Συγκριτική μελέτη πρωτοκόλλων διαχείρισης κλειδιών σε ιατρικά πληροφοριακά συστήματα

Abstract

Η κρυπτογραφία είναι ένας από τους σημαντικότερους επιστημονικούς κλάδους στον χώρο της τεχνολογίας και της επιστήμης των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Βασικός στόχος της κρυπτογραφίας είναι ο μετασχηματισμός ενός μηνύματος ή μιας πληροφορίας, έτσι ώστε να μην μπορεί να διαβαστεί από «τρίτους», εκτός δηλαδή του πομπού και του παραλήπτη. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται κρυπτογράφηση και για την λειτουργία της απαιτούνται ορισμένες παράμετροι που καλούνται κλειδιά. Τα πρωτόκολλα που διαχειρίζονται τα κλειδιά αυτά σε ένα δίκτυο είναι πολύ σημαντικά και η απόδοσή τους επηρεάζει την εφαρμογή όλων των κρυπταλγόριθμων πάνω στο δίκτυο. Σε αυτή την κατηγορία πρωτοκόλλων ανήκουν και τα σχήματα Συμφωνίας Κλειδιού Ομάδας (GKA ή Group Key Agreement). Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί μια συγκεντρωτική μελέτη των Πρωτοκόλλων Συμφωνίας Κλειδιού Ομάδας σε Ιατρικά Πληροφοριακά Συστήματα. Η μελέτη αυτή περιγράφει τα Πρωτόκολλα Συμφωνίας Κλειδιού καθώς και τον έλεγχο της ταυτότητας του ασθενή σε διαφορετικά προτεινόμενα πρωτόκολλα και πώς αυτά χρησιμοποιούνται στην υγειονομική περίθαλψη. Στην εργασία παρατίθεται ακόμα το κόστος, είτε επικοινωνιακό ή υπολογιστικό, με την χρήση παραμέτρων, εξισώσεων και κατάλληλων πινάκων, των ήδη υπαρχόντων πρωτοκόλλων που έχουν τελικό στόχο οι εμπλεκόμενες οντότητες (ασθενείς, γιατροί ή διακομιστές) να δημιουργήσουν ένα μυστικό κλειδί. Η κατηγοριοποίηση των πρωτοκόλλων έγινε σύμφωνα με την μέθοδο υπολογισμού του κλειδιού συνόδου (session key). Αν δηλαδή αυτή βασίζεται είτε σε συναρτήσεις κατακερματισμού ή σε χαοτικές απεικονίσεις (chaotic maps) ή στην χρήση ζευγισμών (pairing) ή σε άλλες συναρτήσεις ασύμμετρης κρυπτογραφίας (όπως είναι η κρυπτογραφία ελλειπτικών καμπυλών). Συνοψίζοντας, η συγκριτική μελέτη των πρωτοκόλλων συμφωνίας κλειδιού ομάδας στα ιατρικά πληροφοριακά συστήματα αποσκοπεί στην εύρεση του κατάλληλου πρωτοκόλλου για την καλύτερη επικοινωνία μεταξύ ασθενή και γιατρού καθώς και για την ασφάλεια ιδιωτικών εγγράφων και την άμυνα των συστημάτων έναντι εξωτερικών επιθέσεων. Εν κατακλείδι, η τελική επιλογή του κατάλληλου πρωτοκόλλου επηρεάζεται από τον τρόπο λειτουργίας του υγειονομικού συστήματος, τα μέλη αυτού καθώς και το κόστος που πρέπει να δαπανηθεί για να επιτευχθεί η άρτια υγειονομική περίθαλψη των ασθενών.