Eine hybride Blockchain-Edge-Architektur für das Management von elektronischen Gesundheitsakten mit attributbasierten kryptografischen Mechanismen

Dieses Papier präsentiert eine hybride Blockchain-Edge-Architektur für das Management von elektronischen Gesundheitsakten (EHRs) mit attributbasierten kryptografischen Mechanismen. Die Architektur führt ein neuartiges attributbasiertes Signaturaggregationsschema (ABSA) und eine multi-authority attributbasierte Verschlüsselung (MA-ABE) ein, die mit der Paillier-homomorphen Verschlüsselung (HE) integriert ist, um die Anonymität der Patienten zu schützen und ihre EHRs zu sichern. Alle EHR-Aktivitäten und Zugriffssteuerungsveranstaltungen werden dauerhaft als Blockchain-Transaktionen aufgezeichnet. Wir entwickeln das ABSA-Modul in der Hyperledger Ursa-Kryptographiebibliothek, das MA-ABE-Modul im OpenABE-Toolset und das Blockchain-Netzwerk auf Hyperledger Fabric. Wir messen die Ausführungszeit der Signatur- und Verifizierungsfunktionen von ABSA, MA-ABE mit verschiedenen Zugriffsrichtlinien und homomorphen Verschlüsselungsschemata und vergleichen die Ergebnisse mit anderen bestehenden blockchain-basierten EHR-Systemen. Wir validieren die Zugriffsaktivitäten und Authentifizierungsereignisse, die in Blockchain-Transaktionen aufgezeichnet sind, und evaluieren den Transaktionsdurchsatz und die Latenz mit Hyperledger Caliper. Die Ergebnisse zeigen, dass die Leistung die Anforderungen realer Szenarien erfüllt und gleichzeitig EHR schützt und gegen unbefugte Abrufungen robust ist.