混沌加密和圖像隱藏在電子病歷中的應(yīng)用

周廣彬+姚磊+陳曉軍+劉浩

摘要：該文利用MD5算法、混沌加密算和LSB算法，實現(xiàn)了一種混沌加密和圖像隱藏的方法。使用混沌加密對待隱藏圖像進行加密后嵌入載體圖像中，有效保證了電子病歷的機密性和完整性，防止電子病歷被篡改和偽造。

關(guān)鍵詞：電子病歷；混沌加密；圖像隱藏；哈希

隨著互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)的廣泛應(yīng)用和醫(yī)院信息化建設(shè)的不斷發(fā)展，電子病歷已成為醫(yī)院信息化進程中的必然結(jié)果，保證病歷信息的真實性、完整性和對患者隱私信息的保護已成為當(dāng)前電子病歷應(yīng)用中的熱點問題。本文對每張病歷圖像用MD5算法生成128bit的哈希值作為病歷的摘要，可以有效防止病歷被篡改。使用混沌加密對電子病歷進行加密后嵌入載體圖像中，實現(xiàn)對電子病歷的隱秘傳輸。

1利用MD5生成電子病歷摘要

1.1MD5簡介

MD5算法可以將任意長度的明文信息壓縮為128比特的十六進制數(shù)字串（摘要），明文信息可以是文本、圖像、音頻等內(nèi)容。由于MD5算法具有計算相對簡單、對初值敏感、抗碰撞性等優(yōu)點，MD5算法可以用來驗證原始數(shù)據(jù)的真實性和完整性。

1.2MD5在電子病歷完整性中的應(yīng)用

本文中研究的是電子病歷中的圖像格式，病歷中的醫(yī)生姓名、記錄時間都是由系統(tǒng)自動生成的。每張電子病歷圖像都可以用MD5算法生成唯一的128比特的十六進制數(shù)字串（摘要），而且同一張圖像每次經(jīng)MD5算法生成的摘要完全相同，電子病歷中的任何微小變化都會引起MD5值發(fā)生顯著變化。例如圖1中原始的電子病歷經(jīng)MD5算法生成的摘要為：fd552464138d75dd5286f197eaoc78e7。

若將原始電子病歷中的記錄時間由原來的2016.6.12修改為2016.6.15，利用MD5算法重新計算修改后的電子病歷摘要為：102da90125a8ef9bfa94bfcb9973a3c3。

可以發(fā)現(xiàn)兩張圖像的MD5值是完全不同的，這樣在電子病歷生成的同時，為每張病歷計算一個摘要就相當(dāng)于給每張病歷生成了一個用來鑒別真?zhèn)蔚摹爸讣y”，對病歷的任何修改，它的“指紋”都會發(fā)生顯著變化。

2電子病歷的加密和隱藏

本文中將加密技術(shù)和隱藏技術(shù)相結(jié)合，先對電子病歷圖1利用Henon混沌進行加密，得到圖2為加密后的電子病歷圖像。

本文選用含有病歷編號和病歷MD5值的圖3作為載體圖像，載體圖像可以為任意大小。

將載體圖像變換成與保密的電子病歷同樣大小，再利用LSB算法將加密后的電子病歷圖2嵌入載體圖像圖3中，得到嵌入電子病歷的載體圖像即為合成圖像4。非法者不知道這個載體信息中是否隱藏了其他的信息，而且即使知道，也難以提取或去除隱藏的信息。

保密的電子病歷圖像提出過程為上面隱藏和加密的逆過程，隱密載體通過信道到達接收方后，接收方通過檢測器利用密鑰從中恢復(fù)或檢測出隱藏的秘密信息，從合成圖像中提取的保密電子病歷圖像如圖5所示。

3結(jié)束語

本文提出的電子病歷圖像加密和隱藏方案具有如下特點：

1）：給每個電子病歷都經(jīng)過MD5算法生成有“指紋”，可以用來防止電子病歷被非法修改。

2）：將帶有病歷MD5值的圖像作為載體圖像，將混沌加密后的電子病歷隱藏在載體圖像中，在傳輸中都是以合成圖像進行傳輸?shù)?，有效地保護了電子病歷中的個人隱私。endprint