面向医疗系统的假名证书

本研究主要改进蝴蝶密钥扩展（BKE）机制并将其应用于医疗系统。该系统主要包括根证书颁发机构（RCA）、注册证书颁发机构（ECA）、假名证书颁发机构（PCA）、注册机构（RA）和终端实体（EEs）（即用户设备）。RCA 可向 ECA、PCA 和 RA 颁发证书，使其成为系统中的合法实体。随后 ECA 向 EEs（例如血压监测仪）颁发设备证书（类似于设备的身份证）。当患者使用 EEs 测量生理信息时，RA 基于 PCA 颁发的多个假名证书验证 EE 是否合法。随后 EE 使用假名证书将生理信息发送给 RA，确保数据完整性与不可抵赖性，同时防止身份信息被盗。为验证本研究提出的基于假名证书的医疗系统，使用美国国家标准与技术研究院（NIST）定义的安全强度验证了系统的安全性。此外，由于 BKE 机制主要基于椭圆曲线密码学（ECC），本研究还验证了不同安全强度下的效率。进一步，在 256 位安全强度下，密钥扩展的平均计算时间在 24186.584 微秒至 57894.552 微秒之间，因此一秒内可生成超过 18 个公钥。