2019 Fiscal Year Research-status Report
部分復元可能な秘密分散法を用いた医療情報分散バックアップ
| Project/Area Number |
18K12111
|
|---|
| Research Institution | Kochi University of Technology |
|---|
Principal Investigator |
福本 昌弘 高知工科大学, 情報学群, 教授 (70299387)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
橋本 浩二 岩手県立大学, ソフトウェア情報学部, 教授 (80305309)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 秘密分散法 / 部分復元 / 医療情報 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
医療情報には喪失を防ぐ他にも、平時の地域医療連携のための情報共有や災害時の診療への利用などの要求がある。これらを実現するためには、患者の情報の検索と診療に必要となる情報のみを閲覧できることが必須となる。これまで、秘密分散法により分散された秘密情報（シェア）から必要な情報を検索するためには、すべてのシェアを復元してから検索する必要があり、膨大な計算量や計算時間を要することが問題であった。これに対し、部分復元可能な秘密分散法が数学的に実現可能なことを既に示しており、秘密分散するデータをより小さなサイズに分割することの有効性を示していたが、さらに、氏名、生年月日等の個人を特定するためのデータをもとの情報に復元することなく、シェア間の係数の差を比較することで検索を実現するための秘匿計算法を導いており、復元してから検索する方法に比べて検索時間を大幅に短縮できることを計算機シミュレーションにより確認している。ただし、検索時間の短縮はまだ十分とは言えず、シェアとの比較のみでの検索を実現するためにやや安全性が低下しているため、高速な算法の開発と、医療情報に求められる安全性の評価及び確保が必要になる。これらのシミュレーションでは、高知医療センターで用いられている電子カルテシステムから生成される標準ス化トレージSS-MIX2（厚生労働省電子的診療情報交換推進事業）のダミーデータを用いているため、実際に医療の現場での活用も容易である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでに数学的な実現可能性を示していた部分復元可能な秘密分散法を用いた電子カルテのバックアップで実現できていなかった、必要な情報のみを閲覧するための検索方法と復元のリアルタイム性の確保について検討している。まず、患者の情報の検索については、分散したシェアを復元することなくシェア間の係数の比較のみで一致判定を可能にしており、2018年度に実施したものより乱数を保存する必要がなくなったため、計算量をほぼ増加させることなく実用に耐えうる安全性を確保している。復元のリアルタイム性については、情報をより小さなサイズに分割することによって剰余演算の法（拡大次数）を小さくでき、復元に要する計算量を削減している。また、計算機シミュレーションにより有効性を確認している。これらについては、当初の計画通りに進捗している。
なお、当初計画よりも成果発表件数が多くなったため、設備備品費として計上していた仮想サーバを減らしている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
復元のリアルタイム性については医療現場での要求を満たせていないため、並列処理など他の手法を組み合わせることで、さらなる高速化を実現する。
シェア間の係数の比較のみでの検索を実現するために安全性が若干犠牲になっているため、医療情報に求められる安全性の検証を行うとともに、数学的、システム的、両面からの安全性の改善をはかる。
医療情報を医師および医療機関がどのように扱うかについては、研究協力者である高知医療センター 総合診療科長 澤田務医師、北村和之氏の指導を仰ぐ。医療機関からの評価として、高知医療情報通信技術連絡協議会の会員にも実証実験に参加してもらい、評価結果をフィードバックする。
秘密分散アルゴリズムを用いた分散保管・部分復元システムを実装し、テストベッドネットワークJGN、学術情報ネットワークSINET5等を介して高知と岩手に設置した仮想サーバおよびJGN上の仮想サーバ・ストレージにより、広域に分散された情報から患者の情報を検索し、必要な診療情報を安全に復元・伝送できることを実証する。
|
