醫(yī)療云中基于隱私保護(hù)的數(shù)據(jù)共享方案研究.pdf

1、隨著云計(jì)算的迅速發(fā)展，大數(shù)據(jù)、公共云服務(wù)已經(jīng)得到廣泛普及，用戶(hù)可以將自己的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云端，極大地方便了用戶(hù)數(shù)據(jù)的共享。同時(shí)作為一種新興的健康信息交換模式的個(gè)人電子病歷記錄（PersonalHealthRecord,PHR）已經(jīng)成為研究與應(yīng)用領(lǐng)域的熱點(diǎn)話(huà)題。同樣類(lèi)似于公共云服務(wù)，在醫(yī)療云系統(tǒng)中，借助第三方服務(wù)，PHR數(shù)據(jù)屬主可以在線(xiàn)的創(chuàng)建，修改，并將電子PHR文件存儲(chǔ)在云端，這意味著PHR數(shù)據(jù)屬主將失去對(duì)PHR文件的直接控制權(quán)限，將面臨隱

2、私泄露等安全問(wèn)題。所以，如何實(shí)現(xiàn)安全高效的電子病歷的共享是能夠確保醫(yī)療云有效實(shí)施的重要保障。
　　為了保護(hù)PHR數(shù)據(jù)屬主的隱私安全，本文提出一種高效安全的基于屬性的醫(yī)療云系統(tǒng)（SecureandEfficientPersonalHealthRecord，SE-PHR），該系統(tǒng)將醫(yī)療云中的PHR用戶(hù)區(qū)域按照各自特點(diǎn)劃分為私有區(qū)域（PrivateDomain,PRD區(qū)域）和公共區(qū)域（PublicDomain,PUD區(qū)域）。針對(duì)PRD區(qū)

3、域用戶(hù)數(shù)量少，身份明確的特點(diǎn)，本文采用改進(jìn)的聚合密鑰加密算法（ImprovedKey-AggregateEncryption，IKAE）來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。授權(quán)中心只需將一個(gè)大小恒定的聚合密鑰發(fā)送給被授權(quán)用戶(hù)，即可完成對(duì)用戶(hù)的訪(fǎng)問(wèn)授權(quán)。相對(duì)于屬性加密而言不僅大大提高了訪(fǎng)問(wèn)效率，還極大地降低了密鑰管理的復(fù)雜度。而PUD區(qū)域的用戶(hù)規(guī)模大且身份復(fù)雜，本文采用了外包的多機(jī)構(gòu)授權(quán)的屬性基加密方案（outsource-ableMA-ABE），采用

4、密鑰分割思想將解密密鑰分成兩部分，一部分存儲(chǔ)在不可信的云服務(wù)器端，一部分存放在PHR用戶(hù)端，從而減少了PHR用戶(hù)的計(jì)算量。該方案還支持高效的屬性撤銷(xiāo)，當(dāng)屬性撤銷(xiāo)時(shí)，只需要更新云端的轉(zhuǎn)換密鑰，無(wú)需更新PHR用戶(hù)端的私鑰，減少了PHR用戶(hù)及密鑰中心更新私鑰帶來(lái)的計(jì)算負(fù)擔(dān)，此外，由于結(jié)合版本號(hào)的思想，減少了不必要的密鑰更新操作；同時(shí)多授權(quán)機(jī)構(gòu)的引入降低了密鑰管理的復(fù)雜度并且避免了單點(diǎn)失效問(wèn)題。此外，本文提出一種支持屬性策略動(dòng)態(tài)更新的方案，該方

5、案是由代理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的支持PHR數(shù)據(jù)擁有方添加，刪除及修改訪(fǎng)問(wèn)策略，從而減輕了PHR數(shù)據(jù)擁有方的負(fù)擔(dān)。
　　本文首先介紹了醫(yī)療云的相關(guān)背景知識(shí)，研究意義以及所出現(xiàn)的安全問(wèn)題。針對(duì)醫(yī)療云中如何實(shí)現(xiàn)高效安全的數(shù)據(jù)共享問(wèn)題，本文提出SE-PHR方案，然后詳細(xì)描述了該方案的系統(tǒng)架構(gòu)以及相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，并從安全性，復(fù)雜度等方面做了仿真和分析。分析及仿真結(jié)果表明該方案可以減少PHR用戶(hù)及數(shù)據(jù)屬主的計(jì)算量和通信量，并且可以達(dá)到醫(yī)療云中高效安全的