[發明專利]一種病患隱私的保護方法

在審

• 申請號: 202210367229.3
• 申請日: 2022-04-08
• 公開（公告）號: CN114792014A
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 劉志宏;王晨莎;張曉春
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學
• 主分類號: G06F21/62
• 分類號: G06F21/62;G06F21/60;G16H10/60;H04L9/08
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 曹廣生

1.一種病患隱私的保護方法，其特征在于：該方法具體包括以下步驟：

步驟一：對靜態信息實現現代密碼學的數字簽名，對動態信息采取數據擾動；

靜態信息的數字簽名處理可配置在本地的臨時緩存，每當數據更新一次向服務器進行發送時，調用緩存中已處理的數據，再與已擾動處理的瞬時信息進行打包和疊加進行處理，不僅降低本地預處理的計算量，也能縮短發送時延，且符合資源的優化配置思路；擾動的動態數據在接收端無需恢復和逆運算，直接進入模式和規則運算，輸出當前病人病情的評估意義；

步驟二：患者的個人身份信息是直接反應其個人生活的隱私，對此部分采取數字簽名以防惡意方偽裝成患者，數字簽名對網絡中收到的報文可核實發送者對該報文簽名的真偽，在簽名之后和核實之前需加入額外的加密流程，本地處理任務：患者A的個人身份信息是原始信息m，在本地進行一次哈希運算，得到信息摘要h(m)；用A的私鑰sk(A)對信息摘要h(m)進行簽名運算得到H(m)，附加到信息m上；公鑰pk(B)對合并的信息做加密運算再傳入信道；服務器處理任務：用sk(B)對接收密文進行解密運算，得到明文信息和待核實的信息；分離出消息m進行一次哈希運算，同時使用A的公鑰sk(A)對H(m)驗證運算；對比兩者，如果都得到h(m)，則可認為當前消息為患者A的個人信息；

步驟三：除個人身份信息外，患者的醫療數據也是隱私信息；本發明中擾動的對象就是可穿戴設備測量患者的生理參數，包含中其中一項或者幾項；現階段可穿戴設備監測的生理參數比較有限，也沒有完全做到分秒不漏的實時監測，則論述時會依據現狀而假設，假設每間隔固定時間發送采集的生理參數，每次發送的信息完備包含當前時刻監測的各項生理參數，模擬數據采集和傳輸的過程如下；

根據樣本變量屬性的個數來分，擾動算法分為單變量的和多變量的，且其擾動思想存在較大差異；病人不同時刻的生理參數是隨時變化的，則擾動必須選用多變量擾動；K-d樹擾動的特點就是針對k個屬性的變量，有將其用于多變量的決策樹模型擾動達到隱私保護的研究；K均值的聚類算法用于去除擾動噪音方面比較成熟；

設發送先后順序編號記錄為(R₁,R₂,...,R_N,R_N+1,...)，并設R₁的原始記錄在本地的生存時間為t；想要對記錄R_N的信息進行擾動，則選取該記錄及前(N-1)條歷史記錄作為樣本進行計算；當計算完成并將擾動后的R_N發出后，R₁的生存時間耗盡，則將R₁釋放溢出，此后的樣本隨之發生變化；對R_N+1進行擾動時，重新選R_N+1及前(N-1)條記錄作為樣本，即(R₂,R₃...,R_N,R_N+1)，這種原理類似計算機通信中網絡擁塞控制的窗口；樣本窗口的大小一般不變，只是其位置隨著發送記錄的增加而向后推移一位；

步驟四：患者信息分流處理，用病人的密鑰對的私鑰對包含身份信息等的靜態信息做簽名運算；使用k-d樹或k均值聚類算法擾動實時監測的患者生命體征的動態信息，對血壓和脈搏進行局部修改和替代；分類處理后的信息進入一個加法器合成，標志位標記區分兩部分；合成的消息進行一次公鑰加密，進入傳輸信道，到達服務器以后，首先使用私鑰解密當前消息，對獲得的消息按規則提取標志位，分離出靜態信息和動態信息；再用當前病人的公鑰核實簽名部分判斷是否為該病人所發；如果無法認證，認為該消息非法，則自動出棧或刪除；如果認證通過，已擾動部分的監測值無需還原和恢復，直接進入模式和規則自動計算處理；得到病情監測報告后，存入檔案，以備患者本人或主治醫生調取查看。