26834

رمزنگاري تصاوير پزشكي با استفاده از يك نگاشت آشوبگونه جديد

كارشناسي ارشد

مهندسي پزشكي- بيوالكتريك

1397

27 /1/ 1401

دكتر سيد حجت سبزپوشان- دكتر احمد آيت اللهي

برق

پيشرفت تصويربرداري پزشكي در بخش بهداشت و درمان، چالش‌ جديدي را در انتقال ايمن تصاوير پديد ‍‌آورده ‌است. رشد و پيشرفت‌هاي فناوري همچنين تهديداتي را در زمينه¬ي انتقال تصاوير به همراه داشته است. امروزه امنيت نقل و انتقال تصاوير پزشكي يك مساله مهم براي حفظ امنيت اطلاعات بيماران مي¬باشد. براي دستيابي به امنيت داده¬هاي تصويري در حوزه‌هايي مانند زيست‌پزشكي و سنجش از راه‌دور، روش‌ها و الگوريتم¬هاي‌ گوناگوني براي رمزنگاري‌تصاوير پيشنهاد شده ‌است. در تصاوير ديجيتال معمولا همبستگي بالايي بين پيكسل‌هاي مجاور وجود دارد، بنابراين الگوريتم‌هاي رمزنگاري سنتي، براي رمزنگاري آن‌ها چندان مناسب نيست. خصوصيات ‌ويژه سيستم‌هاي ‌آشوبگونه مانند حساسيت ‌بالا به شرايط اوليه و شبه‌تصادفي‌بودن، باعث ‌مي‌شود كه الگوريتم‌هاي طراحي ‌شده بر مبناي آشوب، علاوه‌ بر سادگي، امنيت و هزينه‌هاي محاسباتي پايين، سرعت ‌اجراي بيشتري نسبت به تكنيك‌هاي سنتي داشته باشد. هدف از انجام اين پژوهش، رمزنگاري تصاوير پزشكي با استفاده از نگاشت آشوبگونه¬ي جديد سبزپوشان است. در اين تحقيق براي نخستين بار از اين نگاشت براي رمزنگاري تصوير استفاده مي‌شود. در اين پژوهش، مزايا و معايب نگاشت جديد براي رمزنگاري تصاوير پزشكي بررسي مي¬گردد و نتايج با چند نگاشت‌ آشوبگونه¬ي¬ معمول مقايسه مي‌شود. روش رمزنگاري در اين پروژه بر پايه دو مرحله¬ي: جابجايي پيكسل‌ها (بهم ريختن تصوير)، و عمليات ياي‌انحصاري طراحي شده است. بدين ترتيب كه نخست با جابجايي پيكسلي تصوير بهم ريخته مي¬شود، سپس يك دنباله¬ي¬ آشوبگونه به اندازه¬ي ابعاد تصوير ايجاد گرديده بين مقادير آن و تصوير بهم‌ريخته عمليات ‌‌ياي‌انحصاري اجرا مي¬گردد كه منجر به رمزشدن تصوير مي‌شود.نتايج حاصل از رمزنگاري با نگاشت سبزپوشان ، با نتايج حاصل از نگاشت لاجستيك و چادري با استفاده از چند معيار مقايسه مي¬گردد، نتايج حاصل اين فرضيه را تاييد مي¬كند كه غيرخطي‌تر بودن و وجود ضريب شكل در نگاشت سبزپوشان موجب شبه‌تصادفي‌تر شدن و در مجموع موجب امنيت بيشتر و نتايج بهتري در رمزنگاري مي¬گردد.

1401/05/29

Encryption of medical images using a new chaotic mapping

4/16/2023 12:00:00 AM

Advances in medical imaging in the healthcare sector have created a new challenge in the safe transmission of images. Development and Advances in technology have also posed threats to image transmission. Today, the security of medical image transfusion is an important issue for maintaining the security of patients' information. To achieve the security of image data in areas such as biomedicine and remote sensing, various methods and algorithms for image encryption have been proposed. To achieve the security of data in image form in areas such as biomedicine and remote sensing, various methods and algorithms for image encryption have been proposed. In digital images, there is usually a high correlation between adjacent pixels, so traditional cryptographic algorithms are not very suitable for encrypting them. Characteristics of chaotic systems, such as high sensitivity to initial conditions and quasi-randomness, make chaotic-based algorithms, in addition to simplicity, security, and low computational costs, faster to execute than traditional techniques. The purpose of this study is to encrypt medical images using Sabzpushan new chaotic mapping. In this research, this mapping is used for image encryption for the first time. In this study, the advantages and disadvantages of the new mapping for encrypting medical images are investigated and the results are compared with some common chaotic mappings. The cryptographic method in this project is based on two steps: pixels displacement (image clutter), and Exclusive or operation. In this way, first the image is confusioned by pixels displacement, then a chaotic sequence equal to the dimensions of the image is created between its values and the mixed image is subjected to Exclusive or operations, which leads to the encryption of the image. The results of cryptography using Sabzpushan mapping are compared with the results obtained from Logistic and tent mapping using several criteria. The results confirm the hypothesis that more nonlinearity and the presence of a coefficient of shape in Sabzpushan mapping make it more random and, in general, lead to greater security and better results in cryptography.

رمزنگاري , تصاوير پزشكي , نگاشت آشوبگونه سبزپوشان

cryptography , medical images , Sabzpoushan chaotic mapping

sorayya rasoulizadeh

Dr. S.H. Sabzpoushan