A new approach: Using smart contract to ensure the security of the shared electronic health records
Yeni bir yaklaşım: Paylaşılan elektronik sağlık kayıtlarının güvenliğini sağlamak için akıllı sözleşme kullanımı
- Tez No: 733010
- Danışmanlar: PROF. DR. FATİH VEHBİ ÇELEBİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Günümüzde yaşanan dijitalleşme süreci her alanda olduğu gibi sağlık alanında da etkisini tüm boyutlarıyla göstermektedir. Yeni teknolojik gelişmelerden olan blok zinciri teknolojisi, şeffaflık, güvenlik ve verimin iyileştirilmesine olan katkıları yönünden dikkate alınmalıdır. Buna ek olarak, güvenilir bir otoriteye ek kaynak tahsis etmeye gerek kalmadan verilerin güvenli ve uygun maliyetli depolanmasını da sağlar. Özellikle çok taraflı paylaşılan hassas verinin katlanarak arttığı, 7/24 çalışma esasına dayalı hizmet üreten sağlık sektöründe geleneksel yöntemlerin etkisiz kaldığı konulara yeni çözüm yöntemlerinin geliştirilmesi gereksinimi hayati bir boyut kazanmaktadır. Bir kişinin yaşamı boyunca tutulan, sağlık ve hastalık süreçleri ile tedavileri sırasında elde edilen tüm verilerden oluşan Elektronik Sağlık Kayıtları (EHR), en temel standartlar olan gizlilik, bütünlük ve erişilebilirlik gibi bilgi güvenliği standartlarına bağlı kalınarak tutulmalıdır. Organ/doku nakli süreci, herhangi bir nedenle hasar görmüş organ/doku yerine yerleştirilmek üzere, canlı ya da kadavradan alınan organ/dokunun çıkarılması, uygun bir alıcıya yerleştirilmesi ve alıcının izlenmesi sürecinin tamamını kapsar. Bu süreçte alıcı ve verici ile ilgili işlemlerin tümü, bireylerin elektronik sağlık kayıtları olarak kaydedilmektedir. Bu nedenle bu süreç hassas tıbbi verilerden oluşmakta, çok paydaşlı ve paylaşılan büyük verileri içermektedir. Dolayısıyla, verilerin nasıl ve nerede paylaşılacağı ve güvenliğinin nasıl sağlanacağı konuları daha da önemli olmaktadır. Nakil süreci, nakledilen organ/doku türüne göre farklılık göstermesi ile birlikte vericinin canlı ya da kadavra olması da bu sürece etki etmektedir. Karaciğer, tüm bu farklılıkların hepsinin ele alınabileceği uygulama örneği senaryosunu sağlar. Geleneksel veri yönetimi yöntemlerinin kullanıldığı karaciğer nakil sürecinde karşılaşılan zorluklar arasında; paylaşılan verilerin güvenliği, bekleme listesinin adilliği, bağış-nakil-izleme sürecinin şeffaflığı, veri manipülasyon şüphesi, rıza durumunun izlenmesi, bağışlanan organ/doku ve alıcı takibi, yasal ve mevzuatsal sorunlar, verici-alıcı eşleşme kanıtı sorunları sayılabilir. Bu nedenle, bu araştırma, şeffaflığı, izlenebilirliği, adaleti, güvenli-hassas veri paylaşımını ve yetkili veri erişimini geliştirmek için blok zinciri teknolojisinin ve akıllı sözleşmelerin karaciğer nakli sürecinde nasıl kullanılabileceğini gösteren bir vaka çalışması oluşturmayı amaçlamaktadır. Bu çalışmanın özgünlüğü, LiverTxChain sisteminin, tüm karaciğer nakil sürecini kapsayan, paylaşılan elektronik sağlık kayıtlarında güvenlik, izlenebilirlik, şeffaflık ve adalet konularını ele alan, izinli bir blok zinciri ve akıllı sözleşmeleri kullanan Hyperledger Fabric tabanlı bir gerçek-dünya uygulaması olmasıdır. Ayrıca bu çalışmada diğer çalışmalardan farklı olarak, karaciğer bekleme listelerinde adaletin sağlanması için çözüm önerisi olarak akıllı sözleşmeler geliştirilmiştir. Böylece bu yöntemle karaciğer bekleme listesindeki kişilerin adil bir şekilde listelenmesi garanti altına alınmıştır. Ayrıca karaciğer bekleme listesi sıralamasında kullanılan skorlama sistemlerinin hesaplaması akıllı sözleşmeler ile otomatik olarak yapılmakta ve herhangi bir veri manipülasyonu olmadığının da ispatı sağlanmaktadır. Dahası, verinin çoklu kullanımını önlemek için akıllı sözleşmelerde kişilerin tekil kimliği tutulmuştur. Ayrıca SHA256 algoritması kullanılarak değişmezliğin korunması sağlanmıştır. Sonuç olarak HLF, izinli blok zinciri ve akıllı sözleşmeler kullanılarak geliştirilen LiverTxChain ağı ile karaciğer nakli sistemi güvenli, şeffaf, izlenebilir ve hesap verebilir hale getirildi.
Özet (Çeviri)
The digitalization process experienced today shows its effect in all aspects in the field of health as well as in every field. Blockchain technology, which is one of the cutting-edge technological developments, should be considered in terms of its contribution to improving transparency, security, and efficiency. In addition, it provides secure and cost-effective storage of data without the need to allocate additional resources to a trusted authority as well. Especially in the healthcare sector, where sensitive data shared by multi-stakeholder increases exponentially and which provides services based on 24/7 working, the need to develop new remedial approach for issues where traditional methods are ineffective gains a vital dimension. Electronic Health Records (EHR) which are obtained during a person's life from health and disease processes and treatments, must be maintained by adhering to the most fundamental standards of information security, such as confidentiality, integrity, and availability. The organ/tissue transplantation process covers the entire process of removing the organ/tissue from a living or cadaver, placement in a suitable recipient, and monitoring of the recipient, in order to replace the damaged organ/tissue for any reason. In this process, all transactions related to the receiver and donor are recorded as the EHR of the individuals. Therefore, this process consists of medically sensitive data, and includes multi-stakeholder and shared big data. Thus, the issues of how and where the data will be shared and how its security will be ensured become even more important. At the same time, the transplantation process differs according to the type of organ/tissue transplanted; whether the donor is alive or a cadaver also affects this process. Liver provides the use case scenario where all of these different scenarios can be addressed. Among the challenges encountered in the liver transplantation process, in which traditional data management methods are used, are the security of the shared data, fairness of waiting list, transparency of the donation-transplantation-tracking process, suspicion of data manipulation, state of consent monitoring, donated organ/tissue and recipient monitoring, legal and legislative issues, and the donor-recipient proof-of-match issues. Hence, this research aims to create a case study which shows how blockchain technology and smart contracts can be used in the liver transplantation process to enhance transparency, traceability, fairness, secure-sensitive data sharing, and authorized data access. The originality of this study is that the LiverTxChain system is a real-world application based on Hyperledger Fabric to utilize a permissioned blockchain and smart contracts, covering the entire liver transplantation process, addressing security, traceability, transparency, and fairness in shared EHRs. In addition, in this study, unlike other studies, smart contracts have been developed as a solution proposal to ensure fairness on the liver waiting lists. Thus, this method has guaranteed that individuals on the liver waiting list are ordered fairly. Furthermore, the calculation of the scoring systems used in the liver waiting list ranking is done automatically with smart contracts, providing proof that there is no data manipulation as well. Moreover, the personal IDs of individuals are kept in smart contracts to prevent multiple uses of data. Also, by using the SHA256 algorithm, protection of immutability has been ensured. As a result, the liver transplantation system has been made secure, transparent, traceable, and accountable with the LiverTxChain network developed by using HLF, permissioned blockchain, and smart contracts.
Benzer Tezler
- Kentsel raylı sistem projeleri özelinde BIM ve akıllı sözleşme entegrasyonu
Integration of BIM and smart contract for urban rail system projects
UĞUR ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Ulaşımİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PELİN ALPKÖKİN
- Multi-objective approach for intrusion detection in RPL-based internet of things
RPL tabanlı nesnelerin internetinde izinsiz giriş tespiti için çok kriterli yaklaşım
ALİ DEVECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHacettepe ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVİL ŞEN AKAGÜNDÜZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ SELİM YILMAZ
- Blok zinciri üzerinde akıllı sözleşmeler yardımı ile nesnelerin interneti için kooperatif spektrum algılama
Cooperative spectrum sensing for iot using smart contracts on blockchain
YUNUS EMRE DURSUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR ERGÜL
- A new blockchain-based PKI and a digital signature format for long-term validation of digital signatures
Elektronik imzaların uzun vadeli doğrulanması için yeni blokzinciri tabanlı PKI ve dijital imza formatı
ERHAN TURAN
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHacettepe ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVİL ŞEN AKAGÜNDÜZ
DR. TAMER ERGUN
- Aktif dağıtım şebekelerini asimetrik arızalara karşı korumak için yeni bir tümleşik koruma sistemi tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of a novel integrated protection system to protect active distribution networks against asymmetrical faults
FATİH ÖZVEREN
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER USTA