CN102436562A - 医学影像安全存储与传输的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种医学影像安全存储与传输的方法，可以随着数字化文件一同传输、存储的数字认证标签，在不改变DICOM数字化设备接口的前提下进行数字化图像的安全加固，并使用基于数字标签的索引来进行数字化图像文件的全生命周期的审计，最终构建出一套完整的基于SafeLabelLink方法的数据安全保障体制。本发明建立了一个全网统一的数字化图像文件安全标签颁发、认证的权威机构，最终实现全网统一且能够符合DICOM规范的数字化图像文件认证途径，保证了网内所有数字化图像文件的机密性、安全性、完整性、抗抵赖性，确保了期全生命周期各过程的安全、可控、可查、可溯。

Description

医学影像安全存储与传输的方法
技术领域
    本发明涉及数据安全存储与传输方法（SafeLabelLink），具体是一种确保医学影像文件安全存储与传输的方法。
背景技术
医学影像存储与传输系统（PACS，Picture Archiving & Communication System）是集放射学、影像医学、数字化图像技术、计算机技术及通信技术为一体的医学影像系统，它将医学图像资料转化为计算机数字形式，通过高速计算设备及通讯网络，完成对图像信息的采集、存储、传输、管理及处理等功能，具有图像的高保真实时传输，资源共享，查询检索简便同时可实现远程会诊的功能。
PACS是医院整体数字化、网络化的重要组成部分，是以医学影像领域数字化、网络化信息化的趋势为要求，以数字成像技术、计算机技术和网络技术为基础，以全面解决医学影像获取、显示、处理存储、传输和管理为目的的综合系统。随着PACS在医院工作中的广泛应用，其影像数据存储安全问题显得尤为突出，已成为医院信息工作的重要环节．
目前大部分国外PACS/RIS系统中都采用了数字签名技术来保证报告的不可篡改性，但是，对于图像在传输、存储和本地阅读过程中的真实性、完整性、机密性却没有安全手段来保障，导致数字化影像图片文件可能会未经许可泄露，给医院和患者带来种种不利影响。因此，如何能够在PACS系统的传输、存储与本地阅读等环节进行安全保护，确保数字化图像的真实性、完整性尤其是机密性成为保障医院数字化资产和患者隐私权所必须解决的问题。同时，在解决安全性问题的同时，还必须兼顾到DICOM国际规范的符合性，保证DICOM文件以及相关接口的标准性。
发明内容
为了解决PACS系统内数字化胶片在传输、存储过程中安全性方面的不足，本发明提出了一种基于数字标签的认证体制，使用可以随着数字化文件一同传输、存储的数字认证标签，在不改变DICOM数字化设备接口的前提下进行数字化图像的安全加固，并使用基于数字标签的索引来进行数字化图像文件的全生命周期的审计，最终构建出一套完整的基于SafeLabelLink方法的数据安全保障体制，从多个维度保证了数字化图像文件全生命周期的安全性。
全网内采用数字标签来进行数据安全认证，并建立起全网统一的安全标签颁发和认证机构——安全标签认证中心（SLCC Safe Label Certificate Center），由该机构负责对全网内所有存储与传输的数字化图像进行认证、数据保护等安全操作。
安全标签认证中心作为安全标签的发放与认证者，本身以服务提供者（服务器）形式存在，同时配备安全标签认证服务代理，可提供与各对接业务系统工作站的接口。
结合DICOM采集－传输－存储－使用的全生命周期，使用SafeLabelLink方法对数字化图像文件进行全程认证。
本发明的技术方案如下：
一种医学影像安全存储与传输的方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：
（1）、数字化图像安全采集：由数字化设备产生的数字化图像被数字化图像采集工作站采集并存储，数字化图像采集工作站内设有安全标签认证中心，当有数字化图像文件被采集后即收集所述的数字化图像文件的信息并向安全标签认证中心申请数据保护及安全标签，然后对所述的数字化图像文件进行加密、签名和绑定标签操作，最终形成安全的数字化图像文件，此时安全标签认证中心会在所述数字化图像文件的安全标签内记录日志以供审计；
（2）、数字化图像安全上传：经过上述步骤，数字化图像采集工作站采集到包含标签并加密过的安全数字化图像文件后，从安全标签认证中心获取通信密钥、服务器数字证书的密码要件，然后在DICOM 3.0协议下构建出一个安全的加密传输信道，将包含标签并加密过的数字化图像文件经所述的加密传输信道传输至数字化图像服务器；数字化图像服务器收到所述包含标签并加密过的安全的数字化图像文件后，将进行密码和DICOM规范两重验证，从密码和业务两个层面上保障上传文件的正确性，此时安全标签认证中心会在所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件的安全标签内记录日志以供审计；
（3）、数字化图像安全存储：包含标签并加密过的安全数字化图像上传至数字化图像服务器后，数字化图像服务器会根据标签中的业务信息生成文件的存储地址，并将所述包含标签并加密过的安全的数字化图像文件安全存储于数字化图像服务器中，此时安全标签认证中心会在所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件的安全标签内记录日志以供审计；
（4）、字化图像安全下载：阅读前会先将所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件下载到本地，安全标签认证中心在收到所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件下载请求后，会先向安全标签认证中心获取密码要件并构建出安全的加密传输信道，然后将所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件经该加密信道下载至数字化图像阅读工作站，然后，数字化图像阅读会对所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件进行密码校验，保证下载结果真实有效，此时安全标签认证中心会在所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件的安全标签内记录日志以供审计使用；
（5）、数字化图像本地阅读：数字化图像阅读工作站得到所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件后在本地打开，打开前先调用安全标签认证中心对所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件进行验证数字签名和解密操作，解密成功后会在系统内存中得到所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件并直接进行阅读，此时，安全标签认证中心会在所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件的安全标签内记录日志以供审计，上述操作过程不在本地硬件中存储，保证了数字化图像文件使用过程中的安全性；
（6）、数字化图像全生命周期审计：在上述的各步骤中，系统对各种数字化图像文件的操作都记录有日志且保存在安全标签中，安全标签认证中心可以根据安全标签中的日志记录内容对各种数字化图像文件进行全生命周期的完整审计。
本发明的有益效果：
本发明建立了一个全网统一的数字化图像文件安全标签颁发、认证的权威机构，最终实现全网统一且能够符合DICOM规范的数字化图像文件认证途径，保证了网内所有数字化图像文件的机密性、安全性、完整性、抗抵赖性，同时，电子标签中的日志信息可以保证数字化图像文件在跨服务器以及跨应用系统流转时不失控，最终做到数字化图像文件全生命周期的审计，确保期全生命周期各过程的安全、可控、可查、可溯；既保障了医院的数字化资产，减少了医院数字化图像数据的非法外流，又保障了患者的隐私，有助于树立医院良好的社会形象。
附图说明
图1是添加了安全标签认证中心（SLCC）后的PACS系统结构示意图，是整个业务+安全系统的物理结构示意。
图2是数字化图像安全采集流程图。
图3是数字化图像安全上传流程图。
图4是数字化图像安全存储流程图。
图5是数字化图像安全下载流程图。
图6是数字化图像本地阅读流程图。
图7是数字化图像全生命周期审计流程图。
具体实施方式
数字化图像安全采集流程：
如图2所示，数字化图像由数字化图像设备产生，在本发明中，采用SafeLabelLink技术对其过程进行安全保护，同时，本环节也是整个医学影像安全存储与传输过程的第一个环节。
数字化图像安全采集流程如下：
（1）、医生使用数字化图像设备对患者进行影像检查；
（2）、检查完成后数字化图像设备生成数字化图像文件；
（3）、数字化图像采集工作站通过设备接口获取新产生的数字化图像文件；
（4）、安全标签认证中心发现新数字化图像文件产生，获取图像信息并上报至安全标签认证中心；
（5）、安全标签认证中心收到代理上报的请求后，根据数字化图像文件信息生成安全标签，并返回标签及数字化图像文件密码信息给安全标签认证中心；
（6）、安全标签认证中心收到标签及数字化图像文件密码信息后加密签名数字化图像文件，同时生成绑定安全标签；
（7）、安全标签认证中心安全删除原有明文数字化图像文件；
（8）、安全标签认证中心对整个过程记录日志并保存于安全标签认证中心服务器中；
（9）、安全标签认证中心返回密文文件，数字化图像采集工作站收到密文文件并准备上传至DICOM服务器。本流程结束。
数字化图像安全上传流程：
如图3所示，数字化图像安全上传流程是数字化图像从客户端到服务端集中存储的通信过程，本发明重点在于保障通信信道的安全。各步骤如下：
（1）、数字化图像采集工作站准备上传数字化图像文件并通知安全标签认证中心；
（2）、安全标签认证中心收到消息后向安全标签认证中心申请安全通道密码数据；
（3）、安全标签认证中心收到申请后产生安全通道密码数据并下发；
（4）、安全标签认证中心收到安全通道密码数据后构建安全通道；
（5）、数字化图像采集工作站通过安全通道上传数字化图像文件；
（6）、数字化图像服务器通过安全通道收到数字化图像文件；
（7）、数字化图像服务器端的安全标签认证中心解析收到的数字化图像文件，根据安全标签中的信息校验签名并还原数字化图像文件；
（8）、数字化图像服务器得到还原后的数字化图像文件并继续进行校验数字化图像文件其他业务合法性等其他操作；
（9）、安全标签认证中心对整个过程记录日志并保存于安全标签认证中心服务器中。本流程结束。
数字化图像安全存储流程：
如图4所示：数字化图像安全存储流程主要内容是确保数字化文件的加密安全存储，防止服务器被攻击或数字盗取而导致的数字化图像信息外泄，其步骤如下：
（1）、数字化图像服务器收到包含标签的加密数字化图像文件；
（2）、数字化图像服务器端的安全标签认证中心根据标签，联网向安全标签认证中心发起文件真实性、完整性验证请求；
（3）、安全标签认证中心收到请求后验证文件真实性及完整性并返回结果；
（4）、安全标签认证中心根据标签内容生成存储位置信息并返回给数字化图像服务器；
（5）、数字化图像服务器得到密文文件及存储位置后安全存储文件；
（6）、安全标签认证中心对整个过程记录日志并保存于安全标签认证中心服务器中。本流程结束。
数字化图像安全下载流程：
如图5所示：数字化图像安全下载流程是数字化图像文件从服务器到各影像阅读客户端工作站的过程，本发明重点在于保障通信信道的安全，其步骤如下：
（1）、数字化图像阅读工作站发起下载数字化图像请求；
（2）、安全标签认证中心联网申请安全通道密码数据，获得安全标签认证中心下发的安全通道密码数据后构建安全通信信道；
（3）、数字化图像服务器收到请求后处理得到数字化图像文件，并通过安全通道下发；
（4）、数字化图像阅读工作站通过安全通道收到数字化图像文件；
（5）、安全标签认证中心根据安全标签中的信息校验签名并还原数字化图像文件并返回给数字化图像阅读工作站使用；
（6）、安全标签认证中心对整个过程记录日志并保存于安全标签认证中心服务器中。本流程结束。
数字化图像本地阅读流程：
如图6所示：数字化图像本地阅读流程是数字化图像文件客户端本地阅读操作的全过程，本发明重点在于构建客户端本地的安全环境，以防止来自客户端的数字化图像信息泄露事件发生，其步骤如下：
（1）、数字化图像阅读工作站打开包含标签的加密数字化图像文件；
（2）、安全标签认证中心在打开文件后联网向安全标签认证中心发起文件验证请求，验证通过后根据标签内容解开明文于临时内存中；
（3）、数字化图像阅读工作站打开内存中的数字化图像文件数据进行图像浏览；
（4）、安全标签认证中心对整个过程记录日志并保存于安全标签认证中心服务器中；
（5）、安全标签认证中心在数字化图像阅读工作站阅读完毕后清除内存中明文以保证安全。本流程结束。
数字化图像全生命周期审计流程：
如图7所示：由于数字化图像从产生开始全部生命周期内的操作都由安全标签认证中心记录日志并保存于安全标签认证中心服务器中，所以系统管理员在任意时刻都可以对数字化图像进行全生命周期审计，其步骤如下：
（1）、系统管理员使用后台管理软件查看日志；
（2）、后台管理程序收到指令后向安全标签认证中心请求查询安全标签中的数字化图像全生命周期日志；
（3）、安全标签认证中心连网从安全标签认证中心内查询日志，成功后返回数字化图像全生命周期日志至后台管理程序；
（4）、后台管理程序展现数字化图像全生命周期日志。

Claims (1)

1.一种医学影像安全存储与传输的方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：
（1）、数字化图像安全采集：由数字化设备产生的数字化图像被数字化图像采集工作站采集并存储，数字化图像采集工作站内设有安全标签认证中心，当有数字化图像文件被采集后即收集所述的数字化图像文件的信息并向安全标签认证中心申请数据保护及安全标签，然后对所述的数字化图像文件进行加密、签名和绑定标签操作，最终形成安全的数字化图像文件，此时安全标签认证中心会在所述数字化图像文件的安全标签内记录日志以供审计；
（2）、数字化图像安全上传：经过上述步骤，数字化图像采集工作站采集到包含标签并加密过的安全数字化图像文件后，从安全标签认证中心获取通信密钥、服务器数字证书的密码要件，然后在DICOM 3.0协议下构建出一个安全的加密传输信道，将包含标签并加密过的数字化图像文件经所述的加密传输信道传输至数字化图像服务器；数字化图像服务器收到所述包含标签并加密过的安全的数字化图像文件后，将进行密码和DICOM规范两重验证，从密码和业务两个层面上保障上传文件的正确性，此时安全标签认证中心会在所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件的安全标签内记录日志以供审计；
（3）、数字化图像安全存储：包含标签并加密过的安全数字化图像上传至数字化图像服务器后，数字化图像服务器会根据标签中的业务信息生成文件的存储地址，并将所述包含标签并加密过的安全的数字化图像文件安全存储于数字化图像服务器中，此时安全标签认证中心会在所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件的安全标签内记录日志以供审计；
（4）、字化图像安全下载：阅读前会先将所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件下载到本地，安全标签认证中心在收到所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件下载请求后，会先向安全标签认证中心获取密码要件并构建出安全的加密传输信道，然后将所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件经该加密信道下载至数字化图像阅读工作站，然后，数字化图像阅读会对所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件进行密码校验，保证下载结果真实有效，此时安全标签认证中心会在所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件的安全标签内记录日志以供审计使用；
（5）、数字化图像本地阅读：数字化图像阅读工作站得到所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件后在本地打开，打开前先调用安全标签认证中心对所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件进行验证数字签名和解密操作，解密成功后会在系统内存中得到所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件并直接进行阅读，此时，安全标签认证中心会在所述包含标签并加密过的安全数字化图像文件的安全标签内记录日志以供审计，上述操作过程不在本地硬件中存储，保证了数字化图像文件使用过程中的安全性；
（6）、数字化图像全生命周期审计：在上述的各步骤中，系统对各种数字化图像文件的操作都记录有日志且保存在安全标签中，安全标签认证中心可以根据安全标签中的日志记录内容对各种数字化图像文件进行全生命周期的完整审计。
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