[논문 리뷰] A Secure Electronic Prescription System Using Steganography with Encryption Key Implementation

Adebayo Omotosho, Omotanwa Adegbola외 2명|arXiv (Cornell University)|2015. 02. 04.

Advanced Steganography and Watermarking Techniques인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 환자의 처방 정보 기밀성을 보호하기 위해 AES 암호화와 확산 스펙트럼 이미지 스테가노그래피를 통합한 보안 전자 처방 시스템을 제안한다. 이중 보안 기반 접근 방식을 통해 암호화된 의료 데이터를 디지털 이미지에 임bedding함으로써 전송 중 기밀성과 무결성을 보장하며, 도청 및 변조로부터 효과적으로 보호하는 것을 입증한다.

ABSTRACT

Over the years health care has seen major improvement due to the introduction information and communication technology with electronic medical prescription being one the areas benefiting from it. Within the overall context of protection of health care information, privacy of prescription data needs special treatment. This paper presents an e-prescription system that addresses some challenges pertaining to the prescription privacy protection in the process of drug prescription. The developed system uses spread spectrum image steganography algorithm with Advanced Encryption Standard (AES) key implementation to provide a secure means of delivering medical prescription to the parties involved. The architecture for encoding and decoding was implemented with an electronic health record. The software development tools used were PHP and MySQL database management system for front end and backend data management respectively. The designed system demonstration shows that the synergistic combination of steganography and cryptography technologies in medical prescription is capable of providing a secure transmission to properly provide security for patients medical prescription.

연구 동기 및 목표

• 전자 의료 처방의 기밀성과 보안 문제를 해결하기 위해.
• 전송 중 비밀번호가 노출되지 않도록 민감한 환자 처방 데이터를 보호하기 위해.
• 전자 처방의 기밀성, 무결성, 진위성을 보장하는 시스템을 개발하기 위해.
• 스테가노그래피와 암호화를 통합하여 의료 데이터 교환의 보안을 향상시키기 위해.

제안 방법

• 시스템은 처방 데이터를 임베딩하기 전에 고급 암호화 표준(AES)을 사용하여 암호화한다.
• 확산 스펙트럼 이미지 스테가노그래피 기법을 활용하여 암호화된 처방 정보를 디지털 이미지에 숨긴다.
• 암호화 키는 권한이 있는 당사자에게 안전하게 관리되고 전달된다.
• 시스템 아키텍처는 데이터 관리를 위해 전자 건강 기록(EHR)과 통합된다.
• 프론트엔드 개발은 PHP를 사용하고, 백엔드는 안전한 데이터 저장 및 검색을 위한 MySQL 데이터베이스를 사용한다.
• 엔드 투 엔드 보안과 데이터 복구를 보장하기 위해 인코딩 및 디코딩 프로세스가 구현된다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 전자 처방은 전송 중 도청 및 변조로부터 어떻게 보호할 수 있는가?
• RQ2 스테가노그래피와 암호화를 결합하는 것이 민감한 의료 데이터를 보호하는 데 얼마나 효과적인가?
• RQ3 이중 보안 메커니즘(암호화 + 스테가노그래피)은 전자 처방의 기밀성과 무결성을 모두 보장할 수 있는가?
• RQ4 전자 건강 기록(EHR)과의 시스템 통합은 사용성과 보안에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 시스템은 눈에 띄는 왜곡 없이 디지털 이미지에 암호화된 처방 데이터를 성공적으로 임베딩한다.
• AES 암호화의 사용으로 처방 내용의 강력한 기밀성이 확보된다.
• 스테가노그래피 기법은 데이터 존재 자체를 숨기므로 해커에 의한 탐지 위험을 감소시킨다.
• 시험 과정에서 시스템은 안전한 전송과 신뢰할 수 있는 데이터 복구를 입증한다.
• EHR 통합 및 PHP/MySQL의 사용으로 실제 의료 환경에서의 실용적 구현이 가능하다.
• 이중 보안 기반 접근 방식(AES + 스테가노그래피)은 기존 전자 처방 시스템에 비해 보안 수준을 크게 향상시킨다.