TIBBİ GÖRÜNTÜLERİN GÜVENLİ İLETİMİ, İŞLENMESİ VE DEPOLANMASI İÇİN EFEKTİF BİR PLATFORMUN TASARIM VE ANALİZİ

Abstract

Bilgi çağında önemi gittikçe artan tıbbi görüntüleri tanısal kayıpsız bir şekilde sıkıştırıp güvenli şekilde depolamak üzerine bir sistem geliştirmek amacıyla tez çalışmasına başlanmıştır. Sıkıştırma alanında, dosya formatı belirlenirken sağlık sistemlerinde kullanılabilecek dosya tipleri araştırılmış ve Jpeg dosya sistemi üzerinde karar verilmiştir. Kriptolojinin temel ilkeleri ve yaygın şifreleme algoritmaları analiz edilerek sıkıştırma sürecinden sonra güvenli bir saklama yöntemi geliştirebilmenin metodolojisi araştırılmıştır. Kaos ve kriptoloji arasındaki ilişki incelenerek blok şifreleme algoritmalarının önemli yapı taşlarından olan s-kutuları üretilmiş, üretilen s-kutuları literatürdeki testlerden geçerli sonuçlar almıştır. S-kutuları, kuantalama tablolarına benzemeleri ve karıştırma işlemlerini sağlamasından dolayı hem kuantalama tabloları üretmede kullanılmış hem de şifreleme aşamasında kullanılmıştır. Sıkıştırma alanında yapılan incelemelerden sonra sıkıştırma algoritmasındaki kuantalama tabloları üzerinde yapılan geliştirme depolama alanından kazanç sağlandığını istatistiki testler ile göstermiştir. Sonuç olarak, tıbbi görüntüler öncelikle kuantalama tabloları aracılığıyla tanısal kayıpsız olarak sıkıştırma işlemine tabi tutulmuş, ardından özgün geliştirilen kaos tabanlı bir şifreleme algoritması ile güvenli hale getirilmiştir. Görüntü şifreleme alanında şifreli görüntüleri nicel ve görsel olarak inceleyen test metotlarıyla yapılan inceleme sonucunda, şifreleme sisteminin başarılı olduğu belirlenmiştir. Sistem sayesinde tıbbi görüntülerin güvenli şekilde depolanması, işlenmesi ve iletiminin yapılabileceği gösterilmiştir.

The thesis was initiated to develop a system for compressing and securely storing medical images, which are becoming increasingly important in the information age, in a diagnostic lossless manner. In the field of compression, file types that can be used in health systems were investigated while determining the file format and the Jpeg file system was decided on. The basic principles of cryptology and common encryption algorithms were analyzed and the methodology of developing a secure storage method after the compression process was investigated. By examining the relationship between chaos and cryptology, s-boxes, which are essential components of block cipher algorithms, were produced and the s-boxes achieved valid results from the tests in the literature. Since s-boxes resemble quantization tables and provide confusion operations, they were used both in the generation of quantization tables and in the encryption phase. After investigations in the area of compression, statistical tests have shown that the improvement on the quantization tables in the compression algorithm saves storage space. As a result, medical images are first compressed by means of quantization tables without diagnostic loss, and then secured with an originally developed chaos-based encryption algorithm. In the field of image encryption, the encryption system was found to be successful as a result of the examination with test methods that quantitatively and visually examine the encrypted images. It has been demonstrated that the system enables secure storage, processing and transmission of medical images.