Ultra-secure quantum protection for e-healthcare images: Hybrid chaotic one-time pad with cipher chaining encryption framework
Notice bibliographique
Résumé
Quantum computing introduces major threats to conventional image encryption methods, especially in medical contexts. This paper addresses these threats by developing a quantum-resistant encryption scheme for medical images. We present a novel framework combining: (1) a novel Mixed Logistic-Ikeda-Henon (MLIH) chaotic map for pseudorandom key generation, (2) quantum image representation using the Novel Enhanced Quantum Representation (NEQR) model, and (3) a two-stage encryption process employing Controlled-Not (CNOT) gate chaining for diffusion and One-Time Pad (OTP) with MLIH-generated keys for confusion. The RGB channels are processed separately through quantum state conversion, CNOT-based diffusion, and keyed confusion before final recombination. To validate practical feasibility, the proposed encryption scheme was implemented on IBM’s 127-qubit ibm_sherbrooke quantum processor, demonstrating real-world feasibility. Experimental validation shows near-ideal entropy (7.9977), superior NPCR (99.97%) and UACI (33.89%) values, and an expansive key space (2 1952 ). The novel MLIH demonstrates a 12.7% improvement in logic gate efficiency compared to conventional chaotic and the image encryption has quantum advantage through parallel CNOT operations. The hardware execution yielded a throughput of 4,500 Circuit Layer Operations Per Second (CLOPS), indicating efficient real-time performance on NISQ devices, Moreover, the echoed cross-resonance (ECR) gate error remained within a median of 1.1 × 10⁻ 2 , supporting reliable circuit execution. The proposed scheme outperforms contemporary quantum and classical encryption approaches in terms of entropy, NPCR, UACI, and key sensitivity, all while maintaining a computational complexity of O(n), ensuring scalability. This study effectively bridges the gap between theoretical quantum security models and real-world implementation on existing NISQ devices, demonstrating resilience against classical statistical and differential attacks, as well as quantum-specific threats such as Grover’s brute-force search and quantum chosen-plaintext attacks. The successful deployment of IBM quantum hardware positions this scheme as a viable solution for secure medical image transmission in quantum-era healthcare systems.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».