I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20 ,   pp .   131 6 ~ 1324   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 19 .i 3 . pp131 6 - 1324             1316       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   c h a o s - b a s e d   m e d i c a l   i m a g e   e n c r y p t i o n   m e t h o d       X u e h o n Wan g,   C h u n l i n Tu   D e pa r t e m e nt   o f   C o m put e r   S y s t e m s   E ng i ne e r i ng ,   T s hw a ne   U n i v e r s i t y   of   T e c hno l o gy ,   S o ut A f r i c a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   J a n   7 ,   20 20   R e v i s e Ma r   1 2 ,   20 20   A c c e pt e A p r   9 ,   20 20       T he   i nf o r m a t i o i t he   e - he a l t s y s t e m   i nv o l v e s   t he   p a t i e nt s   e xt r e m e l y   s e ns i t i v e   pr i v a c y .   F o r   i ns t a nc e ,   t hi s   i nf o r m a t i o r e c o r s o c i a l   s e c ur i t y   num be r s   a nd  d e t a i l e m e di c a l   h i s t o r y .   W he t he   br e a c ha ppe ns ,   t he r e   a r e   i l l e g a l ,   o r   di s c l o s u r e   be ha v i o r s   a r e   t a ke t o   pr i v a c y   t ha t   s ho ul be   c om pr o m i s e s e c u r i t y .   I t hi s   pa p e r ,   m e d i c a l   d i g i t a l   i m a g e s   a r e   pr o t e c t e by   t he   p r o po s e c ha o s - ba s e e nc r y pt i o m e t ho i t he   p r o c e s s   o f   t r a ns m i s s i o n   a nd  u t i l i z a t i o n .   T he t he   a ut he n t i c a t i o i s   g r a nt e t o   pa t i e nt s   a n t e l e m e d i c i ne   s t a f f s   by   t he   de c r y pt i o m e t ho pr o po s e d .   T he   Q i   3 - D   f o ur - w i ng   c ha o t i c   s y s t e m   i s   e m p l oy e i t h i s   m e t ho d.   T h e   pr o po s e m e t ho pr o m i s e s   t he   ke y s   w i t h i g he r   c o m pl e xi t y   a nd  un pr e di c t a bi l i t y   t ha n   t r a di t i o na l   c r y pt og r a phy   m e t ho ds   b y   i nt r o duc i ng   t he   c ha o t i c   d y na m i c s   i n     t he   ne w   c r y pt og r a phy .   D i g i t a l   m e di c a l   i m a g e s   a r e   u s e d   t o   v a l i da t e     t he   pr o po s e m e t ho unde r   t he   br ut e   a nd  di f f e r e nt i a l   a t t a c ks .   T he   pi xe l s   o f   t he   i m a g e   a r e   s c r a m b l e c o m pl e t e l y   ba s e o t he   c a t   m a a nd  t he   s ub - bl o c ks   o f   t he   i m a g e   a r e   d i f f us e i t he   w a y   t ha t   t h e   o r i g i na l   i m a g e   i s   c ha n g e i nt o   a   c ha o t i c   i m a g e   r o bus t   t o   a l l   k i nds   o f   a t t a c ks .   T he   e x pe r i m e nt s   s ho w   t ha t     t he   pr o po s e m e t ho h a s   hi g he r   p e r f o r m a nc e   a nd  h i g he r   c om put a t i o n     f o r   de c r y pt i o n.   Ke y w or d s :   Cha o s   D i f f us i o n   E n c r y pt i o n   U n pr e di c t a b l e   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   Chu n l i n T u ,   D e pa rt m e n t   o f   Co m put e S y s t e m s   E n g i n e e ri n g,     T s h w a n e   U ni v e r s i t y   of   T e c hn o l o g y S o ut h   A f ri c a   E m a i l :   duc @ t ut . a c . z a       1.   I N TR O D U C TI O N     In   r e c e n t   y e a r s ,   w i t h   t h e   ra pi de v e l o pm e n t   o f   t h e   i nt e rn e t ,   di gi t a l   i m a ge s   s e c ur i t y   i s   a t t r a c t i n a t t e n t i o n   b y   m o r e   a n m o r e   r e s e a r c h e r s [1 - 3] .   O n e   s i de ,   t h e   I n t e rn e t   b ri n gs   l o t s   o f   b e n e f i t s   t o   h um a n s .   H ow e ve r ,   o n   t h e   o t h e r   s i de ,   t h e   b e n e f i t s   a r e   da m a ge by   ha c ks   c o m m i t t e v i a   t h e   s a m e   I nt e rn e t ,   s uc h   a s     [4 - 6] ,   v i rus [7 - 9] ,   s py   [10]   a nd  s o   o n .   T h e r e f o r e ,   v a ri o us   d i gi t a l   i m a ge   e n c r y pt i o n   t e c hn o l o gi e s   h a v e   b e e n   de ve l o pe a n a pp l i e i n   m a n y   f i e l ds ,   s uc h   a s   t e l e m e di c i n e ,   m i l i t a r y ,   E - h e a l t h,   p r i v a t e   c o m m u ni c a t i o n,   c o m m e r c i a l   s y s t e m   a n s o   o n .   E - h e a l t h   i s   t h e   us e   of   i n f o r m a t i o n   a n c o m m u ni c a t i o n   t e c hn o l o gi e s   f o r   h e a l t h   s e r v i c e s .   In   t h e   E - h e a l t h,   p r o t e c t i n p a t i e nt   p ri v a c y   i n f o r m a t i o n   c o n t a i n e i di g i t a l   i m a ge s   i s   e s s e n t i a l   due   t o   ra pi d l y   i n c r e a s i n d a t a   t r a n s m i s s i o n   b a s e o n   t h e   n e t w o r k   [11,   12] .   It   i s   v e r y   i m po r t a nt   t o   pr o t e c t   t h e   di gi t a l   i m a ge s   of  E - he a l t h   w i t h   pr o pe r   c r y pt o gr a p h y .   S o m e   t r a di t i o n a l   m e t h o ds   ha v e   b e e n   us e t e n c r y pt   di gi t a l   i m a ge s .   H ow e v e r ,   t h e   m e di c a l   i m a ge s   c o n t a i n   a   l o t   o c o n fi de nt i a l   i n f o rm a t i o n   r e l a t e t o   pa t i e nt s ’  p r i v a c y ,   w h e n   t h e   di gi t a l   m e di c a l   i m a ge   e n c r y pt i o n   pr o pe rt i e s   a r e   c o n c e r n e d,   a   l a rge   a m o unt   o f   da t a   i s   i n   l a c of  e n o ugh   s e c u r i t y .   T h e   m o s t   t ra di t i o na l   e n c r y pt i o n   m e t h o ds   fo r   di g i t a l   i m a ge s   j us t   c o n c e r n   t h e   c o rr e l a t i o b e t w e e n   a dj a c e n t   pi xe l s   a nd  hi g h   r e du n d a n c y   of   n e i gh b o r   pi xe l s   [13,   14] .   T h e   c r y pt o gr a p h y   w i t h   c h a o t i c   d y n a m i c s   h a s   e xc e pt i o n a l   p r o pe rt i e s [15 - 22] ,   b e c a us e   of   t h e   c o m pl e xi t y   a n u np r e di c t a b i l i t y   of   c h a o t i c   s y s t e m .   In   t hi s   pa pe r,   a   c o m b i n a t i o n   s c h e m e   o A rn o l d’s   c a t   m a p ,   Q i   3D   f o ur - w i n c h a o s - s y s t e m ,   a n d     t h e   L o gi s t i c   s y s t e m   i s   e m pl oy e w h i c h   i s   s e n s i t i v e   t t h e   ke y s   f r o m   t h e   a na l y s i s   a n e v a l u a t i o n.     T h e   pr o po s e s y s t e m   i s   c o m pa r e w i t h   A CM   c o m m o n   t e c hn o l o g y ,   a nd  t h e   p r o po s e m e t h o o ut pe r f o r m s   i t h e   a s pe c t s   o f   de c r y pt i o n   c o m pl e xi t y   a n d   s e n s i t i v i t y   t o   t h e   ke y s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   c haos - bas e m e di c a l   i m age   e nc r y pt i on  m e t h od   ( Chun l i ng   T u )   1317   T h e   r e s t   o t h e   pa pe r   i s   o r ga ni z e a s   f o l l ow s .   S e c t i o n   2   i s   t h e   r e l a t i v e   w o r f o r   t h e   c h a o s - b a s e d   i m a ge   e n c r y pt i o n   s c h e m e .   S e c t i o n   p r e s e n t s   a   de s c ri pt i o n   o f   t h e   pr o po s e m e t h o a n e n c r y pt i o n   p r o c e s s e s .   S e c t i o n   4   s h o w s   t h e   e xpe r i m e n t   r e s ul t s   a n d   e n c r y pt i o n   ke y   a na l y s i s .   S e c t i o n   5   c o n c l ude s   t h e   pa pe r.       2.   TH E   P R O P O S ED   M ET H O D   A N D   R ELA TI V WO R K   2. 1 .   A r n o l d ' s   c at   m ap   A rn o l d’s   c a t   m a [2 3]   (A CM )   i s   a   c ha o t i c   m a p   f r o m   t h e   t o ru s   i n t o   i t s e l f   pr o po s e i t h e   1960s .   W i t h   A rn o l d’s   c a t   m a p ,   t h e   pi xe l s   ha v e   b e e n   s c r a m b l e a n r e a s s e m b l e d.   T h e   o r i g i n a l   i m a ge   c a nn o t   b e   r e c o gn i z e e a s i l y ,   b e c a us e   a l l   t h e   pi xe l s   ha v e   b e e n   r e po s i t i o n e d.   A rn o l d’ s   c a t   m a i s   de f i n e d   [23 - 2 5]   a s   b e l ow :       [     ]   [               ]   (1)     It   c a b e   de c o m p o s e i t h e   f o l l o w i n s t e ps .     S t e 1:   S h e a r   i t h e   x - di r e c t i o n     [     ]   [         ]   (2)     S t e p   2:   S h e a r   i t h e   y - di r e c t i o n :     [     ]   [         ]   (3)     S t e 3:   E v a l ua t e   t h e   m o dul o :     [     ]   [     ]             (4)     W h e r e       i s   t h e   s i z e   o f   a i m a ge   (       ) .     2. 2 .   Q i   3D   fo u r - w i n c h ao ti c   s ys t e m   W h e n   t h e   pi xe l s   h a v e   b e e n   s c r a m b l e by   t h e   c a t   m a p,   t o   i nt r o duc e   t h e   c o m pl e xi t y   a n d   unp r e di c t a b i l i t y   of   c h a o t i c   d y n a m i c s   t o   t h e   e n c r y pt i o n ,   t he   Q i   3D   f o ur - w i n gs   c h a o t i c   s y s t e m   i s   us e t e n c r y pt   t h e   pi xe l s .   T h e   s t a t e - s pa c e   v a ri a b l e   e qua t i o n s   o f   t h e   Q i   3 - D   [26]   s y s t e m   i s   de s c r i b e i (5) .       ̇     (       )           ̇                  ̇               (5)     w h e r e                         a n d           (       de n o t e   t h e   s e t   o f   a l l   po s i t i v e   r e a l   n u m b e r s ,       de n o t e   t h e   s e t   o a l l   r e a l   n u m b e r s a r e   c o n s t a nt   pa ra m e t e r s   o f   t h e   s y s t e m ,   a n d                                                It   e xhi b i t s   a   c h a o t i c   p h e n o m e n o n.   T hi s   a l go ri t hm   e n c r y pt e a n   i m a ge   w i t h   a   c h a o t i c   s y s t e m .   T o   m a ke   t h e   e n c r y pt e i m a ge   m o r e   c o m pl i c a t e a n s a f e r ,   a n o t h e r   c h a o t i c   s y s t e m   i s   i n t r o duc e t o   s e l e c t   ke y s .     T h e   i m p r o v e a l go r i t h m   c a n   b e   us e f o r   a n   R G B   i m a ge .   T h e   R ,   G ,   B   l a y e r s   o f   a n   i m a ge   i s   e n c r y pt e w i t h               r e s pe c t i v e l y :                                                         .   W h e r e   C   i s   t h e   e n c r y pt e i m a ge ,   A   i s   t h e   pl a i n   i m a ge ,       i s   t h e   b i t w i s e   X O R   o pe r a t o r,         *           + ,         *           +       *           +   a re   t h e   ke y s t r e a m   f r o m   s e t   *           +   a c c o r di n g   t h e   f u n c t i o n ( E q . 5) .   T h e   o ut put   o f   t h e   L o gi s t i c   s y s t e m   w i l l   b e   a i m po rt a nt   pa ra m e t e f o r   t h e   f u n c t i o n .     2. 3 .   Lo gi s ti c   s ys t e m   T h e   l o gi s t i c   s y s t e m   i s   a   s e c o n d - o r de r   po l y n o m i a l   m a ppi n t ha t   e xpl a i n s   t h e   c o m pl e c ha o t i c   b e h a v i o r s   of   a   v e r y   s i m pl e   n o n - l i n e a r   dy n a m i c a l   e qua t i o n.   It   i s   p r o po s e i n   19 76  [27] ,   w i t h   t h e   s t a t e   s p a c e   v a r i a b l e   e qua t i o n s   s h o w n   i n (6) .                     (         )   (6)     W h e r e         i s   a   num b e r   w hi c h   i s   g r e a t e r   t h a a n d   l e s s   t ha n   1 ,       i n   t h e   i n t e r v a l   [0, 4],   i t   a l s o   e xh i b i t s   c h a o t i c   p h e n o m e n o n.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     13 1 6   -   13 24   1318     2. 4 .   Th e   P r o p o s e d   M e th o d     T h i s   s y s t e m   w i l l   us e   t o   m a ke   t h e   ke y   s t r e a m   a s   f o l l o w :   T h e   o ut put       o f   t h e   l o gi s t i c   s y s t e m   de t e r m i n e s   t h e   ke y s t r e a m   of                     s h o w n   i n   (7)           *                                       +           {                                       }         *                                       +         (7)     W h e r e             {         ,       (                  ) -                     ,       (                  ) -                             ,       (                  ) -                       {         ,       (                  ) -                     ,       (                  ) -                             ,       (                  ) -                       {         ,       (                  ) -                     ,       (                  ) -                             ,       (                  ) -                 H e r e   r o u n d( x r o un ds   t h e   e l e m e n t s   o f   t o   t h e   n e a r e s t   i n t e g e r s .   m od  ( x m e a n s   t h e   r e m a i n de r   a f t e di v i s i o n .   p   i s   t h e   o ut pu t   o f   (6),               a r e   t h e   o ut put   o f   (5).       3.   M ET H O D O L O G Y   In   t h i s   p a pe r ,   w e   pr o po s e   a   c o m b i n a t i o n   s c h e m e   o f   A r n o l d’s   c a t   m a p,   Q i   3D   f o ur - w i n g   c ha o s - s y s t e m   a n t h e   L o gi s t i c   s y s t e m   a s   s h ow n   i n   F i g u r e   1.   T h e   ke y   i s   e xp e c t e t o   b e   m o r e   c o m pl e a n r o b us t   b y   i n t r o duc i n g   a   h i g h e l e v e l   o f   c o n f us i o n   a n d   d i f f us i o n .           F i gu r e 1.   T h e   f l o w   of   c h a o s   i m a ge   e n c r y pt i o n       3. 1 .   A r n o l d ’s   c at   m ap p i n p r o c e s s   A c c o r di n g   t o   A rn o l d   c a t   m a (A CM ),   l e t       [     ]   b e   a           m a t ri o f   t h e   i m a ge   t o   b e   e n c r y pt e d,   t h e t h e   m a ppi ng  t r a n s f o r m a t i o n s   i e q.   (1)  a n d   (5)   c a b e   pre s e n t e i a   m a t ri x   f o r m   s h o w n   i n (8) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   c haos - bas e m e di c a l   i m age   e nc r y pt i on  m e t h od   ( Chun l i ng   T u )   1319     [     ]   [         ] [     ]             (8)     w h e r e   t h e   m od   i s   t h e   m o dul o   o pe ra t i o n .   Co n s i de r   a           i m a ge   [                   ]   t h e   c o rr e s po n di ng   (       ) - c oo r di na t e s   o f   t h e   pi x e l s   a r e     [ (       ) (       ) (       ) (       ) (       ) (       ) (       ) (       ) (       ) ]             (9)     T a ke   t h e   o r b i t   o f   a   pi xe l   u nde t h e   A rn o l c a t   m a p   (A CM )   a s   t h e   s e que n c e   i n   (9)     (       )   (       )   (       )   (       )   (       )   (10)     o n e   ge t s   t h e   o r b i t   o f   t h e   e n t i r e   i m a ge   a s   e q.   ( 11) .     [                   ]   [                   ]   [                   ]   [                   ]   [                   ]   (11)     T h e r e f o r e ,   t h e           i m a ge   ha s   a   pe r i o o f           t o   b e   p r e s e n t e d   o n c e   a ga i n   b y   A rn o l d’s   C a M a ppi ng.   D y s o n   a n F a l k   [28]   a n a l y z e t h e   r e l a t i o n s hi ps   a nd  b o un ds   o n   t h e   pe ri o a n t h e   s i z e   o f   a n   i m a ge     :       {                        (     )                                       (     )                                         (12)     F i gu r e   i s   t h e   o ri g i na l               i m a ge   o f   a n   x - ra y   i m a ge .   F i gu r e   (a ) - (d)   s h o w   t h e   o ut c o m e   w i t d i f fe r e nt   i t e r a t i o n s   u n de r   t h e   A CM   t ra n s f o r m a t i o n s .             F i gu r e   2 .   T h e   o ri gi na l   i m a ge       A f t e r   di f fe r e n t   t i m e s   o A CM   m a ppi n t ra n s f o r m a t i o n ,   t h e   o r i gi na l   i m a ge   t ra n s f o r m a t i o n   w i l l   b e   s h o w n   i n   F i gu r e s   3 (a ) - (d) .   I t   c a n   b e   s e e n   t ha t   t h e   pe r i o o f   1 92  f o r   t h i s   t r a n s f o r m a t i o n   u n de r   A CM   m a ppi n g .   T h e r e f o r e ,   i f   t h e   i t e r a t i o n   o f   e n c r y pt i o n   i s     ,   t h e   o ut pu t   o f   t h e   A CM   m a ppi ng  w i l l   b e   t h e   o r i g i n a l   i m a ge   a f t e r   t h e             i t e r a t i o n s .   S o   t h e   de c r y pt i o n   c a b e   j us t   e n c r y pt i n g   t h e   i m a ge   s e v e r a l   t i m e s .   S o   b a s e o n   t h e   o ut c o m e   i n   t h i s   s t e p,   a   s t r o n ge e n c r y pt i o n   ke y   i s   n e e de t o   p r o t e c t   t h e   i m a ge .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     13 1 6   -   13 24   1320           (a )   (b )   (c )   (d)     F i gu r e   3 .   ( a )A f t e t h e   f i r s t   i t e ra t i o u n de r   A CM   m a pp i n g .   (b )   T h e   10 th   i t e r a t i o u nde A CM   m a ppi ng.   (c 192 th   i t e r a t i o u n de A CM   m a p pi n g   (d)   19 3 th   i t e r a t i o u n de A CM   m a pp i n g       3. 2 .   En c r yp t i o n   b c o u p l i n 3D   c h ao ti c   s ys te m   an d   l o gi s ti c   s y s te m   F i r s t ,   t h e   Q i   3D   f o ur - w i n c h a o t i c   s y s t e m   a n t h e   L o gi s t i c   s y s t e m   a r e   r e c a l l e d.   W h e n                                              ,   t h e   Q i   3D ,   A s   s h o w n   i (5)   w i l l   s h o w   a   c o m pl i c a t e d   c ha o t i c   pe r f o r m a n c e ,   a s   s h o w n   i F i g u r e   4   (a ) .   T h e   L o gi s t i c   s y s t e m   w i l l   b e   a   c ha o t i c   s y s t e m   w h e n       ,           - ,   a s   s h o w n   i F i gu r e   (b ).   F o a         R G B   i m a ge ,   t h e r e   a r e   t hr e e   l a y e r s -   r e d,   b l ue ,   a n d   g r e e n .   A n y   l a y e r   c a n   b e   a   s e t                 {                                                       } .   T h e   i t e ra t e   Q i   3 - f o ur - w i n c ha o t i c   s y s t e m   t i m e s .                     c a n   b e   go t   f r o m   e a c i t e ra t i o n.   T h e y   c a n   b e   r e pr o c e s s e t hr e e   ke y   s t r e a m s                     f o r   e v e r y   l a y e r   o f   a n   R G B   i m a ge .             (a 3D   Q i   S y s t e m   (b L o gi s t i c   s y s t e m     F i gu r e   4 .   C ha o t i c   pe r f o r m a n c e   o f   Q i   s y s t e m   a n l o gi s t i c   s y s t e m       A c c o r di n g   t o   e q.   ( 7)  t h e   ke y   s t r e a m s   a r e                 ,   a n t h e i r   e l e m e nt a r y   a r e                         ,   T h e n   e n c r y pt   t h e   ke y s t r e a m   f o r   e v e r y   l a y e r :                                                                                       (13)     T h e   s y m bo l       m e a n s   e xc l us i v e   o r   o pe r a t i o n.   E n c r y pt   t h e   r e s e t         {                               } ,   t o   c i ph e r   r e d   s e t   o f         {                               } .   T h e   o n e   l a y e r   o f   c i ph e i m a ge   c a n   b e   o b t a i n e f r o m   t hi s   p r o c e s s .   A s   t h e   s a m e   p r o c e s s ,   t h e   o t h e t w o   l a y e r s   o f   c i ph e i m a ge   c a b e   o b t a i n e d:         {                               } ,         {                               } .   F i g u r e   2   i s   t h e   i n pu t   i m a ge ,   F i gu r e   5   (a ) ,   (b ),   (c )   s h o w s   t h e   da t a   b e fo r e   a nd   a f t e t h e   e n c r y pt i n g   a nd  de c r y pt i n g   p r o c e s s e s .   T h e   pa ra m e t e r s   a r e                                                        .   T h e   i n i t i a l   c o n di t i o o f   a   3D   c ha o t i c   s y s t e m ,   L o gi s t i c   a nd  t h e   i t e ra t i o     of  L o gi s t i c   a r e     (   )                 (   )             (   )               (   )                       .   T h e s e   pa ra m e t e r s   a n i n i t i a l   v a l ue s   a r e   i m po rt a nt   e l e m e n t s   o f   t h e   ke y s pa c e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   c haos - bas e m e di c a l   i m age   e nc r y pt i on  m e t h od   ( Chun l i ng   T u )   1321           (a )     (b )   (c )     F i gu r e   5 .   ( a )T h e   e n c r y pt e i m a ge   (b D e c r y pt   i m a ge   w i t c o r r e c t   ke y s   (c D e c r y pt   i m a ge   w i t h   w r o n g   ke y s       3. 3 .   En c r yp t i o n   p r o c e s s   c o m b i n e   A r n o l d   c at   m ap ,   3D   Q i   c h ao ti c   an d   l o gi s t i c   s ys te m     In  t hi s   s e c t i o n ,   t h e   pl a i i m a ge   i s   f i r s t l y   s h uf f l e by   A CM   m a ppi n g .   T h e n ,   t h e   s h uf f l e i m a ge   i s   e n c r y pt e by   Q i   3D   f o ur - w i n c ha o tic   s y s t e m .   F i gu r e   (a s h o w s   t h e   i n put   i m a ge ’s   h i s t o g r a m .   A f t e r   t h e   f i r s t   t r a n s f o r m a t i o n   u n de r   A CM   m a pp i n g ,   t h e   pl a i n   i m a ge   c h a ng e   t o   F i gur e   (b ),   (c ).   T h e   s h uf f l e i m a ge   i s   t h e n   e n c r y pt e by   Q i   3D   f o ur - w i n c h a o s   s y s t e m   a s   s h o w n   i n   F i gur e   7.   F r o m   F i gu r e   6,   o n e   f i n ds   t h a t   t h e   A CM   m a pp i n g   c h a nge s   t h e   po s i t i o n   o f   t h e   pi xi e s ,   h o w e ve r ,   t h e   v a l ue s   o f   t h e   pi xe l s   a r e   t h e   s a m e   a s   t h e   o ri gi na l   i m a ge ,   a s   de m o n s t ra t e i n   t h e   h i s t o g r a m .   T h e   3D   c h a o t i c   s y s t e m   m a ke s   t h e   pi xe l   v a l ue s   (s h o w n   i n   t h e   hi s t o gra m   i n   F i g u r e   di f f e r e n t   f r o m   t h e   o ri gi na l   i m a ge ,   w hi c h   m a ke s   i t   s a f e r .   F o r   t h e   de c r y pt i o n   p r o c e s s ,   f i r s t ,   de c r y pt   t h e   c i p h e r   i m a ge   w i t h   3D   Q i   c h a o t i c   s y s t e m ,   t he n   s o r t   t h e   pi x i e s   w i t h   A rn o l c a t   m a p ,   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   8 .   T h e   de c r y pt i o n   p r o c e dur e   us e s   t h e   s a m e   p a r a m e t e r   a nd  t h e   s a m e   p r o c e s s   w i t h   e n c r y pt i o n .   T h e c o n v e r s e l y   e x e c ut e   t h e   e n c r y pt i o n   pr o c e s s ,   a n t i - s huf f l e s c r a m b l e i m a ge .   T h e   o r i g i na l   i m a ge   c a n   be   ob t a i n e d.   F r o m   t h e   pr o po s e d   m e t h o d,   t h e   l e v e l   of   s e c ur i t y   i s   boo s t e d.   F o r   i n s t a n c e ,   e v e n   a   l i t t l e   b i t   of   c h a n ge   of   i n i t i a l   c o n di t i o n     (   )                    (   )             (   )               (   )                       .   f o r   t h e   3D   Q i   c h a o t i c   s y s t e m ,   t h e   ke y s     (   )                    (   )             (   )         a r e   a   l i t t l e   b i t   d i f f e r e n t   t o   t h e   c o rr e c t   ke y s     (   )                 (   )             (   )         .             (a )   (b )   (c )     F i gu r e   6 .   ( a )   i n pu t   i m a ge ’s   hi s t o gra m ,   (b S h uf f l e d   i m a ge   u nde r   A rn o l d   c a t   m a p   a nd  (c )   i t s   h i s t o gra m             F i gu r e   7 .   T h e   f i n a l   c i p h e i m a ge   a n d   i t s   hi s t o gra m   50 100 150 200 250 50 100 150 200 250 50 100 150 200 250 50 100 150 200 250 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     13 1 6   -   13 24   1322         F i gu r e   8 .   T h e   de c r y pt i o n   p r o c e s s   i m a ge   a nd  i t s   h i s t o g r a m       4.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S   4. 1.   Th e   s e n s i ti v i ty   o th e   k e ys   A   goo a l go r i t h m   o f   i m a ge   e n c r y pt i o n   s h o ul b e   s e n s i t i v e   t o   t h e   ke y s .   F o r   t h e   p r o po s e m e t h o d,   a s s um e   t h e   ke y s     ,                                         ],   a s   t h e   c o r r e c t   ke y s ,   t h e   e n c r y pt e i m a ge   a n d   de c r y pt e d   i m a ge s   a r e   s h o w n   i n   F i gu r e   (a ) ,   (b ).   G i v e n   a   l i t t l e   c h a n ge   t o   t h e   ke y s ,   fo r   e xa m pl e ,   n e w   ke y s =   [0. 001001;   - 1;   0 . 3 ; 0. 1 ; 100 ],   t h e   e n c r y pt e i m a ge   a n d   de c r y pt e i m a ge s   a r e   s h o w n   i F i g u r e   9( a ),   (c ).         (a )     ( b )     ( c )     F i gu r e   9 .   ( a )   t h e   e n c r y pt e i m a ge   (b de c r y pt e i m a ge   w i t k e y s   =   [0 . 00 1;   - 1;   0 . 3; 0 . 1 ; 100]   (c de c r y pt e i m a ge   w i t h   ke y s   =   [0 . 00100 1;   - 1;   0 . 3; 0 . 1 ; 100] .       4. 2 .   E v al u ati o n   o r e s u l t   A t t a c ke r s   a l w a y s   t r y   t o   f i n t h e   di f f e r e n c e   be t w e e n   t h e   pl a i n   i m a ge   a n t h e   c i p h e r   i m a ge .     T h e   n um b e r   o f   pi xe l s   c ha n ge s   r a t e   (N P CR i s   t h e   ra t e   o f   t he   m o un t   o f   t h e   pi xe l s   ha s   b e e n   c ha n ge d.   U n i f i e a v e r a ge   c ha n gi ng  i nt e n s i t y   ( U A CI)  i s   us e t o   m e a s ur e   t h e   di ff e r e n t   a v e ra ge   i n t e n s i t i e s   o f   t h e   pl a i i m a ge   a nd  t h e   c i ph e r e i m a ge   [29] .   T o   de m o n s t ra t e   t h e   i n f l ue n c e   of   t he   pr o po s e m e t h o o n   e n c r y pt i o n ,   t h i s   c o m m o n   a t t a c m e t h o i s   us e d.   N P CR   i s   c o n s i de r e t o   t e s t   t h e   pe r c e nt a ge   o f   di f fe r e nt   p i xe l s   b e t w e e n   t h e   t w o   i m a ge s .       (       ) a n     (       )   a r e   pi xe l s   o f   t h e   t w o   i m a ge s   w i t t h e   s a m e   po s i t i o n s .   N P CR   c a b e   de f i n e a s :                 (       )                                (14)     w h e r e   W   a n d   H   a r e   t h e   i m a ge   w i dt a nd  h e i g h t   r e s pe c t i v e l y .   D (       )   i s   de f i n e a s :       (       )   {            (       )       (       )            (       )       (       )     (15)     W h e n       (       )       (       )   (       )         ,   w h i c m e a n s   t h e   p i xe l s   o f   t h e   s a m e   po s i t i o a r e   t h e   s a m e   i t h e   t w i m a ge s ,   o t h e r w i s e ,     (       )         .   T h e   U A CI  i s   us e t o   m e a s u r e   t h e   a v e r a ge   i n t e n s i t y   of   t h e   di f f e r e n c e s   b e t w e e n   t h e   t w o   i m a ge s .   It   i s   de f i n e a s   (1 6) .   W h e n   t h e   N P CR   a n d   U A CI  v a l ue s   a r e   m o r e   c l o s e   t o   t h e i e xpe c t e v a l ue s ,   t h e   s c h e m e   h a s   a   hi g h e r   s e c ur i t y   l e v e l .   F o r   t h e   p r o po s e s c h e m e ,   f o r   o n e - pi xe l   c h a nge   i n   t h e   o r i gi na l   i m a ge   N P CR = 0. 9 96  a nd  U A CI= 0. 303,   w h i c h   m e a n s   t h a t   t h e   p r o po s e s c h e m e   c a n   s u r v i v e   i di f fe r e nt i a l   a t t a c k   c o m pa r i ng  w i t a v e r a ge   N P CR = 0. 99 62  a nd  U A CI= 0. 3 34  i n   r e f e r e n c e   [30] .                       [     (       )       (       )               ]          (16)   e n c r y p t e d   i m a g e d e c r y p t e d   i m a g e Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A   c haos - bas e m e di c a l   i m age   e nc r y pt i on  m e t h od   ( Chun l i ng   T u )   1323   5.   C O N C LU S I O N     T h i s   p a pe r   p r o po s e a   c h a o s - b a s e e n c r y pt i o n   a l go r i t h m ,   w h i c h   i s   s e n s i t i v e   t o   t h e   ke y s   f r o m   t h e   a n a l y s i s   a n e v a l ua t i o n.   B e s i de s ,   c o m pa r e w i t h   A CM   m a ppi n g ,   a   v e r y   c o m m o n   t e c hn i que   t o   e n c r y pt   t h e   i m a ge ,   t h e   p r o po s e m e t h o o ut pe r f o r m a n c e   i n   t h e   a s pe c t s   of   de c r y pt i o n   c o m pl e xi t y   a n s e n s i t i v i t y   t o   t h e   ke y s .   T h e   e xpe r i m e nt a l   e v a l ua t i o n   v a l i da t e t ha t   t h e   n o v e l   e n c r y pt i o n   s c h e m e   b oo s t e t h e   s e c ur i t y   l e ve l   o e n c r y pt e i m a ge s ,   b y   gr e a t l y   r e duc i n g   t h e   r e du n d a n c y   of   ne i gh b o r   p i xe l s   a n c o rr e l a t i o n   b e t w e e n   a dj a c e n t   pi xe l s   c o m pa r e w i t t h e   A CM   m e t h o d.   A l s o ,   t h e   t e l e m e d i c i n e   di g i t a l   i m a ge   e n c r y pt i o n   i s   c o n s i de r e t s o l ve   t h e   i n c r e a s i n g   s e c ur i t y   pr o b l e m s   i n   t h e   E - h e a l t h   s y s t e m .       R EF ER EN C ES     [ 1]   X .   W a ng   a nd  D .   L ua n,   " A   nov e l   i m a g e   e nc r y pt i o a l g o r i t hm   us i ng   c ha o s   a nd  r e v e r s i b l e   c e l l u l a r   a ut o m a t a , "   C om m uni c at i on s   i n   N on l i ne ar   Sc i e nc e   and   N um e r i c a l   Si m u l a t i on ,   v o l .   1 8,   no .   11 ,   pp.   3 075 - 308 5,   20 13 .   [ 2]   F .   A dha na d i ,   L .   N o v a m i z a nt i ,   a nd   G .   B u di m a n,   " D W T - S M M - ba s e a ud i o   s t e g a no g r a phy   w i t R S A   e nc r y pt i o a nd  c om pr e s s i v e   s a m pl i ng , "   T E L K O M N I K A   ( T e l e c om m un i c a t i on  C om put i ng   E l e c t r on i c s   a nd  C o nt r ol ) v o l .   1 8,   no .   2 ,   pp.   10 95 - 1104 ,   202 0.   [ 3]   R .   F .   A bde l - K a de r ,   S .   H .   E l - S he r i f ,   a nd  R .   Y .   R i z k,   " E f f i c i e nt   t w o - s t a g e   c r y pt og r a phy   s c he m e   f o r   s e c ur e   di s t r i bu t e da t a   s t o r a g e   i c l o ud  c o m put i ng , "   I n t e r na t i o nal   J ou r nal   of   E l e c t r i c al   an d   C om pu t e r   E ng i ne e r i ng   ( I J E C E ) v o l .   10 ,   no .   3 ,   pp .   3295 - 33 06 ,   2020 .   [ 4]     C .   C .   Z o u,   L .   G a o ,   W .   G o ng ,   a nd  D .   T o w s l e y ,   " M o ni t o r i ng   a nd  e a r l y   w a r ni ng   f o r   i nt e r ne t   w o r m s , "   i P r oc e e di ng s   of   t he   10t A C M   c o nf e r e nc e   on   C om p ut e r   and   c om m un i c a t i ons   s e c ur i t y ,   A C M ,   pp.   1 90 - 199 ,   2003 .   [ 5]   C .   C .   Z o u,   W .   G o ng ,   D .   T o w s l e y ,   a nd  L .   G a o ,   " T he   m o ni t o r i ng   a nd  e a r l y   de t e c t i o o f   i nt e r ne t   w o r m s , "   I E E E / A C M   T r ans ac t i ons   on   N e t w or k i ng   ( T O N ) ,   v o l .   13,   no .   5 ,   pp.   9 61 - 974 ,   20 05 .   [ 6]   J .   N a z a r i o ,   D e f e ns e   a nd   de t e c t i on   s t r a t e gi e s   aga i n s t   I nt e r ne t   w or m s .   A r t e c H o us e ,   2004 .   [ 7]     M .   W .   E i c hi a nd  J .   A .   R o c hl i s ,   " W i t m i c r o s c o pe   a nd  t w e e z e r s :   A a na l y s i s   o f   t he   i nt e r n e t   v i r us   o f   no v e m be r   1988 , "   i P r o c e e di ngs .   1989   I E E E   Sy m po s i um   o S e c ur i t y   a nd  P r i v ac y ,   I E E E ,   pp.   3 26 - 343 ,   1989 .   [ 8]   B .   S a m m a n ,   " V i r u s   pr o t e c t i o i a n   i n t e r n e t   e nv i r o nm e nt , "   e d:   G oog l e   P a t e nt s ,   20 12.   [ 9]   C .   G a n,   X .   Y a ng ,   W .   L i u,   Q .   Z h u,   J .   J i n ,   a nd  L .   H e ,   " P r o pa g a t i o of   c o m put e r   v i r us   bo t a c r o s s   t he   I nt e r n e t   a nd   e xt e r n a l   c o m put e r s :   A   c o m pl e x - ne t w o r k   a pp r o a c h, "   C om m un i c at i ons   i N on l i ne ar   S c i e nc e   a nd  N um e r i c a l   Si m u l at i o n,   v o l .   1 9,   no .   8 ,   p p.   27 85 - 2792 ,   201 4.   [ 10]   J .   B a l l ,   J .   B o r g e r ,   a nd  G .   G r e e nw a l d ,   " R e v e a l e d:   ho w   U S   a nd  U K   s py   a g e nc i e s   de f e a t   i n t e r n e t   p r i v a c y   a nd  s e c ur i t y , "   T he   G uar di an,   v o l .   6,   pp .   2 - 8,   20 13 .   [ 11]   N .   C a l a br e t t a ,   " C o ns um e r - dr i v e n,   pa t i e n t - c e nt e r e he a l t c a r e   i t h e   a g e   of   e l e c t r o ni c   i nf o r m a t i o n, J ou r na l   of   t he   M e di c al   L i br a r y   A s s oc i a t i on,   v o l .   90 ,   no .   1 ,   p p .   3 2 - 37 ,   2 002 .   [ 12]   M .   E .   H a m e e d,   M .   M .   I br a h i m ,   N .   A .   M a na p,   a nd  A .   A .   M o ha m m e d,   " A e nha nc e l o s s l e s s   c o m pr e s s i o w i t c r y pt og r a phy   h y br i m e c ha ni s m   f o r   E C G   bi o m e di c a l   s i g na l   m o ni t o r i ng , "   In t e r na t i ona l   J ou r na l   of   E l e c t r i c al   an d   C om put e r   E ng i ne e r i ng   ( I J E C E ) v o l .   10 ,   no .   3 ,   pp .   3235 - 32 43 ,   2 02 0.   [ 13]   Y .   M a o   a nd   G .   C he n,   " C ha o s - ba s e d   i m a g e   e nc r y pt i o n, "   H a ndbo ok   of   G e om e t r i c   C om p ut i ng ,   pp .   2 31 - 265 ,   2005 .   [ 14]     P .   C he n,   X .   L i u ,   J .   Z ha ng ,   C .   Y u,   H .   P u,   a nd  Y .   Y a o ,   " I m pr ov e m e nt   o f   P R I M E   P r o t oc o l   B a s e o C ha o t i c   C r y pt og r a phy , "   i 2019  22nd  I n t e r na t i o nal   C onf e r e nc e   on  E l e c t r i c a l   M ac h i ne s   and  Sy s t e m s   ( I C E M S) ,   I E E E ,     pp.   1 - 5,   2 019 .   [ 15]   L .   K oc a r e v ,   " C ha o s - ba s e c r y pt og r a phy :   br i e f   ov e r v i e w , "   I E E E   C i r c u i t s   and  S y s t e m s   M ag az i ne ,   v o l .   1,   no .   3,     pp.   6 - 21 ,   2001 .   [ 16]   M .   S ha r a f i ,   F .   F o t o uhi - G ha z v i ni ,   M .   S h i r a l i ,   a nd  M .   G h a s s e m i a n,   " A   l o w   p o w e r   c r y pt og r a phy   s o l ut i o ba s e o n   c ha o s   t he o r y   i n   w i r e l e s s   s e n s o r   no de s , "   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   7 ,   p p.   87 37 - 8753 ,   2019 .   [1 7]   A .   R oy ,   " C ha o s   s y nc hr o ni z a t i o a n c r y pt o g r a ph y   f o r   ne t w o r k   s e c u r i t y , "   2018 .   [ 18]     P .   T o bi n,   L .   T o bi n,   M .   M c   K e e v e r ,   a nd  J .   B l a c kl e dg e ,   " C ha o s - ba s e c r y pt o g r a ph y   f o r   c l o ud  c om put i ng , "   i 20 16   27t h   I r i s h   S i gna l s   an Sy s t e m s   C onf e r e nc e   ( I S SC ) ,   I E E E ,   pp .   1 - 6 . ,   2016 .   [ 19]   G .   J a k i m o s ki   a nd   L .   K o c a r e v ,   " C ha o s   a nd  c r y pt o g r a ph y :   bl o c e nc r y pt i o c i phe r s   ba s e d   o c ha o t i c   m a p s , "   I E E E   t r an s a c t i on s   o c i r c u i t s   and   s y s t e m s   i :   f undam e nt al   t he or y   and   a ppl i c a t i ons ,   v o l .   48 ,   no .   2,   pp .   163 - 16 9,   20 01 .   [ 20]   A .   D i   F a l c o ,   V .   M a z z o ne ,   A .   C r uz ,   a nd  A .   F r a t a l o c c hi ,   " P e r f e c t   s e c r e c y   c r y pt og r a phy   v i a   m i x i ng   o f   c ha o t i c   w a v e s   i i r r e v e r s i bl e   t i m e - v a r y i ng   s i l i c o c hi p s , "   N a t ur e   C om m uni c a t i o ns ,   v o l .   10 ,   no .   1,   pp .   1 - 10 ,   2019 .   [ 21]     E .   de   A l m e i d a   R a m o s ,   J .   C .   B r i t t o   F i l ho ,   a nd  R .   R e i s ,   " C r y pt og r a phy   b y   S y n c hr o ni z a t i o o f   H o pf i e l N e ur a l   N e t w o r ks   t ha t   S i m ul a t e   C ha o t i c   S i g na l s   G e n e r a t e by   t he   H um a n   B o d y , "   i 2019  1 7t I E E E   I n t e r na t i o nal   N e w   C i r c ui t s   an S y s t e m s   C o nf e r e nc e   ( N E W C A S) ,   I E E E ,   pp .   1 - 4 ,   2019 .   [ 22]   R .   I .   A bde l f a t a h ,   " S e c ur e   i m a g e   t r a ns m i s s i o us i ng   c ha o t i c - e nha n c e e l l i pt i c   c ur v e   c r y pt og r a phy , "   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   8,   pp .   387 5 - 3890 ,   2019 .   [ 23]   P .   N .   K ha d e   a n M .   N a r n a w a r e ,   " P r a c t i c a l   A pp r o a c he s   f o r   i m a g e   e nc r y pt i o n / s c r a m b l i ng   u s i ng   3D   A r no l ds   C a t   M a p , "   i n   A dv anc e s   i n   C om m u ni c at i o n,   N e t w or k ,   a nd  C om pu t i ng :   S pr i ng e r ,   pp .   398 - 4 04 ,   2 012 .   [ 24]   E .   H a r i y a nt o   a nd  R .   R a hi m ,   " A r no l d’ s   c a t   m a a l g o r i t hm   i di g i t a l   i m a g e   e nc r y pt i o n, "   I nt .   J .   Sc i .   R e s ,   v o l .   5,     no .   10 ,   pp .   1363 - 13 65,   2 016 .   [ 25]   N .   A .   A bba s ,   " I m a g e   e nc r y pt i o ba s e o i nde pe nd e n t   c o m p o ne nt   a na l y s i s   a n a r no l d’ s   c a t   m a p, "   E g y pt i a i nf or m a t i c s   j our nal ,   v o l .   1 7,   no .   1,   p p.   13 9 - 146,   2 016 .   [ 26]   G .   Q i ,   G .   C h e n ,   M .   A .   v a W y k,   B .   J .   v a W y k,   a nd  Y .   Z h a ng ,   " A   f o ur - w i ng   c ha o t i c   a t t r a c t o r   g e ne r a t e d   f r o m   a   ne w   3 - D   qua dr a t i c   a u t o no m o us   s y s t e m , "   C hao s ,   S ol i t ons   &   F r ac t a l s ,   v o l .   3 8,   no .   3,   p p.   70 5 - 721,   2 008 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     13 1 6   -   13 24   1324   [ 27]   R .   M .   M a y ,   " S i m p l e   m a t he m a t i c a l   m o de l s   w i t h   v e r y   c o m pl i c a t e d y na m i c s , "   N at ur e ,   v o l .   261 ,   pp .   4 59 - 467 ,   197 6.   [ 28]   F .   J .   D y s o a nd  H .   F a l k ,   " P e r i o o f   a   d i s c r e t e   c a t   m a pp i ng , "   T he   A m e r i c an   M at he m a t i c al   M ont hl y ,   v o l .   99 ,   no .   7,   pp.   60 3 - 614,   1 992 .   [ 29]   S .   A ha dpo ur   a nd  Y .   S a dr a ,   " A   c ha o s - ba s e i m a g e   e nc r y pt i o s c h e m e   us i ng   c ha o t i c   c o upl e m a l a t t i c e s , "   ar X i v   pr e pr i nt   ar X i v : 12 11 . 009 0,   p .   3,   20 12.   [ 30]   Z .   C . - X .   S .   K e - H ui ,   " C r y pt a na l y s i s   a n i m p r o v e m e nt   o f   a   c l a s s   o f   hy pe r c ha o s   ba s e i m a g e   e nc r y pt i o a l g o r i t hm s   [ J ] , "   A c t P hy s i c S i n i c a,   v o l .   6 1,   no .   12 ,   pp .   1 2050 3 - 1 -   120 503 - 12 ,   201 2.       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S         X u e h o n Wan g   o bt a i ne D i pl o m a   o f   C om m uni c a t i o N e t w o r f r o m   L uoy a n g   n o r m a l   uni v e r s i t y   i 201 a nd  B a c he l o r   o f   c o m m uni c a t i o ne t w o r f r o m   T s hw a ne   uni v e r s i t y   of   t e c hno l ogy   i 2016 .   N o w   s he   i s   c ur r e n t l y   pur s u i ng   he r   m a s t e r s   i c o m put e r   s y s t e m   e ng i ne e r i ng   i t h e   f a c ul t y   o f   I nf o r m a t i o a nd  C o m m uni c a t i o T e c hno l o gy ,   T s hw a ne   un i v e r s i t y   of   t e c hno l ogy ,   P r e t o r i a ,   S o ut A f r i c a .   H e r   r e s e a r c i n t e r e s t   i s   i c o m put e r   v i s i o n,   I nf o r m a t i o s y s t e m   a nd  I m a g e   E nc r y pt i o n.         D r   C h u n l i n T u   r e c e i v e t he   B a c he l o r   de g r e e   o f   c o m put e r   s c i e n c e   f r o m   T i a nj i U ni v e r s i t y   o f   T e c hno l o gy   a nd  E duc a t i o n,   C h i na   i 200 2;   M T e c a nd  M S c   de g r e e s   i E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   T s hw a ne   U ni v e r s i t y   of   T e c hno l o gy ( S o ut A f r i c a )   a nd  E S I E E   P a r i s   U n i v e r s i t y ( F r a nc e )   i n   2010;   D T e c a nd  P hD   de g r e e s   o f   E l e c t r i c a l   E ng i n e e r i ng   f r o m   T s hw a ne   uni v e r s i t y   of   T e c hno l o gy   a nd  U ni v e r s i t y   P a r i s   E a s t ,   F r a nc e   i 20 15 .   S he   i s   c ur r e n t l y   a   s e n i o r   l e c t u r e r   a t   T s hw a n e   U ni v e r s i t y   o f   T e c hn o l ogy .   H e r   r e s e a r c i nt e r e s t s   i nc l ude   i m a g e   pr o c e s s i ng ,   A I ,   i ndu s t r i a l   c o nt r o l ,   m a c hi ne   l e a r ni ng ,   d e e p   l e a r n i ng   a n p a t t e r n   r e c og ni t i o n.           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.