[論文レビュー] A Secure and Efficient Approach for Issuing KYC Token As COVID-19 Health Certificate Based on Stellar Blockchain Network

Kiarash Shamsi, Koosha Esmaielzadeh Khorasani+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 5, 2020

Blockchain Technology Applications and Security被引用数 1

ひとこと要約

本論文では、ステラールネットワークを活用したブロックチェーンベースの安全なシステムを提案し、KYCトークンとしてのデジタルCOVID-19健康証明書を発行・検証する。ブロックチェーンの改ざん不能性、エンドツーエンド暗号化、およびトークン化されたアクセスを活用することで、ユーザーは一度の効率的な取引で信頼できる機関と検証済みの検査結果を安全に共有でき、コスト削減とプライバシー保護を実現するとともに、監査可能性と将来のパンデミックへのスケーラビリティを実現する。

ABSTRACT

Today's world is struggling with the COVID-19 pandemic, as one of the greatest challenges of the 21st century. During the lockdown caused by this disease, many financial losses have been inflicted on people and all industries. One of the fastest ways to save these industries from the COVID-19 is to provide a reliable solution for people's health assessment. In this article, blockchain technology is used to propose a model which provides and validates the health certificates for people who travel or present in society. For this purpose, we take advantage of blockchain features in protecting people's privacy. Since a variety of antibody and human health proving tests against the virus are developing, this study tries simultaneously to design an integrated and secure system to meet the authenticity and accuracy of different people's health certificates for the companies requiring these certifications. In this system, on the one hand, there are qualified laboratories that are responsible for performing standard testing and also providing results to the system controller. Finally, people are considered as the end-user of the system. To provide test information for the entities, the mechanism of KYC tokens will be used based on the Stellar private blockchain network. In this mechanism, the user will buy a certain amount of KYC tokens from the system controller. These tokens are charged in the user's wallet, and the user can send these tokens from his wallet to any destination company, to exchange the encrypted health certificate information. Finally, considering the appropriate platform provided by blockchain technology and the requirement of a reliable and accurate solution for issuing health certificates during the Covid-19 pandemic or any other disease, this article offers a solution to meet the requirements.

研究の動機と目的

• 新型コロナウイルス感染症の流行期において、信頼性があり、迅速かつプライバシーを保護する方法で健康証明書を発行・検証するという緊急のニーズに対応すること。
• 再発行を回避できる、ブロックチェーンで検証された健康データを再利用可能にする仕組みを提供することで、個人および組織の冗長な検証コストを削減し、効率を向上させること。
• 今後の用途（HIVなど）にも対応できる、スケーラブルで改ざん防止の可能なシステムを設計すること。
• 暗号ハッシュ化とブロックチェーンの改ざん不能性を活用し、データの完全性、機密性、監査可能性を確保すること。
• トークンの再販売によるインcentiveを提供することで、企業の参加を促し、持続可能なエコシステムを構築すること。

提案手法

• システムは、ユーザーの暗号化された健康証明書ハッシュのデジタル表現としてのKYCトークンを発行・管理するため、ステラーのプライベートブロックチェーンネットワークを採用する。
• ユーザーは中央管理者に一度登録し、ウォレットにKYCトークンをチャージして取得し、信頼できる宛先企業に送金可能である。
• 各トークン取引には、ユーザーの暗号化された健康データの暗号ハッシュがメモとして含まれており、これはオフチェーンサーバーを介して検証される。
• 宛先企業は、自身の秘密鍵を用いてデータを復号するが、送信先が自分自身である場合にのみ可能であり、これにより機密性とアクセス制御が保証される。
• システムは、オンチェーン操作（トークン送金と改ざん不能性）とオフチェーン保存（暗号化された健康記録および本人確認管理）を分離している。
• 宛先企業は、受領したトークンを元価の20％で再販売可能であり、これにより参加の経済的インcentiveが生まれ、トークンのインフレーションを抑制する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 パンデミック時における、ブロックチェーン技術を活用した、安全で効率的かつプライバシーを保護するデジタル健康証明書の発行・検証方法は何か？
• RQ2 分散型健康検証システムにおいて、データの改ざん不能性、真正性、機密性を保証するメカニズムは何か？
• RQ3 再利用可能なトークンベースのシステムは、複数の組織間で冗長な検証コストを削減し、スケーラビリティを向上させるのにどのように寄与できるか？
• RQ4 健康証明書検証ネットワークにおける、宛先企業の長期的参加を促すインセンティブは何か？
• RQ5 ブロックチェーンベースのシステムは、新型コロナウイルス感染症の範囲を超えて、将来の感染症対応をどの程度サポートできるか？

主な発見

• 提案されたシステムは、ステラー・ネットワーク上でのブロックチェーンベースのKYCトークンを活用し、健康証明書の自動的で安全かつ迅速な発行・検証を可能にする。
• ブロックチェーンの分散型レッセターと健康データの暗号ハッシュ化を活用することで、データの改ざん不能性と完全性が保証される。
• ユーザーは一度の再利用可能なトークンを用いて、複数の機関と健康情報を共有でき、重複する検証作業が顕著に削減される。
• システムは、オンチェーンに送信されるのは暗号化されたデータのハッシュのみであり、オフチェーンにのみ暗号化されたデータを保存することで、ユーザーのプライバシーを保護する。
• 宛先企業は、受領したトークンを20％の価格で再販売可能であり、これにより持続可能な経済モデルが構築され、参加意欲が高まる。
• アーキテクチャは、パブリックおよびプライベートデプロイをサポートしており、機密性の高い医療データを扱う場合にはプライベートモードを推奨する。