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Un algoritmo optimizado de tolerancia a fallas bizantinas para la seguridad de datos médicos

Autores: Xu, Gang; Yao, Tengkai; Zhang, Kejia; Meng, Xiangfei; Liu, Xin; Xiao, Ke; Chen, Xiubo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Un algoritmo optimizado de tolerancia a fallas bizantinas para la seguridad de datos médicos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Datos médicos
Tecnología blockchain
Algoritmo PBFT
Algoritmo de consenso
Compartición de seguridad
Escalabilidad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 35

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los datos médicos son un activo intangible y un recurso importante para toda la sociedad. La minería y aplicación de datos médicos pueden generar un valor enorme. Actualmente, la gestión de datos médicos es mayormente centralizada y depende en gran medida de servidores centrales, lo que los hace propensos a fallos o ataques maliciosos, dificultando la formación de un consenso entre múltiples partes y lograr un intercambio seguro. La tecnología blockchain ofrece una solución para mejorar la seguridad de los datos médicos. Sin embargo, en esquemas de intercambio de datos médicos basados en blockchain, el algoritmo Práctico Tolerante a Fallas Bizantinas (PBFT) ampliamente adoptado enfrenta desafíos, incluyendo comunicación intrincada, escalabilidad limitada y la incapacidad de añadir o quitar nodos dinámicamente. Estos problemas hacen difícil abordar los requisitos prácticos de manera efectiva. En este documento, implementamos un algoritmo de consenso eficiente y escalable basado en el algoritmo de consenso PBFT, denominado Me-PBFT, que es más adecuado para el campo de la seguridad de datos médicos. Primero, diseñamos un modelo de evaluación de reputación para seleccionar nodos más confiables para participar en el consenso del sistema, que se implementa en función sigmoide con dificultad ajustable. Segundo, implementamos la división de roles de nodo para construir una estructura de capa de consenso dual. Finalmente, diseñamos un mecanismo de unión y salida dinámica de nodos en el marco general del algoritmo. El análisis muestra que, en comparación con PBFT y RAFT, ME-PBFT puede reducir la complejidad de comunicación, mejorar la tolerancia a fallas y tener buena escalabilidad. Puede satisfacer la necesidad de consenso e intercambio seguro de datos médicos entre múltiples partes.

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