[發明專利]輕量級地面向醫療物聯網的大數據共享系統

有效

• 申請號: 201911360496.2
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111107094B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 魯秀青;潘振寬;陳飛
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: H04L9/40
• 分類號: H04L9/40;H04L67/1097;H04L67/12
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 劉新雷

1.一種輕量級地面向醫療物聯網的大數據共享系統，其特征在于，包括內置安全中間件的患者端、信任中心、云服務器和用戶端；

所述患者端用于根據采集的患者數據信息生成共享醫療數據并進行數據加密，同時設置所述共享醫療數據的授權用戶身份集合；利用所述安全中間件將加密后的共享醫療數據分割為多個數據塊并為各數據塊生成標簽；

所述信任中心用于生成系統參數；并基于所述系統參數根據所述患者端的加密中間值計算請求和所述用戶端的解密中間值計算請求計算所述共享醫療數據的加密中間值和解密中間值；為用戶生成所述共享醫療數據的數據下載許可證和私鑰；

所述云服務器用于存儲所述授權用戶身份集合、所述共享醫療數據、標簽數據及相應患者身份；當驗證用戶完整性驗證請求中的所述數據下載許可證中的下載數據時間有效，生成數據證明和標簽證明；

所述用戶端用于根據所述標簽證明和所述數據證明確定數據完整后，從所述云服務器下載數據并計算解密密鑰得到明文數據；

其中，所述加密中間值計算請求為攜帶所述授權用戶身份集合信息的請求；所述信任中心用于基于所述授權用戶身份集合和所述系統參數利用加密中間值計算關系式計算得到加密中間值；所述加密中間值計算關系式為：

式中，φ為所述加密中間值，Uid_k為所述授權用戶身份，t為所述授權用戶身份集合中的授權用戶總個數，1≤k≤t，t≤y，y為預設整數值，H₁為密碼學哈希函數，γ為隨機數且

2.根據權利要求1所述的輕量級地面向醫療物聯網的大數據共享系統，其特征在于，所述患者端用于計算對稱密鑰，利用所述對稱密鑰的哈希值對所述共享醫療數據進行對稱加密，并將加密后的共享醫療數據發送至所述安全中間件中。

3.根據權利要求2所述的輕量級地面向醫療物聯網的大數據共享系統，其特征在于，所述安全中間件用于通過糾錯算法將加密后的共享醫療數據分割為多個數據塊，并利用自己的私鑰為各數據塊生成標簽；

其中，第i個數據塊m_i的標簽σ_i為x為所述安全中間件的私鑰，H₃為密碼學哈希函數，u＝h^τ，h為隨機選擇的生成元，τ為隨機數且

4.根據權利要求1所述的輕量級地面向醫療物聯網的大數據共享系統，其特征在于，所述系統參數為參數集Params中的任意一個或任意組合：

其中，為雙線性映射群系統，為階為q的乘法群，e為雙線性映射且H₁、H₂、H₃為密碼學哈希函數，且l為安全參數，y為預設整數值，γ為隨機數且w＝g^γ，v＝e(g,h)，g、h為隨機選擇的生成元且

5.根據權利要求1所述的輕量級地面向醫療物聯網的大數據共享系統，其特征在于，所述用戶端用于生成兩個隨機函數f₁和f₂，f₁:{1,2,…,n}→{1,2,…,n}，通過f₁從[1,n]中選擇包含c個元素的集合Ι，并且根據f₂選擇c個相應的隨機數向所述云服務器發送攜帶挑戰信息的用戶完整性驗證請求；

所述挑戰信息chal為chal＝(Uid_j,(i,d_i)_i∈I,Pid)，Uid_j為當前解密用戶身份，Pid為患者身份。

6.根據權利要求5所述的輕量級地面向醫療物聯網的大數據共享系統，其特征在于，所述云服務器用于利用驗證所述數據下載許可證中的下載數據時間有效，當驗證所述下載數據時間有效，則生成標簽證明和數據證明

式中，warr為所述數據下載許可證，time為當前解密用戶訪問所述共享醫療數據的有效時間，H₁為密碼學哈希函數，a₁、a₂為隨機數且h為隨機選擇的生成元，σ_i為第i個數據塊m_i的標簽。