一种用于电子健康记录管理的混合区块链-边缘架构及其基于属性的密码学机制
密码学与安全
2023-06-01 v1
摘要
本文提出了一种用于管理电子健康记录（EHRs）的混合区块链-边缘架构，并采用基于属性的密码学机制。该架构引入了一种新颖的基于属性的签名聚合（ABSA）方案以及多授权机构基于属性的加密（MA-ABE），并与Paillier同态加密（HE）相集成，以保护患者匿名性并保障其EHRs安全。所有EHR活动与访问控制事件均作为区块链交易被永久记录。我们在Hyperledger Ursa密码学库上开发了ABSA模块，在OpenABE工具集上开发了MA-ABE模块，并在Hyperledger Fabric上构建了区块链网络。我们测量了ABSA的签名与验证函数、采用不同访问策略与同态加密方案的MA-ABE的执行时间，并将结果与其他现有基于区块链的EHR系统进行比较。我们验证了区块链交易中记录的访问活动与认证事件，并使用Hyperledger Caliper评估了交易吞吐量与延迟。结果表明，该性能在满足真实场景需求的同时保障了EHR安全，且对未授权检索具有鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2305.19797,
title = {A Hybrid Blockchain-Edge Architecture for Electronic Health Records Management with Attribute-based Cryptographic Mechanisms},
author = {Hao Guo and Wanxin Li and Mark Nejad and Chien-Chung Shen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.19797},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in IEEE Transactions on Network and Service Management (TNSM)