論文の概要: Fast Authenticated and Interoperable Multimedia Healthcare Data over Hybrid-Storage Blockchains
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.13318v1
- Date: Wed, 15 Oct 2025 09:07:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-16 20:13:28.586268
- Title: Fast Authenticated and Interoperable Multimedia Healthcare Data over Hybrid-Storage Blockchains
- Title（参考訳）: ハイブリッドストレージブロックチェーン上での高速認証および相互運用可能なマルチメディアヘルスケアデータ
- Authors: Jucai Yang, Liang Li, Yiwei Gu, Haiqin Wu,
- Abstract要約: 本稿では,UnderlineFast underlineAuthenticated and underlineInteroperable mulunderlineTimedia underlineHealthcare data storage and sharing over hybrid-storage blockchainsを提案する。
ユーザ側のハッシュ再計算ではなく、FAITHは、オフチェーンストレージプロバイダがZKPを使用して検証可能な証明を生成する。
フレキシブルなアクセス認可のために、プロキシ再暗号化(PRE)を活用し、プロバイダが暗号文の再実行を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.52489180846388
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The integration of blockchain technology into healthcare presents a paradigm shift for secure data management, enabling decentralized and tamper-proof storage and sharing of sensitive Electronic Health Records (EHRs). However, existing blockchain-based healthcare systems, while providing robust access control, commonly overlook the high latency in user-side re-computation of hashes for integrity verification of large multimedia data, impairing their practicality, especially in time-sensitive clinical scenarios. In this paper, we propose FAITH, an innovative scheme for \underline{F}ast \underline{A}uthenticated and \underline{I}nteroperable mul\underline{T}imedia \underline{H}ealthcare data storage and sharing over hybrid-storage blockchains. Rather than user-side hash re-computations, FAITH lets an off-chain storage provider generate verifiable proofs using recursive Zero-Knowledge Proofs (ZKPs), while the user only needs to perform lightweight verification. For flexible access authorization, we leverage Proxy Re-Encryption (PRE) and enable the provider to conduct ciphertext re-encryption, in which the re-encryption correctness can be verified via ZKPs against the malicious provider. All metadata and proofs are recorded on-chain for public verification. We provide a comprehensive analysis of FAITH's security regarding data privacy and integrity. We implemented a prototype of FAITH, and extensive experiments demonstrated its practicality for time-critical healthcare applications, dramatically reducing user-side verification latency by up to $98\%$, bringing it from $4$ s down to around $70$ ms for a $5$ GB encrypted file.
- Abstract（参考訳）: ブロックチェーンテクノロジのヘルスケアへの統合は、セキュアなデータ管理のためのパラダイムシフトを示し、分散化および改ざん防止ストレージと機密電子健康記録(EHR)の共有を可能にする。
しかしながら、既存のブロックチェーンベースのヘルスケアシステムは、堅牢なアクセス制御を提供する一方で、特に時間に敏感な臨床シナリオにおいて、大規模なマルチメディアデータの整合性検証のためのハッシュのユーザ側再計算における高いレイテンシを見落としているのが一般的である。
本稿では、ハイブリッドストレージブロックチェーン上でのデータストレージと共有を行うための革新的なスキームであるFAITHを提案する。
FAITHは、ユーザ側のハッシュ再計算ではなく、再帰的ゼロ知識証明(ZKP)を使用して検証可能な証明を生成する。
フレキシブルなアクセス認証を実現するため,PRE(Proxy Re-Encryption)を活用し,悪意のあるプロバイダに対してZKPを通じて再暗号化の正当性を検証可能な暗号文再暗号化を実現する。
すべてのメタデータと証明は、公開検証のためにオンチェーンで記録される。
データプライバシと整合性に関するFAITHのセキュリティを包括的に分析する。
FAITHのプロトタイプを実装した上で,その実用性を実証した広範な実験により,ユーザ側の検証遅延を最大9,8 %まで削減した上で,最大で4$ sから5$ GBの暗号化ファイルで約70$ msに短縮した。
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