一种应用于DICOM格式的医学图像隐私保护方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于DICOM格式的医学图像隐私保护方法，首先构建混沌系统；然后利用哈希函数生成混沌系统的初始值和系统参数，并对原始明文图像进行空间上的置乱操作；接着计算新一轮的混沌系统初始值和系统参数，并对置乱的图像进行扩散和比特移位操作，以消除明文之间的统计特性；对移位后的中间密文进行异或操作，以进一步增强密文像素和算法之间的相关性，最终得到加密的密文图像；最后对DICOM文件的标签信息进行加密。本发明专利技术对选择明文攻击、密钥蛮力攻击、差分分析攻击具有很强的鲁棒性。

A privacy protection method for medical image in DICOM format

The invention discloses a medical image privacy protection method applied to DICOM format, which first constructs a chaotic system, then generates the initial value and system parameters of the chaotic system by using hash function, and performs spatial scrambling operation on the original plaintext image; then calculates the initial value and system parameters of the new round of chaotic system, and spreads and shifts the scrambling image Operation to eliminate the statistical characteristics between the plaintext; exclusive or operation to the shifted intermediate ciphertext to further enhance the correlation between the ciphertext pixels and the algorithm, and finally get the encrypted ciphertext image; finally, encrypt the label information of DICOM file. The invention has strong robustness to select plaintext attack, key brute force attack and differential analysis attack.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于DICOM格式的医学图像隐私保护方法
本专利技术属于信息安全
，涉及一种图像加密方法，特别是涉及一种DICOM格式的的医学图像加密方法。
技术介绍
DICOM(DigitalImagingandCommunicationsinMedicine)即医学数字成像和通信，被广泛应用于医学图像设备当中，患者的医学图像也都是以DICOM文件格式进行存储。但是医学图像在传输的过程中易遭到黑客攻击，使病人的隐私遭到泄露。因此，为保护病人的个人隐私信息，对DICOM格式的医学图像进行加密处理显得愈发重要。DICOM文件分为两个部分，一部分是前面的标签记载了病人的个人隐私信息，另一部分是图像像素部分，因此在加密的过程中要同时对文字和图像信息进行加密。对于一个固定的加密算法，每次加密的密钥是相同的，难以达到“一次一密”的加密效果，因此只要有足够多的样本就可以对算法进行破译。于是提出一种安全性更高的医学图像加密方法显得愈加重要。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种应用于DICOM格式的医学图像隐私保护本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于DICOM格式的医学图像隐私保护方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：构建超混沌系统；/n步骤2：利用哈希函数生成超混沌系统的初始值,并对原始明文图像进行空间上的置乱操作；/n步骤3：计算新一轮的混沌系统初始值和系统参数，并对置乱的图像进行扩散和比特移位操作，以消除明文之间的统计特性；/n步骤4：对移位后的中间密文进行异或操作，以进一步增强密文像素和算法之间的相关性，最终得到加密的密文图像；/n步骤5：对DICOM文件的标签信息进行加密。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用于DICOM格式的医学图像隐私保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：构建超混沌系统；
步骤2：利用哈希函数生成超混沌系统的初始值,并对原始明文图像进行空间上的置乱操作；
步骤3：计算新一轮的混沌系统初始值和系统参数，并对置乱的图像进行扩散和比特移位操作，以消除明文之间的统计特性；
步骤4：对移位后的中间密文进行异或操作，以进一步增强密文像素和算法之间的相关性，最终得到加密的密文图像；
步骤5：对DICOM文件的标签信息进行加密。


2.根据权利要求1所述的应用于DICOM格式的医学图像隐私保护方法，其特征在于，步骤1中所述超混沌系统为：



其中a，b，c，d，r是控制参数，x、y、w、z为系统的状态变量。


3.根据权利要求2所述的应用于DICOM格式的医学图像隐私保护方法，其特征在于，步骤2的具体实现包括以下子步骤：
步骤2.1：用SHA-512哈希算法对原始明文图像进行哈希操作，得到一个512比特的二进制序列S，其中M为明文图像数据的行数，N为明文图像数据的列数；
步骤2.2：把二进制序列S平均分成四个二进制序列，每个128比特，并转换成对应的十进制数字得到X1，X2，X3，X4；
步骤2.3：由下式生成超混沌系统的初始值；



当a＝35，b＝3，c＝12，d＝7，r＝0.6时，系统进入混沌状态，由此得到四个超混沌序列Ln，n＝1，2，3，4；
步骤2.4：对于超混沌序列L1，舍弃前T个序列值，并依次取从T+1个序列值开始的小数点的前两位和后两位组成一个新的整数，保留原整数的符号，得到序列L′1，其中T＝M+N+(X1+X2+X3+X4)mod256；
步骤2.5：对原始图像像素矩阵进行行与列交替的循环移位，步长为L′1(n)，n表示为第n个序列值，当序列值为正数时表示向右的循环移位，当序列值为负数时表示为向左的循环移位；
步骤2.6：分别用超混沌序列L2，L3，L4依次重复步骤2.4和步骤2.5各一次，完成原始图像的像素置乱，得到置乱的明文图像


4.根据权利要求3所述的应用于DICOM格式的医...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明武，彭博，石润华，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42