基于区块链的中医药数据安全共享方法研究

来源 :南京中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jxt1
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中医药是中华文明千年传承的文化瑰宝,长久以来积累了大量的数据,结合数据挖掘技术对其进行分析研究,能够挖掘出潜在价值。将多个医疗信息系统或医疗机构的中医药数据融合共享后进行挖掘分析可以得到更有价值的信息,但也为敏感数据的隐私安全带来了更大的挑战。而对数据挖掘分析之前需要进行数据共享,当前中医药数据共享主要采用中心化的云平台进行数据存储,这种集中式的秘钥分配与权限认证方法进行访问控制,容易因服务提供商的不可信导致数据泄漏和数据篡改问题。区块链技术作为一种新兴的数据安全技术,具有防篡改、可追溯等特征,能够满足中医药数据云端存储的安全需求。目前区块链在中医药数据处理中的应用,通常直接使用现有成熟的区块链方案保证中医药数据的安全性,并未考虑数据处理的性能,无法为中医药数据分析处理提供及时有效的数据支撑,无法满足中医药数据共享的实际应用。针对当前中医药数据共享方法存在的数据安全和传输效率无法兼顾的问题,本文主要研究工作如下:(1)为了解决传统中医药数据共享方法缺乏数据安全保障的问题,本文提出了一种基于区块链的中医药数据共享架构,利用区块链保证共享记录的使用侧链进行数据共享以进一步提升数据传输效率,在保证数据安全性的基础上提升数据共享性能。利用区块链的去中心化、可追溯、不可篡改等特性保证中医药数据的安全存储、合法访问与访问存证,同时利用云平台超强的存储与计算能力提高区块链的事务处理性能。实验结果表明每个区块存储的数据量应保持在20-50条,并验证了该方案具有一定的实用性。(2)为了保证在中医药数据共享过程中数据交易双方身份的匿名性,本文设计了基于弱中心化区块链的中医药数据共享算法,使得节点可以在不暴露任何身份信息的情况下进行数据共享。算法使用区块链结构保证数据安全性,节点在请求数据过程中,使用认证中心发放的凭证进行身份验证,以此保证请求方的匿名性。在数据共享过程中使用ECC算法对于数据拥有者的公钥进行二次加密,保证数据拥有者的匿名性。实验表明,随着区块链中网络的增加,传输耗时有着少量增长,在合理范围内,算法具有一定的可行性。(3)为了验证本文提出的弱中心化的中医药数据共享区块链体系结构以及安全共享算法在实际应用中的可行性,设计实现了基于区块链的中医药数据共享平台,并使用某中医院真实数据进行测试。结果表明本方案在安全性上比传统方案更加严格,具有防篡改、可追溯等性能;在性能方面,对比传统区块链结构,本文使用联盟链结构避免共识机制对资源的浪费,同时添加侧链加快数据传输效率。
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