プライバシーを保護したまま医療データを解析する暗号方式を実証 ~中身を見なくても誤データ混入防止~
国立研究開発法人情報通信研究機構(NICT)
国立大学法人筑波大学
国立研究開発法人科学技術振興機構
プライバシーを保護したまま医療データを解析する暗号方式を実証
~中身を見なくても誤データ混入防止、医療ビッグデータの安全な利活用へ~
【ポイント】
■ 暗号化した医療データの中身を見ることなく、解析対象外データの混入を防ぐ解析手法を開発
■ 個人の遺伝情報と病気の罹患情報との統計的な関連性を、暗号化したまま安全に解析
■ プライバシーを保護した安全なビッグデータ解析への応用に期待
国立研究開発法人情報通信研究機構(NICT、理事長: 徳田 英幸)セキュリティ基盤研究室と国立大学法人筑波大学(筑波大学、学長: 永田 恭介)は、国立大学法人三重大学 山田芳司教授のご協力の下、このたび、医療データを暗号化したまま解析することに成功し、開発した暗号方式の性能を実証しました。4,500名程度の暗号化された医療データに対し1分弱で、病気の罹患情報と個人の遺伝情報との統計的な関連性を、各個人の病気の有無や遺伝情報を知ることなく、安全性を確保したままで解析できます。
また、本暗号方式では、解析中にデータの中身を見ることが許されない医療データに対して、解析対象外のデータが混在した場合でも高速に検出することができ、その解析結果が正当であることを暗号理論的に証明できました。これにより、個人のプライバシーを保護して情報漏えいを防ぎながら、医療ビッグデータを安全に利活用できるようになり、新たな診断方法や治療法の開発につながることが期待されます。
本成果は、電子情報通信学会 情報セキュリティ研究会(ISEC)(2018年7月25日(水)~26日(木)、札幌)での発表に先立ち、2018年7月18日(水)に講演論文がオンライン公開されます。
【背景】
近年、医療ビッグデータ法が整備されるなど、プライバシーを保護したまま医療データを安全に活用し、新たな治療法の開発等に役立てようという動きが盛んになっています。医療データの情報漏えい等に対する安全策として、暗号化は有効であり、暗号化したままデータに関する演算が可能な暗号方式である準同型暗号を用いたプライバシー保護データ解析の研究が進められています。暗号文からはデータに関する情報が漏れないため、データを明かすことなく第三者に解析処理を依頼することや、データそのものを組織間で受け渡すことが難しい医療分野や金融分野における安全な統計処理など、様々な応用が考えられています。
一方で、医療データを暗号化すると、暗号化されているがゆえに、解析対象のデータかどうかを判定することができません。そのため、対象外のデータが統計処理に使用された場合でも検出できずに解析がそのまま行われ、誤った統計値が出力される懸念がありました。解析前に一度暗号文を復号し、解析対象データであることを確認する場合、データ解析を行う第三者にデータの内容を開示する必要があり、プライバシー上の懸念事項となります。
【画像: https://kyodonewsprwire.jp/img/201807176026-O2-5ph3P33y 】
図1 想定シナリオ
【今回の成果】
NICTが中心となり開発した誤データ混入防止機能を持つ準同型暗号方式「まぜるな危険準同型暗号」を用いて、今回、実際の医療データに対する解析を行いました。誤データ混入防止機能により、解析時に中身を見ることが許されない医療データに対し、データの中身を見ることなく解析対象の医療データであるかどうかを判定できます。
本実証実験では、病気の罹患情報と遺伝情報を解析対象データとし、「ある病気を罹患していること」と「ある遺伝的特徴を持つこと」との統計的な関連性を解析するシナリオを想定しました(図1参照)。具体的には、病院が病気の有無に関するデータを暗号化し、遺伝情報を管理する検査機関に暗号文を送付、検査機関が遺伝情報との統計的な関連性を計算することを想定しました。この際、検査機関は各個人の病気の有無を知ることなく、病院側も各個人の遺伝的特徴を知ることはありません。また、仮に別の病気の医療データの暗号文が混在した場合でも、検査機関で検出できます。さらに、検査機関は統計値の暗号文を計算するのみであり、統計値そのものも検査機関に知られることはありません。
本実験においては、解析値として「遺伝的特徴を持ち、かつ、病気を罹患している人の数の暗号文」を計算しました。今回、4,500名程度のデータに対し、1分弱で暗号化及び解析が完了すること、また、異なる病気の医療データの暗号文が混在した場合でも数ミリ秒程度で検出できることを確認しました。
本実験は、医療の発展目的への使用に関する患者の同意を得て三重大学病院が収集した匿名化された医療データを用い、三重大学内の外部のネットワークからはアクセスできない環境にて行いました。
なお、NICTは暗号化データ解析手法の研究開発及び暗号化データ解析ツールの開発を担当、筑波大学は暗号化データ解析手法の研究開発及び医療データ検定方法の検討を担当、三重大学は臨床情報及び遺伝情報をデータベース化し、本研究に提供いただきました。
【今後の展望】
本技術により、医療分野において、多くの被験者から収集したデータを、プライバシーを保護したまま解析することが可能になります。さらに、その解析結果に対象外のデータが混入していないことを暗号理論的に証明することで、解析結果の妥当性を向上させることが可能になります。これにより、新たな診断方法や治療法の早期かつ効率的な発見につながることが期待されます。
本成果は、2018年7月25日(水)~26日(木)に、札幌コンベンションセンターで開催される電子情報通信学会情報セキュリティ研究会(ISEC)で発表します。
「一旦キメ顔うざいか」佐野勇斗、父親のレザージャケット姿を公開! 親子で“ビジュ強すぎ”とネット沸騰
大谷翔平が操るスライダーとスイーパー「明らかに曲がりが違う」元メジャーリーガーも驚く軌道
参院選争点に「就職氷河期」対策 将来への不安、若者にも波及
Zoff×サンリオ「はぴだんぶい」コラボメガネが7/11登場♪
【日本ハム】金村尚真、3日ソフトバンク戦ナイター登板 昼試合全て黒星「関係あるかも」加藤C
【阪神】大竹耕太郎が2日巨人戦先発へ 疲れてくる頃に「あえて練習量を増やして」夏場乗り切る
SS&Cブループリズム、Gartner®の「Magic Quadrant™」において7年連続でRPAリーダー企業に認定
【阪神】ロースコア上等!Gキラー才木浩人、完封ラッシュの相手にゼロ返しだ「それが一番」
松本隆氏&TAKURO&亀田誠治氏 豪華作家陣が手がける氷川きよし新曲「白睡蓮」
ライブの帝王、TILTが名古屋から福島・郡山へ SEX MACHINEGUNSと共演
再婚した旦那に不倫されてしまった飯島直子(51)衝撃的過ぎる黒歴史が発覚する事態に
有村昆(44)の不倫未遂の相手とされるセクシー女優、ネットで「唯井まひろ」と噂されるも、本人は…
TOKIOが解散発表
温泉ソムリエ35歳女優、入浴ショット公開「色気漂っていますね~」「刺激が強すぎて…」
ドジャース名物リポーター、映えるレッドビキニ姿を披露 美スタイルと美肌サービス
“どどどエロい”人妻モデル古畑星夏、ワンピ水着ショット披露「女神降臨」「美形すぎる」
88歳伊東四朗、路上で突然倒れたと衝撃告白「頭はしっかりしているのに体が全く動かない」
大地震のシグナル? 日向灘地震の前、スロースリップの間隔半減
詐欺容疑で俳優宮島三郎逮捕 一報に残念な思い 19年「スペアク」公開時は夢を語っていたが…
座間9人殺害事件・白石死刑囚の死刑執行 執行は2年11カ月ぶり
ガーシー、錦織圭の元モデル妻の暴露にネット騒然「なんで結婚したんだろ?」
有村昆(44)の不倫未遂の相手とされるセクシー女優、ネットで「唯井まひろ」と噂されるも、本人は…
二階堂ふみが結婚!?お相手が衝撃的過ぎてネット民「マジか・・・」
ヒカル、浮気相手とのLINE流出にドン引きの声「キモすぎる」「吐きそう」
小澤征悦と再婚した桑子真帆アナ(34)黒い過去が流出、衝撃の過去にネット騒然
再婚した旦那に不倫されてしまった飯島直子(51)衝撃的過ぎる黒歴史が発覚する事態に
TOKIO国分太一が重大なコンプライアンス違反か 芸能活動休止へ
【おすすめアニメ50選】完結済み!定番から最新作まで!
小倉優子、不自然な“二重ライン”にネット騒然「やっぱり整形?」
国分太一が無期限活動休止、「株式会社TOKIO解雇」一部の報道は関係者が否定

「一旦キメ顔うざいか」佐野勇斗、父親のレザージャケット姿を公開! 親子で“ビジュ強すぎ”とネット沸騰
大谷翔平が操るスライダーとスイーパー「明らかに曲がりが違う」元メジャーリーガーも驚く軌道
参院選争点に「就職氷河期」対策 将来への不安、若者にも波及
Zoff×サンリオ「はぴだんぶい」コラボメガネが7/11登場♪
【日本ハム】金村尚真、3日ソフトバンク戦ナイター登板 昼試合全て黒星「関係あるかも」加藤C
【阪神】大竹耕太郎が2日巨人戦先発へ 疲れてくる頃に「あえて練習量を増やして」夏場乗り切る
SS&Cブループリズム、Gartner®の「Magic Quadrant™」において7年連続でRPAリーダー企業に認定
【阪神】ロースコア上等!Gキラー才木浩人、完封ラッシュの相手にゼロ返しだ「それが一番」
松本隆氏&TAKURO&亀田誠治氏 豪華作家陣が手がける氷川きよし新曲「白睡蓮」
ライブの帝王、TILTが名古屋から福島・郡山へ SEX MACHINEGUNSと共演