基于区块链的医疗数据共享机制研究

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随着云计算、大数据的不断发展和普及,电子医疗系统将会广泛地应用到医疗机构中。而随着医疗数据的急剧增长,如何在保证数据持有者隐私安全及医疗数据安全的前提下对医疗数据进行共享已成为电子医疗系统急需解决的问题。本文将医疗数据分为日常需要监控的健康指标等数据规模较小的医疗数据和电子病历、电子影像等数据规模较大的医疗数据。本文对基于区块链的医疗数据的共享机制展开研究,采用两种安全共享方案分别实现小规模医疗数据安全共享和大规模医疗数据安全共享。本文主要的研究内容如下:(1)当所需共享的医疗数据为日常健康指标数据时,本文提出一种基于区块链的小规模医疗数据安全共享方案,此方案基于区块链对医疗数据的关键词信息及共享过程进行记录,首先采用零知识证明机制验证数据持有者所持的医疗数据关键词信息与医疗机构所发布的医疗数据关键词信息是否相符,以此来验证数据持有者的医疗数据是否符合医疗机构所需。验证成功后使用医疗数据共享系统验证数据持有者和数据接收者的身份信息及数据共享环境的安全,验证成功后会采用同态加密算法对医疗数据进行加密操作,并通过同态加法运算来验证数据持有者的日常健康指标值是否处于该医疗机构发布的合理范围内。最终会对输出结果集进行数据转换操作,以保护数据持有者的隐私信息。(2)当所需共享的医疗数据为电子病历、电子影像时,本文提出一种基于区块链的大规模医疗数据安全共享方案,此方案基于区块链对医疗数据的摘要信息及共享过程进行记录,随后数据持有者会把医疗数据加密上传到分布式的云存储平台中。同时采用医疗数据共享系统验证数据持有者和数据接收者的身份信息及数据共享环境的安全,验证通过后会采用代理重加密算法对医疗数据的密文进行重加密处理,并把重加密密文传送给医疗机构,以此实现大规模医疗数据的安全共享。(3)设计并实现了医疗数据共享系统,通过验证登录用户的身份和检测共享环境的安全来提升医疗数据共享的安全性。(4)设计并实现了分布式云存储平台系统,保证医疗数据的真实性和完整性,并通过划分用户权限来保证数据持有者的医疗数据的隐私性。通过理论分析表明本文提出的方案能满足保密性、完整性、可用性等安全保密要求,同时可以保证数据持有者的隐私安全和保证医疗数据的安全性,并实现密文的可操作性。实验结果表明采用本文提出的方案共享医疗数据是可用且高效的。
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