Эффективное шифрование медицинских изображений с использованием гибридного ДНК-вычисления и хаотических последовательностей в области преобразования

В условиях стремительного роста объёмов электронных медицинских записей (EHR), передаваемых по открытым сетям, возрастает риск угроз безопасности. Надёжным способом защиты данных от таких угроз является шифрование. В статье представлен алгоритм шифрования цифровых медицинских изображений на основе целочисленного вейвлет-преобразования (IWT) в сочетании с ДНК-кодированием и хаотическими последовательностями. Алгоритм включает два этапа: двухэтапное перемешивание и диффузию. На первом этапе перемешивания выполняется начальная перестановка блоков, затем на втором этапе пиксели переставляются по строкам и столбцам. На первом этапе диффузии к пикселям перемешанного изображения применяются циклические побитовые сдвиги, повышающие устойчивость системы к дифференциальным атакам. Второй этап диффузии основан на ДНК-кодировании и операциях XOR над ДНК-кодами. Для оценки устойчивости алгоритма к статистическим и дифференциальным атакам проведён эксперимент на 100 тестовых DICOM-изображениях с глубиной цвета 16 бит. Среднее значение энтропии составило 15,79, NPCR — 99,99%, UACI — 33,31%; также сообщается о большем размере ключевого пространства, равном 10. По этим результатам предложенный метод превосходит ряд других современных методов.