基于Fisher-Yates置乱和滤波器扩散的医学图像加密方案

Medical Image Encryption Based on Fisher-Yates Scrambling and Filter Diffusion

摘要：本文提出了一种基于Fisher-Yates置乱、滤波器扩散和S盒替换的医学图像加密方案。首先，通过logistic-sine-cosine系统生成与明文相关的混沌序列，该序列用于算法的置乱、替换和扩散过程。采用提出的三维Fisher-Yates置乱、S盒替换和扩散实现第一轮加密。第二轮加密利用混沌序列对第一轮得到的密文进行置乱，然后利用三维滤波器进行扩散，进一步隐藏有用信息。算法结合输入参数和明文图像的哈希值生成密钥，提高了抗明文攻击的能力。安全分析表明，该算法的性能良好，并且能够抵抗常见的攻击。此外，扩散效果良好，表明该方案能解决医学图像传输中遇到的差分攻击，对未来的研究具有积极意义。

关键词：医学图像加密，Fisher-Yates置乱，三维滤波器扩散，S盒替换，双向扩散

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Cite this article: Huang, J., Guo, Y., Gao, R. et al. Medical Image Encryption Based on Fisher-Yates Scrambling and Filter Diffusion. J. Shanghai Jiaotong Univ. (Sci.) (2023). https://doi.org/10.1007/s12204-023-2618-7

《上海交通大学学报（英文版）》是由教育部主管、上海交通大学主办的自然科学综合性学术期刊，被 EI、Scopus等检索系统收录。主要刊登反映基础理论和工程领域实验研究的最新成果，如电子工程和自动化、计算机和通信工程、船舶海洋和建筑工程、材料科学与工程以及生物医学工程等。从 2021 年开始，《上海交通大学学报（英文版）》主要刊登医工交叉研究和人工智能及其在工程中的应用成果。 

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