Transmisión de imágenes radiológicas en una red insegura mediante esquemas de encriptación híbridos

Introducción

La adquisición de imágenes tridimensionales resulta en la obtención de miles de imágenes en función de la tarea clínica. Realizar una transmisión de estas por medio de una red no segura es difícil pues, generalmente, se protegen los datos del paciente y de los pixeles por separado.

En la actualidad se usan técnicas como el cifrado de RSA, RCR, QIM, LSB y IWT. Sin embargo, estos presentan desventajas como su costo elevado, seguridad solo para un nivel de imagen, perdida de la intensidad del tejido y tiempo prolongado. En esta investigación se plantea el objetivo de diseñar una técnica de encriptación híbrida para múltiples imágenes radiológicas.

Materiales y métodos

Las imágenes utilizadas se recibieron del Instituto Nacional del Cáncer. En primer lugar, se realizó una validación de las imágenes DICOM. A continuación, se calculó la DRR (imagen de rayos X en 2D con reconstrucción artificial a partir de una proyección paralela con volumen 3D) en los cortes de la fuente, con dirección sagital. Para la segmentación de los tumores, se usó Active Contour, considerando la delimitación del punto semilla en cada corte. En cuanto a la encriptación, se realizó con un RSA en las imágenes DRR y unas XOR

Resultados y discusión

Para las pruebas empíricas se tomaron en cuenta 50 muestras. La implementación se llevó a cabo con MATLAB 2018a y la transferencia con FileZilla. Dentro de una red de área local, fue posible cifrar, transmitir y descifrar las imágenes en dos escritorios diferentes.

Calculando un DRR1 y modificando las intensidades de las imágenes que fueron guardadas y transmitidas en un DRR2, se visualizaron algunos cambios de valor. Con ello, se determinó que se puede hacer una mezcla de técnicas criptográficas con un conocimiento del contenido de la imagen, brindando una mayor seguridad en el conjunto de datos. De igual forma, aplicando esto en las 50 muestras, se demostró que el método detectó correctamente la violación de la integridad de los datos.

Conclusiones

Con la mezcla de RSA con XOR de la criptografía, así como el uso de una imagen DRR como planteamiento de procesamiento de imágenes, se ha demostrado que el método propuesto proporciona una seguridad conveniente al conjunto de datos. Esto conlleva a su uso aplicado en imágenes médicas. Asimismo, para incrementar su rendimiento se sugiere el uso de las otras dos direcciones (axial y coronal), así como de tres DRR para la comparativa.

Traducido y adaptado de: R. N, M. K. N, M. Manuel and R. Kurady, «Transmission of radiology images over an Unsecure Network Using Hybrid Encryption Schemes,» 2020 IEEE International Conference on Distributed Computing, VLSI, Electrical Circuits and Robotics (DISCOVER), 2020, pp. 141-146, doi: 10.1109/DISCOVER50404.2020.9278052