의료 정보 공유 환경에서 환자 익명성 보존 프레임워크에 대한 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, I have dealt with the issue of information security for medical information sharing. The leakage of the medical information can lead to serious social prejudice and disadvantage to an individual. In this paper, we firstly classify the environment into two categories: information security in a centralized cloud environment and information security based on a blockchain. In addition, I have analyzed not only academics but also some industrial research trends and analyze the threats and threats originating from actual incidents and derive reasonable health information sharing security requirements through the need for medical information security required by law.
Next, I propose a cloud-based mobile medical information sharing scheme that guarantees the anonymity of the patient. The scheme uses a wireless cellular network to approach the network unlike the existing research. This has highlighted security issues at the network level rather than at the application level.
Last, I suggest a medical information sharing framework that guarantees the privacy of patients by using a blockchain network. The proposed scheme highlighted the issue of information sharing in physician-patient unlinkability by using stealth addresses. And it guarantees the integrity and transparency of the medical record by medical blockchain. The scheme used CP-ABPRE allows the patient to have detailed access control on the medical records and to transfer the access control right even in cases of emergency such as emergency situations.
Therefore, this study can help to improve the security of the medical information sharing with several environments.

목차 (Table of Contents)

• 1 서론 1
• 1.1 연구 배경 및 필요성 2
• 1.1.1 개인 의료정보의 높은 가치 2
• 1.1.2 지속적인 의료정보 위협의 증가 4
• 1.1.3 개인 의료정보 유출로 인한 사생활 침해 및 불이익 6
• 1.2 연구의 목적과 순서 8
• 1.3 공헌 8
• 2 배경 지식 10
• 2.1 Tor 네트워크 10
• 2.2 블록체인(Blockchain) 11
• 2.2.1 퍼블릭 블록체인의 한계 14
• 2.2.2 프라이버시 관련된 블록체인 기술 . 15
• 2.3 복잡도 가정사항 15
• 2.4 암호학적 기반 기술 16
• 2.4.1 타원곡선 암호 16
• 2.4.2 타원곡선기반 El-Gamal 공개키 알고리즘 17
• 2.4.3 겹선형 쌍 함수(Bilinear pairing) 18
• 2.4.4 암호학적 해쉬 함수 19
• 2.4.5 머클 트리 알고리즘 20
• 2.4.6 스텔스 주소 21
• 2.4.7 Cipertext-policy Attribute-based Proxy Re-encryption 22
• 3 연구 동향 26
• 3.1 클라우드 중심의 의료 정보보안에 대한 연구 동향 28
• 3.2 블록체인 기반의 의료정보공유에 대한 연구 31
• 4 의료정보공유 보안 요구사항 42
• 4.1 가능한 의료 정보공유 시나리오 42
• 4.2 잠재적 위협원 및 위협 44
• 4.2.1 잠재적 위협원 45
• 4.2.2 잠재적 위협 47
• 4.3 의료 정보공유 법적 보안 요구사항 49
• 4.3.1 미국의 개인 의료정보 보안관련 법제 49
• 4.3.2 우리나라의 개인 의료정보 보안관련 법제 52
• 4.4 의료정보공유 보안 요구사항 57
• 5 환자의 익명성을 보장하는 클라우드 기반 모바일 의료정보공유 시스템 62
• 5.1 시스템 모델 64
• 5.2 표기법 65
• 5.3 익명성 모델(Anonymity Model) 67
• 5.4 제안하는 시스템 67
• 5.4.1 사용자 등록 68
• 5.4.2 환자 생체정보 수집 및 송신자 통신 68
• 5.4.3 클론 간 통신 71
• 5.4.4 수신자 통신 72
• 5.4.5 환자의 생체정보 복호화 73
• 5.5 분석 75
• 5.5.1 보안성 분석 75
• 5.5.2 효율성 분석 77
• 5.6 토의 79
• 6 환자 익명성이 보장되는 블록체인기반 의무기록공유 프레임워크 81
• 6.1 의무기록공유 체계와 한계 81
• 6.2 기존 블록체인 기반의 의무기록공유 체계의 한계 83
• 6.3 잠재적 위협 및 보안 요구사항 86
• 6.4 제안하는 블록체인기반 의무기록공유 프레임워크 89
• 6.4.1 가정사항 89
• 6.4.2 의무기록 접근제어 구조 89
• 6.4.3 트랜잭션 구조 91
• 6.4.4 블록 구조 92
• 6.5 제안하는 의무기록공유 프레임워크 93
• 6.5.1 블록체인 시스템 환경 조성 96
• 6.5.2 사용자 등록 97
• 6.5.3 환자의무기록 생성 98
• 6.5.4 스텔스 주소 및 접근제어 구조 생성 99
• 6.5.5 접근제어 키 암호화 및 데이터베이스 저장 100
• 6.5.6 트랜잭션 검증 및 블록생성 101
• 6.5.7 데이터 검색 102
• 6.6 환자의무기록 긴급 공유 104
• 6.7 보안성 평가 108
• 6.7.1 보안 요구사항 충족 확인 109
• 6.7.2 효율성 분석 112
• 6.8 토의 115
• 7 결론 116