Privacy-preserving computation and robust watermarking techniques for healthcare data

Sağlık ve genetik verileri bireylerin kişisel bilgilerini taşıması açısından çok hassas verilerdir. Genetik verilerden kalıtsal/genetik hastalık veya bunların oluşma olasılığına dair bilgi, ırk veya akrabalık ilişkilerine dair çıkarım yapılabilir. Bunun yanı sıra, çoğunlukla hastaneler veya diğer sağlık kuruluşları tarafından toplanan sağlık verileri de bireylerin şu anda veya gelecekteki hastalıklarına dair gösterge olabilir. Bu tarz verileri korurken, veriler araştırmalarda kullanıldığı için verinin yararlılığını (utility) korumak çok önemlidir. Tüm bunları göz önünde bulundurarak, bu çalışmada sağklık verilerinin korunmas için Paillier Cryptosystem kullanılarak homomorfik şifreleme ve genetik veri için yeni bir filigran şeması (watermarking scheme) kullanılmasını öneriyoruz. Homomorphic şifreleme ile sağlık verileri üzerinde yapılabilecek matematiksel işlemlerin, şifreyi bozmaksızın yapılabileceğini gerçek hayattan bir senaryo ile gösteriyoruz. Bu tezin ikinci kısmında, genetik verilerin yetkisiz servis sağlayıcıları tarafından paylaşılmasını engellemek için filigran şeması kullanıyoruz. Güçlü filigran şeması tekniği, kasıtlı şahısların yüksek olasılıkla tespit edilmesini sağlıyor ve bu tespitin olasılıksal limitlerini farklı deney düzenekleri kullanarak gösteriyoruz. Son olarak, bu şema şunları yüksek olasılıkla garanti ediyor: (i) verinin yararlılığı korunur, (ii) bir veya birden çok servis sağlayıcı tarafından saldırılara karşı dayanıklıdır, ve (iii) önerilen şema, kasıtlı servis sağlayıcılarının veriyi sızdırmadan önce filigranlı noktaları değiştirmek/kaldırmak için kullanacağı yardımcı bilgileri kullanarak filigranlı verinin yapısı ile uyumlu hale getirir.