Xây dựng chương trình mã hóa thông tin cần bảo vệ trong ảnh DICOM Trần Long Trường Đại học Công nghệ Luận văn Thạc sĩ ngành: Hệ thống thông tin; Mã số: 60 48 05 Người hướng dẫn: TS. Hồ Văn Canh Năm bảo vệ: 2011 Abstract: Tìm hiểu về thực tiễn công tác quản lý và xử lý ảnh DICOM trong ngành Y tế. Xác định nhu cầu bảo mật trong việc sử dụng ảnh y tế theo chuẩn DICOM. Phân tích cấu trúc chuẩn DICOM và dữ liệu ảnh DICOM. Tìm hiểu cơ sở lý thuyết các thuật toán mã hóa, lựa chọn 01 phương pháp mã hóa thích hợp cho việc mã hóa thông tin trong ảnh DICOM. Xây dựng chương trình phần mềm mã hóa thông tin cá nhân (Private) trong ảnh DICOM . Ứng dụng chuẩn DICOM và một số mã nguồn mở để thiết kế xây dựng phần mềm cho phép người sử dụng xem thông tin ảnh DICOM, mã hóa thông tin, lưu ảnh DICOM mới. Keywords: Hệ thống thông tin; Mã hóa thông tin; An toàn dữ liệu Content Trưới sự phát triển của công nghệ thông tin ngày nay, mọi lĩnh vực đều được công nghệ hóa. Trong ngành y tế, nhu cầu quản lý bệnh viện, trao đổi nhanh chóng và chính xác thông tin bệnh nhân là rất cần thiết . Để đáp ứng điều này các thiết bị chẩn đoán hình ảnh không chỉ ra đời và ngày càng hoàn thiện về mặt kỹ thuật mà còn quan tâm đến tính tiện dụng cho người dùng. Vì thế với xu hướng này, DICOM đã ra đời - đây là một chuẩn thống nhất giữa các thiết bị chẩn đoán hình ảnh. Việc phát triển chuẩn này đang là vấn đề được quan tâm của nhiều nước trên thế giới. Việt Nam cũng theo đà phát triển đó, hiểu và nắm bắt chuẩn DICOM là vấn đề không thể thiếu để hòa mình vào thế giới công nghệ trong lĩnh vực y tế, đặc biệt nhờ công nghệ Internet, xu hướng khám chữa bệnh từ xa đang được hình thành và ngày càng phát triển thì việc nghiên cứu và ứng dụng là một vấn đề quan trọng và cấp thiết.  DICOM là “Hình ảnh kỹ thuật số và truyền thông trong y học” được thiết lập làm tiêu chuẩn truyền dữ liệu trong các ứng dụng về y tế. Đó là một quy trình truyền dữ liệu ở một cấp độ ứng dụng rất cao, hỗ trợ các tiêu chuẩn khác như Ethernet, TCP/IP. Nó cho phép người sử dụng hình ảnh y tế (bác sỹ chẩn đoán, điều trị, theo dõi điều trị) nhận được hình ảnh của bệnh nhân một cách nhanh nhất, không phụ thuộc vào khoảng cách từ người sử dụng tới thiết bị chụp ảnh. Điều này rất có ý nghĩa đối với bệnh nhân nói chung, đặc biệt đối với bệnh nhân cấp cứu.  Mã hóa_Cryptography là một ngành khoa học nghiên cứu về việc giấu thông tin nhằm bảo mật dữ liệu lưu trữ trên máy tính hoặc các dữ liệu truyền trên mạng máy tính. Hiện nay, 2 trong kỷ nguyên phát triển ứng dụng Công nghệ thông tin (CNTT) đã có rất nhiều phương pháp, thuật toán mã hóa đảm bảo tính bảo mật cao được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực kinh tế, chính trị, khoa học kỹ thuật.  Trong ngành y tế, khi ứng dụng công nghệ thông tin cũng đặt ra các yêu cầu bảo mật dữ liệu trong quản lý lưu trữ dữ liệu và trao đổi thông tin qua mạng máy tính. Các cuộc hội chẩn qua mạng, xây dựng cơ sở dữ liệu y tế điện tử phục công tác chuyên môn, đào tạo qua mạng cần đảm bảo tính bí mật một số thông tin cá nhân, do vậy việc mã hóa các thông tin cá nhân của người bệnh trong ảnh DICOM cũng là một trong những nhu cầu thực tiễn hiện nay.  Do đó, mục tiêu của luận văn được đề ra là: 1. Tìm hiểu về thực tiễn công tác quản lý và xử lý ảnh DICOM trong ngành Y tế 2. Xác định nhu cầu bảo mật trong việc sử dụng ảnh y tế theo chuẩn DICOM. 3. Phân tích cấu trúc chuẩn DICOM và dữ liệu ảnh DICOM 4. Tìm hiểu cơ sở lý thuyết các thuật toán mã hóa, lựa chọn 01 phương pháp mã hóa thích hợp cho việc mã hóa thông tin trong ảnh DICOM 5. Xây dựng chương trình phần mềm mã hóa thông tin cá nhân (Private) trong ảnh DICOM . Ứng dụng chuẩn DICOM và một số mã nguồn mở để thiết kế xây dựng phần mềm cho phép người sử dụng xem thông tin ảnh DICOM, mã hóa thông tin, lưu ảnh DICOM mới. Luận văn có bốn chương chính, bao gồm: Chương 1: Công nghệ thông tin y tế và thực trạng công tác quản lý và sử dụng ảnh y tế theo chuẩn DICOM trong ngành Y tế Việt Nam Chương 2: Giới thiệu chuẩn DICOM, cấu trúc dữ liệu và mã hóa thông tin ảnh DICOM gồm các phần:  Quy chuẩn  Các định nghĩa đối tượng thông tin - Các đặc tả lớp dịch vụ - Cấu trúc dữ liệu và mã hóa - Từ điển dữ liệu - Trao đổi thông điệp  Hỗ trợ giao tiếp qua mạng đối với việc trao đổi thông điệp  Lưu trữ tập tin DICOM trên các thiết bị và định dạng tập tin cho việc trao đổi dữ liệu.  Bộ các chuẩn ứng dụng lưu trữ truyền thông  Các định nghĩa truyền thông và truyền thông vật lý đối với việc trao đổi dữ liệu  Bộ các chuẩn bảo mật  Khảo sát ảnh DICOM: Tiêu đề ảnh (DICOM header), Dữ liệu ảnh (Data Set) 3 Chương 3: Lý thuyết mã hóa và các thuật toán mã hóa  Giới thiệu về mã hóa: Khái niệm, nhu cầu và các thuật toán mã hóa  Tổng quan về thuật toán DES: Nguồn gốc lịch sử , Mã hóa DES, Giải mã DES Chương 4: Xây dựng chương trình phần mềm mã hóa thông tin cá nhân (Private) trong ảnh DICOM  Đề xuất giải pháp bảo vệ thông tin trong quản lý và sử dụng ảnh DICOM  Phân tích thiết kế chương trình  Xây dựng phần mềm đọc ảnh DICOM, truy xuất các thông tin cá nhân (PN_Patient Information), mã hóa bằng DES, lưu tập tin DICOM, giải mã thông tin .  Kết xuất thông tin dữ liệu ảnh trong ảnh DICOM và mã hóa  Thực nghiệm kiểm tra đánh giá kết quả. Kết luận và kiến nghị các hướng nghiên cứu tiếp theo References Tiếng Việt [1] Bộ y tế (2009), Báo cáo điều tra thực trạng công nghệ thông tin Ngành Y tế năm 2009, 18 trang. [2] TS Hồ Văn Canh, TS Hoàng Minh Tuấn (2008), Thám mã các văn bản được mã hóa bằng cách chuẩn mã khối, Tạp chí khoa học nghiệp vụ 1 - Bộ Công an, số tháng 7/2008, 30 trang. [3] TS Hồ Văn Canh, TS Nguyễn Viết Thế (2010), Nhập môn phân tích thông tin có bảo mật, Nhà xuất bản Thông tin và Truyền thông, 304 trang. [4] PGS.TS Thái Hồng Nhị, TS Phạm Minh Việt (2004), An toàn thông tin, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, 188 trang [5] Đỗ Hữu Trọng (2010), Một số phương pháp đánh giá độ bảo mật thông tin trong các hệ thống truyền tin số, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Học viện Công nghệ bưu chính viễn thông, 95 trang. Tiếng Anh [1] Curtin, Brute Force (2005), Cracking the Data Encryption standard (DES), Spinger - Verlag. [2] Don Coppersmith (1994), "The data encryption standard (DES) and its strength againt attacks" , IBM, Journal of Research and Development. [3] Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) , Published by National Electrical Manufacturers Association, 1300 N. 17th Street Rosslyn, Virginia 22209 USA. [4] Oleg S Pianykh (2008), Digital imaging and communications in medicine (DICOM) a practical introduction and survival guide, Berlin, Heidelberg, Springer. 4 [5] Teaching material, ”Health sector reform in developing countries” course. Harvard School of Public Health. . thuật toán mã hóa, lựa chọn 01 phương pháp mã hóa thích hợp cho việc mã hóa thông tin trong ảnh DICOM 5. Xây dựng chương trình phần mềm mã hóa thông tin cá nhân (Private) trong ảnh DICOM . Ứng. sử , Mã hóa DES, Giải mã DES Chương 4: Xây dựng chương trình phần mềm mã hóa thông tin cá nhân (Private) trong ảnh DICOM  Đề xuất giải pháp bảo vệ thông tin trong quản lý và sử dụng ảnh DICOM. mã hóa thông tin cá nhân (Private) trong ảnh DICOM . Ứng dụng chuẩn DICOM và một số mã nguồn mở để thiết kế xây dựng phần mềm cho phép người sử dụng xem thông tin ảnh DICOM, mã hóa thông tin,