基于区块链和属性基密码的云端数据共享方案研究

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医疗数据共享能够提高患者治疗的准确性,促进医疗研究机构的发展。然而,在医疗数据共享过程中存在一些安全问题。首先,患者可能会因为不同的症状去不同的医院就诊,导致医疗数据分散存储在不同的医疗机构,使患者失去对医疗数据的控制,不利于医疗数据共享。其次,医疗数据包含患者的敏感信息,若患者授权医疗机构将医疗数据外包给云服务器存储,当遭到恶意攻击时,容易引发数据篡改和隐私泄露等问题。最后,恶意的医疗机构和半可信的云服务器可能会合谋篡改医疗数据,使医疗数据的完整性受到威胁。针对上述问题,本文通过分析国内外对该问题的研究现状,主要研究了基于区块链和属性基密码的云端数据共享密码方案,具体工作包括以下几个部分:(1)提出了一个基于区块链的医疗数据共享隐私保护方案。在医疗云中保存医疗数据密文,并将存储地址和相关描述写入区块链,确保了数据高效存储和不可篡改性。利用属性基加密,确保了医疗数据由授权用户访问;采用属性签名技术,验证了医疗数据来源的真实性,同时保护了签名者的身份隐私;结合外包解密机制,减轻了数据访问者的计算负担。(2)提出了一个基于区块链的医疗数据搜索共享方案。采用基于属性的可搜索加密技术,确保了医疗数据在云端安全存储,同时满足了用户检索医疗数据密文的需求。引入策略隐藏思想,防止攻击者获取敏感信息,保证了用户身份隐私安全;利用公开审计机制,验证了云端医疗数据的完整性。与同类方案相比,该方案实现了密文长度恒定,具有较低的存储成本与计算开销。(3)提出了一个基于区块链的可验证医疗数据共享方案。该方案确保敏感的医疗数据具有机密性,并且支持匿名身份验证;实现了医疗数据密文长度恒定,减少了存储开销。同时,利用外包计算技术,让大部分的计算由云服务器执行,缓解了用户的计算负担。此外,该方案在标准模型下被证明具有很强的安全性,并具有更好的计算性能。
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