[論文レビュー] Exploiting Multimodal Biometrics in E-Privacy Scheme for Electronic Health Records

Adebayo Omotosho, Omotanwa Adegbola+3 more|arXiv (Cornell University)|Feb 4, 2015

Biometric Identification and Security参考文献 4被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、指紋および虹彩認識を用いてアクセス制御およびデータ機密性を強化する、マルチモーダルバイオメトリクスベースの電子的プライバシー方式を、電子的健康記録（EHR）に提案する。JavaおよびMySQLを用いて実装された本システムは、平均6秒（指紋）および11.1秒（虹彩）の応答時間で、緊急時にも対応可能な安全なアクセスを実現し、医療データ規制下でも使いやすさとプライバシーの両立を図っている。

ABSTRACT

Existing approaches to protect the privacy of Electronic Health Records are either insufficient for existing medical laws or they are too restrictive in their usage. For example, smart card-based encryption systems require the patient to be always present to authorize access to medical records. Questionnaires were administered by 50 medical practitioners to identify and categorize different Electronic Health Records attributes. The system was implemented using multi biometrics of patients to access patient record in pre-hospital care.The software development tools employed were JAVA and MySQL database. The system provides applicable security when patients records are shared either with other practitioners, employers, organizations or research institutes. The result of the system evaluation shows that the average response time of 6 seconds and 11.1 seconds for fingerprint and iris respectively after ten different simulations. The system protects privacy and confidentiality by limiting the amount of data exposed to users.The system also enables emergency medical technicians to gain easy and reliable access to necessary attributes of patients Electronic Health Records while still maintaining the privacy and confidentiality of the data using the patients fingerprint and iris.

研究の動機と目的

• 医療法規制下で不十分であるか、アクセス制限が厳しすぎる既存のEHRプライバシー方式の限界を是正すること。
• 緊急医療スタッフおよび承認済み第三者を対象とした、安全で使いやすいEHRアクセス制御メカニズムの開発。
• アクセス要求時に共有される属性を制限することで、データ露光を低減すること。
• EHRシステムにおける強固で信頼性の高い認証方法として、マルチモーダルバイオメトリクス（指紋および虹彩）の統合。
• 実世界のシミュレーション条件下での応答時間およびセキュリティの観点から、システムのパフォーマンスを評価すること。

提案手法

• 本システムは、指紋および虹彩バイオメトリクスを組み合わせて、多要素認証による患者認証を実施する。
• EHRに含まれる患者属性は、50名の医療従事者によるアンケート調査の入力をもとに分類された。
• アクセス制御ロジックは、ユーザーの役割およびバイオメトリクス認証の結果に基づき、必要なEHR属性のみを動的に公開する。
• アプリケーションロジックにはJava、EHRの安全なデータベース保存にはMySQLが使用された。
• 緊急時対応を想定したプリホスピタルEHRアクセスワークフローに、マルチモーダルバイオメトリクス認証を統合した。
• 指紋および虹彩ベースのアクセスにおける平均応答時間を測定するため、10回のシミュレーション実行が実施された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 マルチモーダルバイオメトリクスは、医療プライバシー法規制を遵守しつつ、EHRアクセスのセキュリティおよび使いやすさをどのように向上させ得るか？
• RQ2 EHRアクセスシステムにおいて、二重バイオメトリクス要因を用いることで生じるパフォーマンスのオーバーヘッドは何か？
• RQ3 バイオメトリクスベースのシステムは、緊急時における重要なEHR属性へのアクセスを可能にしつつ、データ露光を低減できるか？
• RQ4 実世界のシミュレーションにおいて、指紋および虹彩認証の応答時間はどのように比較されるか？
• RQ5 バイオメトリクス認証は、EHRシステムにおける従来のスマートカードなどの方法にどの程度置き換え可能か？

主な発見

• 10回のシミュレーションにおいて、指紋ベースのアクセスで平均6秒、虹彩ベースのアクセスで平均11.1秒の応答時間を達成した。
• マルチモーダルバイオメトリクスの導入により、認証の信頼性が著しく向上し、不正アクセスのリスクが低減した。
• 役割固有のEHR属性のみを共有することで、データ露光が効果的に制限され、プライバシー準拠性が向上した。
• 緊急医療技術者は、物理的トークンやカードを必要とせず、重要な患者データに信頼性の高いアクセスが可能になった。
• EHRワークフローへのバイオメトリクス統合により、強い機密性を維持しつつ、プリホスピタル環境における運用効率を支援した。
• 本システムは、実世界での導入に適した実用的妥当性とパフォーマンスを示した。