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随着医疗水平的发展,尤其是电子病历(Electronic Medical Record,EMR)系统在医疗机构的推广使用,使人们的健康得到一定水平的保障,但是随着医学信息的安全越来越多的出现在人们的视线之中,医学信息的保护和安全认证等问题也愈演愈烈,如医学信息的泄露、篡改及丢失等问题。医学水印技术成为维护医学信息完整性和隐私性的领先技术之一,自然是医学信息安全领域的一个分析热点。 本文在EMR系统环境下,以医学信息安全为目标,以医学图像和医学数据为研究对象,以数字水印技术为支持技术。研究如何更好的保护医学信息的安全,重点的研究工作如下几点: 1)本文首先以医学信息的保护性原则及医学信息的安全技术框架为导向,进行相关的医学信息安全的算法研究,从不同的角度解释现有的保护措施存在的问题及不足,提出新兴的数字水印技术,将其移植应用到医学信息的保护方面。由于医学信息包括医学图像和医学数据,针对这一点,本文参考大量文献分析医学水印应用到医学信息方面的特殊要求,并总结出医学水印的特点、分类及评估方案。 2)针对医学图像的特殊性,提出了一种以医学图像为目标的医学数字水印算法,考虑到医学图像水印的健壮性和不可感知性要求较高,本文选择奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)和非采样Contourlet变换,SVD最大的特征是稳定性,非采样则是平移不变性。首先把医学记录转为图像格式作为水印信息,用混合光学双稳态模型的混沌生成密钥,变换原始医学图像后,修改低频系数。为增加系统安全性,使用随机密钥作为低频系数运算。通过对实验数据的提取,该方法不仅具有较好的健壮性和感知性,而且能够抵抗不同的攻击。 3)适合在EMR系统中传输,节省了宽带存储时间和成本,尚存缺点是医学数据作为图片处理,提出了基于数字水印和生物认证的混合技术的医学水印算法。首先需要解决医学数据问题,本文采用新的块加编码(B++),首先转为数值矩阵信息,产生唯一的私有密钥,实现高容量的信息嵌入。其次,考虑到计算机云服务发展,医学信息可能被终端设备接收共享,生物认证技术-指纹识别的作用是即使破解出水印信息,但是没有密钥,仍旧无法破解最终的医学信息。该算法具有三层安全机制,使得医学信息在云服务中的安全性、机密性和完整性进一步得到保障。通过对实验数据的分析,该算法有较好的健壮性,并没有实质性的降低医学图像品质,适用于EMR系统环境下。 本论文作为医学信息安全的前瞻性研究工作,试图为以后相关工作的开展奠定基础。