本书探讨运用区块链技术打造安全智慧医疗体系，研究基于区块链的医疗信息物理融合系统（MCPS）安全模型、安全认证方法、访问控制方法，重点解决资源受限的MCPS安全认证与访问控制模型架构构建、基于区块链去中心化的自适应安全认证协议设计、MCPS中多源异构访问控制策略设计等关键问题。此外，本书还介绍了电子病历信息系统和智能医疗混合推荐，实现数据安全存储、安全传输和安全访问，为医疗信息物理融合系统数据安全共享建立安全可信机制，为实现跨机构、跨区域的医疗协同服务和面向全过程、全生命周期的健康管理提供可靠的技术支撑，为智慧医疗信息安全应用平台设计提供解决办法，助力医疗联合体建立。
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2000年本科毕业于安徽师范大学并留校任教，2005年硕士毕业于西华师范大学，2008-2010年受国家留学基金委派遣在美国Rice University攻读联合培养博士研究生，2011年博士毕业于西北工业大学。毕业后一直工作于安徽师范大学，现为安徽师范大学计算机与信息学院副院长，安徽省医疗大数据智能系统工程研究中心主任，网络与信息安全安徽省重点实验室副主任。2017年被评为安徽省学术和技术带头人后备人选。主要研究计算机科学与技术专业教学和计算机基础公共课教学。
目录
第1章 绪论 1
1.1 医疗信息物理融合系统 1
1.2 医疗数据安全技术 3
1.2.1 医疗数据安全保护技术 3
1.2.2 面向医疗信息物理融合的安全认证技术 4
1.2.3 访问授权与验证技术 6
1.2.4 属性基加密技术 7
1.2.5 可搜索加密技术 9
1.2.6 代理重加密技术 11
1.2.7 无证书聚合签名技术 13
1.2.8 代理签名技术 14
1.3 医疗数据管理和应用 16
1.3.1 电子病历 16
1.3.2 智能推荐系统 16
第2章 数据安全相关理论与技术 19
2.1 密码学基础 19
2.1.1 群理论 19
2.1.2 双线性配对 19
2.1.3 哈希函数 20
2.1.4 Diffie-Hellman密钥交换协议 20
2.1.5 零知识证明协议 20
2.1.6 椭圆曲线离散对数 21
2.1.7 困难性假设 22
2.2 区块链技术 23
2.2.1 区块链概述 23
2.2.2 智能合约 23
2.2.3 FISCO BCOS 25
2.2.4 超级账本 25
2.3 身份认证技术 25
2.3.1 口令机制 25
2.3.2 数字证书 26
2.3.3 智能卡 27
2.3.4 生物特征 27
2.4 访问控制技术 28
2.4.1 基于角色的访问控制 28
2.4.2 基于属性的访问控制 29
第3章 基于联盟链的医疗信息物理融合数据安全 31
3.1 基于联盟链的医疗信息物理融合数据安全存储 31
3.1.1 数据安全存储模型 31
3.1.2 数据安全存储方案 35
3.1.3 数据安全存储实验仿真 39
3.1.4 数据安全存储方案分析 42
3.2 基于联盟链的医疗信息物理融合数据安全传输 43
3.2.1 数据传输模型 43
3.2.2 数据安全传输方案 46
3.2.3 数据安全传输实验仿真 52
3.2.4 数据安全传输方案分析 54
第4章 基于区块链的医疗信息物理融合安全身份认证 57
4.1 面向医疗信息物理融合的用户身份认证 57
4.1.1 用户身份安全认证模型 57
4.1.2 用户身份安全认证方案设计 60
4.1.3 用户身份安全认证方案分析 61
4.2 面向医疗信息物理融合的设备身份认证 66
4.2.1 设备身份认证模型 66
4.2.2 设备身份安全认证方案设计 68
4.2.3 基于BAN逻辑的安全认证证明 72
4.2.4 设备身份安全认证安全性分析 76
4.2.5 设备身份安全认证性能评估 79
第5章 基于区块链的医疗数据访问授权与验证方法 82
5.1 基于代理重加密的医疗数据访问授权与验证 82
5.1.1 基于代理重加密的医疗数据访问授权与验证模型构建 82
5.1.2 基于代理重加密医疗数据访问授权与验证模型方案实现 84
5.1.3 系统方案分析 87
5.2 基于信任度的医疗数据访问授权与验证 94
5.2.1 基于区块链的医疗数据可信授权验证模型构建 94
5.2.2 基于区块链的医疗数据可信授权验证方案构造 97
5.2.3 TAAC方案分析 105
第6章 基于区块链的医疗信息物理融合系统访问控制 112
6.1 基于区块链的医疗信息物理融合系统数据访问控制 112
6.1.1 基于区块链的医疗数据访问框架 112
6.1.2 基于区块链的医疗数据访问控制策略 116
6.1.3 方案分析 118
6.2 基于区块链的医疗信息物理融合系统设备访问控制 120
6.2.1 基于区块链的设备访问控制框架 120
6.2.2 基于区块链的设备访问控制策略 125
6.2.3 方案分析 128
第7章 基于区块链的智慧医疗细粒度访问控制 131
7.1 基于ABAC的细粒度医疗数据访问控制方法 131
7.1.1 基于区块链的医疗数据访问控制架构 131
7.1.2 基于ABAC的医疗数据访问控制的智能合约 136
7.1.3 方案实现 140
7.1.4 方案分析 143
7.2 基于CP-ABE的部分策略隐藏的医疗数据访问控制方法 144
7.2.1 部分策略隐藏的CP-ABE方案 144
7.2.2 方案构建 147
7.2.3 安全分析 149
7.2.4 评价与实现 152
第8章 基于区块链的医疗信息物理融合数据可搜索加密 156
8.1 基于区块链的分类医疗数据公钥可搜索加密方案 156
8.1.1 模型定义 156
8.1.2 方案设计 161
8.1.3 安全性证明与分析 165
8.1.4 性能分析 171
8.2 基于区块链的医疗数据属性基可搜索加密共享方案 175
8.2.1 模型定义 175
8.2.2 方案设计 179
8.2.3 安全性证明 183
8.2.4 性能分析 187
第9章 基于代理重加密的病理数据区块链安全存储和共享 193
9.1 基于混合多权限区块链和IPFS 的病理数据三层存储模型 193
vi 医疗信息物理融合系统数据安全技术
9.1.1 病理数据存储标准 193
9.1.2 智能合约设计 196
9.1.3 访问策略设计 198
9.1.4 系统架构与流程 200
9.1.5 方案实现 201
9.1.6 方案分析 207
9.2 基于条件代理重加密和密文等值测试的病理数据区块链安全共享 209
9.2.1 方案描述 209
9.2.2 方案构建 213
9.2.3 安全分析 219
9.2.4 性能评价 222
第10章 基于区块链的多源异构医疗数据数字签名 225
10.1 基于区块链的医疗数据无证书聚合签名 225
10.1.1 架构与模型 225
10.1.2 方案设计 229
10.1.3 安全性证明与分析 231
10.1.4 性能分析 235
10.2 基于区块链的医疗数据无证书代理签名 237
10.2.1 架构与模型 237
10.2.2 方案设计 242
10.2.3 安全性证明与分析 244
10.2.4 性能分析 249
第11章 基于国密SM 算法的医疗区块链电子病历信息系统 251
11.1 基于国密SM 算法的电子病历管理方案 251
11.1.1 设计理念 251
11.1.2 基于国密SM算法的病历处理流程 251
11.1.3 电子病历管理流程 255
11.2 基于区块链的电子病历模型设计与系统实现 255
11.2.1 系统模型 255
11.2.2 格式转换及加密解密签名功能 261
11.2.3 数据访问层设计 265
11.2.4 登录注册模块 269
11.2.5 患者管理模块 269
11.2.6 医生管理模块 273
11.3 基于国密SM算法的电子病历系统测试与分析 274
11.3.1 系统测试环境 274
11.3.2 性能测试 275
第12章 基于区块链的智能医疗混合推荐 278
12.1 混合推荐模型构建 278
12.1.1 问题分析 278
12.1.2 医生混合推荐模型设计 280
12.1.3 医生混合推荐模型实现 281
12.1.4 算法测试与分析 286
12.2 基于区块链的医疗信息系统设计 289
12.2.1 功能分析 289
12.2.2 系统总体设计 291
12.2.3 基于区块链的电子病历数据存储标准 294
12.2.4 区块链网络层与数据层设计 296
12.2.5 智能合约设计 300
12.3 区块链医疗推荐系统实现与测试 304
12.3.1 系统环境配置 304
12.3.2 系统功能实现 306
12.3.3 系统测试 313
12.3.4 系统分析 316
参考文献 318
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