[發明專利]具有安全授權和隱私保護的外包云存儲醫療數據聚合方法

在審

• 申請號: 202210081822.1
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114417419A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 黃荷姣;趙芥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62;G06F21/60;G06F21/64;G16H10/60
• 代理公司: 成都厚為專利代理事務所(普通合伙) 51255
• 代理人: 王杰

1.具有安全授權和隱私保護的外包云存儲醫療數據聚合方法，應用于醫療數據存儲系統，所述醫療數據存儲系統包括數據提供端、云服務器、數據分析中心和密鑰生成中心，所述數據提供端分別與云服務器和密鑰生成中心通信連接，所述數據分析中心分別與云服務器和密鑰生成中心通信連接，其特征在于，所述外包云存儲醫療數據聚合方法包括：

S1.根據輸入的安全參數確定醫療數據存儲系統的參數；

S2.分別生成數據提供端和數據分析中心的公私密鑰對；

S3.數據提供端對醫療數據進行盲化處理，對盲化處理后的醫療數據進行加密，然后對加密后的醫療數據進行簽名，并將簽名后的醫療數據上傳服務器進行存儲；服務器對接收到的醫療數據進行驗證，并在驗證通過后存儲所述醫療數據；

S4.云服務器接收來自數據分析中心的數據聚合請求信息，并根據數據聚合請求信息定位一組數據提供端以及生成重組數據請求信息，然后將重組數據請求信息發送給該組數據提供端中的一個或多個數據提供端；數據提供端接收到重組數據請求信息后，若同意將其存儲在云服務器上的醫療數據共享給數據分析中心，則生成數據聚合授權信息，并將數據聚合請求信息發送給云服務器；云服務器對接收到的數據聚合授權信息進行驗證，并對數據聚合授權信息驗證通過的數據提供端的醫療數據進行聚合得到響應聚合醫療數據，然后將響應聚合醫療數據發送給數據分析中心；

S5.數據分析中心對接收到的響應聚合醫療數據進行驗證，并在驗證通過后對所述響應聚合醫療數據進行解密。

2.根據權利要求1所述的具有安全授權和隱私保護的外包云存儲醫療數據聚合方法，其特征在于，所述S1具體包括以下步驟：

S11.密鑰生成中心接收安全參數κ₁和安全參數κ₂；

S12.密鑰生成中心生成一個雙線性對群(e,G₁,G_T,ρ,g)←Γ(κ₁)，其中G₁和G_T是兩個具有相同素數階ρ的乘法循環群，g是乘法循環群G₁的一個生成元，e表示一個雙線性對映射，且e:G₁×G₁→G_T，Γ表示構造這個雙線性對映射e的初始化函數，κ₁且表示輸入的密鑰參數值；

S13.密鑰生成中心選擇兩個大素數p和q，初始化安全模量N＝p×q，并定義模N²的一個剩余循環群G，剩余循環群G對應的階Ord(G)＝2Nλ(N)，其中，|p|＝|q|＝κ₁，p＝2p₁+1，q＝2q₁+1，p₁和q₁是兩個大素數，λ(N)＝lcm(p-1,q-1)是p-1和q-1的最小公倍數；

S14.密鑰生成中心從乘法群中選擇一個隨機數x，計算隨機數x的二次剩余值y←x^2NmodN²，y是隨機數x的二次剩余值，同時y也是剩余循環群G上的一個生成元；

S15.密鑰生成中心設置一個偽隨機函數Pf:以及四個散列函數h₁:h₂:h₃:h₄:其中，{0,1}^ι和{0,1}^*為不同長度的二進制比特串，且ι＜＜*；表示模ρ的乘法群Z_N表示一個剩余類環，表示一個乘法群；

S16.密鑰生成中心設置一個數字簽名-驗證算法對(SIG,VER)和一個公鑰加減密算法對(ENC,DEC)，SIG是一個數字簽名算法，VER是數字簽名算法SIG對應的簽名驗證算法；ENC是一個公鑰加密算法，DEC是公鑰加密算法ENC所對應的公鑰解密算法；

S17.密鑰生成中心生成醫療數據存儲系統的公共參數Pare＝{e,G₁,G_T,ρ,G,N,y,Pf,h₁,h₂,h₃,h₄}，并設置p-1和q-1的最小公倍數λ(N)為系統的超級密鑰。