T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 ,   p p .   1 7 4 3 ~1 754   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 23 i 6 . 27135          1743       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   Ada ptive DIC O M  i m a g es en cryp t io n using  quad tre e and  lig htw eig ht  IT UB ee alg o rith m       M un t a ha   Abdu lza hra   H a t e m 1 ,   B a ls a m   Ab du l k a dh i m   H a m ee d i 2 ,   J a m a l N a s ir  H a s o o n 3 F a ha d G ha lib   Abdu l k a dh u m 4   1 D e p a r t me n t   o f   M i ssi o n s a n d   C u l t u r a l   R e l a t i o n s ,   M i n i st r y   o f   H i g h e r   Ed u c a t i o n   a n d   S c i e n t i f i c   R e se a r c h ,   B a g h d a d ,   I r a q   2 P a l e st i n e   H i g h   S c h o o l   f o r   Ex c e l l e n c e ,   M i n i s t r y   o f   Ed u c a t i o n ,   B a g h d a d ,   I r a q   3 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e s,  F a c u l t y   o f   S c i e n c e ,   U n i v e r si t y   o f   M u st a n s i r i y a h ,   B a g h d a d ,   I r a q   4 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e s ,   F a c u l t y   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e s a n d   M a t h e mat i c s ,   K u f a   U n i v e r si t y ,   N a j a f ,   I r a q         Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   A p r   18 2 0 2 5   R ev i s ed   Oct   8 2025   A cc ep ted   Oct   19 2 0 2 5       T h e   e n c r y p ti o n   o f   m e d ica i m a g e s p ro tec ts t h e   p riv a c y   o f   p a ti e n in f o rm a ti o n   tran sm it ted   o v e n e t w o rk a n d   c o m m u n ica ti o n s.  In   th is  p a p e r,   a   li g h tw e i g h e n c r y p ti o n   m e th o d   f o m e d ica i m a g e is  p ro p o se d ,   c o m b in in g   a   q u a d tree - b a se d   se g m e n tatio n   a n d   a   m o d i f ied   IT UBe e   a lg o rit h m   f o e n c ry p ti o n .   d ig it a im a g in g   a n d   c o m m u n ica ti o n in   m e d icin e   ( DICO M )   im a g e   is  d iv id e d   in to   v a riab le - siz e   b lo c k u sin g   th e   q u a d tree   tec h n iq u e ,   a n d   t h e   k e y   i s   g e n e ra ted   th ro u g h   a   tw o - d im e n si o n a He n o n   m a p th e   f irst  d ime n sio n   is u se d   in   t h e   c o n f u sio n   p ro c e ss   (b it   p e r m u tatio n o f   th e   p ix e v a lu e s,  a n d   th e   se c o n d   se q u e n c e   is  u se d   to   g e n e ra te  th e   k e y   sc h e d u le  th r o u g h   th e   a p p li c a ti o n   ro u n d   f u n c ti o n .   Dif f e re n n u m b e rs  o f   r o u n d a re   a p p li e d   to   th e   IT UBe e   m e th o d   b a se d   o n   th e   siz e   o f   th e   se g m e n t in   th e   q u a d tree ,   m a k in g   th e   a lg o rit h m   a d a p ti v e   b y   in c re a sin g   th e   ro u n d   n u m b e w h e n   th e   b l o c k   siz e   is  re d u c e d .   T h e   m e th o d   is  u se d   a a   li g h t we ig h e n c r y p ti o n   m e th o d   f o e n c ry p ti n g   a ll   b lo c k s,  u ti li z in g   d if f e re n ro u n d   n u m b e rs  f o e a c h   b lo c k   siz e   to   b a lan c e   th e   d e g re e   o f   c o m p lex it y   w it h   th e   to t a ti m e   c o n su m p ti o n   o f   th e   DICO M   im a g e .   T h e   re su lt   re in f o rc e s   th e   p ro p o s e d   m e th o d ,   w h ich   p r o d u c e d   a   h ig h   m e a n   sq u a re d   e rro r   ( MSE )   b e tw e e n   th e   DICO M   im a g e   a n d   th e   E n c ry p ted   On e ,   a n d   a   lo w e p e a k   sig n a l - to - n o ise   ra ti o   ( P S NR ) .   T h e   p ro p o se d   g e n e ra ted   n u m b e rs  w e re   a lso   tes ted   u si n g   n a ti o n a in stit u te  o f   sta n d a rd a n d   tec h n o l o g y   ( NIS T )   to   e v a lu a te t h e   ra n d o m n e ss .   K ey w o r d s :   DI C OM   i m ag e   Hen o n   m ap   I T U B ee   L i g h t w ei g h t e n cr y p tio n   Me d ical  i m a g   Qu ad tr ee   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mu n tah A b d u lza h r Hate m   Dep ar t m en t o f   Mis s io n s   an d   C u lt u r al  R elatio n s ,   Mi n is tr y   o f   Hig h er   E d u ca tio n   a n d   Scien t if ic  R esear ch   Al - R u s a f a - B a g h d ad ,   I r aq   E m ail:  m u n ta h a. h a te m @ s cr d . g ate - g o v . iq       1.   I NT RO D UCT I O N   Me d ical  i m a g i n g ,   e n co m p a s s i n g   co m p u ted   to m o g r ap h y   ( C T ) ,   m ag n etic  r e s o n a n ce   i m ag i n g   ( MRI) ,   u ltra s o u n d ,   an d   X - r a y s ,   p la y s   p iv o tal  p ar in   d iag n o s i n g   d iv er s s p ec tr u m   o f   d is ea s es.  T h r ap id   ad v an ce m en o f   i n ter n et  tec h n o lo g y   h a s   m ad it  ea s ier   to   s h ar a n d   m o v e   lar g a m o u n ts   o f   m ed ical  d ata  q u ick l y   an d   ea s il y .   T h is   is   p ar ticu lar l y   i m p o r tan f o r   th g r o w t h   o f   tele m ed ici n e   s er v ices,  s u ch   as   telec o n s u ltatio n   an d   tele s u r g e r y   [ 1 ] .   Secu r co m m u n icatio n   ch an n el s   ar n ec es s ar y   f o r   d o cto r s ,   p at ien ts ,   an d   s ca n n i n g   ce n ter s   to   s h ar m ed ical  i m a g es  s o   th at  p ati en ts   p r iv ate  i n f o r m atio n   is   n o leak ed   d u r in g   tr an s m is s io n   [ 2 ] .   A ttac k er s   m a y   ta m p er   w it h   tr an s m it ted   m ed ical  i m a g es,  lead i n g   to   in co r r ec d iag n o s e s ,   w h ic h   u n d er s co r es  th c h alle n g o f   m ai n tai n i n g   co n f id en ti alit y   a n d   in te g r it y   d u r in g   i m a g tr an s m is s io n   [ 3 ] ,   [ 4 ] .   T r an s f er   o f   m ed ical   i m a g es  o v er   p u b lic   n et w o r k s   is   cr i tical,   s o   it  r eq u ir es  e x tr atte n tio n ,   an d   s ta n d ar d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 7 4 3 - 1 754   1744   m et h o d s   ( cr y p to g r ap h y ,   s teg a n o g r ap h y ,   a n d   w ater m ar k i n g )   ar u s ed   f o r   th is .   T h f ield   is   r ap id ly   ev o l v in g   as   m ed ical  co m p an ies co n s is te n tl y   in tr o d u ce   m o r m ed ical  i m a g in g   d ev ices a n d   n e w   tec h n o l o g ies   [ 5 ] .   A   d iv er s e   r an g o f   m ed ical  i m ag in g   tec h n o lo g ies  w o r ld w id e n ab les  p h y s ician s   to   o b tain   h i g h - q u a lit y   i m a g es,  w h ic h   ar cr itical  f o r   ac cu r ate  d is ea s d iag n o s is   [ 5 ] ,   [ 6 ] .   Ho w e v er ,   th ac ce s s ib ili t y   o f   th is   m ed ical  i n f o r m atio n   w it h o u o w n er   ap p r o v al  p o s es  s ev er al  co n ce r n s ,   in cl u d i n g   s ec u r it y ,   p r o o f   o f   o w n er s h ip ,   an d   co p y r i g h t   p r o tectio n .   Me d ical  i m a g es  h a v lo m o r s en s itiv e   an d   i m p o r tan i n f o r m at io n   t h an   r eg u lar   i m ag e s   [ 7 ] .   E v er y   p ix el  i n   t h ese   p ictu r es   is   v er y   i m p o r tan f o r   d iag n o s i s ,   a n d   ch a n g in g   a n y   o f   t h e m   co u ld   lead   to   w r o n g   d iag n o s e s   [ 8 ] .   I is   h ar d   to   k e ep   th ese  i m a g es  s a f b ec au s e   th e y   d o   n o li k b ei n g   c h a n g ed   as  m u c h   as  le s s   s en s iti v i m a g es  d o .   Me d ical  i m a g es  t y p icall y   co m p r i s t wo   p ar ts th r e g io n   o f   n o   in ter est  ( R O NI )   an d   t h e   r eg io n   o f   i n ter est  ( R OI )   [ 9 ] - [ 1 1 ] .   T h R OI ,   w h ic h   h a s   i m p o r ta n an d   s e n s iti v d ata  th at  is   n ee d ed   f o r   d iag n o s i s ,   m u s n o b ch a n g e d .   T h R ONI ,   o n   t h o th er   h a n d ,   s h o w s   t h b ac k g r o u n d   o f   t h i m ag e   an d   d o es   n o t h a v an y   i m p o r ta n t in f o r m atio n ,   s o   it c an   b ch a n g e d.   T h m ed ical   d iag n o s is   p r o ce s s   is   e s s e n tial  f o r   d eter m i n i n g   t h t y p o f   f u t u r tr ea t m en t,  wh ich   o f te n   d ep en d s   o n   t h tr an s m itted   m ed ical  i m a g es  [ 1 2 ] ,   esp ec iall y   i f   t h p r ese n ted   ca s o r ig i n ates  f r o m   g eo g r ap h ical l y   d i s ta n p lace s ,   m a k i n g   it  n ec es s ar y   to   tr an s m it  it  d i g itall y .   T h er ef o r e,   it  m u s b p r o tecte d   f r o m   m an ip u latio n   an d   f o r g er y .   T h ese  asp ec ts   ar co n s id er e d   ( p u r ely   m ed ical) ,   an d   w d o   n o t ig n o r th le g al   asp ec th at  r eq u ir e s   d o cto r s   an d   h ea lth   d ep ar t m e n t s   to   m ai n t ain   t h co n f id en t ialit y   o f   i n f o r m atio n   [ 1 3 ] .   Fro m   th is   s ta n d p o in t,  t h i n f o r m ati o n   ( i m a g es)   m u s b p r o tec ted   d u r in g   t h tr a n s m is s io n   p r o ce s s   to   co m p l y   w it h   th r elev a n r eg u latio n s   an d   la w s   [ 1 4 ] .   Ma n y   i m ag e s   ar ex p o s ed   to   m an y   r is k s   th r o u g h   th e ir   tr an s f er   b et w ee n   d if f er en n et w o r k s   an d   co m m u n icatio n s   s y s te m s ,   in ten t io n all y ,   s u ch   as  h ac k in g   o p er atio n s ,   o r   u n i n te n tio n all y ,   s u ch   a s   g litch es in   tr a n s m i s s io n   p r o ce s s es o r   lo s s   o f   d ata  d u r i n g   tr an s m i s s io n   [ 1 5 ] .   T h er ef o r e,   th ese  i m ag e s   m u s b p r o tecte d   in   w a y s   th at  li m it  t h r is k s   o f   lo s s   o r   p ir ac y   w h e n   tr an s m i tted .   E n cr y p tio n   [ 1 6 ]   is   o n o f   th m o s t i m p o r tan w a y s   to   k ee p   th e s i m ag e s   s af e.   T h is   p ap er   ex a m i n es  t h co m b in atio n   o f   q u ad tr ee   d ec o m p o s itio n   w i th   th n o v e I T UB ee   en cr y p tio n   alg o r ith m   a s   p r o m i s i n g   m e th o d   f o r   e n h a n ci n g   t h s ec u r it y   o f   m ed ical  i m a g es  in   d ig ital  co n te x ts .   T h is   m et h o d   ai m s   to   m ak s u r t h at  s en s iti v m ed ical  d ata  s to r ed   o r   s en elec tr o n icall y   is   b etter   p r o tecte d   b y   u s i n g   q u ad tr ee s   ab ili t y   to   d iv id i m ag e s   i n to   h ier ar ch ical   s tr u c tu r es  a n d   I T UB ee s   s tr o n g   e n cr y p tio n   f ea tu r es.   q u ad tr ee s   ab ilit y   to   ef f icie n t l y   o r g an ize   i m a g d ata  h ier ar ch icall y   w o r k s   w ell  w it h   I T UB ee s   ab ilit y   to   en cr y p d ata,   w h ic h   i m p r o v es  th i n te g r it y   an d   co n f id e n tialit y   o f   m ed ical  i m a g e s .   T h is   co m b in ed   m et h o d   n o t   o n l y   m ak e s   s u r th at  m ed ical   i m ag e s   ar s to r ed   an d   s en s ec u r el y ,   b u it  al s o   m ee ts   t h i m p o r tan n ee d   f o r   s tr o n g   e n cr y p tio n   m et h o d s   in   h ea lt h ca r d ata  m an a g e m en t.       2.   RE L AT E WO RK S   T h m o s i m p o r tan s c h o lar l y   w o r k   ab o u t   o u r   r esear ch   is   co v er ed   in   th is   s ec tio n .   B y   i n clu d i n g   s ec u r ta m p er i n g   d etec tio n   an d   lo s s less   r ec o v er y   m ec h an i s m ,   th p a p er   in   [ 1 7 ]   s u g g e s ts   w a y   to   s a f e g u ar d   m ed ical  i m a g es  tr an s m itted   to   th clo u d .   T h m eth o d   u tili ze s   b in ar y   n u m b er   s y s te m   ar r an g ed   in   s p ec i f ic   o r d er I f ir s f in d s   th R OI   in   th m ed ical  i m ag an d   th e n   b r ea k s   it  u p   in to   b lo ck s   th at  d o   n o o v er lap .   J P E G - L S c o m p r es s io n   i s   u s ed   to   en c o d th p ictu r es in   t h ese  b lo ck s .   T h is   m et h o d   w o r k s   esp ec ial l y   w ell  f o r   m ed ical   i m a g es.   Z h en g   e a l [ 1 8 ] ,   t ac k l e d   th e   i s s u e   o f   s t o r in g   l a r g am o u n t s   o f   m e d i c al   im ag d a t b y   u s in g   d e o x y r i b o n u cl e i c   a c i d   ( DNA )   a s   an   e f f e c t iv w ay   t o   s to r e   d a t a .   I t   p r es en ts   an   i n n o v a t iv D NA - b a s ed   c o m p r e s s i o n   a n d   en c r y p t i o n   al g o r it h m   s p ec if i c al ly   d es ig n e d   f o r   m e d i c a im ag es .   T h a lg o r i t h m   u s es   th e   f a ct  t h at   m e d ic a l   im ag es   h av e   h o m o g en e o u s   p ix e ls ,   es p e c i al ly   in   th ei r   b it - p l an e   d e c o m p o s it i o n s ,   t o   g e r i d   o f   r e d u n d a n cy   d u r in g   c o m p r es s io n .   T h e   p r o p o s e d   D NA - b as e d   q u a d t r e e   d e c o m p o s i ti o n   a lg o r i t h m   t r a n s f o r m s   th e n ti r e   im ag in t o   s e q u en c o f   f o u r   D NA   n u c l e o t i d e s ,   f a c il i t a tin g   th e   r et r i ev a o f   th e   o r ig in a im ag e   th r o u g h   d e c o d i n g .   T h e   D NA - b ased   ad v an ce d   en cr y p tio n   s tan d ar d   ( A E S)  alg o r it h m   i n   cip h er   b lo ck   ch ai n in g   ( C B C )   m o d e n cr y p ts   t h s eq u en ce s   t h at  co m f r o m   t h co m p r ess io n   p r o ce s s   to   m ak t h e m   s a f er   f r o m   b ad   u s e.   R ev a n n an d   Kesh a v a m u r t h y   [ 1 9 ] ,   d is cu s s es  t h d if f ic u lt y   o f   s ec u r el y   m a n a g in g   h ea lth ca r d ata  th at  is   s to r ed   i n   t h clo u d   b ec au s e   m o r e   an d   m o r p eo p le  ar u s i n g   s m ar eHe al th ca r e,   w h ic h   i s   m ad p o s s ib le  b y   I o T   an d   b ig   d ata  tec h n o lo g y .   Hea lth ca r f ac ili ties   ar co n ce r n ed   ab o u s e n s iti v d ata  lea k s ,   ev e n   t h o u g h   t h clo u d   is   a   f a n ta s tic  w a y   to   s to r an d   s h ar lo o f   h ea lt h ca r d ata.   T h ey   en cr y p t h is   d ata  b ef o r tr an s f er r in g   it  to   th clo u d   to   p r o tect  it.   Ho w e v er ,   tr ad itio n al  e n cr y p tio n   m a k es  it   d if f ic u lt  f o r   s o p h is ti ca ted   ap p licatio n s ,   s u c h   as  s i m ilar it y   r an g q u er i es,  to   w o r k   w it h   en cr y p ted   d a ta  s to r ed   in   th clo u d .   T o   a d d r ess   th i s   li m itatio n ,   th p ap er   in tr o d u ce s   an   e f f ic ien p r iv ac y - p r eser v i n g   s i m il ar it y   r an g q u er y   ( E P Si m )   s ch e m e.   I n   o r d er   to   p r o v id s elec tiv e   s ec u r it y ,   t h s c h e m b eg i n s   b y   i n tr o d u cin g   m o d if ied   a s y m m et r ic  s ca lar - p r o d u ct - p r eser v in g   en cr y p t io n   ( A SP E )   tech n iq u e.   Af ter   t h at,   it  u s es  q u ad tr ee   r ep r esen t atio n   f o r   th d ata  an d   co m es   u p   w ith   a n   al g o r ith m   b ased   o n   f il tr atio n   co n d itio n   to   d o   ef f icie n s i m ilar it y   r an g q u er ies  o n   t h i s   tr ee   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         A d a p tive  DI C OM ima g es e n cryp tio n   u s in g   q u a d tr ee   a n d   li g h tw eig h t     ( Mu n ta h a   A b d u lz a h r a   Ha tem )   1745   s tr u ct u r e.   T h E P Sim   s c h e m e   u lti m atel y   co m b i n es  t h m o d if ied   A SP E   m et h o d   an d   th e   Qu ad s ec to r   tr ee   to   m ak i p o s s ib le  to   s af el y   an d   q u ick l y   s ea r ch   f o r   s i m ilar   r an g es  i n   en cr y p ted   clo u d - s to r ed   h ea lt h ca r d ata.   th o r o u g h   s ec u r it y   a n al y s i s   o f   t h p r o p o s ed   E P Sim   s ch e m s h o w s   t h at  it i s   s tr o n g .     T h s tu d y s   r ec o m m en d ed   ap p r o ac h   in   [ 2 0 ]   is   p r ed icate d   o n   en cr y p tin g   g r a y s ca le  d o cu m en i m a g es   u s i n g   b o th   f u ll  a n d   p ar tial  en cr y p tio n   tec h n iq u es.   T h i m a g is   f ir s d i v id ed   in to   b lo ck s   u s i n g   Qu ad - tr ee   d ec o m p o s itio n   b ased   o n   b l o ck   v ar ian ce   to   p er f o r m   p ar tial  e n cr y p tio n .   W h ile  s o m b lo ck s   w it h   u n i f o r m   p ix e l   lev els   ar co n s id er ed   tr iv ial,   o th er s   ar co n s id er ed   s u b s t an tial.   1 S k e w   te n c h a o tic  m ap   i s   u s ed   to   p er m u te  t h p ix els  o f   t h i m p o r tan b lo ck s .   T o   im p r o v s ec u r it y ,   2 Hen o n   m ap   is   u s ed   f o r   ad d itio n al  p er m u tatio n ,   cr ea tin g   in p u t f o r   to tal  en cr y p tio n .   T h s tu d y   i n   [ 2 1 ]   d etails  th e   cr ea tio n   o f   s p ec ialized   o n t o lo g y   t h at  m a k e s   it  p o s s ib le  to   class i f y   o b j ec ts   in   m ed ical  i m a g es  u s i n g   m u ltil a y er   n e u r al  n et w o r k .   I n   o r d er   to   p r o ce s s   lar g d atasets   as  e f f icie n tl y   as  p o s s ib le  an d   en ab le  f aste r   im a g p r o ce s s in g ,   th s t u d y   u s es  t h Ma p R ed u ce   p ar ad ig m   i n   clo u d   en v ir o n m e n t.   A d d itio n all y ,   to   s tr ea m lin e   C lo u d   n o d co m m u n ica tio n   a n d   r ed u ce   p r e - p r o ce s s i n g   ti m e,   d ata   co m p r es s io n   m et h o d   b ased   o n   d ed u p licatio n   i s   p r o p o s ed .   T h e   s u g g es ted   r e m ed y   u n d er g o es  test i n g   i n   a   m u ltis ite  clo u d   en v ir o n m e n t,   s h o w ca s i n g   i m p r o v ed   d ata  tr an s f er   o p ti m izatio n ,   w it h   an   av er ag ti m e   en h a n ce m en t o f   2 7 %.    P ad m av a ti  an d   Me s h r a m   [ 2 1 ] ,   f o cu s   o n   th p r o b le m   o f   s en d in g   lar g m ed ical  i m a g es   o v er   th i n ter n e t,  esp ec iall y   w h e n   b an d w id t h   i s   li m i ted .   W u s e   i m ag co m p r ess io n   m et h o d s   to   f ix   th is   p r o b lem ,   w it h   f o cu s   o n   f r ac tal  i m a g co m p r ess io n .   Fra ctal  i m a g co m p r ess io n   u s es  t h id ea   o f   s elf - s i m ilar it y   in   i m ag e s   to   g r ea tl y   s p ee d   u p   tr an s m is s io n   r ates,  ev en   w h e n   b an d w id th   i s   li m ited .   Ho w e v er ,   alth o u g h   t h e y   d ec o d r ap id ly ,   co n v e n tio n al   tech n iq u es  f o r   co m p r es s i n g   f r ac tal  i m a g es  f r e q u en tl y   ta k s ec o n d s   to   co m p lete  th e n co d in g   p r o ce s s .   T h p ap er   p r esen ts   an   ar ch itect u r cr ea ted   esp ec iall y   f o r   f r ac tal  i m a g co m p r es s io n   in   o r d er   to   g et  ar o u n d   th is   r estric tio n .   T h d esig n   is   p u i n to   ac tio n   u s i n g   an   f ield - p r o g r a m m ab le  g ate  a r r ay   ( FP G A )   b o ar d   ca lled   Xilin x   Sp ar tan - 6   an d   ev alu ated   w it h   th u s o f   m ed ica l i m a g in g   d ata.     Fan g   et  a l .   [ 2 2 ] ,   ad d r ess ed   th g r o w i n g   co n ce r n s   o f   p atien in f o r m atio n   leak a g an d   i m ag e   ta m p er in g   i n   clo u d - b ased   m ed ical  s y s te m s .   T o   ad d r ess   th ese   ch alle n g e s ,   n e w   ze r o - w ater m ar k i n g   al g o r ith m   n a m ed   B a n d elet - D C T ,   b ased   o n   B an d elet  a n d   d is cr ete  co s i n tr an s f o rm ,   is   in tr o d u ce d   f o r   m ed ical   i m a g e s .   T h p r o p o s ed   ap p r o ac h   in v o l v es  s ev er al  k e y   s tep s .   T o   s tar t,  th s ca le  in v ar ia n f ea tu r t r an s f o r m   ( SIFT )   is   u s ed   to   g et  f ea t u r es  f r o m   an   i m a g as  f ir s s tep .   T h en ,   ch ao tic  s y s te m   te n m ap   is   u s ed   to   en cr y p t h w at er m ar k   th at  co n tai n s   t h p atien ts   i n f o r m atio n .   A f ter   t h at,   t h m ed ical   i m a g e s   ar u s ed   to   g e v i s u al   f ea t u r v ec to r s   w i th   B a n d elet - D C T .   L astl y ,   t h alg o r ith m   e m p lo y s   b o th   ze r o - w ater m ar k i n g   a n d   cr y p to g r ap h ic  tech n iq u es to   a d d   an d   r em o v t h w ater m ar k   s ec u r el y .   T h s tu d ies  in   t h co llectio n   lo o k ed   at  d if f er en w a y s   to   m a k clo u d - b ased   m ed i ca i m ag e   m an a g e m e n s a f er   an d   m o r ef f icien t.  T h m ai n   g o al  o f   th e s s tu d ie s   w a s   to   f in d   an s w er s   to   p r o b lem s   w ith   m ed ical  i m a g s ec u r it y ,   co m p r e s s io n ,   s to r ag e,   an d   d a ta  tr an s f er .   E ac h   s t u d y   p r esen ted   in n o v ati v e   m et h o d o lo g ies  ai m ed   at  tack lin g   s p ec if ic  a s p ec ts   o f   m ed i ca i m ag m a n ag e m e n in   cl o u d   en v ir o n m e n ts .   T h er is   s till   lo t to   d o   in   th is   ar ea .       3.   I M AG E   SE G M E NT A T I O USI N G   Q UAD T R E E   A   q u ad tr ee   d ata  s tr u ct u r d iv i d es  t w o - d i m en s io n al  s p ac in to   f o u r   eq u al  p ar ts ,   ca lled   q u ad r an ts ,   b y   u s i n g   p r o ce s s   th at  r ep ea ts   its elf .   T h i m a g s eg m e n tatio n   m et h o d   u s es  h ier ar ch ical  d ata  s tr u ctu r ca lled   a   q u ad tr ee   to   d iv id an   i m ag e   in to   p ar ts   o r   ar ea s .   q u ad tr ee   d iv id es  a   t w o - d i m en s io n al  s p ac i n to   f o u r   q u ad r an ts   o v er   an d   o v er   a g ain   u n ti ce r tain   co n d itio n s   ar m et  [ 2 3 ] .   A   p o r tio n   o f   th i m a g is   r ep r esen ted   b y   ea ch   n o d in   t h q u ad tr ee ,   as   ex p lain ed   i n   Fi g u r 1 ( a )   r ep r esen ted   th b lo ck   p ar titi o n in g   an d   Fi g u r 1 ( b )   r ep r esen ted   th q u ad tr ee   s tr u ct u r e.         ( a)   ( b )     Fig u r 1 .   Qu ad tr ee   s tr u ct u r e :   (a )   t h s eg m e n tatio n   p r o ce s s   an d   ( b )   t r ee   s tr u ctu r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 7 4 3 - 1 754   1746   T h is   s tr u ct u r is   m u c h   b etter   f o r   s to r in g   an d   s h o w i n g   s p ati al  d ata  lik p o in t s ,   li n es,  an d   p o ly g o n s   th an   r eg u lar   lis o r   ar r ay .   E ac h   n o d in   q u ad tr ee   ca n   o n l y   h av m ax i m u m   o f   f o u r   ch ild r en .   T h en tire   t w o - d i m e n s io n al  s p ac e,   s p lit   in to   f o u r   eq u a h alv e s ,   i s   s h o w n   b y   t h r o o n o d e.   A   c h il d   n o d o f   t h r o o r ep r esen ts   ea c h   q u ad r an t.  I f   th c h ild   n o d es  h a v m o r t h an   o n p o in t,  t h e y   ca n   ad d i tio n all y   b f u r th er   s ep ar ated   in to   f o u r   q u ad r an ts .   T h is   lo o p   k ee p s   g o in g   u n til  ev er y   p o in is   co n tain ed   i n   s ep ar ate  lea f   o f   th e   tr ee .   A   q u ad tr ee   is   m e th o d   f o r   s tr u ctu r in g   t w o - d i m e n s io n a s p ac b y   r ec u r s i v el y   s u b d i v i d in g   it  i n to   s m al ler   s eg m e n ts .   T h p r o ce s s   b eg i n s   b y   p ar titi o n i n g   th s p ac in t o   f o u r   eq u al  q u ad r an ts ,   s u b s e q u en tl y   s u b d iv id i n g   ea ch   q u ad r an t i n to   f o u r   ad d iti o n al  q u ad r an ts   u n til all  s u b d iv is io n s   s ati s f y   s p ec i f ic  cr iter ia.       4.   L I G H T WE I G H T   CRYP T O G RAP H ( I T UB ee )   T h len g th   o f   t h k e y   a n d   th s ize  o f   th I T U B ee   b lo ck   ar 8 0   b its .   T h en cr y p tio n   u tili ze s   Feis tel   s tr u ct u r co m p o s ed   o f   2 0   r o u n d s ,   w it h   m ain   w h ite n i n g   la y er s   lo ca ted   at  th to p   an d   b o tto m   o f   t h en cr y p t io n ,   as  d ep icted   in   Fig u r 2 .   T h f ac th at  I T UB ee   m a n ag e s   m e m o r y   a n d   en er g y   co n s u m p tio n   w h ile  m ai n tai n in g   a   r esp ec tab le  lev el  o f   s ec u r it y   i s   en co u r ag i n g .           Fig u r 2 .   I T UB ee   f r am e w o r k       5.   M E T H O DO L O G Y   T h s u g g es ted   m et h o d   ca lls   f o r   g at h er in g   m ed ical  i m ag e s   s o   th e y   ca n   b m o v ed   an d   p r ep ar e d .   q u ad tr ee s   d iv id th ese  i m a g e s   in to   s m a ller   p ar ts   s o   th at  th e y   ar ea s ier   to   m an a g an d   an al y ze .   W m ak e   p r im ar y   k e y s   f o r   th ese  p ar ts   o f   th co llected   i m ag e s ,   an d   w e   u s th ese  k e y s   later   o n   in   t h en cr y p tio n   p r o ce s s .   P ix els  i n   i m a g es  ar r ep lace d   in   s p ec if ic  p r o p o r tio n s   ac co r d in g   to   t h e s g e n er ated   tas k s .   R an d o m   k e y s   ar e   s elec ted   f r o m   a m o n g   t h o s g e n er ated   p r ev io u s l y ,   an d   t h o r ig i n al  p ix el s   i n   th i m a g es  ar e   r ep lace d   w i th   t h e   v alu e s   ass o ciate d   w it h   t h ese  k e y s .   A f ter   t h co d in g   i s   d o n e,   th m ed ical  i m a g es  t h at  ar n ee d ed   f o r   th e   r esear ch   ar co llected .   T h ese  p ictu r es  a r r ea d   an d   p r e - p r o ce s s ed   s o   t h at  t h e y   ca n   b p u t o g eth er   i n   t h b est   w a y   p o s s ib le.   T h q u ad tr ee   a lg o r ith m   th e n   s p lit s   th e m   u p   in to   s q u ar ar ea s ,   an d   ea ch   ar ea   is   en co d ed   in   a   w a y   t h at  f it s   it s   o w n   n ee d s .   T h g o al  o f   th e s o p er atio n s   is   t o   ac h iev e   an   o p ti m al   b alan ce   b et w ee n   p r o ce s s i n g   s p ee d   an d   co n f id en tia lit y .   E n c r y p ti n g   ar ea s   ac co m p lis h es  th i s   in   m u lt ip le  w a y s ,   ac co r d in g   to   th eir   n atu r a n d   i m p o r tan ce ,   w h ich   p r o v id es  ad v an ce d   p r o tectio n   f o r   m ed ical  i m a g es   an d   t h eir   as s o ciate d   d ata  w it h o u t   co m p r o m is i n g   th s p ee d   an d   ef f ec t iv e n es s   o f   s ea r c h i n g   a n d   th r ap id   u s o f   t h e s i m ag es.  T h g e n er al   f r a m e w o r k   o f   t h p r o p o s ed   m eth o d   is   ex p lai n ed   in   Fi g u r 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         A d a p tive  DI C OM ima g es e n cryp tio n   u s in g   q u a d tr ee   a n d   li g h tw eig h t     ( Mu n ta h a   A b d u lz a h r a   Ha tem )   1747       Fig u r 3 .   T h f r am e w o r k   o f   t h p r o p o s ed   m et h o d       5 . 1 .     Appl y   qu a dtr ee   deco m po s it i o n   T h in itial   p h ase   o f   t h p r o p o s ed   s y s te m   i n v o l v es   ap p l y i n g   t h s e g m e n tatio n   p r o ce s s   t o   m ed ical   i m a g es  u s i n g   th q u ad tr ee   tech n iq u e,   w h ich   i s   ap p lied   to   th in p u i m a g ( m ed ical  i m a g e )   af ter   it  h a s   b ee n   co n v er ted   to   g r a y s ca le,   a s   ill u s tr ated   in   Fig u r 4 .   T h is   tec h n iq u id e n ti f i es  th m o s s i g n if ica n ar ea s   i n   t h i m a g e.   I t iso lates t h e m   f r o m   th less   i m p o r ta n t a r ea s   t h r o u g h   s p ec if ic  t h r es h o ld   th at  d ep en d s   o n   th v ar ian ce   v alu in   t h r eg io n .   W h en e v er   th v ar ia n ce   v a lu i s   h i g h ,   th r eg io n   is   d i v id ed   in to   f o u r   o th er   p ar ts   u n til   t h e   s m al lest   p o s s ib le  p iece   is   r ea ch ed .   T h s ize  o f   th b lo ck   is   l ar g an d   u n d iv id ed ,   in d icati n g   th at  t h i s   r eg io n   is   less   s i g n i f ican t a n d   lack s   m an y   d etails.           Fig u r 4 .   DI C OM   q u ad tr ee   d ec o m p o s i tio n       5 . 2   K ey   g ener a t io n   T h n u m b er   g en er ati n g   ( k e y   g en er atio n )   d ep en d s   o n   t w o - d i m e n s io n al  c h ao tic  m ap   ( H en o n   m ap ) .   T h f ir s t - d i m e n s io n   s eq u e n ce   is   u s ed   i n   th p r o ce s s   o f   r ed is tr ib u tin g   t h b its   ( p er m u ta tio n )   f o r   ea ch   p ix el  in   th ex i s ti n g   b lo ck ,   as  d i f f er e n in itial  v alu e s   ar cr ea ted   f o r   ea ch   b lo ck   s ize.   T h u s ,   ea ch   b lo ck   is   co m p leted   ( th t w o   s eq u e n ce   s a m p le s   ar v is u a lized   in   Fig u r 5 ) .   Fig u r 5 ( a )   s h o w s   th f ir s s eq u e n ce ,   w h ic h   is   u s ed   in   th b it - p er m u tatio n   p r o ce s s   f o r   ea ch   p ix el   w it h i n   t h b lo ck .   Fig u r 5 ( b )   s h o w s   th s ec o n d   s eq u en ce ,   w h ic h   i s   u s ed   to   g e n er ate  th k e y   s c h ed u le  f o r   th m o d i f ied   I T UB ee   en cr y p tio n   al g o r ith m .   T h er is   p r o ce s s   o f   r ed is tr ib u tin g   t h b its ,   d if f er i n g   in   s ize  f r o m   th o t h er   b lo ck .   T h u s ,   w h a v f er m en ta tio n   p r o ce s s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 7 4 3 - 1 754   1748   T h s ec o n d   n u m b er   g e n er atio n   p r o ce s s   is   ca r r ied   o u b y   g en er atin g   p r iv ate  k e y s   f o r   th e   p r o p o s ed   lig h t w ei g h en cr y p t io n   alg o r it h m   I T UB ee .   Fo r   ea ch   s p ec if i b lo ck   s ize,   th er is   d if f er en k e y   g e n er atio n   p r o ce s s   ( i.e . ,   d if f er en t i n itial  s tate) .   T h is   in cr ea s e s   th co m p lex it y   o f   th m et h o d ,   w h ic h   g iv es  s tr en g t h   to   th e   p r o p o s ed   m et h o d .             Fig u r 5 .   Vis u al izatio n   o f   g e n er ated   n u m b er s :   ( a)   f ir s t seq u e n ce   an d   ( b )   s ec o n d   s eq u en ce       5 . 3   Select   t he  nu m ber  o f   ro un k ey s   T h n u m b er   o f   r o u n d s   is   n o w   o b tain ed   f o r   ea ch   d is t in ct   b lo ck   s ize.   T h n u m b er   o f   r o u n d s   d ec r ea s es   as  th b lo ck   s ize  in cr ea s es.  B ec au s o f   th is ,   th er ar m o r r o u n d s   in   th lar g er ,   less   d etailed   b lo ck s ,   an d   m o r r o u n d s   i n   th s m al ler ,   m o r d etailed   b lo ck s .   T h is   m ak es  t h en cr y p t io n   p r o ce s s   m o r co m p le x   i n   th i s   ar ea ,   w h ic h   i n   t u r n   cr ea t es  a   b alan ce   b et w ee n   t h d eg r ee   o f   e n cr y p tio n   an d   th e   v al u o f   th i n f o r m atio n ,   as   w ell  a s   b et w ee n   t h ti m it ta k es to   co m p lete  t h e n cr y p tio n   p r o ce s s .     5 . 4   Appl y ing   m o difie d IT UB ee   encr y ptio n   T h lig h t w e ig h e n cr y p tio n   a lg o r ith m   ap p lied   is   m o d i f i ed   I T UB ee   en cr y p tio n   m et h o d ,   w h ic h   in v o l v es  c h an g i n g   th n u m b er   o f   r o u n d s   f o r   ea ch   b lo ck   s ize,   as  illu s tr ated   i n   Fig u r 6 .   T h e   n u m b er   o f   r o u n d s   co n tr o ls   th d e g r ee   o f   co m p l ex it y   ( ti m e - co n s u m in g )   an d   t h in f o r m a tio n   v al u in   ea c h   r eg io n ,   s er v in g   t h e   ad ap tatio n .   T h en cr y p tio n   p r o ce s s   is   d o n d if f er en tl y   f o r   ea ch   b lo ck   s ize,   as  th n u m b er   o f   r o u n d s   f o r   ea ch   b lo ck   is   ch o s e n .   T h lar g er   th b lo ck   s ize,   th f e w er   th n u m b er   o f   r o u n d s ,   t h u s   ac h ie v i n g   b alan ce   b et w ee n   th co m p lex it y   o f   th r eg io n   an d   th en cr y p t io n ,   w it h   co m p letel y   d if f er en r es u lt s .   T h r esu lt s   o f   en cr y p t in g   th s a m i n p u m es s ag w i th   v ar y i n g   n u m b er s   o f   r o u n d s ,   a s   w e ll  as  t h ti m r eq u ir ed   f o r   en cr y p tio n   i n   ea c h   s p ec if ied   r o u n d .   Fi n all y ,   th d ec r y p tio n   p r o ce s s   u s ed   t h s a m p r o ce s s   in   r e v er s o r d er .           Fig u r 6 .   R eg io n   en cr y p tio n   u s in g   t h p r o p o s ed   m eth o d     I n p u t   Q u a d   t r e e   l e a v e s   ( i m a g e   r e g i o n ) s t a r t B a s e d   o n   r i g i o n   s i z e   ( a s s i g n   N u m b e r   o f   r o u n d ) P a r t i t i o n   r e g i o n   i n t o   s p e c i f i c   b l o c k s   s i z e A p p l y i n g   m o d i f i e d - I T U B e e   f o r   e a c h   b l o c k s   M e r g e   B l o c k s   i n t o   e n c r y p t e d   r e g i o n   A d d   r e g i o n   t o   t h e   e n c r y p t e d   m e d i c a l   i m a g e   r e g i o n   I f   s c a n   l e a v e s   i s   a   l a s t       C o n s t r u c t   e n c r y p t i o n   i m a g e No y e s e n d ( a)   ( b )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         A d a p tive  DI C OM ima g es e n cryp tio n   u s in g   q u a d tr ee   a n d   li g h tw eig h t     ( Mu n ta h a   A b d u lz a h r a   Ha tem )   1749   5 . 5   M o dified  I T UB ee   encr y ptio n a lg o rit h m   T h p r o p o s ed   en cr y p tio n   al g o r ith m   is   r ep r ese n ted   b y   p ar titi o n in g   t h m ain   i m a g i n to   s u b - i m a g es .   T h s u b - i m ag i s   p ar titi o n ed   i n to   80 - b it  b lo ck s ,   ea ch   o f   w h i ch   is   i n p u to   th p r o p o s ed   m e th o d   to   p r o d u ce   th en cr y p ted   b lo ck s ,   a s   ex p lai n e d   in   A l g o r ith m   1 .   T h n u m b e r   o f   b lo ck s   i s   v ar ied   d ep en d in g   o n   t h s e g m en t   s ize,   w h ic h   m ak e s   it v ar iab le  i n   ti m e - co n s u m in g .     Algorithm 1: Modified ITUBe e encryption  a lgorithm    Input: GeneratedMaster_key, plainBlock (80 - bit), No.of rounds,  RC// round constant   Output: Ec \ \ EncryptedBlock   Steps:   1:  Master key is expanded into round keys (80 - bit sub - keys).   2: assigned  pL MSB(plainBlock) //first 40 - bit   3: as signed  pR LSB(plainBlock) // last 40 - bit   4: assignd    kL MSB(SubKey 0 ) //first 40 - bit   5: assigned  kR LSB(SubKey 0 ) // last 40 - bit   6: Initialized X o pL ꚚkL and X 1 pR ꚚkR   7: for i 1 to No.of rounds             If reminder(i,2)=1 then                 RK    kR             Else                 RK   kL             End if              X i+1     X i+1   Ꚛ Fun(L(RKꚚRC i   Ꚛ Fun(X i )))         End for    8: EcL X Ꚛ KR  EcR X n+1   K L   9: Ec merge(EcL,EcR)   10: return Ec   End algorithm     5 . 6   M o dified  I T UB ee   decr y ptio n a lg o rit h m   T h d ec r y p tio n   p r o ce s s   is   th e   r ev er s o f   th en cr y p tio n   p r o ce s s .   T h s a m g e n er ated   k e y   is   u s ed   w it h   t h s a m in itial  v a lu e s   in   r ev er s o r d er .   T h en cr y p tio n   alg o r it h m   o f   th p r o p o s al  is   r ep r esen ted   b y   t h e   s a m s tep s   in   f o r w ar d   s tep s   ( e n cr y p tio n   s tep s )   in   r ev er s o r d er ,   w it h   th s a m s u b k e y s   f r o m   b o tto m   to   to p   f o r   r ec o n s tr u cti n g   th p lai n   b lo ck .       6.   E XP E R I M E NT A L   RE SUL T S   T h p r o p o s ed   m et h o d   w a s   tes t ed   u s i n g   s et  o f   DI C OM   i m a g es  a s   m ed ical  i m a g es  w it h   ( 5 1 2 × 5 1 2 )   s ize  a n d   1 6 - b it  d ep th .   T h f i r s p r o ce s s   ap p lied   is   s e g m e n t atio n   u s i n g   t h q u ad tr ee   m et h o d   o f   th e   d ataset  o f   th DI C OM   i m a g e,   an d   it s   d e co m p o s i tio n   i s   e x p lain ed   i n   F i g u r 7 .   T h en cr y p tio n   p r o ce s s   o f   m ed ical  i m a g es  is   ex p lai n ed ,   co n s id er in g   th e   s af et y   an d   s ec u r it y   o f   p ati en in f o r m a tio n .   T h ap p licatio n   o f   th p r o p o s ed   m et h o d   y ield ed   i m a g es  w it h   n o   co r r elate d   in f o r m at io n ,   as ill u s tr ated   in   Fig u r 8 .             Fig u r 7 .   T h DI C OM   d ataset  an d   its   d ec o m p o s itio n   ar u s i n g   q u ad tr ee     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 7 4 3 - 1 754   1750       Fig u r 8 .   Me d ical  i m ag e n cr y p t io n       T h p er m u tatio n   p r o ce s s   e x a m p le  is   e x p lain ed   i n   T ab le  1   b ased   o n   th g e n er ated   n u m b er s   o f   th e   H en o n   m ap .   T h is   p er m u tatio n   illu s tr ates  h o w   th f ir s t - d i m e n s io n   ch ao tic  v al u es  r eo r d er   th p ix el  b it s   b ef o r e   en cr y p tio n ,   e n s u r in g   in i tial  co n f u s io n   at  th b it  lev el.   T h s a m p le  o f   r o u n d s   n u m b er   th at  is   b ased   o n   b lo ck   s ize  is   ill u s tr ated   i n   T ab le  2 .   I f u r t h er   d etails   h o w   d i f f er en b lo ck   s ize s   p r o d u ce d   b y   th q u ad tr ee   s eg m e n tatio n   ar a s s i g n ed   d if f er en n u m b er s   o f   e n cr y p ti o n   r o u n d s .   Sin ce   s m a ller   b l o ck s   co n tai n   m o r d etailed   in f o r m atio n ,   th e y   ar ass i g n ed   h i g h er   r o u n d   co u n t s .   Fro m   t h p r ev io u s   T ab le  2 ,   ea ch   b lo ck   s ize  w il l   tak its   co r r esp o n d in g   ti m as   ex p lain ed   in   T ab le   3 .   I t   s u m m ar izes  th e n cr y p tio n   ti m co r r esp o n d in g   to   ea ch   r o u n d   n u m b er ,   s h o w in g   h o in cr ea s i n g   t h n u m b er   o f   r o u n d s   in cr ea s e s   p r o ce s s in g   ti m i n   p r ed ictab le  m an n er .   T o g eth er ,   th ese  tab l es  d e m o n s tr ate  th ad ap tiv n atu r o f   th p r o p o s ed   m et h o d ,   w h ic h   b alan ce s   en cr y p tio n   s tr en g t h   w it h   co m p u tatio n a l c o s t.       T ab le  1 .   T h p er m u tat io n   p r o ce s s   i n   th p ix e l b its   ex a m p le   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   0   0   0   0   0   1   0   0   1   1   0   0   0   0   0   1   6   3   16   11   7   14   8   5   15   1   2   4   13   9   10   12   1   0   1   0   0   0   0   0   0   0   0   0   0   1   1   0       T ab le  2 .   Sp ec if y in g   t h n u m b er   o f   r o u n d s   o f   ea ch   b lo ck   s ize   B l o c k   s i z e   2 5 6 × 2 5 6   1 2 8 × 1 2 8   6 4 × 6 4   3 2 × 3 2   1 6 × 1 6   8 × 8   4 × 4   N o .   o f   r o u n d s   4   6   8   10   12   16   20       T ab le  3 .   T h en cr y p tio n   ti m o f   ea ch   s p ec i f ies t h n u m b er   o f   r o u n d s     H e x .   samp l e   i 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 1 2 3 4   N o .   o f   r o u n d s   H e x .   e n c r y p t i o n   El a p se d   t i me   o f   t h e   b l o c k   8   E7 7 A 3 6 3 E6 A 3 C A B 7 EF 0 ED   0 . 0 0 6 1 4 8   10   6 F 6 7 9 7 C C 6 3 D D B 9 B 9 1 D A 8   0 . 0 0 8 5 3 8   12   5 D 0 E 5 2 7 2 9 3 D 6 0 A F D D B 6 D   0 . 0 0 9 9 8 4   14   0 0 F 9 7 F 1 1 C EA 7 C 0 E 5 F C 6 B   0 . 0 1 0 3 2 1   16   9 6 5 2 6 2 D E 7 D 6 9 5 5 4 7 3 A 8 4   0 . 0 1 1 4 9 3   18   4 C D D 5 B 3 0 0 1 3 1 6 7 6 B 2 1 7 4   0 . 0 1 2 9 9 4   20   A A 8 0 6 4 6 B A 3 D D 4 0 1 1 1 C 3 8   0 . 0 1 3 4 5 6       T h f ir s e x p er i m e n t,  w h ic h   a p p lies   th p r o p o s ed   m et h o d ,   ai m s   to   d eter m i n t h m ea n   s q u ar ed   er r o r   an d   p ea k   s ig n al - to - n o is r atio   o f   th en cr y p ted   i m a g co m p ar ed   t o   th r ef er en ce   i m ag [ 2 4 ] ,   as  o u tlin ed   in   T ab le   4 .   It   r e p o r ts   th MSE   an d   P SNR   v alu es  f o r   all  en cr y p ted   DI C OM   i m a g es.   T h r esu lts   s h o co n s is ten tl y   h ig h   MSE   an d   lo w   P SNR   v alu e s ,   in d icat i n g   s ig n i f ica n v i s u a d if f er en ce   b et w ee n   th o r ig in a l   an d   en cr y p ted   i m ag e s .   T h ese  f in d i n g s   co n f ir m   th a th p r o p o s ed   en cr y p tio n   m et h o d   ef f ec ti v el y   e li m in a tes   m ea n in g f u l v i s u al  i n f o r m atio n   f r o m   th i m a g e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         A d a p tive  DI C OM ima g es e n cryp tio n   u s in g   q u a d tr ee   a n d   li g h tw eig h t     ( Mu n ta h a   A b d u lz a h r a   Ha tem )   1751   T ab le  4 .   I m ag q u al it y   te s f o r   DI C OM   d ata  s et  u s in g   p r o p o s ed   en cr y p tio n   al g o r ith m   #   M S E   P S N R   #   M S E   P S N R   1   1 . 4 7 6 7 3 E+ 0 9   4 . 1 7 7 9 9   7   1 . 3 2 1 7 7 E+ 0 9   4 . 7 4 6 3 3   2   1 . 4 5 9 6 4 E+ 0 9   4 . 5 0 8 0 8   8   1 . 4 9 4 6 7 E+ 0 9   4 . 5 1 0 8 0   3   1 . 4 4 3 2 8 E+ 0 9   4 . 3 0 5 3 7   9   1 . 4 0 5 1 3 E+ 0 9   4 . 7 5 1 6 4   4   1 . 4 2 2 4 9 E+ 0 9   4 . 7 9 9 3 5   10   1 . 2 9 7 3 1 E+ 0 9   4 . 2 0 8 3 6   5   1 . 4 3 5 3 9 E+ 0 9   4 . 6 8 8 7 9   11   1 . 4 5 6 7 3 E+ 0 9   3 . 9 2 3 3 8   6   1 . 4 3 8 1 3 E+ 0 9   4 . 3 5 3 9 2   12   1 . 3 1 4 4 6 E+ 0 9   4 . 0 0 0 2 7       Fro m   T ab le   4 ,   th v alu es  o f   MSE   an d   P SNR   in d icate   s ig n if ica n d if f er en ce s   b et w ee n   t h r ef er en ce   i m a g es  an d   t h en cr y p ted   i m ag es.   T h co r r elatio n   ch ec k   r esu lt s   f o r   ea ch   i m a g ar p r e s en ted   i n   T ab le  5 w h ic h   in cl u d es  t h i m a g e s   u s ed   to   ev alu ate  th o u tco m es  [ 2 5 ] .   W ith   th ese  i m a g es,  t h co r r elatio n   b et w ee n   th p h o to g r ap h s   ta k e n   b ef o r e   an d   af ter   th e n cr y p tio n   p r o ce d u r w a s   e x a m in ed .   B ef o r e   en cr y p tio n ,   it  w a s   o b s er v ed   th at  t h i m ag e s   e x h i b ited   s tr o n g   co r r elatio n   ( al m o s t o n e) .   Ho w e v er ,   th is   co r r elatio n   w as d i s r u p ted ,   r esu lti n g   in   v al u es t h at  ar n o w   clo s to   ze r o   o r   n eg ati v in   all  d ir ec tio n s .       T ab le  5 .   T h co r r elatio n   te s t o f   all  t h DI C OM   i m a g d atase ts     #   C o r r e l a t i o n   #   C o r r e l a t i o n   1   - 0 . 1 2 5 8 7 4 7 0 1   7   - 0 . 0 5 8 5 4 6 4 5 1   2   - 0 . 1 7 7 1 2 5 3 2 5   8   - 0 . 0 6 4 5 3 0 2 2 5   3   - 0 . 1 9 1 7 8 6 3 9 6   9   - 0 . 0 5 7 3 8 7 0 5 4   4   - 0 . 0 3 0 7 3 7 9 1 1   10   - 0 . 1 6 3 0 6 9 0 8 2   5   - 0 . 0 7 3 6 4 0 8 5   11   - 0 . 0 3 1 3 9 4 5 7 7   6   - 0 . 1 2 8 2 5 6 2 3 2   12   - 0 . 1 7 2 0 5 0 5 3 8   A v .   - 0 . 1 0 6 1 9 9 9 4 5       NI ST   test s   ar e m p lo y ed ,   w h i ch   ar e x e m p li f ied   b y   s tan d ar d   test   [ 2 6 ] .   E v er y   tes w a s   co n d u cted   o n   s eq u en ce s   o f   th k e y   g e n er atio n   u s i n g   th He n o n   m ap .   Acc o r d in g   to   T ab le  6 ,   th - v al u es  o f   all  test s   ar m o r s ig n i f ica n t h an   0 . 1 ,   in d i ca tin g   th a all  t h r esu l ts   e x ce ed   th th r es h o ld   v al u e.   T h d if f er en tial   at tack   o n   i m a g es,  to   ass e s s   h o w   r esi lie n p ictu r en cr y p tio n   tec h n iq u es  ar to   d if f er e n tial  as s au lt s ,   n u m b er   o f   p ix el   ch an g r ate   ( NP C R ) ,   an d   u n if ied   co n f u s io n a v alan c h i n d icato r   ( UC A I ) ,   is   cr u cial.   W h ile   lo w   n u m b er s   m a y   in d icate   f la w s   t h at  co u ld   b ex p l o ited ,   h ig h   v al u es  in   b o th   m etr ics  i n d icate   s ec u r en cr y p t io n   m et h o d .   T h e   UC A I   an d   NP C R   ar ex p lai n e d   in   T ab le  7 .   T h tim co n s u m p tio n   f o r   ea ch   DI C OM   i m a g is   r ec o r d ed   t o   ev alu ate  t h alg o r it h m s   s u c ce s s .   T h e   ti m n ee d ed   to   u tili ze   th r ec o m m en d ed   al g o r i th m   f o r   th e n cr y p tio n   an d   d ec r y p tio n   o f   t h e   5 1 2 × 5 1 2   DI C OM   i m a g s izes  is   e x p lain ed   a n d   m ea s u r ed   in   T ab le  8 ,   w h ich   c o m p ar es   th e   r es u lts   o b tain ed   b y   ap p l y i n g   th e   A E S   alg o r ith m   to   th s a m DI C O im a g e s .   A cc o r d in g   to   T ab le  8 ,   th av er ag ti m co n s u m p tio n   is   5 . 6 6 9 5 7   s ec o n d s   f o r   en cr y p tio n .   I n   co m p ar i s o n ,   5 . 0 2 5 4 1   s ec o n d s   a r r eq u ir ed   f o r   th d ec r y p tio n   p r o ce s s ,   w h ic h   is   les s   th an   t h ti m co n s u m p tio n   o f   t h s a m DI C I u s i n g   t h A E S st an d ar d   alg o r it h m .       T ab le  6 .   T h NI S T   test   r esu lts   o f   th p r o p o s ed   s y s te m   #   T e s t   P - v a l u e   S t a t u s   #   T e st   P - v a l u e   S t a t u s   1   R u n   t e st   0 . 5 6 9 0 4   P a ss   8   M a u r e r s u n i v e r sal   t e st   0 . 9 6 9 5 7 7   P a ss   2   S e r i a l   t e st   0 . 8 0 7 7 3   P a ss   9   T h e   l o n g e st   r u n   o f   o n e   0 . 9 0 6 5 3 1   P a ss   3   R a n d o m e x c u r si o n   v a r i a n t   t e st   0 . 8 0 8 9 4 1   P a ss   10   L i n e a r   c o mp l e x i t y   t e st   0 . 5 9 8 9 6 8   P a ss   4   R a n d o m e x c u r si o n   t e st   0 . 7 2 5 0 5 3   P a ss   11   F r e q u e n c y   t e st   w i t h i n   a   b l o c k   t e st   0 . 8 7 5 7 8 2   P a ss   5   O v e r l a p p i n g   t e mp l a t e   ma t c h i n g   t e st   0 . 9 4 4 7 2   P a ss   12   D i scre t e   f o u r i e r   t r a n sf o r t e st   0 . 6 3 3 7 9 2   P a ss   6   N o n - o v e r l a p p i n g   t e m p l a t e   ma t c h i n g   t e st   0 . 9 6 3 3 7 2   P a ss   13   C u m u l a t i v e   s u ms  t e st   0 . 9 7 1 5 8 4   P a ss   7   F r e q u e n c y   m o n o b i t   t e st   0 . 9 3 9 9 1 1   P a ss               T ab le  7 .   T h d if f er en tial te s t ( UC A I   an d   P C NR )   #   U C A I   N P C R   #   U C A I   N P C R   1   3 2 . 6 3 2 8 1   9 8 . 2 1 2 5 5   7   3 2 . 1 2 3 0 2   9 9 . 0 3 9 7 4   2   3 2 . 2 2 4 5 5   9 8 . 1 7 5 9   8   3 3 . 7 2 3 7 3   9 8 . 4 5 1 4 8   3   3 2 . 2 2 3 5 5   9 8 . 4 5 9 4 1   9   3 2 . 5 6 7 3 1   9 8 . 7 7 6   4   3 3 . 7 9 1 7 5   9 8 . 6 3 6 7 8   10   3 1 . 9 7 2 0 7   9 8 . 4 0 4 9   5   3 2 . 9 3 4 4 1   9 8 . 0 4 0 9 7   11   3 3 . 1 9 2 2 8   9 8 . 4 4 1 3 2   6   3 3 . 0 6 8 4   9 8 . 1 7 4 6 3   12   3 4 . 2 2 9 8   9 9 . 1 6 3 3 2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   6 Dec em b er   20 25 1 7 4 3 - 1 754   1752   T ab le  8 .   C o m p ar is o n   o f   th ti m co n s u m p tio n   o f   t h p r o p o s ed   m et h o d   w ith   t h A E al g o r ith m     P r o p o se d   me t h o d     A ES  me t h o d   #   En c r y p t i o n   t i me   D e c r y p t i o n   t i me   #   En c r y p t i o n   t i me   D e c r y p t i o n   t i me   1   5 . 9 7 3   5 . 0 7 2   1   8 . 8 6 5   6 . 1 0 5   2   5 . 2 2 2   4 . 6 9 7   2   7 . 6 0 2   6 . 2 9 8   3   6 . 1 4 5   5 . 3 8 7   3   8 . 0 9 3   7 . 3 8 8   4   5 . 7 7 9   4 . 9 0 9   4   8 . 5 5 1   6 . 1 6 8   5   5 . 0 4 1   4 . 3 4 4   5   6 . 7 2 6   5 . 9 9 6   6   5 . 9 3 6   5 . 8 4 9   6   8 . 7 1 2   7 . 4 8 4   7   6 . 0 0 5   5 . 0 5 8   7   8 . 2 1 1   6 . 0 8 0   8   5 . 2 7 4   4 . 6 9 8   8   7 . 4 4 3   6 . 3 8 4   9   6 . 0 5 3   5 . 2 5 3   9   8 . 4 8 9   6 . 9 3 6   10   5 . 6 9 2   4 . 7 3 0   10   7 . 4 1 0   6 . 1 4 6   11   4 . 8 4 0   4 . 4 2 8   11   6 . 2 9 8   6 . 1 6 7   12   6 . 0 7 4   5 . 8 8 1   12   8 . 0 8 7   7 . 2 3 3       7.   CO NCLU SI O N   T h en cr y p tio n   tec h n iq u th a w o r k s   w ell  f o r   m ed ical  f ac i liti es  t h at  o f f er   elec tr o n ic  s er v ices  a n d   m ed ical  s y s te m s   h a s   b ec o m cr u cial.   T h s u g g ested   tec h n i q u r elies  o n   l ig h t w ei g h en cr y p tio n   o f   DI C O M   i m a g es,  b ased   o n   s p ec if ic  d ec o m p o s i tio n   tec h n iq u ca lle d   th q u ad tr ee   tech n iq u e,   w h i ch   s p lits   t h i m a g e   in to   b lo ck s   o f   v ar y i n g   s izes.  T h Hen o n   m ap   ( 2 f u n ctio n )   is   u s ed   to   g e n er ate  th k e y s .   T h f ir s s et  o f   g en er ated   n u m b er s   i s   u s ed   in   th p er m u tatio n   o f   t h p ix e v alu es   b its ,   a n d   th e   s ec o n d   s e t   is   e m p lo y ed   in   t h e   s u g g e s ted   en cr y p t io n   tec h n iq u e.   T h ex p er i m en ts ,   w h ich   ex p lain   t h h ig h   MSE   a n d   lo w   P SNR ,   i n d icate   s ig n i f ica n d if f er en ce s   b et w e en   th i n p u a n d   o u tp u DI C OM   i m a g es,  as  w el as  t h r an d o m n e s s   o f   t h e   g en er ated   k e y ,   an d   ar test ed   u s i n g   s tan d ar d   test   ( NI S T   te s t) .   T h co r r elatio n s   o f   en cr y p ted   im a g es  ar v er y   lo w ,   in d icati n g   t h at  th er is   n o   co r r elatio n   b etw ee n   p ix el s   in   th en cr y p ted   i m a g es.  ,   an d   th d if f er e n tial   attac k s   tes ted   ( NP C R   an d   UC A I ) ,   w h ich   ar ap p r o x i m a te l y   3 3 . 3 an d   9 9 . 5 %,   r esp ec tiv el y ,   d en o ti n g   h ig h   r esis ta n ce   to   d if f er en t ial  attac k s .   T h p r o p o s ed   m eth o d   co u ld   b d ev elo p ed   to   en cr y p o t h er   t y p es  o f   m ed ia,   s u c h   as a u d io   o r   v id eo ,   in   an   ef f icien m a n n er .       ACK NO WL E D G M E NT S   T h au th o r s   w o u ld   lik e   to   th a n k   t h Un iv er s it y   o f   Di y ala  ( U OD) ,   p ar ticu lar l y   Ali H u s s e in   Fad h il,  f o r   p r o v id in g   t h ti m an d   f ac ilit i es n ec es s ar y   to   co m p lete  t h is   s tu d y .       F UNDIN G   I NF O RM AT I O N   T h is   s tu d y   w as sel f - f u n d ed   b y   th au t h o r s .       AUTHO CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT   T h is   j o u r n al  u s e s   t h C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize  in d i v id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au t h o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co lla b o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Mu n tah A b d u lza h r Hate m                               B alsa m   A b d u l k ad h i m   Ha m ee d i                               J am al  Na s ir   Haso o n                               Fah ad   Gh a lib   A b d u l k ad h u m                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y si s   I     I n v e st i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i si o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.