[发明专利]基于区块链的电子病历安全搜索方法

权利要求书

1.一种基于区块链的电子病历安全搜索方法，其特征在于，该基于区块链的电子病历安全搜索方法包括：

步骤1，建立系统，并产生密钥；

步骤2，产生电子病历并提取关键词，对所述电子病历和所述关键词进行加密并执行存储；

步骤3，执行电子病历的搜索；

在步骤1中，建立系统，并产生密钥的方法包括：

步骤11，给定安全参数k，系统选择阶为素数p的两个循环群G₁,G₂以及一个双线性对

满足双线性和对称性，其中，

双线性是指对所有V,Q∈G₁以及有对称性是指是从1到P的整数集合；

选择以下七个hash函数：

H₀:G₂→{0,1}^*，H₂:G₁→M，

计算，其中，M是电子病历数据空间，P1和P2是G1的两个生成元；

系统参数为

步骤12，病人i随机选择作为其私钥sk_i，并产生对应的公钥pk_i＝(Y_i1＝y_i1P₁,Y_i2＝y_i2P₁,Y_i3)；

步骤13，医生j随机选择作为其私钥，并产生对应的公钥pk_j＝(Y_j＝y_jP₁)；

在步骤2中，产生电子病历并提取关键词，对所述电子病历和所述关键词进行加密并执行存储的方法包括：

步骤21，医生产生电子病历并从所述电子病历中提取关键词，该关键词应选自标准的医药描述术语集；

步骤22，医生对电子病历m和关键词w进行可搜索加密；

加密方法如下：

随机选择

计算

计算设矢量X＝[X₁,X₂,...,X_n]，其中

X₁＝r₁H₁(w)P₁,X₂＝r₁(H₁(w))²P₁,...,X_n＝r₁(H₁(w))ⁿP₁；

计算

该加密算法的输出为c_i＝(c_i0,c_i1,c_i2)；其中，c_i1＝(A,B,E,F)，c_i2＝(J,X)，(A,B,E,F)是可搜索加密的密文，c_e＝(A,J,X)是用于验证关键词有效性的证据；

步骤23，医生对病人身份ID_i进行可搜索加密为密文d_i作为病历编号；

加密方法如下：

随机选择计算

B_d＝r₁Y_i2,r₀＝H₅(ID_i,B_d),A_d＝r₀(Y_i1+H₁(ID_i)P₁)+r₁P₁，

计算E_d＝r₀Y_i3,

病人身份ID_i加密为d_i＝(A_d,B_d,E_d,F_d)；

步骤24，医生将密文(c_i,d_i)作为一个新的区块发送到区块链中；

步骤25，区块链的验证者验证关键词的有效性，作为该区块链的共识机制；

该共识机制如下：

假设关键词集合Ω＝{w₁,w₂,...w_n}，通过建立基于关键词多项式的方法验证关键词的有效性，具体过程如下：

计算H(w₁),H(w₂),...H(w_n),其中H(·)为哈希函数，构建一个n阶多项式，该n次多项式的根的表达式为

f(x)＝(x-H(w₁))(x-H(w₂))...(x-H(w_n))

显然，f(H(w_i))＝0,i∈{1,2,....n}，该式可以表示为一般表达式

f(x)＝xⁿ+b_n-1x^n-1+...+b₁x+b₀

这样，f(x)＝0可以表示为

xⁿ+b_n-1x^n-1+...+b₁x+b₀＝0

对上式进行变换可以得到

令构建新的多项式

g(x)＝a_nxⁿ+a_n-1x^n-1+...+a₁x

可得g(H(w_i))＝1；定义一个矢量Λ＝[a₁,a₂,...a_n]和H_i＝[H(w_i),(H(w_i))²,...,(H(w_i))ⁿ]，矢量Λ和H_i的内积Λ·H_i＝1，从而矢量Λ可以用来验证所包含的关键词是否选自可选关键词集；

区块链的验证者按照如下方法验证接收到的密文(c_i,d_i)中关键词是否有效：验证以下两个等式

和

若超过2/3的验证者验证了以上两个等式成立，将该区块加入到区块链中。