[发明专利]支持传输容错机制的医疗密态数据统计分析方法

说明书

本发明公开了一种支持传输容错机制的医疗密态数据统计分析方法，包括：S1.系统初始化；S2.系统注册；S3.医疗数据加密和签名上传；S4.边缘服务器数据聚合去盲化；S5.云服务器存储有效数据；S6.云服务器数据聚合；S7.可验证的聚合密态数据解密与统计分析。本发明的方法支持传输容错机制，边缘服务器采用门限秘密共享技术，使得只要有效样本容量达到门限值就可以顺利完成密态数据聚合并去除盲化；因此，即使医疗用户不愿意上传敏感医疗数据，或者医疗用户传输密态数据中途被中断，或者其它恶意攻击行为导致密态数据传输失败，也不会影响医疗数据分析中心进行后续有效的具有隐私保护的数据统计分析。

技术领域

本发明属于医疗大数据分析与信息安全保障领域，特别是涉及一种支持传输容错机制的医疗密态数据统计分析方法。

背景技术

随着5G和无线体域网技术的发展，越来越多的用户通过装有特殊感应器的可穿戴设备实时收集自己的医疗数据(如心率，血压，体温等)，并通过无线体域网将收集的医疗数据发送到移动通讯设备中，然后通过互联网将医疗数据实时更新到医疗云端进行存储。随着连接到互联网上的无线体域网增多，其传输在互联网上的医疗数据也随之激增，为了保障这些数据在传输过程中的传输效率和时效性，对带宽资源、实时数据处理和延时就有了新的要求。然而单一的云计算架构无法满足这些需求，因此迫切需要引入各种智能边缘计算设备，辅助云计算实现海量医疗大数据实时处理与计算分析。

在医疗数据的传输过程中，由于无线体域网采集的医疗数据涉及到用户的隐私数据，较为敏感。同时，由于基于无线体域网的医疗数据可以为医疗数据分析中心提供重要的医疗信息挖掘和决策价值。因此在开放的无线网络中进行传输过程中，会采用数据加密技术来保障医疗数据机密性和用户隐私安全。此外，由于解密密钥在某些特殊情况下可能因安全保护措施不够而泄露，甚至可能会被敌手窃取，从而解密单个用户的医疗密态数据，对用户的隐私安全产生威胁。同时，在开放的无线网络环境中，可能存在外部敌手对通信信道进行窃听，拦截、替换、篡改用户传输的医疗数据，导致医生使用错误数据产生临床误诊，因此需要采用数字签名技术保障机密数据传输的完整性。

事实上，医疗数据加密传输，将会丧失不同程度的数据可用性。近年来，许多学者基于同态加密算法设计了各种密态数据聚合协议，由于同态加密算法所具有的保持加法或者乘法的特性，数据被加密后，能够被高效地进行聚合，同时医疗数据分析中心可以利用解密私钥直接对聚合密文进行解密，得到一些核心统计指标，为精确的诊断决策提供隐私保护的深度数据统计分析。整个过程，无需对单个用户的密态数据进行解密，由此有效保护了用户隐私和数据机密性。

在某些情况下，终端用户可能非常注重自己的医疗隐私数据，并不愿意按照要求实时通过互联网分享自己的敏感医疗数据。另一方面，用户在传输自己加密医疗数据过程中，可能因为网络传输问题，或者恶意敌手的中断等行为，导致医疗密态数据传输失败。因此，研究设计支持传输容错机制的医疗密态数据统计分析方法具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种支持传输容错机制的医疗密态数据统计分析方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：支持传输容错机制的医疗密态数据统计分析方法，包括：

S1.系统初始化：可信中心设置该方法中涉及的系统公开参数，所述系统公开参数包括双线性对映射、安全哈希函数、乘法循环群和定义在乘法循环子群上的生成元；同时，可信中心为医疗数据分析中心和云服务器分别颁发第一公私钥对，并分别为每个边缘服务器及各边缘服务器对应的医疗用户产生用于对医疗密态数据进行签名的第二公私钥对，可信中心将私钥通过安全信道发送给对应的云服务器、边缘服务器和医疗用户；