Contribution à l’étude expérimentale d’un système de cryptographie de signaux : application aux images médicales

Abstract

Ces dernières décennies, la télémédecine a connu un essor considérable grâce au développement des technologies de l’information et de la communication. De nombreuses informations sont ainsi échangées entre les praticiens de la santé. Une grande partie de ces informations est constituée d’images médicales dont plusieurs contiennent des informations sensibles des patients et qui nécessitent de la confidentialité. Dans le souci d’assurer la sécurité d’images lors de leur transmission d’un point à l’autre, plusieurs algorithmes de cryptage sont développés, parmi lesquels ceux basés sur la fusion ou mixage d’images.Ces dernières sont de plus en plus mis à contribution. En fait, la majorité des systèmes de fusion d’images vise à fournir une information plus riche en vue d’une meilleure prise de décision. Cependant, ces dernières années, des techniques de fusion d’images ont plutôt été développées pour le cryptage d’images. Nous proposons dans ce document deux algorithmes de chiffrement à clés secrètes basés sur la fusion d’images. Par la suite, un début d’implémentation du premier algorithme est mené sur la carte intégrée à microprocesseur STM32F407ZET6 afin d’apprécier une possible mise en oeuvre du cryptosystème sur cette carte. Ces deux crypto-systèmes proposés sont bâtis suivant la structure confusion-diffusion. Le premier utilise les cartes chaotiques Henon, logistique-may et logistique-sine dans le processus de chiffrement, où deux images sont brouillées séparément, puis mixées afin de produire deux images hybrides. Le second réalise la fusion d’images cibles à deux niveaux : la transformation discrète en cosinus (DCT en anglais) est utilisée en premier temps pour fusionner les images cibles en deux images multiplexées, dont chacune sera permutée au niveau des blocks. Le second niveau de fusion est effectué par une relation non linéaire inspirée du modèle de Kramer. Les cartes may-gaussienne et gaussienne-gompertz sont utilisées comme générateurs de nombres pseudo-aléatoires dans ce second algorithme. Les tests d’évaluation des performances des algorithmes proposés ont été effectué sur des images standards de la communauté scientifique, et ensuite sur des images médicales. Les résultats obtenus après simulations, analyses et comparaison avec des algorithmes de la littérature montrent qu’ils sont satisfaisants en termes de robustesse, rapidité de temps d’exécution, quantité d’images à crypter et qualité d’images reconstruites. De plus, les algorithmes proposés présentent une structure simple et sont adaptés à une implémentation dans une architecture matérielle telle que la carte STM32F407ZET6.