستخدام الخوارزميات الجينية : استخدمت طريقتين و قورنت نقاط التزاوج, و هي النقطة المفردة للتزاوج و النقاط المتعددة (نقطتي تزاوج) عشوائيا.

بعد 250 جيل عدد الحروف الصحيحة كان 4 من أصل 9 عند استخدام النقطة المفردة للتزاوج.

عدد الحروف الصحيحة كان 8 من أصل 9 عندما استخدم النقاط المتعددة.

لذا الحل الأفضل عند استخدام التزاوج المتعدد.

طبقت الخوارزميات الجينية بنجاح. 3- 3- باستخدام Memetic Algorithm : استخدمت طريقة النقاط المزدوجة, بعد 100 جيل عدد الحروف الصحيحة كان 8 من أصل 9.

و قورنت مع الخوارزمية الجينية حيث أوضحت النتائج أن الخوارزمية MA أعطت نفس النتائج لعدد من الأجيال 100 جيل بينما أعطت الخوارزمية الجينية بعد 250 جيل. 4- 4- كان عدد الحروف الصحيحة 9 من أصل 9 حروف بعد 150 جيل عندما استخدمت خوارزمية MA.

Abstract EN

Hill cipher is a classical cipher which is based on linear algebra.

In this method, matrices and matrix multiplication have been used to combine the plaintext.

Heuristic search is a search techniques.

The methods of HS are: (GA, SE, EP, MA, TS).

Genetic algorithms are one of Heuristic search, it is search techniques which is used natural selection.

GAs select optimal solution through three operations, they are : selection, crossover and mutation.

The parameters are kept in memory and the best values of fitness have been selected to represent next generation.

Memetic Algorithm is one of Heuristic search , a memetic algorithm is an extension of the traditional genetic algorithm.

It uses a local search technique to reduce the likelihood of the convergence, to reach the best solution.

This paper focuses on using MA and GA to find optimal solution to cryptanalyse Hill cipher.

Then comparing two methods of crossover to see which one has best solution, and comparing between GA and MA to see which one has best solution.

MATLAB is used as M-FILE.Theresults ofcryptanalysis cleared as following:- 1- Without genetic algorithms: The number of correct letters for the key was 1 out of 9.

2- Using genetic algorithms: two methods are used, and they have been compared of crossover, they are single and multi- crossover points randomly.

After (250) generation, the number of correct letters was 4 out of 9 when single crossover point is used.

The number of correct letters was 8 out of 9 when multi crossover point are used.

So multi crossover point have best solution.

Genetic algorithms are applied successfully.

3- Using Memetic Algorithms.

After (100) generation, the number of correct letters was 8 out of 9.

So MA is better than Genetic algorithms.

4- the number of correct letter was 9 out of 9 when the MA is used.

American Psychological Association (APA)

Hammud, Dalal A.. 2013. A comparison between single and multi- crossover points to break Hill cipher using heuristic search : MA & GA. Engineering and Technology Journal،Vol. 31, no. 4, pp.490-504.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-346375

Modern Language Association (MLA)

Hammud, Dalal A.. A comparison between single and multi- crossover points to break Hill cipher using heuristic search : MA & GA. Engineering and Technology Journal Vol. 31, no. 4 B (2013), pp.490-504.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-346375

American Medical Association (AMA)

Hammud, Dalal A.. A comparison between single and multi- crossover points to break Hill cipher using heuristic search : MA & GA. Engineering and Technology Journal. 2013. Vol. 31, no. 4, pp.490-504.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-346375

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes appendices : p. 499-504

Record ID

BIM-346375