文献研究: 医療画像を保護するためのブロックチェーンベースの可逆的データ隠蔽
出版ジャーナル: Journal of Healthcare Engineering
ブロックチェーン技術 - 研究ノート
ブロックチェーンは、関係者がお互いを信頼していない環境で機能するように開発された分散型台帳システムです。従来のサーバー中心のモデルとは対照的に、ブロックチェーンでは、参加する各ノードがすべてのトランザクションの詳細を記録する台帳のコピーを保存する必要があります。台帳はすべての参加ノードによってローカルに保持されるため、トランザクションの監査をローカルで実行できます。この機能を使用すると、参加ノード間に信頼がない場合でも、ブロックチェーンを通じて達成されたコンセンサスを信頼できます。
ブロックチェーンが提供するもう 1 つのユニークな機能は、すべてのトランザクション記録をリンクするための暗号化ハッシュの導入です。以下の図を参照すると、すべての有効なトランザクションが一定の時間間隔で 1 つのブロックにグループ化されます。新しいハッシュは、これらのトランザクションの詳細と前のブロックのハッシュに基づいて生成されます。次に、トランザクションを承認するためのコンセンサスプロセス (Proof of Work (PoW) など) が行われます。コンセンサスプロセス中、特定のパズルを正常に解決したノードのみが、そのブロックを既存のブロックチェーンに追加できます。各トランザクション ブロックのハッシュ生成は、前のブロックのハッシュにリンクされます。ブロックチェーン内のトランザクション レコードを変更するには、コンセンサス プロセスを通じて多数の有効なブロックを生成し、後続のブロックを上書きする必要があります。PoW は時間のかかるプロセスであるため、短期間に大量の新しいブロックを生成することが困難であるため、ブロックチェーンは多くのアプリケーションにとって不変のソリューションとなります。
ブロックチェーンの PoW プロセスを通じてコンセンサスに達するには時間がかかり、トランザクションが遅くなります (例: ビットコインの場合は 10 分)。もう 1 つのオプションは、信頼できるメンバーのリストが事前に定義されているコンソーシアム ブロックチェーンを採用することです。この場合、Practical Byzantine Fault Tolerance (PBZT) などの軽量のコンセンサス プロセスを使用できます。これにより、ブロックチェーンの主要なセキュリティ機能 (つまり、監査可能性、トレーサビリティ、完全性) を犠牲にすることなく、同じコンソーシアム ブロックチェーン内のノード間でよりタイムリーな通信が可能になります。
RDH-EIにおけるブロックチェーン技術の応用
医師 A はまず患者の医療記録を暗号化し、次に提案された RDHEI スキームを使用して秘密暗号化画像 (CSMI) を生成します。暗号化された医療記録は患者の医療画像に埋め込まれます。彼の暗号化された医療記録と CSMI は彼の病院 (病院 X) のデータベースに保存され、トランザクションのブロックが生成されてブロックチェーンに追加されます。提案されたブロックチェーン システムを通じて、医療情報を共有したい人は誰でも、受信側で送信されたデータの完全性を検証できます。たとえば、医師Aは医師Bおよび医療機関YとCSMIを共有します。CSMIを受け取った医師Bは、まず受信したデータのハッシュ値を計算し、ブロックチェーンと比較して整合性を検証します。その後、正規のキーを使用して隠された医療記録を抽出し、さらに別の正規のキーを使用して医療記録を復号化しました。Y医学研究所でも同様の処置が行われた。