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，我们已经完成了一种扩散加密方法，我们正在Thunderbird中独立实现它，用于加密电子邮件数据和验证用户身份。我们用C语言和JavaScript实现了一种乘法算法，可以自由改变加密强度，因此我们使其更加高效，因为用大整数实现它并不一定有效。具体而言，在矢量乘法算法中，由于计算效率很大程度上受到某个参数的大小的影响，因此如果直接这样做，则有可能根据计算处理的大小来分析参数的大小时间。因此，虽然最初考虑使用会话密钥等参数的通信（电子邮件通信），但侧信道攻击的可能性仍然存在。为了解决这个问题，我们开发了一种不太依赖于参数大小同时保证参数可以自由选择的计算算法，并提出并实现了一种可以平均高效地执行向量乘法的算法。我们正准备针对特定的医疗数据加密实现这一点，并考虑除了基于椭圆曲线密码学的公钥认证之外，进一步增强安全性。这是为了在考虑实际医疗数据时更严格地保护敏感的个人信息，例如基因组信息。为此，我们计划继续考虑与区块链技术的兼容性，以确保防篡改和证据。另一方面，由于数据本身需要加密保密，我们认为也有必要将其与同态加密相结合。