【摘要】：隨著大數(shù)據(jù)等技術(shù)逐步被應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域,越來越多的人傾向于在網(wǎng)上得到在線醫(yī)療服務(wù)。然而,用戶最關(guān)心的問題是,如何保證自己的健康數(shù)據(jù)不會被濫用或竊取。除此之外,提供醫(yī)療服務(wù)的機(jī)構(gòu)通常由多個互不信任的機(jī)構(gòu)共同組成,因此,數(shù)據(jù)提供方的數(shù)據(jù)安全也是一個關(guān)鍵的問題。數(shù)據(jù)提供方將數(shù)據(jù)外包存儲于云平臺上,這已經(jīng)成為一個不可逆的趨勢。本文提出了一個保護(hù)隱私的單用戶智能診斷系統(tǒng),解決了在單用戶和單個數(shù)據(jù)提供方的場景下,如何保護(hù)用戶和數(shù)據(jù)提供方的數(shù)據(jù)安全的問題,該方案已發(fā)表在SCI期刊上。其次,在單用戶系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展,加入多用戶與多數(shù)據(jù)源,提出了一個保護(hù)隱私的多用戶智能醫(yī)療診斷系統(tǒng),可以有效解決在多用戶和多數(shù)據(jù)提供方的場景之下,如何保護(hù)用戶與多個數(shù)據(jù)提供方各自的數(shù)據(jù)安全的問題。首先,對于單用戶智能醫(yī)療診斷系統(tǒng),本文基于Paillier加密算法和不經(jīng)意關(guān)鍵字搜索技術(shù)設(shè)計了三個階段,分別對應(yīng)三個安全算法,以保證用戶和服務(wù)器交互的過程中數(shù)據(jù)不會被竊取。在提交階段中,系統(tǒng)產(chǎn)生所需的秘鑰,用戶對自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,并傳輸給服務(wù)器。在預(yù)處理階段,服務(wù)器對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密以及產(chǎn)生索引。在搜索階段,服務(wù)器在數(shù)據(jù)庫中對用戶的請求進(jìn)行檢索,以得到檢索結(jié)果,即診斷結(jié)果,發(fā)送給用戶。然后,本文在單用戶系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,引入多用戶的場景,提出多用戶智能醫(yī)療診斷系統(tǒng)。多用戶系統(tǒng)同樣包含了三個階段,分別是啟動階段、預(yù)處理階段和搜索階段,主要基于Paillier加密算法和對稱可搜索加密技術(shù)。在啟動階段,數(shù)據(jù)提供方為用戶和云平臺分別產(chǎn)生秘鑰,并分別分發(fā)給它們。在預(yù)處理階段,數(shù)據(jù)提供方對數(shù)據(jù)庫建立索引,并將索引發(fā)送給云平臺。在搜索階段,云平臺首先驗(yàn)證用戶是否是一個合法用戶,若是則為其檢索診斷結(jié)果,并返回給用戶。通過理論證明和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本文提出的單用戶和多用戶診斷系統(tǒng)都可以為用戶提供有效、可靠和安全的醫(yī)療診斷服務(wù)。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP309
【圖文】：

本課題所提出的保護(hù)隱私的單用戶智能醫(yī)療診斷系統(tǒng)，解決在單個用戶和單逡逑個服務(wù)器的場景下，如何給用戶提供有效準(zhǔn)確的診斷服務(wù)，并能同時保證用戶與逡逑服務(wù)器的安全的問題，其總體架構(gòu)如圖３－１所示。逡逑□邐■邋－ｆ逡逑￣１逡逑用戶邋Ｉ邐體檢數(shù)據(jù)邐Ｉ服務(wù)器逡逑ｊ邐逡逑Ｉ逡逑Ｉ邐Ｉ逡逑Ｉ邐體檢數(shù)據(jù)的參數(shù)向量邐Ｉ逡逑邐１逡逑｜逡逑Ｉ邐診斷請求邐ｒ逡逑■邐逡逑｜逡逑■邐Ｉ逡逑｜邐診斷結(jié)果邐Ｉ逡逑邐—邐１逡逑｜邐Ｉ逡逑圖３－１保護(hù)隱私的單用戶智能醫(yī)療診斷系統(tǒng)整體架構(gòu)逡逑在本系統(tǒng)中主要涉及兩個實(shí)體之間的交互：用戶和服務(wù)器。在圖３－１中，用戶逡逑通過可穿戴設(shè)備、家庭體檢設(shè)備或者是其它方式，得到自己的私密身體數(shù)據(jù)，本逡逑文中統(tǒng)稱其為體檢數(shù)據(jù)。原始的體檢數(shù)據(jù)對于用戶的意義不大，需要被專業(yè)的人逡逑１３逡逑

常范圍之內(nèi)。若測量值處于正常范圍內(nèi)，參數(shù)向量ｖ？對應(yīng)位置賦值為０；若小于逡逑正常范圍的下限，參數(shù)向量Ｖ，，對應(yīng)位置賦值為１；若測量值大于正常范圍的上限，逡逑則參數(shù)向量１，？對應(yīng)位置賦值為２。＼的產(chǎn)生過程如圖３－２中所示。上述提及的比較逡逑過程由第二章中介紹的Ｓｔｏ函數(shù)和Ｍｎ函數(shù)完成，在比較過程中，５１對用戶上傳逡逑的數(shù)據(jù)的內(nèi)容一無所知，但同時卻保留對其的計算能力。逡逑用戶邐服務(wù)器逡逑體檢項目邐測量值邐體檢項目邐正常范圍逡逑鋅邐Ｌ２４２邐鋅邐１．１４３－１．９８９逡逑肺活量邐３５３４邐比較邐肺活量邋３３４８－３５２９逡逑維生素邋Ａ邐０．３８１邋Ｍ＿＿＿？維生素邋Ａ邋０．３４６－０．４０１逡逑維生素Ｃ邐４．０１８邐維生素Ｃ邐４．５４３邋－邋５．０２３逡逑Ｈ逡逑０２０１……逡逑圖３－２參數(shù)向量的產(chǎn)生過程逡逑為了有效進(jìn)行后續(xù)的搜索操作，本文在預(yù)處理階段提出一個轉(zhuǎn)換方法，預(yù)處逡逑理階段由服務(wù)器方單獨(dú)執(zhí)行，無需用戶的參與，主要是完成對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的重逡逑構(gòu)，并且對后續(xù)的搜索階段做數(shù)據(jù)上的準(zhǔn)備。首先，假設(shè)此時服務(wù)器己經(jīng)在元數(shù)逡逑據(jù)庫Ａ，．中取出一個二元組，該二元組包含一個疾病名稱和與它對應(yīng)的參數(shù)逡逑向量。遍歷該參數(shù)向量的每一位，判斷其是否等于１，如若是則創(chuàng)建一個關(guān)鍵字逡逑與疾病名的二元組

邐共Ｉ逡逑Ｉ邐Ｉ逡逑！邐逡逑圖５－２保護(hù)隱私的多用戶智能醫(yī)療診斷系統(tǒng)整體架構(gòu)逡逑在用戶端，單用戶智能醫(yī)療診斷系統(tǒng)和多用戶智能醫(yī)療診斷系統(tǒng)均通過實(shí)現(xiàn)逡逑一個可視化ｗｅｂ頁面，來為用戶提供診斷服務(wù)以及診斷借口。用戶在該頁面尋找逡逑對應(yīng)的體檢項目名，并填寫測量的體檢的項目值，然后點(diǎn)擊診斷，即可向服務(wù)器逡逑發(fā)起診斷請求，隨后服務(wù)器將返回一個診斷結(jié)果和相關(guān)疾病的癥狀等信息供用戶逡逑參考，并在頁面上顯示。用戶端發(fā)起診斷的頁面如圖５－３所示，用戶在左側(cè)填寫其逡逑體檢結(jié)果。邐邐逡逑圖５－３發(fā)送診斷請求頁面逡逑當(dāng)服務(wù)器得到診斷結(jié)果，將在用戶端顯示一個診斷結(jié)果。單用戶智能醫(yī)療診逡逑４３逡逑

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本文編號：2805862