本發(fā)明涉及一種智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法，屬于網(wǎng)絡(luò)與信息安全。

背景技術(shù)：

1、隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展和可穿戴智能設(shè)備的逐漸普及，大量的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)在不斷產(chǎn)生，從而促進(jìn)了智慧醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展。在不遠(yuǎn)的未來，智慧醫(yī)療有望成為一種健康服務(wù)，利用可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，動(dòng)態(tài)收集和傳輸健康醫(yī)療數(shù)據(jù)，從而更加精準(zhǔn)、高效、便捷地為人們提供醫(yī)療服務(wù)。然而，由于健康醫(yī)療系統(tǒng)中產(chǎn)生的高價(jià)值數(shù)據(jù)在傳輸或者使用過程中容易遭受到惡意篡改或者患者隱私未經(jīng)允許被披露的威脅，用戶的生命健康安全正日益受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這些數(shù)據(jù)安全隱患對健康醫(yī)療服務(wù)提出了新的挑戰(zhàn)。

2、為了實(shí)現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的共享安全，必須在終端用戶使用之前驗(yàn)證接收數(shù)據(jù)的真實(shí)性和完整性。數(shù)字簽名技術(shù)是公鑰密碼學(xué)的一個(gè)重要分支，可以防止攻擊者進(jìn)行各種類型的攻擊，如真實(shí)性偽造、否認(rèn)和數(shù)據(jù)篡改。但是，由于智慧醫(yī)療系統(tǒng)中用于搜集健康數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)設(shè)備的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力受限，當(dāng)大量的健康數(shù)據(jù)被采集并不斷傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)時(shí)，帶寬、存儲(chǔ)和計(jì)算成本都會(huì)顯著增加。這使得傳統(tǒng)的數(shù)字簽名算法(dsa)無法有效解決智慧醫(yī)療系統(tǒng)的安全問題。為了解決這一問題，可編輯簽名(rss)被提了出來。它允許在滿足數(shù)據(jù)擁有者對數(shù)據(jù)隱私保護(hù)和第三方對數(shù)據(jù)真實(shí)性和完整性可驗(yàn)證的要求的同時(shí)，將部分已簽名的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)共享給第三方的用戶。然而，大多數(shù)現(xiàn)有的用于健康醫(yī)療系統(tǒng)的可編輯簽名方案都支持編輯者對已簽名的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)進(jìn)行公開編輯，數(shù)據(jù)擁一旦將簽名數(shù)據(jù)發(fā)送給編輯者及失去了對可編輯數(shù)據(jù)的控制。另外，目前的可編輯簽名方案計(jì)算開銷和簽名長度都隨著數(shù)據(jù)塊的數(shù)量呈線性增長，計(jì)算開銷較大。

3、因此，需要一種智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供一種智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法。

2、一種智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法，包括以下步驟：

3、一、網(wǎng)關(guān)設(shè)備基于安全參數(shù)調(diào)用密鑰生成算法輸出用于驗(yàn)證簽名的公鑰和用于簽名的私鑰；

4、二、網(wǎng)關(guān)設(shè)備基于所述密鑰生成算法產(chǎn)生的私鑰和網(wǎng)關(guān)設(shè)備收集的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)調(diào)用簽名算法輸出所述健康醫(yī)療數(shù)據(jù)的簽名。

5、更進(jìn)一步的，步驟一中密鑰生成算法通過下式表示：

6、公鑰為(

7、私鑰為

8、

9、式中，選擇一個(gè)秘密，秘密s分成n份，第i份秘密，，為健康醫(yī)療數(shù)據(jù)m的第i行，健康醫(yī)療數(shù)據(jù)m為矩陣，，，為健康醫(yī)療數(shù)據(jù)m的分組數(shù)，，，，p為素?cái)?shù)階；

10、，

11、其中，，為健康醫(yī)療數(shù)據(jù)m的分組數(shù)，為安全參數(shù)，，，，和是兩個(gè)素?cái)?shù)階p的乘法循環(huán)群，表示的單位元，表示的單位元；，p為素?cái)?shù)階；表示從集合a向變量a分配一個(gè)均勻獨(dú)立分布的隨機(jī)元素。

12、基于安全參數(shù)產(chǎn)生簽名算法所需要生成的公共參數(shù)，包括質(zhì)數(shù)階的乘法循環(huán)群和，以及模的剩余類群?；谳斎肱c健康醫(yī)療數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)塊相關(guān)聯(lián)的單調(diào)布爾函數(shù)描述細(xì)粒度編輯訪問控制策略，將布爾函數(shù)轉(zhuǎn)換成矩陣的單調(diào)張成方案。

13、通過將分組數(shù)據(jù)與細(xì)粒度訪問控制策略相關(guān)聯(lián)，只有滿足策略的分組數(shù)據(jù)才能被共享。

14、更進(jìn)一步的，步驟二中簽名算法通過下式表示：

15、，

16、式中，h為抗碰撞哈希函數(shù)，和是兩個(gè)素?cái)?shù)階p的乘法循環(huán)群，，表示的單位元，，表示的單位元，健康醫(yī)療數(shù)據(jù)，，，為健康醫(yī)療數(shù)據(jù)m的分組數(shù)，，，p為素?cái)?shù)階，秘密，；表示從集合a向變量a分配一個(gè)均勻獨(dú)立分布的隨機(jī)元素。

17、更進(jìn)一步的，還包括服務(wù)器的編輯步驟：服務(wù)器基于公鑰、健康醫(yī)療數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的簽名以及任意一個(gè)子集調(diào)用編輯算法輸出經(jīng)過編輯的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)上的編輯簽名。

18、更進(jìn)一步的，所述編輯算法通過下式表示：

19、,

20、式中，為上的編輯簽名，為經(jīng)過編輯的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)，為健康醫(yī)療數(shù)據(jù)m的元素標(biāo)識(shí)子集，，如果為空集則，兩個(gè)隨機(jī)標(biāo)量，，p為素?cái)?shù)階，h為抗碰撞哈希函數(shù)，為健康醫(yī)療數(shù)據(jù)集m的簽名，為公鑰。

21、對已簽名數(shù)據(jù)的某些更改得到了授權(quán)可控，這樣在保證一些敏感數(shù)據(jù)機(jī)密性的同時(shí)，更改后數(shù)據(jù)的真實(shí)性仍然可以驗(yàn)證。編輯算法的優(yōu)勢在于在不與原始簽名者交互的情況下可得到用原簽名者公鑰可驗(yàn)證的新數(shù)據(jù)簽名對。

22、更進(jìn)一步的，還包括終端用戶的驗(yàn)證步驟：終端用戶基于公鑰、經(jīng)過編輯的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)及一個(gè)編輯過的簽名調(diào)用驗(yàn)證算法輸出驗(yàn)證結(jié)果，其中，如果驗(yàn)證通過，則輸出1，表明編輯過的簽名是有效的并且來自公鑰的生成者；如果驗(yàn)證不通過，則輸出0，表明編輯過的簽名是無效的。

23、更進(jìn)一步的，所述驗(yàn)證算法通過驗(yàn)證下式是否成立實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證：

24、

25、式中，為雙線性對，為公鑰，為經(jīng)過編輯的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)，為編輯過的簽名，為常數(shù)，，為健康醫(yī)療數(shù)據(jù)m的元素標(biāo)識(shí)子集，，如果共享的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)滿足細(xì)粒度編輯策略，則；如果等式成立，則輸出1，表明編輯過的簽名是有效的并且來自公鑰的生成者即網(wǎng)關(guān)設(shè)備；如果等式不成立，則輸出0，表明編輯過的簽名是無效的。

26、等式成立，輸出1，表明編輯過的簽名是有效的并且來自公鑰的生成者即網(wǎng)關(guān)設(shè)備。

27、有益效果：本發(fā)明的智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法不僅提高了數(shù)據(jù)共享的靈活性，而且可防止對數(shù)據(jù)的過度編輯，增強(qiáng)了共享健康醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全性和可用性，可為健康醫(yī)療數(shù)據(jù)在智慧醫(yī)療系統(tǒng)中的共享提供更加高效的安全保障。

技術(shù)特征：

1.一種智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法，其特征在于，步驟一中密鑰生成算法通過下式表示：

3.如權(quán)利要求1所述的智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法，其特征在于，步驟二中簽名算法通過下式表示：

4.如權(quán)利要求1所述的智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法，其特征在于，還包括服務(wù)器的編輯步驟：服務(wù)器基于公鑰、健康醫(yī)療數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的簽名以及任意一個(gè)子集調(diào)用編輯算法輸出經(jīng)過編輯的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)上的編輯簽名。

5.如權(quán)利要求4所述的智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法，其特征在于，所述編輯算法通過下式表示：

6.如權(quán)利要求1或4所述的智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法，其特征在于，還包括終端用戶的驗(yàn)證步驟：終端用戶基于公鑰、經(jīng)過編輯的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)及一個(gè)編輯過的簽名調(diào)用驗(yàn)證算法輸出驗(yàn)證結(jié)果，其中，如果驗(yàn)證通過，則輸出1，表明編輯過的簽名是有效的并且來自公鑰的生成者；如果驗(yàn)證不通過，則輸出0，表明編輯過的簽名是無效的。

7.如權(quán)利要求6所述的智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法，其特征在于，所述驗(yàn)證算法通過驗(yàn)證下式是否成立實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法，包括以下步驟：一、網(wǎng)關(guān)設(shè)備基于安全參數(shù)調(diào)用密鑰生成算法輸出用于驗(yàn)證簽名的公鑰和用于簽名的私鑰；二、網(wǎng)關(guān)設(shè)備基于所述密鑰生成算法產(chǎn)生的私鑰和網(wǎng)關(guān)設(shè)備收集的健康醫(yī)療數(shù)據(jù)調(diào)用簽名算法輸出所述健康醫(yī)療數(shù)據(jù)的簽名。本發(fā)明的智慧醫(yī)療中健康醫(yī)療數(shù)據(jù)認(rèn)證與隱私保護(hù)方法不僅提高了數(shù)據(jù)共享的靈活性，而且可防止對數(shù)據(jù)的過度編輯，增強(qiáng)了共享健康醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全性和可用性，可為健康醫(yī)療數(shù)據(jù)在智慧醫(yī)療系統(tǒng)中的共享提供更加高效的安全保障。

技術(shù)研發(fā)人員：劉江華,邵彥景,徐磊,梅琳,許春根
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/7/25

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