Um framework baseado em blockchain para preservar a privacidade no compartilhamento de dados de saúde

Autor(es)

Erikson Júlio de Aguiar

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC/SB)
• Data de defesa: 2021-01-29

Membros da banca

Jo Ueyama; Alexandre Melo Braga; Arlindo Flavio da Conceição; Rodolfo Ipolito Meneguette

• Orientador: Jo Ueyama

Resumo

O compartilhamento de dados de saúde para pesquisa contribui para gerar novos conhecimentos. Na pandemia do novo coronavírus, sua importância é ressaltada, pois, pesquisadores de todo o mundo trocam informações para contribuir na busca de uma vacina efetiva contra o vírus. A blockchain pode auxiliar no compartilhamento de dados de saúde, reduzindo riscos a fraudes, a partir das características como imutabilidade, não repúdio e confiabilidade. No entanto, as organizações de saúde ainda estão suscetíveis a vazamento, falhas e ataques cibernéticos. Entre os ataques sofridos, um deles é o ataque de re-identificação que tem o propósito de associar registros públicos dos usuários, de modo a encontrar padrões para descobrir a identidade deles. Sistemas de saúde baseados em blockchain também estão passíveis a ataques de re-identificação. Portanto, esta pesquisa tem como suposições: (i) a adição de técnicas de anonimização ao blockchain podem mitigar riscos à privacidade dos usuários; (ii) a utilização de um token (valor hash que é utilizado como chave para auditoria no blockchain) pode auxiliar no rastreamento dos ativos compartilhados. Esta pesquisa tem o objetivo de desenvolver um framework blockchain com o Hyperledger Fabric para preservar a privacidade no compartilhamento de dados de saúde. Em vista disso, foram empregados os métodos de anonimização K-Anonimato e Privacidade Diferencial para compô-lo e mitigar problemas à privacidade. Além disso, este trabalho elaborou um estudo piloto para o compartilhamento de imagens médicas frente a ataques de re-identificação. Os resultados revelam um aumento nas despesas para a rede e hardware dos sistemas de saúde, quando utilizam o framework proposto, devido ao custo gerado pelo blockchain e pelos modelos de privacidade. No entanto, as despesas são justificáveis, uma vez que, o framework acresce aos sistemas de saúde em propriedades como não repúdio, confiabilidade e privacidade. As análises da privacidade, que foram estatísticas e para as funções de probabilidade, revelam que o comportamento de ambos os métodos apresentam baixa probabilidade da identificação de registros similares, expressa pela métrica entropia. Todo o código relativo ao framework pode ser encontrado em: <https://github.com/eriksonJAguiar/bcpshield-framework>. (AU)

• Processo FAPESP: 18/18187-3 - Um protocolo de confiança com múltiplos níveis de acesso: estudo de caso com blockchain em aplicações médicas
• Beneficiário: Erikson Júlio de Aguiar
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado