基于Fisher-Yates置乱和滤波器扩散的医学图像加密方案

黄佳鑫，郭亚丽，高若云，李珊珊

（长安大学 信息工程学院，西安710064） 

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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Huang, J., Guo, Y., Gao, R. et al. Medical Image Encryption Based on Fisher-Yates Scrambling and Filter Diffusion. J. Shanghai Jiaotong Univ. (Sci.) 30, 136–152 (2025). https://doi.org/10.1007/s12204-023-2618-7