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.     

基于代理重加密的电子病历数据共享方案

现有的电子病历大部分只能在医生与患者之间实现数据共享,数据用户难以访问患者的电子病历.针对该问题,提出一种利用代理重加密的电子病历数据共享方案.患者通过搜索陷门得到加密电子病历,数据用户要获取其电子病历,可请求患者和云服务器进行交互,云服务器生成重加密密钥,并对电子病历密文进行代理重加密,经患者授权后将重加密密文发送给...     

基于区块链的电子病历抗合谋共享方案

近年来,医疗数字化和医疗大数据的兴起提高了电子病历的价值,也带来了很多来自网络的攻击和威胁,如何保证电子病历存储和共享的安全已成为亟需解决的问题。从云计算到区块链,从多方可信假设到去中心化监管,电子病历存储和共享的安全性研究愈加深入,但由于权限撤销和加密机制的限制,合谋攻击的防御仍依赖于可信假设。针对这一问题,提出可更新的代理重加密算法,具备密文和密钥的独立更新功能,利用异步更新机制进行彻底的权限撤销,实现无可信存储假设的抗合谋攻击。根据该算法,设计了抗合谋电子病历共享方案,通过重加密密钥和更新密钥的分发来实现患者对其电子病历的访问权限管理。分析和实验结果表明,该代理重加密算法符合安全性要求,且比现有算法更高效,显示了共享方案中抗合谋设计的轻量化特征。     

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。     

支持代理重加密的基于身份可搜索加密方案

现有的基于身份可搜索加密算法多数无法实现搜索权限的共享。为此,提出一种在云环境下支持代理重加密的基于身份的可搜索加密(IBPKS)方案。将基于身份的加密算法应用到可搜索加密中,并以代理的形式实现搜索权限的高效共享。同时,给出IBPKS方案的形式化定义和安全游戏。实验结果表明,该方案安全高效,在随机预言模型下满足一致性,并能抵抗适应性选择身份和选择明文攻击。     

云计算中基于属性的可搜索加密电子病历系统

电子病历是医学报告在云计算技术迅速发展下的一个重要产物,它的出现方便了医院和患者对病历的管理。然而, 患者的相关隐私数据存储在云上,就必然面临着隐私泄露、非法访问等隐患。为保护存储在云端的电子病历数据的私密性,提出了一个基于属性的可搜索加密方案,并给出了它在电子病历系统中的重要应用。与传统的可搜索加密方案相比,本方案降低了多用户环境下密钥管理的难度,且方案中的陷门可以在非安全信道上传输。此外,该方案可隐藏访问结构,具有细粒度访问控制,可根据数据拥有者的请求增加或撤销用户的访问权限。安全性分析表明,该方案保护了关键词的隐私性,可抵抗关键词猜测攻击,能有效防止隐私数据的泄露。关键词陷门匹配算法仅需一次双线性对运算,大大提高了搜索效率。     

基于区块链的多关键字细粒度可搜索加密方案

密文策略下基于属性的关键字搜索(CP-ABKS)技术可以对加密的数据实现细粒度控制和检索.现有CP-ABKS方案较少考虑云服务器的恶意行为和搜索过程的公平支付,且通常只支持单关键字密文检索.对此,文章提出基于区块链的多关键字细粒度可搜索加密方案.利用密文策略下基于属性的加密技术满足多用户检索,实现了细粒度访问控制和访问...     

基于分区型区块链医疗电子病历共享方案

针对基于传统区块链进行医疗数据共享时可扩展性受限制的问题,提出一种基于分片技术的区块链扩容共享方案.首先,基于跳跃一致性哈希算法进行周期性网络分片,通过随机划分全网节点大幅度降低单分片内女巫攻击的风险;其次,分片内使用可扩展的去中心化信任基础设施区块链(SBFT)共识协议以降低实用拜占庭容错(PBFT)共识协议的高通信...     

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.     

一种用于云存储的可撤销的属性加密方案

由于云存储用户数量大,成分复杂,云存储中数据的安全防护问题成为其发展的一大制约,近年来,基于属性加密技术解决云存储中数据安全存储问题成为研究热点,但传统的属性加密方案存在密文长度相对较大且属性撤销复杂等问题。引入代理重加密技术,针对以上问题提出一种可撤销的密文属性基加密方案,在缩短密文长度的同时实现属性撤销操作,并证明该方案在DBDH假设下CPA是安全的。     

A secure and efficient Ciphertext-Policy Attribute-Based Proxy Re-Encryption for cloud data sharing

Proxy Re-Encryption (PRE) is a useful cryptographic primitive that allows a data owner to delegate the access rights of the encrypted data stored on a cloud storage system to others without leaking the information of the data to the honest-but-curious cloud server. It provides effectiveness for data sharing as the data owner even using limited resource devices (e.g. mobile devices) can offload most of the computational operations to the cloud. Since its introduction many variants of PRE have been proposed. A Ciphertext-Policy Attribute-Based Proxy Re-Encryption (CP-ABPRE), which is regarded as a general notion for PRE, employs the PRE technology in the attribute-based encryption cryptographic setting such that the proxy is allowed to convert an encryption under an access policy to another encryption under a new access policy. CP-ABPRE is applicable to many network applications, such as network data sharing. The existing CP-ABPRE systems, however, leave how to achieve adaptive CCA security as an interesting open problem. This paper, for the first time, proposes a new CP-ABPRE to tackle the problem by integrating the dual system encryption technology with selective proof technique. Although the new scheme supporting any monotonic access structures is built in the composite order bilinear group, it is proven adaptively CCA secure in the standard model without jeopardizing the expressiveness of access policy. We further make an improvement for the scheme to achieve more efficiency in the re-encryption key generation and re-encryption phases.     

基于区块链的多权限属性隐藏电子病历共享方案

现阶段,不同医院之间没有数据交换共享,容易形成数据孤岛。同时,区域医疗数据含有大量患者的敏感信息,这些数据的公开获取、共享及流通会导致恶意篡改、窃取、滥用与所有权丢失,从而泄露患者隐私。由于庞大的医疗数据量以及医疗数据的非结构化,一些具有较强针对性的恶意攻击更加难以防范与追责,如对医疗数据的窃取、篡改、勒索等恶意攻击。针对以上问题,提出一种基于区块链的多权限属性隐藏电子病历共享方案,以实现共享电子病历的细粒度访问的同时,保证患者隐私安全。引入多授权属性加密（MA-ABE）算法,利用多权限机构管理分散属性,同时通过哈希函数来识别不同用户,可以有效抵抗不同权限用户之间的共谋攻击;利用线性秘密共享方案（LSSS）实现属性的部分隐藏,将属性分为属性名与属性值两部分,以保护属性隐私;结合区块链公开透明、不易篡改等特性,设计访问策略可更新算法,基于访问策略更新算法追加策略区块,将新的访问策略上传至区块链中形成策略可更新溯源链,在隐藏策略条件下实现分布式和可信赖的访问控制管理,同时实现数据隐私保护和用户行为的可追溯。通过安全性证明和实验分析,所提方案能在有效保护属性隐私的同时,降低计算开销。     

基于属性加密的个人医疗数据共享方案

目前有关共享医疗数据的研究中,存在患者对本人数据不可控、隐私泄露、共享效率低下等问题。针对这些问题,提出了一种基于属性加密的个人医疗数据共享方案。该方案的优势在于允许患者自主设置共享策略,实现了细粒度共享数据;设计属性撤销算法,及时变更用户共享权限;结合可搜索加密技术实现多关键词加密检索;描述医疗场景验证该方案合理性。安全性分析和实验结果表明,该方案能够在保护患者隐私的情况下,以较低的通信开销实现患者个人医疗数据共享。     

Cloud based data sharing with fine-grained proxy re-encryption

Conditional proxy re-encryption (CPRE) enables fine-grained delegation of decryption rights, and has many real-world applications. In this paper, we present a ciphertext-policy attribute based CPRE scheme, together with a formalization of the primitive and its security analysis. We demonstrate the utility of the scheme in a cloud deployment, which achieves fine-grained data sharing. This application implements cloud server-enabled user revocation, offering an alternative yet more efficient solution to the user revocation problem in the context of fine-grained encryption of cloud data. High user-side efficiency is another prominent feature of the application, which makes it possible for users to use resource constrained devices, e.g., mobile phones, to access cloud data. Our evaluations show promising results on the performance of the proposed scheme.     

一种基于策略控制的可撤销属性基代理加密方案

在分析现有一些可撤销属性基加密方案的基础上,提出了一种基于策略控制的可撤销属性基代理加密方案,该方案的仲裁者通过两个策略控制表(属性撤销表和属性代理表)灵活控制属性撤销和解密权利代理.通过查看属性撤销表,仲裁者拒绝对已撤销属性的用户进行解密操作,达到属性即时撤销的目的;当被代理者将解密权利代理出去时,将发送代理转换密钥给仲裁者,仲裁者利用属性代理表判定被代理用户是否具有密钥代理的权利,以达到属性灵活代理的目的.方案采用了线性秘密分享矩阵构造访问策略,以支持灵活的访问控制结构,同时利用了密钥分割技术为用户分发密钥.最后证明了方案的正确性和安全性.     

基于条件代理重加密的跨链数据共享方案

目前区块链大多属于异构链,信息孤岛问题严重,所以如何打破区块链垂直发展的封闭状态和实现链间互联互通一直是区块链的研究热点。针对联盟链之间数据共享难、互操作性差和存储压力大等问题,提出一种基于条件代理重加密的跨链数据共享方案。从各联盟链中选出高信用节点充当公证人并组成公证链,作为跨链共享的媒介;引入星际文件系统实现混合存储,减小存储压力;随机确定一位公证人作为代理者,执行条件代理重加密操作实现链间共享密文的状态转变;通过信用约束和激励策略,规范公证人的行为和提高各链节点参与数据共享的积极性。理论分析和实验结果表明,提出方案在跨链数据共享方面更安全可靠,具有较高的跨链交互效率和较低的存储开销。