Sécurisation d'images médicales par méthodes hybrides cryptage et insertion de données cachées

Abstract

L'utilisation de plus en plus excessive de réseaux de soins impose la préservation de l'intégrité et l'authenticité des informations médicales, concernant les patients. La transmission d'informations médicales, et particulièrement les images à travers des réseaux publics, n'est pas sans poser des problèmes de sécurité et de confidentialité. Pour répondre à ce double besoin de sécurité, deux grandes familles de technologies complémentaires se développent. La première s'appuie sur une protection via le cryptage des images. La seconde famille base la protection sur l'insertion de données cachées (IDC) dont le but est d'insérer de manière secrète un message à l'intérieur d'un média, dans notre cas l'image médicale et les données médicales auxiliaires. Le cryptage sélectif est une manière d'adapter le niveau de sécurité des données à chiffrer au niveau de protection désiré. Il permet de réduire les ressources informatiques utilisées et le temps de traitement des données surtout pour des applications sensibles. C'est en effet le cas des images médicales prises depuis un appareil médical et devant être envoyées sur le réseau afin d'établir un diagnostic à distance. Cette image doit être transmise rapidement et sûrement un cryptage sélectif est alors la meilleure solution répondant au compromis (temps/sécurité). Comme nous nous intéressons au chiffrement sélectif dans le domaine compressé, les techniques proposées doivent répondre à quelques propriétés notamment une compressibilité équivalente et la sécurité. L'IDC est une technique qui permet d'insérer une capacité très élevée de données dans une image numérique de manière imperceptible. Elle peut être utilisée dans plusieurs domaines et en particulier en imagerie médicale. Dans le cadre de cette thèse, nos travaux de recherche ont conduit à la création de nouvelles techniques de chiffrement sélectif, dans le codeur JPEG 2000, basées sur des fonctions cryptographiques ne nécessitant parfois pas, la transmission de la clé de chiffrement. De même, nous avons développé de nouvelles techniques réversibles pour l'Insertion de Données Cachées permettant d'assurer la protection des données sans dégrader l'image. Ces techniques s'adaptent aux fonctionnalités de la norme JPEG 2000 ملخص إن الاستعمال المتزايد لشبكات العلاج يستلزم الحفاظ على سلامة و مصداقية المعلومات الطبية المتعلقة بالمرضى، حيث يطرح إرسال المعلومات الطبية، لاسيما الصور، عبر الشبكات العمومية، مشاكل تتعلق بالأمن و السرية. و بغية التكفل بهذا الانشغال، يتم تطوير مجموعتين واسعتين و متكاملتين من التكنولوجيات؛ تقوم المجموعة الأولى على الحماية من خلال تشفير الصور وتركز المجموعة الثانية على الحماية على إدماج بيانات مخفية (IDC) عن طريق إدراج، ضمن وسيط من الوسائط رسالة سرية، تتمثل فيما يخص بحثنا هذا، في الصورة الطبية و البيانات الطبية التكميلية. يعد التشفير الانتقائي طريقة لتكييف مستوى تأمين المعطيات المشفرة مع مستوى الحماية المرجوة. فهو يسمح بتقليص الموارد المعلوماتية المستعملة و مدة معالجة المعطيات، لاسيما بالنسبة للتطبيقات الحساسة. و هذا هو فعلا حال الصور الطبية المأخوذة من جهاز طبي و التي ينبغي إرسالها على الشبكة من أجل القيام بكشف عن بعد، إذ ينبغي إرسال هذه الصورة بسرعة و بأمان: فالتشفير الانتقائي هو إذا أفضل حل يستجيب لضرورة التوفيق بين عامل الوقت و مقتضيات الأمن. و بما أننا نهتم بالتشفير الانتقائي في المجال المضغوط، ينبغي للتقنيات المقترحة أن تستجيب لبعض الخصائص، لاسيما الانضغاطية المتكافئة و الأمن. يعد إدماج البيانات المخفية (IDC) تقنية تسمح بإدراج نسبة عالية جدا من البيانات في صورة رقمية بشكل غير محسوس ويمكن استخدامها في مجالات عديدة لاسيما في التصوير الطبي. في إطار هذا البحث، أفضت أعمال بحثنا إلى إيجاد تقنيات جديدة للتشفير الانتقائي، ضمن المشفر 2000 JPEG، القائم على الوظائف المشفرة التي لا تقتضي، أحيانا إرسال مفتاح التشفير. كما أننا طورنا تقنيات انعكاسية جديدة من أجل إدماج البيانات المخفية التي تسمح بضمان حماية البيانات دون تخريب الصورة وتتماشى هذه التقنيات مع وظائف معيار .JPEG 2000