آناليز كيفيت رمزنگاري تصاوير پزشكي مبتني بر الگوريتم راين دال با كليد رمزنگاري يكسان و آشوب گونه

Statistical Analysis of Encryption Quality for Medical Images Based on Rijndael Encryption Algorithm Using Both Static and Chaotic Cipher Key

با توجه به گسترش استفاده از فن آوري هاي ارتباطي بي سيم در انتقال داده هاي حياتي، حفظ حريم خصوصي و امنيت داده ها از اهميت زيادي برخودار مي باشد. در حال حاضر با الگوريتم هاي متعددي رمزگذاري داده ها انجام مي شود . اغلب اين الگوريتم ها مبتني بر رمزنگاري بلوكي مي باشند كه از يك كليد ثابت از پيش تعيينشده استفاده مي كنند كه حداقل 128 بيت طول دارد.روش: در اين پژوهش، رمزنگاري با الگوريتم راين دال (rijndael) با كليدهاي ثابت و متغير صورت گرفته است. در رمزنگاري با كليد متغير كه در اين مقاله طراحي شده است از يك بلوك مبتني بر سيستم آشوب گونه mackey glass در واحد موتور توليدكننده كليد به عنوان جايگزين الگوريتم گسترش كليد در قلب راين دال استفاده شده است و توسط يك بلوك كنترلي، رفتار آن بررسي و اصلاح مي شود.نتايج: روش هاي رمزنگاري عنوان شده، توسط 6 معيار رمزنگاري، بررسي و ارزيابي شد. ارزيابي ها نشان داده است استفاده از كليدهاي متغير آشوب گونه با 2/47 درصد افزايش بار محاسباتي، توانايي الگورتيم راين دال را در پنهان كردن الگو و توزيع هيستوگرام در تصاوير پزشكي به شدت افزايش مي دهد. استفاده از كليدهاي متغير آشوب گونه به طور ذاتي تاثيري بر ميزان حساسيت به كليد الگوريتم راين دال نداشته است.نتيجه گيري: استفاده از سيستم آشوب گونه در واحد گسترش كليد براي تصاوير پزشكي كه در الگوريتم بهبود يافته راين دال عرضه شده است، امنيت داده هاي حياتي و حفظ حريم شخصي را به خوبي فراهم مي كند.

Introduction: Growing application of medical information systems and various digital communication channels to transfer and share vital and medical information demonstrate the significance of medical data security and privacy policy. Nowadays several block cipher encryption algorithms secure information have done by encrypting them. Most of these algorithms are based on a block cipher that use a predetermined fixed/constant key with at least 128 bits length. Method: In this study encryption performed by Rijndael encryption algorithm using conventional constant and variable cipher key. Mackey Glass, known as chaotic system, attached in key expansion block of Rijndael and play role in place of its conventional key expansion procedure. Mackey Glass generates series of chaotic cipher key, monitored and modified by controlling block. Results: Both methods were evaluated by 6 individual criteria. Results have shown that variable chaotic keys are significantly successful to hide medical image pattern and histogram distribution with 2.47 percent increase in computational time where conventional Rijndael failed. Moreover this modification does not lead to considerable changes in sensitivity. Conclusion: Employing chaotic system in Rijndael key expansion block for medical images improves security of medical information and privacy policy.