【摘要】：隨著醫(yī)療保健的普及和信息技術(shù)的進(jìn)步,醫(yī)療行業(yè)呈現(xiàn)出信息化、智能化的發(fā)展趨勢(shì)。電子病歷(Electronic Medical Records,EMRs)作為醫(yī)療服務(wù)信息化的核心內(nèi)容,記錄了醫(yī)學(xué)診斷治療全過程中的原始數(shù)據(jù),受到醫(yī)院和醫(yī)生的高度重視。近幾年,全世界都在呼吁醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間應(yīng)該頻繁共享EMRs,做到信息互聯(lián)互通,這將會(huì)讓臨床服務(wù)、醫(yī)院發(fā)展和醫(yī)療科研等領(lǐng)域都受益匪淺,從而可以促進(jìn)整個(gè)醫(yī)療保健行業(yè)的繁榮發(fā)展。因此,共享EMRs已經(jīng)成為當(dāng)下醫(yī)療信息化時(shí)代的研究熱點(diǎn),新型智能醫(yī)療將指日可待。然而,目前EMRs大多被分散地存儲(chǔ)于各中心化醫(yī)療機(jī)構(gòu)中,極易遭受單點(diǎn)攻擊導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露或丟失。而且這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式造成了嚴(yán)重的“信息孤島”問題,EMRs無(wú)法得到合理應(yīng)用和共享。此外,不同提供者和醫(yī)院系統(tǒng)之間的互操作性問題對(duì)數(shù)據(jù)的有效共享構(gòu)成了新的挑戰(zhàn)。幸運(yùn)的是,新興的區(qū)塊鏈技術(shù)由于其去中心化、高冗余存儲(chǔ)以及防篡改等優(yōu)勢(shì),為開發(fā)安全可靠的電子病歷分布式管理和共享系統(tǒng)提供了機(jī)會(huì)。通過區(qū)塊鏈,可以記錄患者完整的健康歷史數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)跨機(jī)構(gòu)共享。盡管區(qū)塊鏈為醫(yī)療領(lǐng)域帶來了福音,但是二者的結(jié)合仍然受到了隱私和安全問題的困擾。因此,設(shè)計(jì)一個(gè)隱私保護(hù)的EMRs共享方案是區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域推廣應(yīng)用的先決條件。首先,本論文以電子病歷共享為研究背景,總結(jié)了傳統(tǒng)中心化存儲(chǔ)模式的現(xiàn)狀和不足。隨后引入了區(qū)塊鏈技術(shù),分析了其技術(shù)特點(diǎn)以及在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值。并針對(duì)基于區(qū)塊鏈的EMRs安全共享中的隱私保護(hù)問題,本論文采用了可截取簽名(CES)的解決方案,同時(shí)分析了CES方案的特點(diǎn)以及在電子醫(yī)療場(chǎng)景中的適用性。其次,本論文基于橢圓曲線密碼體制,創(chuàng)新性地提出一種無(wú)證書可截取簽名方案(CL-CES)。該方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)電子病歷中敏感數(shù)據(jù)的截取功能,滿足不可偽造性和保密性的安全需求。另外,效率對(duì)比和仿真結(jié)果表明,該方案有明顯的性能優(yōu)勢(shì),適用于醫(yī)療場(chǎng)景中對(duì)大規(guī)模電子病歷的簽署與截取。最后,在所提CL-CES方案的基礎(chǔ)上,本論文設(shè)計(jì)了一種基于區(qū)塊鏈的隱私保護(hù)的EMRs共享協(xié)議。該協(xié)議融合可截取簽名、云儲(chǔ)存、Fabric聯(lián)盟鏈等多種技術(shù),具有用戶匿名性、隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)、防篡改和不可偽造性。同時(shí),通過由患者定義并且在鏈碼邏輯中實(shí)現(xiàn)的訪問控制策略,該協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)EMRs的有效訪問和共享。本協(xié)議在dBFT共識(shí)過程中采用聚合簽名技術(shù)將多筆交易簽名聚合成單一簽名,減少了交易驗(yàn)證的計(jì)算和存儲(chǔ)開銷,提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率。隨后,本論文從交易驗(yàn)證時(shí)間、吞吐量、容錯(cuò)性三方面對(duì)協(xié)議進(jìn)行了仿真與分析,仿真結(jié)果表明該協(xié)議有較好的性能,在醫(yī)療保健領(lǐng)域具有很高的實(shí)用價(jià)值。
【圖文】：

方案各階段的運(yùn)行時(shí)間

簽名及截取算法運(yùn)行時(shí)間
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R-05;TP311.13;TP309

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本文編號(hào)：2676711