基于区块链的医疗数据共享模型研究

根据医疗行业现状,不难发现各医疗机构间共享数据困难,因为医疗数据的校验、保存和同步一直是一个难点.病人、医生以及研究人员在访问和共享医疗数据时存在严格的限制,这一过程需要花费大量的资源和时间用于权限审查和数据校验.本文提出一个基于区块链的医疗数据共享模型,具有去中心化、安全可信、集体维护、不可篡改等特点,适用于解决各医疗机构数据共享的难题.本文详细介绍了模型的组件以及实现原理.将现有医疗机构进行分类,配合使用改进的共识机制实现了方便、安全、快捷的数据共享.此外,通过对比医疗数据共享存在的问题,分析了本模型的优势以及带来的影响.     

Medical Chain:联盟式医疗区块链系统

医疗数据共享、防篡改、防泄漏一直是困扰医疗行业的难题.一位患者在转诊时,往往无法提供以往的就诊信息,原因在于国内各医院医疗信息大多数情况下无法共享,而仅能通过病历、检验单等极易丢失的纸质信息来实现一部分医疗信息的共享.同时,患者的医疗信息极易造成泄露,在出现医疗纠纷时所提供的医疗信息也无法保证真实性与公正性.本文设计了一个基于实用拜占庭容错算法（Practical Byzantine fault tolerance,PBFT）的联盟式医疗区块链系统,该系统是一个多节点共同维护与共享的,并且能够防止医疗数据被篡改、泄露的医疗系统,可用来解决这些医疗难题.与现有医疗区块链系统相比,本系统具有一定的优越性与较好的适用性.     

一种基于区块链的大健康数据存储和共享模型

针对各类机构健康数据共享困难、用户隐私保护不力等问题,提出一种基于区块链的大健康数据存储和共享模型,实现居民健康数据的安全存储和共享.为了处理跨链交易数据,保证数据跨域流转过程中的安全性、完整性、一致性,提出基于联盟链的双链网络模型.其中,联盟链存储数据的hash摘要、存储地址、关键字密文;大健康联盟链存储数据跨域访问记录,并利用代理重加密技术对跨域数据进行重加密操作.为了防止节点共谋并提高共识效率和模型容错率,设计一种基于节点信誉的当值节点选择方案.通过安全性分析和仿真实验得出方案的安全性与高效性,证明其适用于大健康数据存储和共享模型.     

基于区块链的电子医疗病历共享方案

针对当前各医疗相关机构间数据共享困难、数据隐私易泄露等问题,提出了一个基于区块链的电子医疗病历（EHR）共享方案。首先,基于区块链不可篡改、去中心化、分布式存储的特点,设计了基于区块链的EHR数据共享模型,采用区块链网络和分布式数据库共同存储加密的EHR及相关访问控制策略,防止EHR数据被篡改和泄露;其次,将分布式密钥生成（DKG）技术与基于身份的代理重加密（IBPRE）技术相结合,设计了数据安全共享协议,协议使用委托权益证明（DPOS）算法选取代理节点,重加密EHR,实现单对用户间的数据共享。安全性分析表明,所提方案能够抵抗身份伪装和重放攻击。仿真实验与对比分析表明,DPOS算法的效率高于工作量证明（POW）算法,略低于实用拜占庭容错（PBFT）算法,但所提方案去中心化程度更高,耗费算力较小。     

基于区块链的医疗数据共享模型设计

医疗数据对患者有着重要的作用,有助于患者的跨机构就医。为了安全高效地共享医疗数据,提出了一个以患者为中心的医疗数据共享模型。利用区块链技术构建可信的网络环境;使用变色龙哈希函数连接区块,实现数据的可编辑性。患者的医疗数据全部存储于一个区块中,消除了数据的碎片化。通过医疗数据共享模型,可以实现医疗数据安全高效地共享。     

基于区块链的数据安全管理系统

数据作为21世纪最重要的资源财富,能为人们创造巨大的商业价值,而数据共享能使收益最大化.针对数据共享存在的隐私泄露、第三方信任危机、数据确权等问题,提出一种基于区块链场景的数据安全管理系统.利用区块链共识协议实现去中心化的数据共享,隐私安全是数据共享的关键,采用签密和基于LWE的BGN加密方案解决隐私泄露问题,采用区块...     

基于区块链的仪器租赁模型

当前租赁产业版图不断扩张,不论是从物品种类还是租赁形式都在不断的推陈出新.而在传统中心化租赁平台中对租赁物的评估数据及流程中所产生的交易信息都是由专有的非透明内部数据库收集,这可能导致了系统的潜在滥用.本文利用区块链的"数据可溯源"、"不可篡改"和"去中心化"等特性,提出了基于区块链的仪器租赁模型的设计.在租赁平台中结...     

基于区块链的电子医疗病历可控共享模型

电子医疗病历共享能够提高医疗诊断的准确性, 促进公共医疗领域的发展. 针对目前普遍存在的不同医院之间病历共享困难、病人无法掌握其病历的使用情况等问题, 本文提出了病人可控、云链协同的病历共享模型. 各级医院组成联盟区块链, 病历数据实行链上、链下混合存储. 病历共享模型利用聚类算法, 改进实用拜占庭共识算法, 使得各节点可以更高效地达成共识. 将基于属性的加密方案与多关键词加密方案结合进行病历加密, 实现了数据可控共享, 病人可自主定义访问策略, 同时用户可以对加密病历进行安全、精确检索. 考虑到用户属性的动态更新, 本文设计了属性更新子协议. 最后评估了模型的安全性和性能, 并分析了模型的优劣势.     

基于区块链的患者在线交流模型

针对目前互联网上虚假信息盛行,患者在互联网上交流时无法保证共享信息真实性的问题,提出了一种基于区块链的患者在线交流模型,患者可以匿名与其他患者共享真实的医疗数据并进行交流.首先,使用患者的数字身份保护隐私,将患者交流所需要的医疗摘要数据上传至区块链,并且公开全部数据以供检索,可以使患者检索到需要的病例而不会定位到具体的患者;其次,为了避免授权人员的恶意上传行为,设定智能合约对数据上传进行多重身份认证,医生和患者相互制约,保证链上数据全部真实可靠;最后,改进的RAFT共识算法可以快速识别拜占庭节点从而更好地使区块链达成共识.通过实验对模型性能进行评估,结果表明该模型在保证患者隐私的前提下,可以进行医疗数据的共享,满足患者在线交流需求.     

基于区块链技术的健康医疗数据隐私加密控制系统设计

为确保电子健康记录系统尽快实现安全地医疗数据共享,克服传统隐私加密控制模型访问时延增长率较高,控制效果不够平稳的问题,本文基于区块链技术对健康医疗数据隐私加密控制系统进行了设计研究。采用C/S体系结构,设计了4层的基于区块链技术的的加密控制系统硬件。在系统软件的软件部分,采用了基于无证书公钥体制的内容提取签名方案,完成了对健康医疗数据隐私保护功能的设计。采用区块链技术,提出了数据加密访问控制方法MDACSC,在该方法中设计区块结构和链式存储结构,将后序遍历策略树匹配算法与分类分级属性算法应用到访问控制结构中提升访问控制效率,完成对健康医疗数据的加密访问控制。采用PoP-DPoS算法设计了改进共识机制,以确定记账权归属,优化了加密控制方法。经实验测试实现了对健康医疗数据隐私的加密控制,结果表明:该模型访问时延增长率较低,具有平稳、高效的访问控制性能,密文小、加密成本低,解密成本极高,并且数据安全系数达到了0.98,说明该系统总体应用效果良好。     

基于区块链的工业互联网安全平台

在传统的工业互联网平台中,终端设备产生数据的安全和隐私问题是阻碍工业互联网发展的主要瓶颈.伴随着终端数据量几何式的增长,保护数据的安全性和完整性已经成为工业互联网的核心研究领域.本文首先设计了一种基于区块链的设备和数据管理的体系架构,提供了一个可靠的防篡改的数据库.然后,利用数字证书对平台采用权限访问控制机制,提高平台的准入的安全等级.其次,通过链码间接地对终端设备及其配置文件进行管理,避免了终端设备随意地接入对数据造成污染的问题.最后,通过终端设备自身的公私钥来对终端设备产生的数据进行打包加密处理,利用区块链的共识机制,存储在区块链上.通过实验表明,所提出的方案具有良好的稳定性、安全性和可操作性.     

基于区块链的RFID大数据安全溯源模型

近年来,区块链技术不断发展,受到了广泛重视,被普遍视为解决数据安全问题的重要工具。RFID大数据是物联网中重要数据的来源,对数据的安全性要求也非常高。数据溯源追踪是RFID物联网技术的重要应用领域之一,目前广泛应用于农牧产品原产地追溯、工业生产的原材料和零配件追溯,以及消费品防伪等方面。区块链在改善大数据溯源安全性方面 发挥着重要作用。文中提出了一种基于区块链技术的RFID大数据溯源安全模型,并在RFID大数据的追踪溯源过程中应用区块链技术,形成了多方参与且信息透明、共享、保真的溯源链;在RFID溯源物品的生产、加工、销售等多个环节建立区块链账本,建立起RFID大数据的溯源全程链式路径,路径直达终端使用者,从而实现RFID大数据的溯源安全管理。     

基于区块链的分布式无人机数据安全模型

针对无人机协同作业信息安全和数据通信问题,提出一种基于区块链的分布式无人机数据安全模型。首先,利用轻量化加密技术重构无人机区块链结构,设计适用于物联网边缘计算场景的分布式区块链网络模型;然后,调用智能合约实现区块链数据的安全共享,并结合信誉评估方案和代理权益证明思想,提出融合共识协议的的工作量证明方法完成数据交易。实验结果表明：作为数据安全共享实例,所提方法可使受攻击的无人机信誉值降至不可信任状态,并在不同攻击模式下的能够有效抑制恶意攻击,执行自适应工作量证明的共识算法的正常节点交易率可提升3-4倍,为无人机数据共享提供了安全保障。     

基于区块链的ICS数据安全策略研究

随着“中国制造2025”规划的推进,工业控制系统(industrial control system,ICS)日益增长,工控网络安全性和可靠性得到普遍关注。区块链思想和技术的出现,为数据安全性和可靠性提供了新的思路。针对工业控制网络中的数据安全问题,将区块链技术应用于工业控制网络中,再结合区块链的关键技术,以及区块链不可篡改、分布式记账和不可伪造的去中心化特点,提出了在工控区块链网络环境下的共识控制模型。在模型中记录一旦被输入就永远不会被更改或删除,想通过干预个别节点而篡改数据是不可能的,除非对全网信息进行干预,保证了模型中节点之间的数据的一致性。通过OPNET网络仿真软件对工控区块链网络进行仿真,其网络延时和吞吐量都说明了区块链技术能实现工业控制系统的网络安全、数据安全,使工业控制网络可靠、安全、高效、低成本。     

基于区块链的电子病历数据共享方案

以区块链为数据存储平台的电子病历系统是当下研究的热点. 存储在区块链上的数据是不可变的, 这加强了数据的安全性. 提出了一个基于区块链的电子病历数据共享方案, 实现了患者和第三方数据用户在不侵犯患者隐私的前提下共享患者电子病历. 使用私有链与联盟链构造方案的系统模型, 医院服务器上存储患者的电子病历密文, 私有链上存储患者病历密文的哈希值和关键字索引, 联盟链上存储由关键字索引构成的安全索引. 同时利用可搜索加密技术实现了联盟链上对关键字的安全搜索, 运用代理重加密算法实现了第三方数据用户对患者电子病历的共享. 通过数值实验对方案进行了性能评估.     

基于区块链技术的动态数据存储安全机制研究

为解决攻击者对动态数据的篡改、伪造等潜在安全问题,提出了一种基于区块链技术的动态数据安全存储方案。首先,给出了动态数据存储安全问题的数学模型;其次,分析了共识终端最大化自身收益的局部行为与保障动态数据存储系统安全性和有效性整体目标的一致性;再次,设计了适用于动态数据存储安全的共识机制、实例系统所有权状态转移函数和动态数据存储体系结构;最后,分析了系统随机状态模型下动态数据存储区块链的质量特性和生长特性。分析结果表明,在核准加入方式下,该方案能够有效杜绝攻击者对“动态数据账本”的非授权改动,有效地提高了动态数据的可信度。     

基于区块链技术的工控数据安全传输系统设计

目前工控数据存在安全传输系统加密速率较低,导致加密过程稳定性较差;为了解决上述问题,基于区块链技术设计了一种新的工控数据安全传输系统;系统硬件采用嵌入式的麒麟990处理器,处理器由单片机、内存器以及扩展电路组成,采用双频JJSH-9传输器代替传统的传输器;传输器两端设置双频的GPS接收天线,完成工控数据的发送和接收工作,配置PLC多路导轨式控制器;利用非对称加密算法,对需要传输的工控数据进行加密,保证数据的安全性;非对称加密算法由数据加密和解密两部分组成,算法通过密钥空间序列自动生成密钥对,可以生成解密密钥,完成解密;实验结果表明,基于区块链技术的系统传输速率在15～20 kbps范围内,传输速率波动平稳;传输效率在95%～99%之间,能够保证加密速率和数据传输的稳定性。