クラウド環境における安全な医療データ交換のための多層プライバシー保護アーキテクチャの設計

科学分野:

• コンピュータサイエンス;サイバーセキュリティ;ヘルスインフォマティクス

背景:

• クラウドベースの電子健康システムはアクセス可能性を提供しますが、データの改ざんや不正アクセスなどのセキュリティ脅威に直面しています。;電子健康データに対する既存のセキュリティソリューションは、脅威を個別に処理することが多く、保護が断片的になります。;クラウド電子健康における多面的なリスクに対処するには、統合されたライフサイクル指向のセキュリティフレームワークが必要です。

研究 の 目的:

• クラウド電子健康システムのための統一された、ライフサイクル指向のセキュリティフレームワークを提示すること。;きめ細かく、取り消し可能なアクセス制御のためにサーバー支援取り消し可能属性ベース暗号化（SR-ABE）を統合すること。;運用レイテンシ内でデータ整合性を強化し、継続的な異常検知を可能にすること。

主な方法:

• 履歴データを再暗号化することなくアクセス制御のためにサーバー支援取り消し可能属性ベース暗号化（SR-ABE）を実装しました。;暗号セキュリティとランダム性の強化のためにヘイズ最適化ガイド付きキー生成を利用しました。;データ整合性検証のためのSHA-256と異常検知のための混合グラフニューラルネットワーク（MGNN）を組み込みました。

主要な成果:

• 高いトレーニング（99.1%）およびテスト（96.7%）精度を低いエラー率（トレーニング損失0.0126、テスト損失0.0357）で達成しました。;低いアクセスレイテンシ（6.6 ms）、高いスループット（852-901 kbps）、および消費電力の削減（0.214 J）により、優れたパフォーマンスを示しました。;99.12%のデータ機密性および98.53%のデータ整合性を含む、強力なセキュリティ指標を報告しました。

結論:

• 統合フレームワークは、SR-ABE、最適化されたキー生成、整合性チェック、およびMGNN駆動の監視を効果的に組み合わせています。;提案されたアプローチは、既存のクラウド電子健康セキュリティスキームと比較して、プライバシー保証の強化と優れたランタイムパフォーマンスを提供します。;この統一されたパイプラインは、クラウド電子健康における重要なセキュリティ課題に対処し、データ保護とシステム効率を保証します。