[논문 리뷰] Exploiting Multimodal Biometrics in E-Privacy Scheme for Electronic Health Records

Adebayo Omotosho, Omotanwa Adegbola외 3명|arXiv (Cornell University)|2015. 02. 04.

Biometric Identification and Security참고 문헌 4인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 전자 건강 기록(EHR)을 위한 다중 모odal 생체 인식 기반 전자 프라이버시 기법을 제안한다. 지문과 망막 인식을 사용하여 접근 제어 및 데이터 기밀성을 향상시킨다. 자바와 MySQL로 구현된 시스템은 평균 응답 시간이 지문 기반 6초, 망막 기반 11.1초로, 의료 데이터 규제 기준을 충족하면서도 사용성과 기밀성의 균형을 효과적으로 확보한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 의료법에 부합하지 않거나 접근성이 과도하게 제한되는 기존 EHR 기밀성 기법의 한계를 해결하기 위해.
• 응급 의료 인력과 정당한 제3자에게도 안전하고 사용 가능한 접근 제어 메커니즘을 개발하기 위해.
• 접근 요청 시 공유되는 속성의 수를 줄여 데이터 노출을 최소화하기 위해.
• EHR 시스템에 강력하고 신뢰할 수 있는 인증 수단으로 다중 모달 생체 인식(지문 및 망막)을 통합하기 위해.
• 실제 시뮬레이션 환경에서 응답 시간과 보안성 측면에서 시스템 성능을 평가하기 위해.

제안 방법

• 시스템은 다중 요인 환자 인증을 위해 지문과 망막 생체 인식을 조합하여 사용한다.
• 50명의 의료 종사자들이 설문 조사를 통해 제공한 입력을 바탕으로 EHR의 환자 속성을 분류하였다.
• 사용자 역할과 생체 인식 검증 결과에 따라 시스템은 동적으로 필요한 EHR 속성만 노출한다.
• 응용 로직은 자바를, EHR의 안전한 데이터베이스 저장은 MySQL을 사용하여 시스템을 구현하였다.
• 응급 상황 대응을 지원하기 위해 사전 병원 EHR 접근 워크플로우에 다중 모달 생체 인식 인증을 통합하였다.
• 지문 및 망막 기반 접근의 평균 응답 시간을 측정하기 위해 10회의 시뮬레이션을 실시하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 다중 모달 생체 인식은 의료 기밀성 법규를 준수하면서도 EHR 접근의 보안성과 사용성을 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ2 EHR 접근 시스템에서 이중 생체 인식 요소를 사용할 경우 성능 오버헤드는 얼마나 되는가?
• RQ3 생체 인식 기반 시스템은 비록 응급 상황에서의 접근을 가능하게 하더라도, 데이터 노출을 줄일 수 있는가?
• RQ4 실제 시뮬레이션 환경에서 지문과 망막 인식의 응답 시간은 어떻게 비교되는가?
• RQ5 생체 인식 인증은 EHR 시스템에서 스마트 카드와 같은 전통적 방법을 얼마나 대체할 수 있는가?

주요 결과

• 10회의 시뮬레이션 동안 지문 기반 접근의 평균 응답 시간은 6초, 망막 기반 접근은 11.1초를 기록하였다.
• 다중 모달 생체 인식의 사용은 인증 신뢰성을 크게 향상시키고, 무단 접근 위험을 감소시켰다.
• 시스템은 역할 기반으로만 관련 EHR 속성을 공유함으로써 데이터 노출을 성공적으로 제한하여 기밀성 준수를 향상시켰다.
• 응급 의료 기술사들은 물리적 토큰이나 카드 없이도 필수 환자 정보에 신뢰성 있게 접근할 수 있었다.
• EHR 워크플로우에 생체 인식을 통합함으로써 강력한 기밀성 유지와 함께 사전 병원 환경에서의 운영 효율성을 동시에 확보하였다.
• 시스템은 실생활 적용에 적합한 실현 가능성과 성능을 입증하였다.