实用且高效的非交互式多客户端可搜索加密技术，适用于电子医疗保健系统

《IEEE Transactions on Emerging Topics in Computational Intelligence》：Practical and Efficient Non-Interactive Multi-Client Searchable Encryption for e-Healthcare Systems

　　

摘要：

在电子医疗系统中，健康数据的敏感性要求在上传到云服务器之前进行加密，同时确保医疗服务提供者（HSPs）只能访问其授权范围内的数据。为了实现及时诊断，系统必须在数据检索过程中尽量减少交互。此外，系统必须有效验证潜在恶意HSPs发出的查询的合法性，以防止不必要的服务器资源消耗。然而，设计一个同时满足所有这些要求的系统仍然是一个重大挑战。为了解决这个问题，我们提出了一种针对电子医疗环境定制的非交互式多客户端动态可搜索对称加密（NIMC-DSSE）方案。具体来说，我们的方案使用前缀受限的伪随机函数来确保非交互式环境中的前向隐私，并结合集合受限的伪随机函数和布隆过滤器来实施细粒度访问控制并防御恶意客户端。布隆过滤器的空间效率使得服务器能够在合理的存储开销下维护完整的更新历史记录，从而实现高效的时间范围查询。此外，我们实现了所提出的方案并进行了广泛的实验，以将其与最先进的解决方案进行比较。实验结果表明，我们的方案平均搜索延迟降低了7.24times，在最坏情况下增加到17.25times。这些改进表明，我们的工作不仅提供了一种设计安全高效NIMC-DSSE方案的有效新方法，还凸显了其在电子医疗场景中的巨大潜力。