云电子医疗系统中可验证外包计算的多权威属性基加密技术研究

Driven by the “Internet Plus” policy, the traditional medical model is changing gradually. In the future e-healthcare systems (EHSs), the patient's electronic health records (EHRs) are transferred through the web and outsourced to a basically credible authorized party, such as the cloud service providers. However, EHRs are sensitive data related to patient's privacy, it is necessary to protect EHRs from leakage for the security of privacy. .Based on the issue of privacy preservation in EHSs, this project will research the multi-authority attribute-based encryption (MA-ABE) with outsourced computing. It includes three main aspects, firstly, for conforming the feature of distributed in EHSs, we will research the generic security model of MA-ABE with adaptive secure. Secondly, for meeting the demand of dynamic membership in EHSs, we will focus on the adaptive secure MA-ABE which empowers the entity to join or withdraw from EHSs freely. Last but not least, for expanding the application field of EHSs, such as in mobile device with limited resource, we will do some research on the verifiable outsourced encryption of MA-ABE with dynamic membership. The achievement of this project is to provide theoretical and technical support for both the privacy preservation in EHSs and its application.

在我国“互联网+”政策推动下，传统医疗模式正逐渐发生改变。未来电子医疗系统中，病人的电子医疗档案通过互联网传递，并外包存储在“基本”可信的云服务平台上。然而电子医疗档案中包含大量涉及病人隐私的敏感数据，为了确保隐私的安全性，需要对云平台上存储的电子医疗档案提供保护。.本课题以电子医疗系统中隐私数据安全性保护问题为出发点，研究可外包计算的多权威属性基加密技术。主要包括三个方面的内容：1）为了满足电子医疗系统分布式的特点，研究具有多属性权威的自适应安全属性基加密通用安全模型；2）为了满足电子医疗系统中用户动态变化的特点，研究用户可以自由加入/退出系统的自适应安全多权威属性基加密体制；3）为了拓展电子医疗系统应用环境，如资源受限的移动终端设备等，研究具有可验证外包解密功能的用户动态变化的多权威属性基加密方案。本课题的研究成果将为电子医疗系统中隐私数据保护问题及其应用提供理论支撑与技术保障。

在我国“互联网+”政策推动下，传统医疗模式正逐渐发生改变。未来电子医疗系统中，病人的电子医疗档案通过互联网传递，并外包存储在“基本”可信的云服务平台上。然而电子医疗档案中包含大量涉及病人隐私的敏感数据，为了确保隐私的安全性，需要对云平台上存储的电子医疗档案提供保护。本课题以电子医疗系统中隐私数据安全性保护问题为出发点，研究可外包计算的多权威属性基加密技术。主要包括三个方面的内容：1）为了满足电子医疗系统分布式的特点，研究具有多属性权威的自适应安全属性基加密通用安全模型；2）为了满足电子医疗系统中用户动态变化的特点，研究用户可以自由加入/退出系统的自适应安全多权威属性基加密体制；3）为了拓展电子医疗系统应用环境，如资源受限的移动终端设备等，研究具有可验证外包解密功能的用户动态变化的多权威属性基加密方案。. 本课题在执行过程中将医疗物联网系统与云服务器和区块链相结合，提出了一种高效的、外包的在线/离线可撤销密文策略属性加密方案。具有细粒度访问控制、快速加密、外包解密、用户撤销和密文验证等特点。基于Chameleon哈希函数，我们构造了具有抗共谋、语义安全性和无密钥暴露性的数据用户私钥，实现了用户撤销。并提出了一种多权威机构下的分级的密文策略属性加密方案。将多个接入结构整合为一个接入结构，用于对分级的电子病历进行加密。多个权威机构共同为用户生成私钥。按照此模式，可以避免密钥托管问题且满足云服务系统的分布式特点。然而，本方案并没有中心或者单个权威，可以抵御最多（N-1）个权威机构的共谋攻击。针对远程医疗系统中的按需医疗服务，本项目还提出了一种可以实现动态的认证和授权，具有较高的灵活性和效率的属性基加密方案。该方案可以独立的更新病人的密钥。利用区块链和分布式数据库技术，保护隐私医疗数据的完整性。. 本课题的研究成果将为电子医疗系统中隐私数据保护问题及其应用提供理论支撑与技术保障。