这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告：
基于区块链的属性基加密电子健康记录保护方案研究
一、作者与发表信息
本研究由南京邮电大学的Yu Jiang、Xiaolong Xu（IEEE会员）和Fu Xiao（IEEE会员）合作完成，发表于2022年12月的《IEEE Transactions on Network and Service Management》第19卷第4期。研究标题为《Attribute-Based Encryption with Blockchain Protection Scheme for Electronic Health Records》。
二、学术背景
研究领域与动机
该研究属于边缘云计算与医疗数据安全交叉领域。当前，边缘云支持的医疗场景中，患者难以真正拥有其电子健康记录（EHRs, Electronic Health Records）的所有权，而医生可能篡改医院数据以掩盖错误治疗记录，导致患者权益受损。传统中心化存储存在隐私泄露、数据完整性无法保障等问题。
理论基础
1. 属性基加密（ABE, Attribute-Based Encryption）：通过访问策略树实现细粒度数据共享，分为密钥策略ABE（KP-ABE）和密文策略ABE（CP-ABE）。
2. 区块链技术：利用其去中心化、防篡改特性保障数据可追溯性。
研究目标
提出一种结合区块链的ABE方案（CEC-ABE），实现以下功能：
- 患者对EHRs的自主控制；
- 治疗记录的不可篡改性与可追溯性；
- 基于属性的动态访问控制与高效外包解密。
三、研究流程与方法
1. 方案框架设计
研究构建了包含以下实体的边缘云架构：
- 属性机构（AA）：管理属性分配；
- 数据所有者（DO, 患者）：加密并上传EHRs；
- 数据使用者（DU, 医生）：通过属性满足策略访问数据；
- 联盟链（CC）：存储加密数据的哈希值；
- 边缘代理服务器（EPS）：承担部分解密计算。
2. 核心算法与流程
（1）EHR可追溯生成方法
- 预约阶段：患者与医院通过加密协商（使用对称加密算法）确认治疗信息（时间、医生等），并生成共享密钥ak。
- 数据生成阶段：医生生成EHR后，将其哈希值与区块链最新区块哈希绑定，形成交易记录（图2-3）。多医生协作时，需验证前序记录完整性。
（2）数据访问控制方法
- 加密阶段：采用CP-ABE方案，密文形式为：
ct = {c = m·e(g,g)^αs, c' = g^s, ci = g^(aλi)·(g^vxi)^(-ri), di = g^ri}
其中(M,ρ)为线性秘密共享方案（LSSS）访问结构。
- 密钥生成：将解密密钥拆分为转换密钥tk（由EPS使用）和私钥sk（由用户持有），降低移动端计算负担。
- 外包解密：EPS执行部分解密，返回ElGamal风格密文ct' = {c, e(g,g)^sα/z}，用户最终解密获得明文。
- 属性撤销：通过属性版本参数vx动态更新属性密钥，确保即时撤销权限。
3. 实验验证
- 对比算法：CP-ABE、文献[37][38]的改进方案。
- 性能指标：各阶段计算开销（全局初始化、密钥生成、加密、外包解密、最终解密）与角色计算延迟。
- 实验环境：Intel Core i5-8500H处理器，16GB内存，算法部署于Tomcat与移动设备。
四、主要结果
1. 计算开销优化
- 全局初始化：CEC-ABE比文献[38]降低87.8%开销；
- 密钥生成：比CP-ABE减少属性单元模指数运算，比文献[38]降低1.73%；
- 外包解密：比文献[38]降低5.2%开销。
五、结论与价值
科学价值
1. 提出首个结合区块链与ABE的EHR保护方案，实现数据所有权与完整性的双重保障；
2. 通过多属性机构分权设计，降低单点信任风险。
应用价值
1. 为边缘云环境下的医疗数据共享提供实践框架；
2. 支持动态属性撤销，适用于角色频繁变动的医疗场景。
六、研究亮点
1. 创新方法：
- 预约阶段预协商机制增强数据生成的可信性；
- 外包解密与属性版本参数结合，兼顾效率与安全。
2. 性能优势：在密钥生成、外包解密等关键阶段显著优于对比算法。
3. 工程落地：开发原型系统，包含医生、患者、服务器等模块（图4-6），验证方案可行性。
七、其他贡献
- 提出基于区块链的追溯机制，为医疗纠纷提供不可抵赖的证据链；
- 开源算法实现，推动后续研究复用。
此报告完整呈现了研究的背景、方法、结果与价值，可供学术界与工业界参考。