ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ НА ОСНОВЕ СХЕМЫ ШАМИРА В МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ
Аннотация
В современном мире медицинские информационные системы становятся наиболее популярными инструментами для обработки, хранения, систематизации и передачи меди- цинских данных пациентов. Медицинские обследования могут быть представлены в виде файлов различных форматов и сильно варьироваться по размеру (от нескольких байт до сотен гигабайт). Например, некоторые двоичные файлы имеют малый размер поскольку содержат лишь заключения врачей в виде текстового описания, а файлы, записи ночного видеомониторинга пациента или DICOM-файлы компьютерной томограммы органов чело- века, содержащие несколько сотен слайсов могут достигать размера в сотни гигабайт. Соответственно, большие файлы требуют значительных вычислительных ресурсов при передаче с сервера на сервер. Кроме того, при использовании метода обеспечения безопас- ности, который представляет собой алгоритм разделения секрета (файла с обследовани- ем) по схеме Шамира операции, операции по разделению секрета на части и слиянию час- тей воедино могут занимать больше времени при последовательном режиме работы, чем при параллельном. Поэтому, видится возможность ускорить процесс обработки больших данных без снижения уровня безопасности. Целью работы является подтверждение гипо- тезы уменьшения времени на выполнения операцией разделения и слияния частей секрета с использованием средств параллельных вычислений при реализации метода обеспечения безопасности по схеме разделения секрета Шамира в медицинской информационной сис- теме. Объектом исследования является метод обеспечения безопасности, который разра- ботан авторами для внедрения в подсистемы защиты информации медицинской информа- ционной системы. В рамках исследования проведен анализ наиболее эффективных средств для распараллеливания процессов (MPI и OpenMP) и выбран инструмент, подходящий под решение поставленной цели. Также проведены эксперименты (анализ времени в зависимо- сти от количества параллельных потоков и количества символов, содержащихся в DICOM файле), которые подтвердили концепцию возможности распараллелить алгоритм обмена секретом на основе схемы Шамира, добившись почти линейного ускорения с помощью биб- лиотеки MPI.
