基于区块链的电子健康记录认证方案研究

发布时间：2021-05-17 17:41

　　电子健康记录（Electronic Health Records,EHRs）系统是近年来兴起的一种医疗数据管理系统。它是信息化浪潮在医疗领域所新兴的一种重要应用模式,一般是由医院及其内部组织进行维护和管理。在社会医疗环境中,病人的医疗数据被存储于不同的医院或组织机构中并且无法相互共享,所以病人在不同机构之间的数据相互认证操作就变得比较复杂。此外,医疗数据对病人来说是高度隐私的,而普通的认证机制容易造成病人医疗信息的泄露。因此,如何确保电子健康环境中病人的数据共享和数据隐私保护已经成为电子医疗快速发展亟待解决的关键问题。本文在深入研究电子健康记录系统普遍存在的共享和隐私问题的基础上,分析了电子健康数据的安全需求,主要着眼于电子医疗中的用户数据高效认证和隐私保护认证两个方面,提出更高效的安全认证方案。主要研究内容包括以下两个方面:1.提出一种针对电子健康记录联盟区块链系统的高效认证方案。该方案主要结合分布式密钥生成技术,在保证了去中心化的同时,利用批量认证的方法提高了数据验证效率。然后对方案的安全性进行了分析,最后从计算开销和通信开销两个方面与现有相关方案进行了对比,发现本方案在这两个方面... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 引言
    1.1 论文背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.基于云的电子健康记录系统
        2.基于区块链的电子健康记录系统
    1.3 课题研究目标
    1.4 论文组织结构
第2章 相关理论基础
    2.1 电子健康记录系统概述
        2.1.1 电子健康记录系统
        2.1.2 基于云的电子健康记录系统
    2.2 相关密码学理论
        2.2.1 群和有限域
        2.2.2 哈希函数
        2.2.3 双线性对
        2.2.4 秘密共享概述
    2.3 区块链概述
        2.3.1 区块链的定义与描述
        2.3.2 区块链的分类
        2.3.3 基于区块链的电子健康记录系统
    2.4 本章小结
第3章 针对电子健康记录联盟链系统的高效认证方案
    3.1 系统模型
    3.2 方案的详细过程
        3.2.1 系统初始化阶段
        3.2.2 弱中心初始化阶段
        3.2.3 密钥生成阶段
        3.2.4 用户签名阶段
        3.2.5 用户签名验证阶段
        3.2.6 弱中心签名阶段
        3.2.7 弱中心签名验证阶段
    3.3 方案的安全性分析
        3.3.1 抗合谋攻击性
        3.3.2 安全模型
        3.3.3 安全性定义
        3.3.4 用户签名伪造实例安全性证明
        3.3.5 弱中心伪造实例安全性证明
    3.4 方案的效率分析
        3.4.1 批量验证
        3.4.2 计算开销与通信开销
    3.5 本章小结
第4章 针对电子健康记录联盟链系统的隐私保护认证方案
    4.1 广义指定验证者签名证明系统基本定义
    4.2 系统模型
    4.3 方案的详细过程
        4.3.1 系统初始化阶段
        4.3.2 追溯中心与医院初始化阶段
        4.3.3 医院普通签名生成及验证阶段
        4.3.4 病人与医保局交互阶段
        4.3.5 追溯中心追溯签名阶段
    4.4 方案的安全性分析
        4.4.1 安全性定义
        4.4.2 不可伪造性证明
        4.4.3 抗仿冒攻击证明
        4.4.4 方案的可追溯性分析
    4.5 方案的效率分析
    4.6 支持节点变动的密钥授权方案
        4.6.1 更新主节点多项式阶段
        4.6.2 增加/减少从节点阶段
        4.6.3 增加/减少主节点阶段
    4.7 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 下一步工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双区块链的医疗记录安全存储与共享方案[J]. 张利华,蓝凡,姜攀攀,蒋腾飞.  计算机工程与科学. 2019(09)
[2]基于区块链和同态加密的电子健康记录隐私保护方案[J]. 徐文玉,吴磊,阎允雪.  计算机研究与发展. 2018(10)
[3]灵活访问且模糊可搜索的EHR云服务系统[J]. 闫铭,张应辉,郑东,吕柳迪,苏昊楠.  计算机科学. 2018(10)
[4]区块链隐私保护研究综述[J]. 祝烈煌,高峰,沈蒙,李艳东,郑宝昆,毛洪亮,吴震.  计算机研究与发展. 2017(10)
[5]区块链技术中的共识机制研究[J]. 韩璇,刘亚敏.  信息网络安全. 2017(09)
[6]基于区块链的医疗数据共享模型研究[J]. 薛腾飞,傅群超,王枞,王新宴.  自动化学报. 2017(09)
[7]区块链技术与应用前瞻综述[J]. 何蒲,于戈,张岩峰,鲍玉斌.  计算机科学. 2017(04)
[8]区块链技术综述[J]. 沈鑫,裴庆祺,刘雪峰.  网络与信息安全学报. 2016(11)
[9]从双线性对到多线性映射[J]. 张方国.  密码学报. 2016(03)
[10]区块链技术发展现状与展望[J]. 袁勇,王飞跃.  自动化学报. 2016(04)

博士论文
[1]安全秘密共享及其应用研究[D]. 许春香.西安电子科技大学 2003



本文编号：3192169