Розробка системи забезпечення безпеки даних пацієнта в рамках розподіленої медичної платформи
DOI:
https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.141299Ключові слова:
безпека електронної карти пацієнта, блокчейн в медицині, безпека особистих даних, безпека мереж натільних датчиків.Анотація
Об'єктом дослідження є розробка системи електронної медкарти (EHR), призначеної одночасно як для взаємодії пацієнт-лікуючий лікар, так і для обміну анонімізованими даними між різними медичними організаціями для їх подальшої обробки та побудови аналітичних моделей. Постійний моніторинг стану пацієнта, а також кількість і якість оброблених даних є ключовими факторами, що впливають на точність постановки діагнозу і подальші лікарські рекомендації. Слід зауважити, що більшість сучасних підходів до проектування EHR-систем є вразливими до атак цілісності даних і не дозволяють обмінюватися інформацією з іншими організаціями, зберігаючи при цьому лікарську таємницю, що призводить до наявності у окремих акторів лише невеликих фрагментованих датасетів. Важливим напрямком для поліпшення існуючих рішень є безпека обміну інформацією між натільними смарт-сенсорами.
У даній роботі пропонується розбити архітектуру на шари з виділеними зонами безпеки. Ця фрагментація дозволяє ефективно сегментувати інфраструктуру, дозволяючи кожному елементу застосовувати свої власні вимоги до аутентифікації і авторизації, використовуючи різні підходи до захисту інформації. Додатковим ефектом цього підходу є зниження навантаження на мережу і уникнення проблем безпеки шляхом мінімізації передачі конфіденційних даних (наприклад, проводити базовий збір та обробку даних на смарт-сенсорах). Пропонується використання блокчейн-технологій для забезпечення цілісності даних з використанням офф-чейн бази даних для оптимізації зберігання та швидкості транзакцій. Застосування MPC-протоколу дозволяє обмінюватися даними між партнерськими організаціями для спільних розрахунків і навчання ml-моделей, не показуючи фактичні дані.
Пропоновані підходи дозволяють створювати надійну, гнучку і в той же час безпечну платформу для збору конфіденційних даних, їх аналізу і обробки розподіленою багатоакторною системою, використовуючи переваги туманних обчислень, блокчейна та MPC.
Посилання
- Li, M., Lou, W., Ren, K. (2010). Data security and privacy in wireless body area networks. IEEE Wireless Communications, 17 (1), 51–58. doi: https://doi.org/10.1109/mwc.2010.5416350
- Internet of Things Security Architecture. Available at: https://docs.microsoft.com/en-us/azure/iot-suite/iot-security-architecture
- Kshetri, N. (2017). Can Blockchain Strengthen the Internet of Things? IT Professional, 19 (4), 68–72. doi: https://doi.org/10.1109/mitp.2017.3051335
- Anderson, R. J. (1996). A security policy model for clinical information systems. Proceedings 1996 IEEE Symposium on Security and Privacy. doi: https://doi.org/10.1109/secpri.1996.502667
- Al Ameen, M., Liu, J., Kwak, K. (2010). Security and Privacy Issues in Wireless Sensor Networks for Healthcare Applications. Journal of Medical Systems, 36 (1), 93–101. doi: https://doi.org/10.1007/s10916-010-9449-4
- He, Y., Johnson, C. W. (2012). Generic security cases for information system security in healthcare systems. 7th IET International Conference on System Safety, Incorporating the Cyber Security Conference 2012. doi: https://doi.org/10.1049/cp.2012.1507
- Puthal, D., Malik, N., Mohanty, S. P., Kougianos, E., Yang, C. (2018). The Blockchain as a Decentralized Security Framework [Future Directions]. IEEE Consumer Electronics Magazine, 7 (2), 18–21. doi: https://doi.org/10.1109/mce.2017.2776459
- Ekblaw, A., Azaria, A., Halamka, J. D., Lippman, A. (2016). A Case Study for Blockchain in Healthcare: ‘MedRec’ prototype for electronic health records and medical research data. White Paper, 13.
- Kuo, T.-T., Kim, H.-E., Ohno-Machado, L. (2017). Blockchain distributed ledger technologies for biomedical and health care applications. Journal of the American Medical Informatics Association, 24 (6), 1211–1220. doi: https://doi.org/10.1093/jamia/ocx068
- Going off chain for storage. (2017). Available at: http://goo.gl/xwauRC
- Zyskind, G., Nathan, O., Pentland, A. Enigma: Decentralized Computation Platform with Guaranteed Privacy. Available at: https://enigma.co/enigma_full.pdf
- Rahmani, A. M., Liljeberg, P., Preden, J.-S., Jantsch, A. (Eds.) (2018). Fog Computing in the Internet of Things. Springer. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-57639-8
- Jangde, P., Mishra, D. K. (2011). A Secure Multiparty Computation Solution to Healthcare Frauds and Abuses. 2011 Second International Conference on Intelligent Systems, Modelling and Simulation. doi: https://doi.org/10.1109/isms.2011.75
- Gascón, A., Schoppmann, P., Balle, B., Raykova, M., Doerner, J., Zahur, S., Evans, D. (2017). Privacy-Preserving Distributed Linear Regression on High-Dimensional Data. Proceedings on Privacy Enhancing Technologies, 2017 (4), 345–364. doi: https://doi.org/10.1515/popets-2017-0053
- Gupta, A. K., Mann, K. S. (2014). Sharing of Medical Information on Cloud Platform-A Review. IOSR Journal of Computer Engineering, 16 (2), 08–11. doi: https://doi.org/10.9790/0661-16270811
- Baidu Mobile Deep Learning. Available at: https://github.com/baidu/mobile-deep-learning
- Huang, Y., Evans, D., Katz, J. (2012). Private set intersection: Are garbled circuits better than custom protocols. Network and Distributed System Security Symposium (NDSS), 5–8.
- Selimi, M., Kabbinale, A. R., Ali, A., Navarro, L., Sathiaseelan, A. (2018). Towards Blockchain-enabled Wireless Mesh Networks. Proceedings of the 1st Workshop on Cryptocurrencies and Blockchains for Distributed Systems – CryBlock’18. doi: https://doi.org/10.1145/3211933.3211936
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Anatolii Petrenko, Roman Kyslyi, Ihor Pysmennyi
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
