2024傑出資訊人才系列報導-范俊逸

密碼是一項歷史悠久技術，自羅馬帝國時期就已經開始應用。密碼不僅僅是對資料的保護，更是保障數據安全的根本手段。國立中山大學范俊逸特聘教授憑藉所研發之加密技術SABHPRE (Searchable Attribute-Based Homomorphic Encryption with Proxy Re-Encryption)，對醫療數據進行加密，首創讓FHIR醫療數據安全上雲，可以避免公有雲的窺探，同時實現加密數據保護與達到隱私化醫療數據開放的雙重目標。

「密碼學獨特之處在於可以透過嚴謹的理論證明，確保密碼機制的安全，並防範已知及未知的攻擊。」從學生時代就對密碼學有濃厚興趣的范俊逸，不論是公開金鑰加密系統、數位簽章、秘密分享、零知識證明、模糊傳送以及後量子密碼(PQC)等，都頗有心得。而隨著ICT日新月異，范俊逸更關心如何將密碼學應用到新興資通訊領域，同時催生出新型態的密碼機制，創造多元價值。

「隨著科技的進步，將敏感資料上傳至雲端的安全性愈加受到重視。」范俊逸表示，密碼學在現今數位環境中的重要性愈發突出。當今資料的安全性問題，往往都可以追溯到數據保護的根源。然而資料在處理、傳輸和儲存過程中，可能面臨各種安全威脅，唯有透過有效的加密技術，才能夠降低這些風險。因此，如何在資料上傳至雲端的過程中，利用密碼學來保護資料，尤為重要。

雲端化已成為資料管理的一種趨勢。使用者希望能夠方便地將大部分資料儲存在雲端，並且隨時隨地進行存取。「就像我們日常生活中使用自來水一樣，使用雲端資料儲存服務也應該如此便捷。」范俊逸認為，雲端化不僅提高了資料的存取效率，也為用戶提供了靈活性和便利性。然而，將敏感資料上傳至雲端也引發了隱私和安全的擔憂。

范俊逸進一步指出，當個人和機構將敏感資料上傳至公有雲時，必須面對一個核心問題：資料的隱私是否能得到保障？回顧過去，曾經有許多用戶因為擔心資料的安全性而對雲端服務持保留態度。隨著對商業服務公司的信任度提升，越來越多的人選擇了將資料放入雲端，但仍然需要對機密資料的隱私進行深入探討。

范俊逸開始研析相關的密碼技術，包括屬性加密、可搜尋式加密及同態加密等，並加以改進及整合，最終提出了一種創新的解決方案：SABHPRE (Searchable Attribute-Based Homomorphic Encryption with Proxy Re-Encryption)功能型加密。這種技術使得即使資料在加密狀態下，用戶及雲端服務提供商仍然可以對其進行特定的操作，而無需解密。這樣的方式不僅保障了資料的隱私，也讓雲端服務提供商在處理資料時無法得知其內容。

范俊逸從最根本的數據保護切入。醫療資料一產生就立即加密，再上雲。上雲後，所有的操作都在密文狀態下進行，將醫療數據以密文狀態存在的時間極大化，大幅降低醫療數據暴露的風險。為了讓加密過的醫療數據可被操作，范俊逸研析、改進及整合相關加密技術：屬性加密(存取權限控管)、可搜尋式加密(密文關鍵字搜尋)、轉加密(密文數據分享)及同態加密(密文下進行數學計算)，以達及此目標。

為了能快速佈署及與國際互通，范俊逸採用了國際醫療病歷標準(FHIR)，為實現的標的。深入剖析FHIR病歷格式的每個欄位，量身訂製加密方式，再運用保留欄位，存放相關參數，以利操作加密後的醫療數據，使其成為具隱私保護的FHIR (PPFHIR)。同時，范俊逸也設計一個自動化轉換工具，協助臺灣的醫院將目前常用的病歷格式CDA-R2快速轉換成PPFHIR。

SABHPRE是目前唯一能在單一加密技術上，達到同時具備密文可搜尋、可同態運算與可代理轉加密之屬性加密技術，並且能適用於FHIR標準。透過屬性加密可以將醫療數據的存取授權大幅簡化，減少需要額外管理存取控制的成本，利用同態運算與代理轉加密的特性，更能在隱私保護下將醫療數據進行統計與開放，打破當前醫療數據的封閉環境，結合可搜尋的特性讓密文可以在被搜尋的同時又不會暴露任何隱私訊息。

范俊逸強調，雖然現有的密碼學技術已經相當成熟，但在不同的應用場景中，對這些技術的需求卻不盡相同。研究團隊致力於將密碼學技術進行客製化，根據不同領域的需求進行調整和優化。這樣的做法不僅能解決特定的技術痛點，還能提高資料保護的效率和安全性。

「在醫療、金融等領域，資料的性質和使用方式各不相同，因此必須針對這些特定需求來進行量身訂製。」范俊逸表示，希望通過這些客製化的方案，能讓資料的保護更為完善，進而提高使用者對雲端服務的信任。

范俊逸的研究團隊正在與多所機構和科技公司合作，探索如何將密碼學技術落地，實際應用於日常運作中。范俊逸提到，產學合作的模式不僅能促進技術的應用，還能推動產業的發展。

目前，已經有部分醫療機構對其技術表示興趣，並進行初步的合作。范俊逸希望，未來能有更多的機構加入，讓這些技術真正轉化為具體的應用成果。

（發佈時間：2024-12-10）