Construction of a medical information secure management system using ICT and encryption technology

利用ICT和加密技术构建医疗信息安全管理系统

基本信息

批准号：
20K20484
负责人：
野上保之
金额：
$ 16.22万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までに拡散暗号方式を完成させており、これをメールデータの暗号化・ユーザ認証として実装するためにThunderbirdに対して独自実装している。暗号強度を自在に変えることができる乗算アルゴリズムをC言語およびJavaScriptとして実装したため、必ずしも大きな整数での実装が効率よく働かないため、その効率化を行った。具体的には、ベクトル乗算アルゴリズムのあるパラメータの大小に計算効率が大きくかかわるため、このままではその計算処理時間の大小によってパラメータの大小が解析される可能性がある。したがって、当初よりそのパラメータをセッションキーのように用いる通信（メール通信）を考えていたが、そこにサイドチャネル的な攻撃の可能性が残ることとなる。この問題を解消するために、そのパラメータを自在に選べることは確保しつつも、その大小に大きく依存しない計算アルゴリズムを開発し、平均的に効率よくベクトル乗算を行えるものを提案・実装している。これを具体的な医療データの暗号化の方にも実装する準備を進めており、楕円曲線暗号をベースとした公開鍵認証のみでなく、さらなる安全性拡張を実施することを考えている。これは、実際に医療データを考えたとき、例えばゲノム情報など気びな個人情報をより厳格に保護するためである。そのための改ざん耐性やエビデンスの確保のためにブロックチェーン技術との相性について検討を進めるよう展開していく予定である。一方で、そのデータ自身は暗号化して秘匿する必要があるため、準同型暗号などと組み合わせる必要もでてくると考えている。

到去年，已经完成了扩展加密方法，并且已在内部实施了雷鸟的内部实施，以将其作为电子邮件数据加密和用户身份验证实现。由于用C语言和JavaScript实现了可以自由更改加密强度的乘法算法，因此使用大整数的实现不一定可以有效地工作，这得到了改善。具体而言，由于计算效率在很大程度上与矢量乘法算法中特定参数的大小有关，因此，如果继续进行，则可能会根据计算处理时间的大小来分析参数的大小。因此，自开始以来，我们一直在考虑使用类似会话密钥的参数的通信（电子邮件通信），但是仍然有可能进行侧渠道攻击。为了解决此问题，我们开发了一种计算算法，该算法不取决于参数的大小，并提出和实施可以有效地执行矢量乘法的，同时确保可以自由选择参数。我们准备在加密特定的医学数据中实施这一点，并正在考虑实施进一步的安全扩展，而不仅仅是基于椭圆曲线密码学的公共密钥认证。这是为了在实际考虑医疗数据时为粗心的个人信息（例如基因组信息）提供更严格的保护。为了确保篡改抵抗力和证据，我们计划继续考虑与区块链技术的兼容性。另一方面，由于数据本身需要加密并保密，因此我们认为，还必须将其与同构加密相结合。