基于区块链的医疗数据安全共享方案的设计与实现

发布时间：2023-11-07 20:26

　　随着大数据时代的到来,传统医疗领域迎来了一次变革,推动了医疗数据数字化与智慧共享,同时也带来了医疗数据安全性问题。医疗数据具有普遍的真实性、高价值和高隐私性,一旦泄露会对患者生活、医生工作带来很大的负面影响。针对上述问题,本文重点针对医疗数据在跨机构共享过程中的访问控制和数据安全授权展开研究。传统医疗数据系统通常采用一种集中化的授权模型实现数据共享,这种方式难以满足目前医疗数据共享的多样化需求,同时存在着中心节点被攻击的风险。本文利用区块链技术的去中心、不可篡改与可追溯等特性,结合密码协议,设计了针对医疗数据的数据授权方案,将数据的控制权由医疗机构转移到患者手中,实现数据申请、授权过程的公开、透明和可追溯,从而实现对数据共享过程的共同监督。本文的主要研究成果如下:(1)首先给出了一个基于属性加密的数据授权模型,采用分布式网络架构,该模型解决了传统属性加密中集中化策略管理问题,适合于存在多个数据授权方的数据共享场景。通过智能合约的设计,用户可以自主定义、更新个人医疗数据的访问策略。此外,该模型确保了数据共享中用户数据申请、数据共享、数据授权、访问策略更新等行为可审计。(2)针对单个数据申...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 区块链中数字医疗的研究现状和发展
        1.2.2 医疗数据保护技术的研究现状和发展
    1.3 主要研究内容
    1.4 论文组织结构
2 相关技术和背景知识
    2.1 密码学技术
        2.1.1 数字签名
        2.1.2 代理签密协议
    2.2 区块链技术
        2.2.1 区块链数据结构
        2.2.2 区块链实现数据安全共享的优势
        2.2.3 实用拜占庭容错算法
    2.3 本章小结
3 针对多授权方的属性基加密模型
    3.1 模型定义
        3.1.1 系统模型
        3.1.2 安全需求
        3.1.3 基于属性访问控制
    3.2 模型设计
        3.2.1 初始化阶段
        3.2.2 用户注册
        3.2.3 智能合约部署
        3.2.4 数据共享
        3.2.5 数据申请
        3.2.6 数据解密
        3.2.7 访问策略更新
        3.2.8 共识阶段
    3.3 安全性分析
    3.4 效率分析
    3.5 本章小结
4 针对单一授权方的代理签密模型
    4.1 模型定义
        4.1.1 系统模型
        4.1.2 安全模型
    4.2 改进的代理签密协议设计
        4.2.1 协议初始化
        4.2.2 用户注册
        4.2.3 生成授权证明
        4.2.4 生成代理密钥
        4.2.5 代理签密阶段
        4.2.6 解密阶段
    4.3 正确性分析
    4.4 可证明安全性分析
    4.5 效率分析
    4.6 本章小结
5 基于区块链的医疗数据共享方案案例实现和分析
    5.1 系统总体架构
    5.2 网络模型及其实现
        5.2.1 区块链网络模型定义
        5.2.2 区块链网络模型实现
    5.3 智能合约实现
    5.4 客户端实现和功能测试
        5.4.1 超级账本SDK模块
        5.4.2 智能合约安装
        5.4.3 用户注册
        5.4.4 数据上传
        5.4.5 数据申请
        5.4.6 访问策略更新
        5.4.7 交易和交易历史查询
    5.5 系统性能分析
    5.6 本章小结
6 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间主要的研究成果
致谢



本文编号：3861405