تأمين حريم خصوصي انتها به انتها در سامانه¬هاي پايش سلامت مبتني بر اينترنت اشياء

دكتري

حفظ حريم خصوصي بيماران يكي از مهم‌ترين چالش‌ها در سامانه‌هاي سلامت مبتني بر اينترنت اشياء است. اگرچه حريم خصوصي بيمار به طور گسترده در كارهاي پيشين مورد توجه قرار گرفته است، اما يك روش جامع انتها به انتها كه به طور همزمان حريم خصوصي داده و مكان بيماران را فراهم كند، وجود ندارد. بسياري از مطالعات پيشين با فرض معتمد بودن بخش‌هايي از سامانه انتها به انتها ارائه شده‌اند، در حالي كه در واقعيت موجوديت‌هاي سامانه نيز مي‌توانند كنجكاو باشند و حريم خصوصي را تهديد كنند. در اين پژوهش، دو طرح حفظ حريم خصوصي انتها به انتها براي بيماران پيشنهاد شده است. اين روش‌ها با فرض شبه معتمد بودن موجوديت‌هاي اصلي سامانه ارائه شده است. طرح‌هاي پيشنهادي ضمن توجه به محدوديت‌ منابع حسگرها، حريم خصوصي انتها به انتهاي بيمار را در برابر مهاجم داخلي و خارجي حفظ مي‌كنند. اين طرح‌ها ضمن حفظ گمنامي بيمار، احراز اصالت متقابل موجوديت‌هاي اصلي را فراهم مي‌كنند و تنها كاربران مجاز امكان دسترسي به شناسه اصلي، موقعيت مكاني و اطلاعات سلامت بيماران را دارند. روش پيشنهادي اول يك روش متمركز حفظ حريم خصوصي داده و مكان و گمنامي بيماران است و مي‌تواند افشاي اطلاعات مكاني را به تعدادي از كاربران نهايي محدود كند. روش مذكور با توزيع داده‌هاي حساس بين موجوديت‌هاي سامانه حريم خصوصي بيمار را فراهم مي‌كند. در روش پيشنهادي دوم، براي نيل به حريم خصوصي انتها به انتها، از سلسله مراتب زنجيره قالب‌ها در سه سطح، از روش اثبات صفر دانش استفاده شده است. ماهيت تغييرناپذيري زنجيره قالب‌ها، اين امكان را فراهم مي‌كند تا صحت اطلاعات سلامت بيماران تضمين گردد. از طرفي با توجه به ماهيت توزيع شده زنجيره قالب‌ها، مشكلاتي نظير نقطه شكست واحد مرتفع مي‌شود. نتايج تحليل شهودي و صوري امنيت هر دو روش با استفاده از ابزار AVISPA، نشان مي‌دهد كه اين طرح‌ها علاوه بر تأمين حريم خصوصي، ويژگيهاي امنيتي نظير احراز اصالت متقابل، گمنامي، رديابي‌ناپذيري، صحت اطلاعات و كنترل دسترسي براي داده‌ها را فراهم مي‌كنند. همچنين، تحليل امنيتي نشان دهنده مقاومت آنها در برابر حملاتي نظير جعل هويت، تكرار، تغيير، شنود، حمله مرد مياني است. نتايج ارزيابي كارايي نشان دهنده كاهش سربار ارتباطي حسگرها و كاهش تأخير انتها به انتهاي روش اول در مقايسه با روش‌هاي قبلي مي‌باشد. از طرفي كارايي روش پيشنهادي دوم با يك روش اخير مبتني بر زنجيره قالب‌ها و همچنين روش پيشنهادي متمركز مقايسه شده است. در مقايسه با روش پيشين مبتني بر زنجيره قالب‌ها، سربار محاسباتي و تأخير مرحله احراز اصالت و انتقال داده مقداري بيشتر است. در عوض، روش پيشنهادي استفاده از حافظه دروازه‌ها را كاهش مي‌دهد و سربار محاسباتي و تأخير مرحله دسترسي به اطلاعات را در مقايسه با روش پيشين مبتني بر زنجيره قالب‌ها كم مي¬كند. علاوه بر اين، در مقايسه با روش پيشنهادي اول، به طور متوسط حدود 25 درصد كاهش در سربار ارتباطي و 22 درصد بهبود در استفاده از حافظه دروازه‌ها را شاهد هستيم. نتايج ارزيابي‌ كارايي نشان مي‌دهد كه پروتكل‌هاي پيشنهادي سربار محاسبات و انرژي مصرفي حسگرها را در حد قابل قبولي نگه داشته و خدمات امنيتي و حفظ حريم خصوصي انتها به انتهاي بيماران را در برابر مهاجم خارجي و تهديدات داخلي به نحو بهتري ارائه مي‌كند.

227374

دانشگاه اصفهان

مهندسي فناوري اطلاعات - امنيت اطلاعات

. بهروز شاه قلي قهفرخي , شهرام اعتمادي بروجني