基于区块链和亲友节点的电子健康记录安全共享方案
Secure electronic health records sharing scheme based on blockchain and friend and relative nodes
1. 赣南科技学院 信息工程学院, 江西 赣州 341000
2. 赣州市云计算与大数据重点实验室, 江西 赣州 341000
3. 焦作大学 信息工程学院, 河南 焦作 454003
摘要
区块链技术在电子健康记录安全共享上具有巨大潜力，然而，目前的解决方案存在着如存储空间大和共识效率低等问题。为此，提出了一种基于区块链和亲友节点的新方案。首先，采用分布式文件系统将用户完整的电子健康记录存储在线下服务器，并构建用户的亲友节点集，每个用户的数据由其亲友节点冗余存储，链上仅存储区块头信息，降低了存储空间；其次，设计了基于多签名技术的数据访问机制，采用Shamir秘密共享机制将用户的私钥分发给其亲友节点，亲友节点中的过半数可以利用自己的私钥重建出用户私钥，解决紧急情况下的数据访问问题；最后提出了基于信用的拜占庭容错共识机制，将信用值排名前10%的节点作为领导者节点集，采用随机算法在领导者节点集中生成主节点，提高了共识安全性。实验结果表明，所提方案所需的链上存储空间是现有方案的1/7，数据访问效率提高了15倍，同时在保证较好时延和吞吐量的情况下，具有更高的共识安全性。该方案可实现电子健康记录的安全高效共享，为区块链在医疗领域应用提供案例。
基金项目
国家自然科学基金资助项目(61762046,62166019)
江西省自然科学基金面上项目(20224BAB202019)
河南省科技攻关计划资助项目(222102210223)
河南省高等学校重点科研项目(23A520060)
出版信息
DOI: 10.19734/j.issn.1001-3695.2023.08.0380
出版期卷: 《计算机应用研究》 印刷出版, 2024年第41卷 第5期
所属栏目: 区块链技术
出版页码: 1321-1327
文章编号: 1001-3695(2024)05-006-1321-07
发布历史
[2023-11-01] 优先出版
[2024-05-05] 印刷出版
引用本文
刘惠文, 邓小鸿, 熊伟志, 等. 基于区块链和亲友节点的电子健康记录安全共享方案 [J]. 计算机应用研究, 2024, 41 (5): 1321-1327. (Liu Huiwen, Deng Xiaohong, Xiong Weizhi, et al. Secure electronic health records sharing scheme based on blockchain and friend and relative nodes [J]. Application Research of Computers, 2024, 41 (5): 1321-1327. )
关于期刊
- 计算机应用研究 月刊
- Application Research of Computers
-
刊号
ISSN 1001-3695
CN 51-1196/TP
《计算机应用研究》创刊于1984年，是由四川省科技厅所属四川省计算机研究院主办的计算技术类学术刊物。
《计算机应用研究》瞄准本学科领域迫切需要的前沿技术，及时反映国内外计算机应用研究的主流技术、热点技术及最新发展趋势。主要刊载内容包括本学科领域高水平的学术论文、本学科最新科研成果和重大应用成果。栏目内容涉及计算机学科新理论、计算机基础理论、算法理论研究、算法设计与分析、区块链技术、系统软件与软件工程技术、模式识别与人工智能、体系结构、先进计算、并行处理、数据库技术、计算机网络与通信技术、信息安全技术、计算机图像图形学及其最新热点应用技术。
《计算机应用研究》拥有众多高层次读者、作者，读者对象主要为从事计算机学科领域高、中级研究人员及工程技术人员，各高等院校计算机专业及相关专业的师生。多年来《计算机应用研究》的总被引频次及Web下载率一直名列本学科同类学术刊物前茅，所刊发的学术论文以其新颖性、学术性、前瞻性、导向性、实用性而备受广大读者的喜爱。
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