基于双区块链的医疗记录安全存储与共享方案

在当前的医疗信息化建设中,电子医疗记录的存储与共享给病人带来了隐私泄露的风险,从而造成名誉损害和财产损失。现有的多数保护隐私的医疗记录存储与共享方案使用了中心化的管理节点,容易遭受集中攻击导致单点失效和恶意篡改的威胁。针对这些问题,设计了一个双区块链结构的医疗记录安全存储与共享方案 EMRSBC,其中使用2条联盟链分别用于医疗记录存储与共享。该方案解决了传统单链应用中拓展性差、吞吐量低的问题,将医疗记录的共享与存储分开,利用区块链的去中心化特性以及智能合约的链上代码实现在不可信环境中的访问控制,有效地保护了病人的隐私数据在存储与共享过程中的安全性。     

基于多层次区块链的医疗数据共享模型

基于区块链的医疗数据共享能够有效地提升医疗数据的可信性,但是面临着链上存储容量有限、缺乏数据隐私保护等问题。针对这些问题,提出一个基于多层次区块链的医疗数据共享模型。对个人医疗数据进行加密后上传到链下的分布式存储中,并将数据索引信息上传到链上,利用多层次区块链协同技术和链上链下混合存储方式提高存储效率;引入差分隐私保护联邦学习中模型参数,提升数据的隐私安全。实验结果表明,相对于以太坊而言,该方案机构存储开销平均下降了60%左右,用户存储开销平均下降30%左右。     

属性基加密和区块链结合的可信数据访问控制方案

传统的数据存储方式往往采用集中式架构,这种集中式存储架构容易产生信任和安全问题.文章提出一种属性基加密和区块链结合的可信数据访问控制方案,将对称加密算法和属性基加密算法结合,实现了数据所有者对数据的细粒度访问控制,保障了数据所有者的隐私保护权利.同时,文章将区块链技术和分布式存储相结合,区块链上仅存储数据及密文位置的哈...     

基于区块链的医疗数据滥用监控平台设计与实现

医疗管理系统维护并存储了大量准确且敏感的用户个人信息,具有极高的利用价值,因此这些数据成为了攻击者觊觎的目标.文章提出一种基于区块链技术的医学数据操作记录系统(RecordGuard),该系统可以记录医务人员或患者对医疗数据的使用情况,并通过区块链技术存储数据,帮助监管机构跟踪医疗数据操作记录,从而确保信息的安全.同时...     

基于区块链技术的身份认证研究综述

区块链技术由中本聪于2008年的白皮书中提出。作为点对点网络中的一种去中心化和分布式公共账本技术,区块链应用链接块结构来验证和存储数据,用可信共识机制来同步数据变化,为身份认证的实现提供了一种可信的技术方案。与传统集中式认证方式相比,基于区块链技术的身份认证可以在保护数据真实可靠、节点隐私安全的同时实现数据共享。文中概述了基于区块链技术的身份认证研究现状及进展。首先,从区块链的技术架构、分类以及共识算法系统地介绍了区块链的一些基本理论;然后重点介绍了口令认证技术、生物识别技术、PKI技术以及其结合区块链应用的身份认证目前的研究现状;接着从物联网、车联网、智能电网、金融、医疗等应用方面介绍了基于区块链的身份认证技术的研究进展;最后分析了区块链身份认证技术目前存在的问题,并展望了未来的发展趋势。     

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。     

融入区块链技术的医疗数据存储机制

医疗机构现有数据库存储的单一性和集中性,使得电子医疗数据的安全性、完整性和可追溯性无法得到保证,从而导致患者的医疗隐私受到威胁。虽然已有研究提出了基于云存储等数据安全存储的方案,但是其需要依赖一个完全可信的第三方来保证交互的可靠性。为此,文中提出了去中心化的区块链信息管理方案来实现医疗数据的安全存储。该方案采用了改进PBFT共识算法和优化Hash加密算法,将医疗数据安全有效地存储于分布式数据库中,保证了医疗数据的完整性和可追溯性;同时,设计了全新的数据交互系统来阻止第三方与数据库的直接交互,以防止不可信的第三方恶意破坏医疗数据,保证了数据的安全性;最后,通过访问控制与Lucene检索机制保护患者的隐私并实现医疗数据的快速检索。实验分析表明,相较于工作量证明(Proof of Work,POW)、股份授权证明(Delegated Proof of Stake,DPOS)等算法,改进的PBFT共识算法为医疗区块链系统提供了更优的稳定性和吞吐量;相比于普通的数据库交互,数据交互系统有效地阻止了对数据库的直接操作,具有较好的安全性和防篡改性。实验数据表明,去中心化的医疗数据存储系统、改进的PBFT共识算法以及数据交互系统的架构,实现了医疗数据的安全、可追溯和防篡改,解决了医疗数据集中存储、不可追溯和易受攻击等难点,为进一步推动区块链技术应用于医疗信息行业的发展奠定了基础。     

LBA：轻量级区块链架构

针对现有区块链架构在面临垂直结构型的轻量级应用时存在着结构冗余、性能不足的缺点,提出一种轻量级区块链架构(lightweight blockchain architecture,LBA).在数据层,提出按行存储机制提高数据读写效率,并增加基于MongoDB的存储方式,支持海量数据的线下隔离存储.在共识层,设计分层共识机制,将节点按事务粒度划分为决策层和执行层,减少参与共识的节点数量,提升共识效率.在网络层,提出分布式结构化网络模型,提高网络中数据的广播效率.在应用层,设计自定义事务接口,支持不同场景下的区块链系统功能定制,采用自定义的有限状态机取代图灵机,提高智能合约的可控性和降低复杂度.实验仿真结果表明,LBA架构能有效提高区块链系统中的数据存储效率、网络通信和共识效率,适用于区块链的轻量级中小型应用.     

基于区块链技术的医联体系统架构研究

在我国医疗发展中,医联体的作用越加越显著,医联体分级医疗、双向转诊的模式使得群众方便就医,充分发挥了三级医院的龙头作用,极大的促进了现代医疗的建设与发展。在医联体建设中,医院间数据共享时需要保障数据的安全,并需要建立明确的协议标准,传统的医联体架构已无法解决这些问题。采用区块链中的联盟链技术,根据区块链的去中心化、安全保障等特点,对现代医联体建设提出新的技术思想与系统构架,保障了医联体医院间数据传输的数据安全问题,使医联体更好地适应医疗领域发展。     

基于区块链的医疗信息属性加密访问控制方案

医疗信息的访问互通有助于医生掌握转诊患者的病情,及时准确地为患者提供医疗服务。然而医疗数据涉及到患者的隐私,存在数据泄露的风险,一旦泄露不仅会损害医疗机构的声誉,还会影响患者的个人生活,并且医疗信息大多由医疗机构管理,患者对自己医疗数据的使用情况并不知情。访问控制是医疗信息共享中重要的安全机制,其中,基于属性的加密机制可以实现细粒度的访问控制,但是仍存在属性授权集中、解密开销大和追溯难的问题。区块链技术在实现分布式医疗机构节点间信任建立和数据共享方面有很多优势。因此,针对上述问题,本文从医疗数据共享场景下患者敏感信息保护的需求出发,结合区块链技术对医疗信息的访问控制机制进行研究,提出了一个基于区块链的医疗信息属性加密访问控制方案,建立了多授权机构的访问控制模型,避免了单一授权带来的信任问题;设计了代理解密算法,降低了终端的解密开销,提高了解密效率;支持访问者的属性撤销,实现了患者对医疗数据的灵活控制;同时,利用区块链自身优势实现了对属性授权机构的追溯问责。安全性分析与性能分析表明,所提方案在随机预言机模型下是静态安全的,且具有更低的计算开销和存储开销。     

矿山物联网区块链机制研究

矿山物联网规模大和海量数据传输的特点使得传统的网络安全和隐私防护方法无法保障关键数据的可溯源性和可信度。分析认为目前矿山物联网面临的主要安全风险是缺少数据传输可追溯性和可信性保障机制、缺少系统设备全面的签名验签保障机制、系统架构中缺少安全载体部署。指出区块链技术可解决上述问题,介绍了矿山物联网区块链结构、加密算法、共识机制等关键技术。提出了矿山物联网区块链机制：在矿山物联网感知层与传输层之间增加具备边缘算力的边缘层,部署承载区块链核心功能的安全载体,构建矿山物联网区块链部署架构;设计了矿山物联网区块链机制下的数据传输流程,采用非对称加密技术保证数据传输的安全性;在矿山物联网应用层采用数据链管理平台实现关键数据上链、数据溯源、分布式存证等功能。矿山物联网区块链机制可提高矿山物联网的信息安全保障能力和安全等级,使其满足GB/T 22239-2019《信息安全技术网络安全等级保护基本要求》中的扩展要求,降低对集中化运维的需求。     

基于跨链的医疗数据安全共享方案

医疗机构之间的医疗数据共享对于实现跨医院诊断并促进医学研究发展有着举足轻重的作用.为了解决医疗机构之间医疗数据共享困难的问题,我们提出了一种基于跨链的医疗数据安全共享方案.采用中继链、跨链网关和数据链结合的跨链架构,结合AES和CP-ABE加密算法进行细粒度的医疗数据访问控制.同时利用可搜索加密技术实现医疗数据的安全搜索.为缓解区块链的计算存储开销,将IPFS和区块链相结合,链下存储密文,链上存储密文地址和密钥.通过安全性分析和实验证明,该方案在医疗数据安全共享方面具有可行性.     

基于TBchain区块链的高可信云存储模型

云存储中的数据可能会遭受非法窃取或篡改,从而使用户数据的机密性面临威胁。为了更加安全、高效地存储海量数据,提出一种支持索引、可追溯、可验证的云存储与区块链结合的存储模型CBaaS(Cloud and Blockchain as a service),它可以增强云中数据的可信性。另外,区块链的协商一致协议导致交易的吞吐量低,处理速度慢,严重制约了去中心化应用的发展。基于此,文中实现了一个三层架构的区块链模型TBchain(Three-tier architecture Blockchain),其通过分割区块链的一部分并将其锁定在更高级别区块链的块中提高区块链的可伸缩性,从而提高区块链中交易的吞吐量。此外,区块链由于去中心化的需求占用了海量节点的大量存储空间,这极大地限制了以区块链技术为基础的数据库系统的发展与应用。通过TBchain将一部分交易存储在本地,增加了区块链存储容量的可扩展性。云存储对象元数据中的ETag标示一个Object的内容,可以用来检查Object内容是否发生变化。将云存储中的对象元数据存储在区块链上,利用ETag值可以用于检查Object内容是否发生变化的特性和区块链...     

基于双区块链及物联网技术的防伪溯源系统

在产品安全日益重要的今天,传统的产品溯源系统依旧存在着中心化存储、数据可信度低、数据易窜改及责任人定位困难等问题。区块链技术凭借其分布式存储、链式结构、不可窜改和高容错性等特点,能在信息的搜集、存储和共享等过程中实现数据溯源功能,并借助物联网技术保证区块链源头数据的真实可靠,以实现对产品信息的实时跟踪。基于此,提出了使用双区块链和物联网技术的产品防伪溯源系统,分析了该溯源系统的安全性并通过仿真实验验证了该系统的可行性,对区块链技术和产品安全领域的进一步结合提供了参考和借鉴。     

面向时空数据的区块链研究综述

时空数据包括时间和空间2个维度,常被应用于物流、供应链等领域。传统的集中式存储方式虽然具有一定的便捷性,但不能充分满足时空数据存储及查询等要求,而区块链技术采用去中心化的分布式存储机制,并通过共识协议来保证数据的安全性。研究现有区块链1.0、2.0和以Block-DAG为代表的3.0体系架构及性能特点,分析三代区块链架构应用于时空数据时的性能支持度、优化方式以及局限性,并对区块链技术在时空数据领域的应用前景、存在的问题和未来的研究方向进行展望。     

区块链在医疗领域应用探讨

区块链技术的快速发展与普及,为区块链在各行各业的应用打下基础,区块链在医疗领域的应用也越来越广泛。由于区块链具有不可篡改、去中心化、分布式存储的特点,本文探讨了区块链在医疗领域中的应用场景。重点探讨了区块链技术在分级诊疗、药品溯源和数据安全和存储方面的应用,以期为未来研究提供参考。     

区块链技术解析与应用研究

区块链技术与传统的IT技术在架构上、体系上、具体特征上的一些不同特点,使区块链具有了传统IT技术不具备的新的应用领域和特性。本文重点针对区块链的技术架构进行深入研究,分析其构建的新型信任模式下可提供的应用场景以及区块链技术存在的问题。最后结合广播电视行业特点,提出了区块链技术应用的初步设想。     

区块链在电子发票报销中的创新应用模式

[目的]基于区块链的电子发票应用平台为科研机构在电子发票报销过程中提供可信、安全、高效、便捷的数据存储,进而为财务部门提供发票报销的功能性平台.[方法]本文提出一种基于区块链的电子发票应用平台,根据区块链电子发票应用平台的系统架构,阐明区块链电子发票构建过程中的关键技术与平台工具,同时从电子发票涉及的关联主体出发,给出...     

云边协同物联网中区块链技术的应用研究

为解决物联网终端设备集中接入性能低、安全隐患多、数据易丢失和易篡改、价值数据分享困难、数据孤岛普遍存在等问题,提出了一种基于区块链的物联网云边协同架构。将区块链和数字签名技术应用到网关组成的边缘层,在边缘层实现终端设备的分布式接入认证,通过将数字签名密文等信息存储到私有链来提高认证的可信性和安全性。将区块链和基于公证人的跨链机制应用到云端层,提高价值数据在机构内和机构间进行共享的可靠性和安全性。模拟实验结果表明,所提出的基于区块链的物联网云边协同架构对原有系统影响较小,易安装部署,可以承受DDoS等常见攻击方式,在云端进行的跨链价值数据共享的方式具有较强的实用性、适应性和可行性。     

基于区块链的端边云协同模式的患者隐私保护研究

随着信息技术的快速发展以及人民生活水平的提高,医疗数据呈指数级增长,医疗数据共享成为未来医联体发展的方向,而医疗数据共享时保护患者的隐私信息则成为各大机构的研究重点。本文提出了基于区块链的端边云协同模式的医联体系统架构,该架构能够以患者为中心建立个性化的隐私保护模型,从患者的实际需求出发,通过属性调查建立隐私保护模型,并通过不同层次链的管理模式实现隐私数据与非隐私数据的脱敏存储与访问控制。