[发明专利]一种医疗联盟链轻量级动态自主跨链交互方法

说明书

本发明属于医疗联盟链技术领域，公开一种医疗联盟链轻量级动态自主跨链交互方法，包括：构建基于门限数字签名的跨链共识机制；构造跨链路径证明签名，包括：群密钥生成与共享、门限子群签名生成及路径证明更新；实现不同联盟链节点间价值转移。本发明简化了医疗联盟链结点间通信拓扑，给出基于智能合约状态周期的结点跨链通信模型及结点跨链通信身份可信性路径证明构造规则，进行链间交易交互式可信路径证明的动态构造与验证；将多个联盟链验证结点列表对跨链交易的共识过程建模为存在多个特权子群的门限数字签名过程，从而在不增加计算复杂性的前提下，将基于验证结点列表的联盟链内部共识扩展为联盟链间跨链共识。

技术领域

本发明属于医疗联盟链技术领域，尤其涉及一种医疗联盟链轻量级动态自主跨链交互方法。

背景技术

现有研究医疗数据存储和管理研究主要围绕云服务技术、雾计算和边缘计算，比较典型的研究有：文献[1]([1]Singh K,Batten L.Aggregating privatized medicaldata for secure querying applications.Future Generation Computer Systems,2017,7(72):250–263.https://doi.org/10.1016/j.future.2016.11.028.)提出基于非标准对角数据聚合方法共享敏感数据的解决方案；文献[2]([2]Jabeen F,Hamid Z,WadoodA,et al.Enhanced Architecture for Privacy Preserving Data Integration in aMedical Research Environment[J].IEEE Access,2017:13308-13326.)提出基于上下文感知隐私保护方案；文献[3]([3]Al Hamid H A,Rahman S M M,Hossain M S,et al.Asecurity model for preserving the privacy of medical big data in a healthcarecloud using a fog computing facility with pairing-based cryptography[J].IEEEAccess,2017,5:22313-22328.)提出基于雾计算设施的安全模型；文献[4,5]([4]宁振宇,张锋巍,施巍松.基于边缘计算的可信执行环境研究[J].计算机研究与发展,2019,56(07):1441-1453.)([5]Fernández-Caramés T M,Fraga-Lamas P.A Review on the Use ofBlockchain for the Internet of Things[J].IEEE Access,2018,6:32979-33001.)部分研究提出将边缘计算作为云架构的补充，然而边缘设备和云服务器之间的大量数据传输仍会导致底层网络拥塞，且无法实现不同利益主体间智能设备的自主交互。然而，上述解决方案都依赖于完全受信的第三方，采用认证和密钥协议方案提高医学信息共享的安全性，容易受到离线密码猜测攻击和特权内线攻击，因此很难实现跨机构临床试验数据安全、可追溯共享和管理。与中心化管理方式不同，区块链采用链式结构对包含完整交易历史的数据账本进行分布式存储，具有较强的防篡改能力，方便为医学临床数据提供完整性及可追溯性管理，从而提升医学临床数据应用安全性和效能，被认为是一种可行的解决方案。

2008年，论文《Bitcoin:A peer-to-peer electronic cash system》首次阐述区块链核心体系架构，利用哈希链、制造工作延迟、激励机制等手段突破许多学术界传统难题，将区块链技术作为底层安全技术运用到金融领域，催生了多种加密数字货币，区块链技术作为底层安全技术引起了密码学界及其他各界的广泛关注。区块链按照结点准入方式分为公有链、私有链及联盟链，其中，联盟链能够在去中心化监督方式下，由机构预设授权准入及共识机制，实现对用户分级管理及可信结点间价值自主动态流动，并实现API限定查询，医疗领域联盟链相关研究已相继出现。