Blockchain-Driven Privacy-Preserving Contact-Tracing Framework in Pandemics

块链 接触追踪 计算机科学 追踪 计算机安全 激励 稳健性(进化) 数据库事务 分布式计算 密码学 数据库 2019年冠状病毒病(COVID-19) 操作系统 基因 医学 病理 经济 微观经济学 化学 传染病(医学专业) 疾病 生物化学
作者
Xiao Li,Weili Wu,Tiantian Chen
出处
期刊:IEEE Transactions on Computational Social Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:11 (3): 4279-4289 被引量:1
标识
DOI:10.1109/tcss.2024.3351191
摘要

Blockchain technology, recognized for its decentralized and privacy-preserving capabilities, holds potential for enhancing privacy in contact tracing applications. Existing blockchain-based contact tracing frameworks often overlook one or more critical design details, such as the blockchain data structure, a decentralized and lightweight consensus mechanism with integrated tracing data verification, and an incentive mechanism to encourage voluntary participation in bearing blockchain costs. Moreover, the absence of framework simulations raises questions about the efficacy of these existing models. To solve above issues, this article introduces a fully third-party independent blockchain-driven contact tracing (BDCT) framework, detailed in its design. The BDCT framework features an Rivest-Shamir-Adleman (RSA) encryption-based transaction verification method (RSA-TVM), achieving over 96% accuracy in contact case recording, even with a 60% probability of individuals failing to verify contact information. Furthermore, we propose a lightweight reputation corrected delegated proof of stake (RC-DPoS) consensus mechanism, coupled with an incentive model, to ensure timely reporting of contact cases while maintaining blockchain decentralization. Additionally, a novel simulation environment for contact tracing is developed, accounting for three distinct contact scenarios with varied population density. Our results and discussions validate the effectiveness, robustness of the RSA-TVM and RC-DPoS, and the low storage demand of the BDCT framework.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Umar完成签到,获得积分10
刚刚
局外人完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
Elias完成签到 ,获得积分10
刚刚
Azure完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
VC发布了新的文献求助10
1秒前
文静谷秋完成签到,获得积分10
1秒前
山猫完成签到,获得积分10
2秒前
莫问发布了新的文献求助10
2秒前
nebulae完成签到,获得积分10
2秒前
森陌发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
科研欢完成签到,获得积分10
3秒前
关于我发布了新的文献求助10
3秒前
科研通AI6.2应助高小高采纳,获得10
3秒前
淡然安雁完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
Fancy完成签到,获得积分10
4秒前
自由的冥幽完成签到,获得积分10
4秒前
锌小子完成签到,获得积分10
4秒前
菠萝吹雪完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
zhanghuan完成签到,获得积分10
7秒前
NexusExplorer应助minino采纳,获得10
7秒前
8秒前
现实的元风完成签到 ,获得积分20
8秒前
fjl完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
二二二完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
blessed兰完成签到,获得积分10
10秒前
复杂的海完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
没用的鱿鱼完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Salmon nasal cartilage-derived proteoglycan complexes influence the gut microbiota and bacterial metabolites in mice 2000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
“美军军官队伍建设研究”系列(全册) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6384967
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8198184
关于积分的说明 17339295
捐赠科研通 5438554
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2876129
邀请新用户注册赠送积分活动 1852690
关于科研通互助平台的介绍 1697046