基于区块链的个人健康护照存储、共享与验证方案

作     者：高汉成 吉浩宇 高晨昊 黄海平 GAO Hancheng;JI Haoyu;GAO Chenhao;HUANG Haiping

作者机构：南京邮电大学计算机学院江苏南京210023 江苏省无线传感网高技术研究重点实验室江苏南京210023 

出 版 物：《网络与信息安全学报》 (Chinese Journal of Network and Information Security)

年 卷 期：2024年第10卷第2期

页      面：95-105页

学科分类：11[军事学] 1105[军事学-军队指挥学] 0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 110505[军事学-密码学] 110503[军事学-军事通信学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.62072252) 江苏省科研与实践创新计划(No.KYCX22_1016) 

主　　题：区块链 共识算法 聚合签名 可搜索加密 

摘      要：随着人们对出境需求的增加,个人健康护照成为确认旅行者健康状态、满足入境要求的重要工具。针对个人健康护照全球共享所面临“信息孤岛、隐私保护和易伪造等难题,提出了一种基于区块链的个人健康护照存储、共享与验证方案。方案在采用链上链下协同存储的同时,通过结合可搜索加密和区块链技术,优化了区块链上的存储方式,减少区块链的存储压力,同时实现用户个人数据的可靠存储及安全共享。方案对弱共识机制进行了优化,优化后的算法达成共识只需要2个阶段,从而减小了节点间达成共识的通信复杂度,提高了整个区块链系统的吞吐量。为适应多用户场景,方案引入并改进了聚合签名技术,减轻了签名验证的计算负担,使方案能够快速追溯恶意伪造者。方案给出了全面的安全性分析,证明方案是安全可靠的。最后,仿真实验结果表明,相较于现有方案,在多用户场景下方案的计算开销最高优化了49.89%,通信开销最高优化了25.81%,所提出的共识机制在不同节点数量下效率也有较大的优势。