移动医疗社交网络中关于隐私保护的研究

摘要

随着无线传感器技术的高速发展，无线身体域网络(WBAN，Wireless Body Area Network)作为一项新兴的有前景的技术，将会掀起改变人们医疗健康的革命，那么，基于无线身体域网络而建立起来的移动医疗社交网络(MHSN，Mobile Healthcare Social Network)，在这个老龄化日益严重的社会也将发展成为一个创新的下一代医疗系统。在移动医疗社交网络中，具有相同病症的用户可以匹配成为好友，并通过长期互相联系而形成一个互助的群体，以此来分享他们的个人健康信息(PHI，Patients'Health Information)和治疗经验，这有助于打破消息不对等的现状，也为彼此提供精神上的支持和情感上的慰藉。
　　然而，这也引起了人们对用户隐私安全问题的担忧，敌手将会通过各种攻击来窃取用户的敏感信息，包括:病症信息、身份信息和个人健康信息。现有的基于单病症的安全握手协议满足大部分的安全需求，但是在效率方面并不太高，而且没有充分的考虑到匹配好友后的通信阶段所面临的各种攻击，如果想要提升移动医疗社交网络的实用性，就要考虑到以下三个问题:一、如何提供更多个性化的设置？二、如何保持匿名性和身份可追踪性之间的平衡？三、采用何种算法能够极大的提高效率？本文针对上述三个问题，对移动医疗社交网络匹配好友阶段和通信阶段做了深入研究，取得的创新成果如下:
　　首先，为解决用户基于相同病症的好友匹配问题，本文提出一种基于多病症属性的匹配协议，该协议创新性的将匹配度函数算法应用到近邻检测协议中去，用来解决经典三方模型所面临的安全性问题，并且能够实现对于多个病症信息的匹配，在保证协议正确性和用户敏感隐私信息不泄露的同时，也使得协议的效率有所提升。
　　在此基础上，为进一步提高移动医疗社交网络的可用性，本文又提出一种基于门限属性的可追踪签密方案。该方案不仅将多病症信息匹配结果引入到匹配阶段，还加入了可设置门限的个性化匹配选项，为实现对非法用户身份的可追踪性，还创新性的引入一个四方模型。与此同时，它采用签密这种将签名功能和加密功能相结合的算法，并提供对正确性、不可否认性、可追踪性和隐私性的证明。与之前的工作相比，本方案生成一个固定长度的签密密文，也使效率得到极大的提高。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 相关工作

1．3 本文贡献

1．4 论文结构及安排

2 相关理论概述

2．1 相关理论基础

2．1．1 双线性对映射

2．1．2 困难性假设

2．1．3 Paillier公钥加密体系

2．1．4 计算复杂度基础

2．2 基于属性的匹配算法

2．2．1 典型的MHSN属性匹配模型

2．2．2 细粒度隐私匹配

2．2．3 典型的匹配算法

2．3 基于身份的密码学算法

2．3．1 基于身份的加密算法

2．3．2 基于身份的签名算法

2．3．3 基于身份的签密算法

2．4 安全性证明

2．5 本章小结

3 基于多病症属性的匹配协议

3．1 问题描述

3．2 系统模型

3．3 方案设计

3．4 安全性证明及效率分析

3．4．1 正确性

3．4．2 隐私性

3．4．4 效率分析

3．5 本章小结

4 基于门限属性的可追踪签密方案

4．1 问题描述

4．2 系统模型

4．3 TTABSC方案设计

4．4 正确性

4．5 安全性分析

4．5．1 不可否认性

4．5．2 可追踪性

4．5．3 隐私性

4．6 效率分析

4．7 本章小结

5．1 工作总结

5．2 未来展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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