混沌加密和图像隐藏在电子病历中的应用

周广彬+姚磊+陈晓军+刘浩

摘要：该文利用MD5算法、混沌加密算和LSB算法，实现了一种混沌加密和图像隐藏的方法。使用混沌加密对待隐藏图像进行加密后嵌入载体图像中，有效保证了电子病历的机密性和完整性，防止电子病历被篡改和伪造。

关键词：电子病历；混沌加密；图像隐藏；哈希

随着互联网+技术的广泛应用和医院信息化建设的不断发展，电子病历已成为医院信息化进程中的必然结果，保证病历信息的真实性、完整性和对患者隐私信息的保护已成为当前电子病历应用中的热点问题。本文对每张病历图像用MD5算法生成128bit的哈希值作为病历的摘要，可以有效防止病历被篡改。使用混沌加密对电子病历进行加密后嵌入载体图像中，实现对电子病历的隐秘传输。

1利用MD5生成电子病历摘要

1.1MD5简介

MD5算法可以将任意长度的明文信息压缩为128比特的十六进制数字串（摘要），明文信息可以是文本、图像、音频等内容。由于MD5算法具有计算相对简单、对初值敏感、抗碰撞性等优点，MD5算法可以用来验证原始数据的真实性和完整性。

1.2MD5在电子病历完整性中的应用

本文中研究的是电子病历中的图像格式，病历中的医生姓名、记录时间都是由系统自动生成的。每张电子病历图像都可以用MD5算法生成唯一的128比特的十六进制数字串（摘要），而且同一张图像每次经MD5算法生成的摘要完全相同，电子病历中的任何微小变化都会引起MD5值发生显著变化。例如图1中原始的电子病历经MD5算法生成的摘要为：fd552464138d75dd5286f197eaoc78e7。

若将原始电子病历中的记录时间由原来的2016.6.12修改为2016.6.15，利用MD5算法重新计算修改后的电子病历摘要为：102da90125a8ef9bfa94bfcb9973a3c3。

可以发现两张图像的MD5值是完全不同的，这样在电子病历生成的同时，为每张病历计算一个摘要就相当于给每张病历生成了一个用来鉴别真伪的“指纹”，对病歷的任何修改，它的“指纹”都会发生显著变化。

2电子病历的加密和隐藏

本文中将加密技术和隐藏技术相结合，先对电子病历图1利用Henon混沌进行加密，得到图2为加密后的电子病历图像。

本文选用含有病历编号和病历MD5值的图3作为载体图像，载体图像可以为任意大小。

将载体图像变换成与保密的电子病历同样大小，再利用LSB算法将加密后的电子病历图2嵌入载体图像图3中，得到嵌入电子病历的载体图像即为合成图像4。非法者不知道这个载体信息中是否隐藏了其他的信息，而且即使知道，也难以提取或去除隐藏的信息。

保密的电子病历图像提出过程为上面隐藏和加密的逆过程，隐密载体通过信道到达接收方后，接收方通过检测器利用密钥从中恢复或检测出隐藏的秘密信息，从合成图像中提取的保密电子病历图像如图5所示。

3结束语

本文提出的电子病历图像加密和隐藏方案具有如下特点：

1）：给每个电子病历都经过MD5算法生成有“指纹”，可以用来防止电子病历被非法修改。

2）：将带有病历MD5值的图像作为载体图像，将混沌加密后的电子病历隐藏在载体图像中，在传输中都是以合成图像进行传输的，有效地保护了电子病历中的个人隐私。endprint