I n d on e s ian   Jou r n al   o f   E lec t r ica l   E n gin e e r in g  a n d   Com p u t e r   S c ience   Vo l .   3 7 ,   N o .   1 ,  J a n ua r y   20 2 5 ,   pp.   49 8 ~ 50 6   I S S N:  2 502 - 4 7 52 ,   DO I :  10 . 11591/i j e e cs .v 3 7 . i 1 . pp 49 8 - 50 6             498     Jou r n al  h o m e page :  ht tp: // ij e e cs . iaes c or e . c om   I m p le m e n t in g  z e r o - k n ow le d ge  p r oof  au t h e n t ic at io n  on   Hy p e r l e d ge r  f ab r i c  t o e n h an c e  p at ie n t  p r iv a c y  an d  ac c e ss  c on t r ol       P r ave e n a  B oll y   Jos h i,   Ar iva z h agan   Nat e s an   D e pa r tm e nt   of   C o mput a ti o na l  I nt e ll ig e n c e ,   S R M  I ns ti tu te   of  S c ie n c e  a nd  T e c hn o l o g y ,  K a tt a nkul a th ur , I nd ia       Ar t ic l e   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e i ve d  M a y   15 ,   202 4   R e vi s e d  S e p   6 ,  202 4   A c c e pt e d  S e p   29 ,   202 4       I n   r ece n t   y ears ,   t h e   h e a l t h c ar e   s ec t o r  h as   en c o u n t e r e d   s i g n i fi c a n t   c h a l l en g e s   i n   a u t h e n t i c at i n g   i d e n t i t i e s   f o r  o n l i n e   me d i c al   s e r v i ce s .   A   p r e d o m i n an t   re l i an ce   o n   cen t ral i z ed   i d e n t i t y   m a n ag eme n t   s y s t em s   (ID Ms )  h as   p re s e n t e d   o b s t ac l e s   t o   t h e   s e a ml e s s   e x ch an g e   o f  p at i e n t   i d e n t i t i e s   amo n g   v ar i o u s   h e a l t h c ar e  i n s t i t u t i o n s ,   o ft en   r e s u l t i n g   i n   d at a  i s o l at i o n   w i t h i n   i n d i v i d u a l   s i l o s .   O f  p aram o u n t   co n ce rn   ar e   t h e   p o t en t i al   p ri v a cy   b re ach e s   as s o c i at ed   w i t h   cen t ral i z ed   I D Ms ,   w h i c h   m a y   c o m p ro mi s e   p at i en t   c o n fi d e n t i a l i t y .    I n   r e s p o n s e  t o   t h e s e  c h a l l en g e s ,   w e  p ro p o s e  a  n o v el   a p p ro ac h   t o   s ecu rel y   s h ari n g   p at i en t   d e t ai l s   a c ro s s   m u l t i p l e   h o s p i t al s   u t i l i z i n g   t h e  z e ro - k n o w l e d g e   acce s s   p ro t o co l   (M e d i Cr y p t - Z K A P)  w i t h i n   t h e   H y p e r l e d g e r  Fab ri c   b l o ck c h a i n   fra mew o r k .   B y   ad o p t i n g   M ed i Cr y p t - Z K A P,   h o s p i t al s   c a n   e ff ec t i v el y   v e r i f y   t h e   i d e n t i t i e s   o f  r e q u e s t i n g   e n t i t i e s   w i t h o u t   d i s c l o s i n g   s e n s i t i v e  p at i e n t   i n f o r m at i o n ,   t h e r e b y   e n s u r i n g   t h e  h i g h e s t   l e v el s   o f   c o n fi d e n t i a l i t y   an d   p ri v a cy   p ro t ec t i o n .   T h e   p ro p o s e d   s y s t em   r e p r e s en t s   a  p ro ac t i v e  s t e p   t o w ard s   a d d r e s s i n g   t h e   c r i t i c al   n ee d   fo r   s ecu re  an d   i n t e r o p e rab l e  p at i en t   d at a  e x ch an g e   w i t h i n   t h e   h e al t h c ar e   s ec t o r.   T h r o u g h   t h e   i n t eg rat i o n   o f  M ed i Cr y p t - Z K A P  i n t o   e x i s t i n g   b l o c k c h a i n   i n fras t ru c t u r e ,     o u r  s o l u t i o n   ai m s   t o   en h an ce  d at a  s ecu ri t y   an d   p ri v a cy   w h i l e   p ro m o t i n g   s e aml e s s   co l l ab o rat i o n   a m o n g   h e a l t h c are  i n s t i t u t i o n s .   K e y w o r d s :   B l o c kc h a i n   H y pe r l e dge r   F a b r i c   I de n t i t y   m a n a ge m e n t   P r i va c y   Z e r o   kn o wl e dge   pr oo f   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l e  u n d e r   t h e  CC  B Y - SA   l i cen s e.     C or r e s pon din g  A u th or :   P r a v e e n a   B o l ly   J o s hi     De pa r t m e n t   o f   C o m put a t i o n a l   I n t e l li ge n c e ,   S R M   I n s t i t ut e   o f   S c i e n c e   a n d  T e c hn o l o g y   K a t t a n ku l a t h ur ,   T a m i l na du,   I n d i a   E m a i l :  p b 2102 @ s r mi s t . e du. i n       1.   I NT RODU C T I ON   S h a r i ng  h o s p i t a l   d a t a   wi t h   s t a ke h o l de r s   i s   c r uc i a l   f o r   c o l l a b o r a t i o n ,   i m pr o vi n g  h e a l t h c a r e   o u t c o m e s ,   a n d  dr i vi ng  i nn o va t i o n .   I t  e n a bl e s   r e s e a r c h e r s   t o  c o n duc t  c o m pr e h e ns i ve   s t udi e s ,   po l i c ym a ke r s   to   m a ke   i n f o r m e d  de c i s i o ns ,   a n d  he a l t h c a r e   pr o vi de r s   to   d e l i ve r   m o r e   pe r s o n a l i z e d  c a r e   [ 1] .   H o we v e r ,   s h a r i n g  s uc h  s e n s i t i ve   da t a   po s e s   s i g nif i c a n t   c h a ll e n ge s ,   i n c lud i n g  e n s ur i ng  pa t i e n t   pr i v a c y   a n d  da t a   s e c ur i t y ,   whi c h  r e qu i r e   r o b us t   e n c r y pt i o n   a n d  c o m p li a n c e   w i t h   s t r i n ge n t   r e gul a t i o ns   [ 2] .   I n t e r o pe r a bi li t y   i s s u e s   b e t we e n   d i f f e r e n t   h e a l t h c a r e   s y s t e m s ,   v a r y i ng  da t a   f o r m a t s ,   a n d  c o n c e r n s   r e ga r d i ng  da t a   a c c ur a c y   a n d  i n t e gr i t y   a dd   c o m p l e xi t y .   De s p i t e   t h e s e   h ur d l e s ,   e f f e c t i v e   d a t a   s h a r i n g  i s   c r i t i c a l   f o r   a dv a n c i ng  m e d i c a l   r e s e a r c h ,   im pr o vi n g  pa t i e n t   c a r e ,   a n d  s a vi ng  l i ve s   [ 3] .   H y pe r l e dge r   F a b r i c   s a f e gu a r ds   pa t i e n t   da t a   wi t h   i t s   pe r m i s s i o ne d  bl o c k c h a i n   a r c hi t e c t ur e ,   e n s ur i ng   o nl y   a ut h o r i z e d  pa r t i c i pa n t s   a c c e s s   s e ns i t i v e   i nf o r m a t i o n   [ 4] .   I t s   m o du l a r   de s i g n   a l l o ws   c us t o m i z a t i o n   o f   d a t a   a c c e s s   c o n t r o l s ,   m a i n t a i ni ng  c o nf i de n t i a li t y   a n d   c o m p li a n c e   w i t h   pr i v a c y   r e gu l a t i o ns   [ 5] .   Hy p e r l e dge r   F a b r i c ’ s   e n do r s e m e n t   pr o c e dur e s   e n s ur e   da t a   i n t e gr i t y   a n d  r e duc e   t h e   r i s k  o f   f r a udu l e n t   a c t i vi t y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n g  &   C o m p  S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52       I mple me nti ng  z e r o - k no w ledge   pr oof   authenticatio n  on  Hy pe r ledge r   …   ( P r av e e na  B oll y   J os hi )   499   Z e r o - kn o wl e dge   pr o o f   ( Z K P )   o f f e r s   a   gr o un db r e a k i n g  s o l ut i o n   f o r   v e r i f yi ng  i nf o r m a t i o n   w i t h o ut  d i s c l o s i ng  s e n s i t i ve   de t a i l s ,   pr o vi n g  kn o w l e dge   w i t h o ut  r e v e a l i ng  t h e   un de r lyi ng  i nf o r m a t i o n .   Z K P   e n a bl e s   h o s p i t a l s   to  v e r i f y   s t a f f   i de n t i t i e s   w i t h o ut  di s c l o s i n g  un n e c e s s a r y   pe r s o n a l   d e t a i l s ,   m i n im i z i ng  t h e   r i s k  o f   da t a   b r e a c h e s   o r   un a ut h or i z e d  a c c e s s   [ 6] .   I n   t h e   e xi s t i n g  s y s t e m ,   pa t i e n t   da t a   i s   m a i n t a i ne d  o n   a   c e n t r a l i z e d  s e r v e r   wh e r e   s e v e r a l   t h r e a t s   a nd   v u l ne r a bil i t i e s   e xi s t ,   c o m pr o m i s i ng  t h e   s e c ur i t y   a nd  pr i va c y   o f   pa t i e n t   da t a   [ 7] .   On e   m a j o r   t h r e a t   i s   t h e   r i s k  o f  un a ut h o r i z e d  a c c e s s ,   e i t h e r   by   i n t e r n a l   s t a f f   m e mb e r s   w i t h   m a li c i o us   i n t e n t   o r   e x t e r n a l   ha c ke r s   e xp l o i t i n g  s y s t e m   v u l ne r a bil i t i e s   [ 8] .   A n o t h e r   v u l ne r a bi li t y   l ies   i n   t h e   l a c k  o f   e n c r y pt i o n   a n d  da t a   pr ot e c t i o n   m e a s ur e s ,   l e a vi ng  pa t i e n t   i nf o r m a t i o n   s us c e pt i bl e   to  i n t e r c e pt i o n   o r   e a v e s dr o ppi n g  dur i n g  t r a n s m i s s i o n   o v e r   n e t wo r ks   [ 9] .   F ur t h e r m o r e ,   b e c a us e   t h e s e   s y s t e m s   r e l y   o n   c e n t r a l i z e d  s t or a ge ,   t h e y   b e c o m e   a   s i n g l e   po i n t   o f   f a i l ur e   i n  t h e   e v e n t   o f   a   b r e a c h   o r   s y s t e m   o ut a ge ,   e n da n ge r i ng  h e a l t h c a r e   o pe r a t i o n s   a n d  a c c e s s   t o   vi t a l   pa t i e n t   da t a .   C a s i n o   e t  al.   [ 10]   e x p l o r e d  t h e   pot e n t i a l   o f   bl o c kc h a i n  t e c hn o l o g y   t o   i m pr o v e   v a r i o us   a pp li c a t i o n s   i n  t h e   h e a l t h c a r e   s e c to r ,   i nc l ud i ng  e l e c t r o ni c   h e a l t h   r e c or d  ( E HR )   m a n a ge m e n t ,   c o m b a t i n g  dr ug   c o un t e r f e i t i ng,   a n d   f o s t e r i n g  us e r - c e n t r i c   m e d i c a l   r e s e a r c h .   T h e   z k - S N A R Ks   [ 11]   a l go r i t hm   a ll o ws   o n e   pa r t y   to  pr o v e   t h e y   kn o w  a   v a l ue   s a t i s f yi ng  a   c o m put a t i o n a l   s t a t e m e n t   wi t ho u t   r e v e a li ng  i t ,   us i n g  s uc c i nc t ,   n o n - i n t e r a c t i ve   pr oo f s   t h a t   a r e   qui c k ly   v e r i f i e d.   T hi s   i s   a c hi e ve d  by   e nc o d i n g  t h e   c o m put a t i o n   a s   a   po l y n o mi a l   a n d  ge n e r a t i n g  a   pr oo f   o f   c o r r e c t  e v a l ua t i o n ,   e n s ur i ng  s o un dn e s s   a n d  z e r o - kn o w l e dge .   B ut  t h e   a l go r i t hm   ha s   t h e   c o m p l e xi t y   a n d   c o m put a t i o n a l   o ve r h e a d  i nv o l v e d  i n   ge n e r a t i n g  a nd  v e r i f yi ng  z k - S NA R K   pr oo f s ,   whi c h   r e qu i r e s   s i g n if i c a n t   r e s o ur c e s   a n d  s e t up  t i m e .   M e ll   e t  al.   [ 12]   i s   f e de r a t e d  i de n t i t y   m a n a ge m e n t   ( I DM ) ,   whi c h   e n a bl e s   us e r s   f r o m   o n e   d o m a i n   c a n   l o g  i n   a n d  us e   s e r vi c e s   f r o m   a n ot h e r .   E x a m p l e s   i n c l ude   s i ng l e - s i g n - o n   s y s t e m s   l i k e   F a c e b o o k  c o n n e c t .   S t i ll ,   t h e s e   t wo   I DM   s tr a t e gi e s   t y p i c a l ly   r e ly   o n   c e n t r a l i z e d  s e r v e r s ,   l im i t i n g  us e r   c o n tr o l .   C o n s e que n t l y ,   t h e r e   a r e   s i g nif i c a n t   s e c ur i t y   c o nc e r n s   r e ga r d i ng  us e r   i de n t i t y ,   pot e n t i a ll y   r e s u l t i ng   i n   da t a   d i s c l o s ur e   i n   t h e   e v e n t   o f   s e r v e r   c o m pr o m i s e .   W hil e   M e DShar e   [ 13]   s h a r e s   m a ny   c o nc e pt ua l   s im i l a r i t i e s   w i t h  o ur   w or k,   t h e   s pe c i f i c   bl o c kc h a i n   f r a m e wo r k   us e d  i s   n o t  s pe c i f i e d.   A dd i t i o n a ll y ,   t h e   a ut h or s   p r i m a r il y   de l ve   i n t o   t h e   f o un d a t i o na l   a s pe c t s   o f   bl o c k c h a i n  t e c hno l o g y ,   s uc h   a s   da t a   bl o c ks   a n d  s m a r t   c o n tr a c t s ,   r a t h e r   t h a n  pr e s e n t i n g  a   c o n c r e t e   s o l ut i o n .   Ge n e s t i e r   e t  al .   [ 14]   i n t r o duc e d   a   m o de l   wh e r e i n   pa t i e n t s   a uto n o m o us l y  go v e r n   a c c e s s   c o n s e n t   to  t h e i r   da t a   vi a   bl o c kc ha i n   i n   a   de c e n t r a l i z e d  m a nn e r .   De s p i t e   a   s m a r t   c o n t r a c t  f a c il i t a t i n g  a c c e s s   c o n t r o l ,   t h e   pa t i e n t ’ s   a pp li c a t i o n   i n t e r a c t s   w i t h   t h e   bl o c kc h a i n  t h r o ugh   a t   l e a s t   t w o  c e n t r a l i z e d  i n t e r m e d i a r i e s .   T h e   c h a ll e n ge s   n e e d  to  b e   a ddr e s s e d:  ( i )   T r a di t i o na l   i de n t i t y   v e r if i c a t i o n   m e t h o ds   f r e que n t l y   r e qu i r e   t h e   s h a r i ng  o f   s e ns i t i v e   i n f o r m a t i o n   [ 15] ,   whi c h   c a n   l e a d  to   p ot e n t i a l   pr i va c y   vi o l a t i o ns ,   da t a   m i s us e ,     a n d  pa t i e n t   da t a   e x po s ur e   t h r o ugh o u t  t h e   v e r i f i c a t i o n   pr o c e s s .   ( i i )   C o nv e n t i o n a l   a ut h e n t i c a t i o n   m e t ho ds   c a n   b e   s us c e pt i bl e   to  r e pl a y   a t t a c ks ,   i n   w hi c h   a   h a c ke r   i n t e r c e pt s   a n d  us e s   l e g i t im a t e   a u t h e n t i c a t i o n   i nf o r m a t i o n  a ga i n   [ 16] .   ( i ii )   C us t o m a r y   t e c hni que s   f o r   v a li da t i n g  i de n t i t y   c a n   r e qu i r e   a   l o t   o f   t i m e   a n d  r e s o ur c e - i n t e ns i ve ,   e s pe c i a ll y   i n  a   de c e n t r a l i z e d  s y s t e m   w i t h   m u l t i p l e   e n t i t i e s   [ 17] .   I n   t hi s   pa pe r ,   we   pr e s e n t   a   bl o c kc h a i n - b a s e d,   f u l ly   de c e n t r a l i z e d  i de n t i t y   a ut h e n t i c a t i o n   s y s t e m   f o r   h e a l t h c a r e   s e c t or s   b a s e d  o n   z e r o - kn o wl e dg e   pr oo f .   T h e   r e s t  o f   t hi s   pa pe r   i s   s t r uc t ur e d  a s   f o l l o w s :  s e c t i o n   2  de s c r i be s   t h e   o v e r vi e w  a n d  t h e   m e t h o do l o g y   o f   M e d i C r y pt - Z KA P .   I n   s e c t i o n   3  e x a m i ne s   t h e   s y s t e m ’ s  pe r f o r m a n c e   a n d  s e c ur i t y .   F i na ll y ,   i n   s e c t i o n   4,   we   c o n c l ude   w i t h   a   s u m m a r y   o f   M e d i C r y pt - Z KA P   a n d  d i s c us s   po t e n t i a l   f ut ur e   w o r k.       2.   M E T HO D   2. 1 .    P r op os e d   au t h e n t icat in g   s ys t e m   T o  o v e r c o m e   t h e   a f o r e m e n t i o n e d  d i f f i c u l t i e s   o ur   c o n t r i b ut i o n   i s :   a)   W e   im p l e m e n t   a   h e a l t h   c a r e   z e r o - kn o wl e dge   a u t h e n t i c a t i n g  s o l ut i o n   na m e d  M e d i C r y pt - Z KA P ,  c o m pr i s i ng  t h r e e   e n t i t i e s :  s y s t e m   u s e r ,   h e a l t h c a r e   pr o vi de r s   ( Do c   A ) ,   b l o c kc h a i n   ( a d mi n) ,   a n d  s t a ke ho l de r   ( Do c   B ) .   T h e   s y s t e m   u s e r ,   c o m po s e d  o f   pa t i e n t s   a n d  h e a l t h c a r e   pr o vi de r s ,   a c c e s s e s   t h e   pr o po s e d  s y s t e m .   Us e r s   w i ll   c r e a t e   i d e n t i t y - pr o o f   i nf o r m a t i o n   a n d  s to r e   i t   o n   t h e   bl o c kc h a i n.   He a l t h c a r e   pr o vi de r s   v e r i f y  us e r   i de n t i t i e s   by   que r yi ng  t h e   bl o c kc h a i n  f o r   r e l e v a n t   i nf o r m a t i o n .   T h e   a d mi n   i n i t i a l i z e s   t h e   bl o c kc h a i n,   de p l o y s   t h e   c h a i nc o de ,   a n d  f a c il i t a t e s   t h e   t r us t e d  s e t up  f o r   z e r o - kn o wl e dge   pr o o f .   b)   W e   i n t e gr a t e   F a i t - S h a mi r   z e r o - kn o wl e dge   pr o o f   a l go r i t hm   [ 18] ,   i n to   t h e   M e d i C r y pt - Z KA P   s y s t e m   t o  ge n e r a t e   t h e   us e r - pr o vi de d  i de n t i t y - pr oo f   da t a   a n d  v e r i f y   t h e   pr oo f   da t a   t h a t  i s   ke pt  o n   t h e   bl o c kc h a i n.   A c t ua l   us e r   i nf o r m a t i o n   r e m a i ns   o f f   t h e   bl o c k c h a in ,   e ns ur i n g  t h e   pr i v a c y   a n d  s e c ur i t y   o f   t h e   us e r ’ s   d a t a .   c)   M e d i C r y pt - Z KA P   h a s   b e e n   i m p l e m e n t e d   o n   t h e   H y pe r l e dge r   F a b r i c   [ 19 ]  c o n s o r t i u m   bl o c kc h a i n ,   w i t h   t h e   c h a i nc o de   de p l o y e d  o n   F a b r i c   f o r   upl o a d i n g  a n d  v a li da t i n g  us e r   i de n t i t y   i nf o r m a t i o n .   He a l th c a r e   pr o vi de r s   i ni t i a t e   t h e   i nv o c a t i o n   o f   t h e   c h a i nc o de   wh e n e ve r   t h e y   ve r i f y   a   us e r ’ s   i de n t i t y .   d)   W e   e v a l ua t e   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   Me d i C r y pt - Z KA P   s y s t e m   us i ng  C a li pe r   [ 20] .   T h e   r e s u l t s   i n d i c a t e   t h a t  o ur   s y s t e m   c a n   a c hi e v e   a   t h r o ugh put  e x c e e d i ng  4 1 0  T P S .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p  S c i ,  Vo l .   3 7 ,   N o .   1 ,  J a n ua r y   20 2 5 :   49 8 - 50 6   500   e)   I n   t h e   f r a m e wo r k,   we   us e   I oT   de vi c e s   l i ke   t e m pe r a t ur e ,   h e a r t   r a t e ,   bl o o d   pr e s s ur e ,   a n d  S P O2  to   a b s o r b   t h e   li ve   h e a l t h   s t a t us   o f   t h e   pa t i e n t   [ 21] .   T h e s e   s e n s o r s   t r a n s m i t   da t a ,   whi c h   i s   t h e n   pr o c e s s e d  a n d  s e c ur e ly   s to r e d   wi t hi n   H y pe r l e dge r   F a b r i c .   I n   Hy p e r l e dge r   F a b r i c ,   we   c r e a t e d   o n e   o r ga ni z a t i o n   w i t h   t h r e e   e n ti t i e s   s y s t e m   us e r s ,   h e a l t h c a r e   pr o v i d e r s ,   a n d  a d m i n   b e i n g  pa r t  o f   i t .   T h e   h e a l t h   pr o vi de r   ( Do c   A )   wi ll   a c t   a s   t h e   e n do r s e r   wh o   a u t h e n t i c a t e s   t h e   s e ns o r   da t a   b a s e d  o n   t h r e s h o l d  v a l ue s   us i ng  a   c o n s e ns us   a l go r i t hm  a n d   a dds   i t   to   t h e   bl o c kc h a i n   a s   a   bl o c k.   W e   us e   t h r e s h o l d  v a l ue   t o  f il t e r   t h e   da t a   b e c a us e   I oT   h a s   l o t  o f   da t a   a n d  a dd i n g   a ll   t he   da t a   to  t h e   bl o c kc h a i n  i s   a n   e x pe n s i ve   t a s k.   S o ,   we   s e t   a   t h r e s h o l d  va l u e   a n d  da t a   a b o v e   i t   w i ll   b e   s e n t   to  bl o c kc h a i n  a n d   r e s t   to  t h e   c us to m i z e d  r e po s i t or y .   T hi s   wo r ks   we   a l r e a d y   s u bmi t t e d  i n   o ur   p r e vi o us   pa pe r .   N o w,   we   wa n t   to  s ha r e   t hi s   pa t i e n t ’ s   h e a l t h   da t a   w i t h   o t h e r   h o s p i t a l   do c tor s   l i ke   Do c   B .   S o,   b e f o r e   we   s h a r e ,   Do c   B   a ut h e n t i c a t i o n   ha s   to  b e   do n e   by   c o n s i de r i ng  a ll   t h e   s e c ur i t y   c o n c e r ns   w i t h o ut  r e v e a li ng  a ny   pe r s o n a l   i n f o r m a t i o n   o f   t h e   do c to r .   T o  a ddr e s s   t h i s ,   we   e m p l o y   Z K P ,   a   f u n da m e n t a l   t oo l   i n   c y be r s e c ur i t y   a nd  pr i v a c y  pr ot e c t i o n .   Z K P   o f f e r s   a n   i nn o v a t i v e   a ppr o a c h   to   v e r i f yi ng  i nf o r m a t i o n   w i t h o ut  c o m pr o m is i n g  t h e   c o nf i de n t i a li t y   o f   a ny   pe r s o n a l   de t a i l s .   T h e   pr o p o s e d  m o de l   f o r   c h a i nc o de   i m p l e m e n t a ti o n   i n   H y pe r l e dge r   F a b r i c   a i m s   t o   i m pr o v e   t h e   s e c ur i t y   a n d  pr i va c y   o f   pa t i e n t   da t a   by   a ut h e n t i c a t i n g  do c tor s   us i n g  t h e   M e d i C r y pt - Z KA P   ( z e r o - kn o wl e dge   a c c e s s   pr ot o c o l )   z e r o - kn o wl e dge   pr oo f   pr oto c o l .     2. 2.     E n t i t ies   T h r e e   e n t i t i e s :  s y s t e m   u s e r ,   h e a l t h c a r e   pr o vi de r s   ( D o c   A ) ,   b l o c kc h a i n   ( a d mi n) ,   a n d   s t a ke h o l de r     ( Do c   B ) .   B e l o w  i s   a   b r i e f   de s c r i pt i o n   o f   e a c h   e n t i t y :     S y s t e m   us e r s :  a  pa t i e n t   o r   a   h e a l t h c a r e   pr o f e s s i o na l   m a y   us e   t h e   s ugge s t e d  s y s t e m .   T h e   us e r   c a n   up l o a d  t h e   c r e a t e d   i de n t i t y   pr oo f   da t a   to   t h e   s y s t e m   a n d  c a r r y   o ut  t h e   t r us t e d  s e t up  o f   M e d i C r y pt - Z KA P   t h r o ugh   t h e   c l i e n t   a s   t h e   o wn e r   o f   t h e   i de n t i t y   i nf o r m a t i o n .   E v e r y   us e r   h a s   a   uni qu e   to ke n   t h a t   s e r v e s   a s   a   r e pr e s e n t a t i o n   o f   t h e i r   d i g i t a l   i de n t i t y .     H e a l t h c a r e   pr o v i d e r s :   h e a l t h c a r e   pr o v i d e r s   h o l d  r e s po n s i b il i t y   f o r   v a l i d a t i n g  pa t i e n t   i de n t i t i e s .   T h e   pa t i e n t   i s   v e r i f i e d  by   us i ng  t h e i r   uni que   t o ke n   ge n e r a t e d  by   t h e   B l o c kc h a i n.   He a l t hc a r e   pr o vi de r s   a s s i g n   a   s e t   o f   s e n s o r s   to   t h e   pa t i e n t   a n d  r e c o r d  t h e   da t a   i n   t h e   blo c kc h a i n .   T h e y   a l s o   us e   t h e   pr o p o s e d  z e r o  kn o wl e dge   a c c e s s   pr oto c o l   t o  s h a r e   t h e   pa t i e n t   da t a   wi t h   t h e   ot h e r   h o s p i t a l   s t a ke h o l de r s .   I n   o ur   wor k,   we   us e   Do c   A   a s   a   h e a l t h c a r e   pr o vi de r   a n d  t h e   ot h e r   h o s pi t a l   s t a k e h o l de r   w i ll   b e   Do c   B .     B l o c kc h a i n / a d mi n :  t h e   a d m i n   o ve r s e e s   s y s t e m  de s i g n ,   m a i n t e n a n c e ,   a n d  us e r   c o l l a b o r a t i o n  f o r   c o nf i gur i n g  M e d i C r y pt - Z KA P .   T h e y   e n s ur e   pr ope r   m a na ge m e n t   a n d  s upe r vi s i o n   o f   a ll   pa r t i c i p a n t s ,  i nc l ud i ng  publi c   a ge n c i e s   a n d  r e gu l a t or y   b o d i e s .   T h e   a d m i n  a l s o   m a n a ge s   c h a i nc o de   e xe c ut i o n   o n   t h e   bl o c kc h a i n,   ve r i f yi ng  h e a l t h   s t a t us   upda t e s   wi t h   h e a l t h c a r e   pr o vi de r s .     2. 3.     T h e   M e d iCr yp t - Z K AP   wor k f l ow  is   as   f o ll o ws     W h e n   i nv o ke d   a s   pe r   F i gur e   1,   t h e   f u n c t i o n   M e d i C r y pt - Z KA P   a c c e pt s   t h e   a u t h e n t i c a t i o n   to ke n   o f   Do c to r   B   ( D o c   B )   a s   a n   i n put   pa r a m e t e r .   T h e   c h a in c o de   t h e n   pr o c e e ds   to  ge n e r a t e   a   pr i m e   n u m be r ,   de n o t e d   a s   ‘ p ’ ,   a n d  s e l e c t s   a   r a n do m   ge n e r a t o r   ‘ G ’ .   S ub s e que n t l y ,   i t   c o m put e s   v a r i o us   c r y pt o gr a phi c   pa r a m e t e r s ,   i nc l ud i ng  ‘ u ’   a n d  ‘ v ’ ,   whi c h   a r e   e x c h a n ge d  b e t we e n   t h e   s e r v e r ,   Do c to r   A   ( D o c   A ) ,   a n d  Do c to r   B .   I n   t hi s   e x c ha n ge ,   Do c to r   A   tr a n s mi t s   a   r a n do m   va l ue   ‘ c ’   t o   D o c tor   B ,   wh o   t h e n   c o m put e s   ‘ w ’   us i ng  t h e   r e c e i ve d   a ut h e n t i c a t i o n   t o ke n .   F o l l o w i n g  t hi s   e x c h a n ge ,   Do c to r   A   c o m put e s   ‘ v _do c b ’   a n d  c o m pa r e s   i t   wi t h   ‘ v ’   to  v e r i f y   t h e   a ut h e n t i c i t y   o f   Do c to r   B .   I f   t h e   c a l c u lat e d  v a l ue s   m a t c h ,   t h e   a ut h e n t i c a t i o n   pr o c e s s   i s   de e m e d   s uc c e s s f u l ,   c o nf i r m i ng  Do c tor   B ’ s   i de n t i t y .   T hi s   c h a i nc o de   i m p l e m e n t a t i o n   [ 22]   e n s ur e s   a   r o b us t   a n d  s e c ur e   a ut h e n t i c a t i o n   m e c h a ni s m   f o r   do c to r s   wi t hi n   t h e   H y p e r l e dge r   F a b r i c   n e t wo r k ,   l e v e r a g i ng  t h e     M e d i C r y pt - Z KA P   pr oto c o l   to   uph o l d  c o nf i de n t i a li t y   a n d  i n t e gr i t y   i n   h e a l t h c a r e   da t a   m a n a ge m e n t .   A   de t a i l e d   A l go r i t hm   1.     Al go r i t hm   1 .   M e d i C r y pt - Z KA P   1:  procedure  MediCrypt - ZKAP( docb_sent_AuthToken )   2:       p   ← 701            ▷   Choose a prime number   3:      G   ← random(1,   p )          ▷   Choose a random generator   4:      original_AuthToken   ← SHA256( docb_sent_AuthToken )   5:      original_s   ← int( original_AuthToken , 16) mod  p   6:      u   ←  G original_s   mod  p           ▷   Compute u   7:      print  server → doca: u = u   8:      t  ← random(1,  p )   9:     v   ←  G t   mod   p                           ▷   Compute v   10:      print  docb → doca: v = v   11:      c  ← random(1,  p )   12:      print   doca → docb: c = c   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n g  &   C o m p  S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52       I mple me nti ng  z e r o - k no w ledge   pr oof   authenticatio n  on  Hy pe r ledge r   …   ( P r av e e na  B oll y   J os hi )   501   13:     sent_AuthToken   ← encode( docb_sent AuthToken )   14:      sent_s   ← int(SHA256( sent_AuthToken ), 16) mod  p   15:      w ← (t − c × sent_s)   16:      print   docb → doca: w = w   17:       if    w   < 0 then   18 :              tm ← G −w   mod  p   19:               m ← tm −1   mod  p   20:       else   21:                m   ←  G w   mod  p   22:       end if   23:      n ← u c   mod  p   24:      v_docb ← (m × n)   mod  p                        ▷   Compute  v docb   25:      print  doca   computed  v = v docb   26:      if    v = v docb   then   27:            print   Success:  docb   is authenticated !!!   28:      else   29:              print   Failure:  docb   is not authenticated !!!   30:    end if   31:  end procedure           F i gur e   1 .   T h e   pr o p o s e d  m o de l   o f   M e d i C r y pt - Z KA P         3.   RE S UL T S   AN D  DI S CU S S I ON   A   z e r o - kn o wl e dge   pr oo f   s y s t e m   m us t   e n s ur e   t h a t  i f   t h e   w i t n e s s   s t a t e m e n t   i s   v a li d,   t h e   pr o v e r   c a n   a l wa y s   s a t i s f y   t h e   v e r i f i e r   ( c o m p l e t e n e s s ) ,   a n d  a   A  b e n e v o l e n t   pr o v e r   i s   u n a bl e   t o  c o n vi nc e   t h e   ve r i f ier   t h a t   a   s t a t e m e n t   i s   f a l s e   s o un d n e s s ) .   A dd i t i o n a ll y ,   t h e   ve r i f i e r   s h o u l d  o n l y   l e a r n   t h a t   t h e   s t a t e m e n t   i s   tr ue   wi t h o ut  ga i ni ng  a ny   s pe c if i c   k n o w l e dg e   a b o ut   t h e   s t a t e m e nt  i t s e l f   ( z e r o - kn o wl e dg e ) .     T h e   c h a ll e n ge   c   i s   r a n do m ly   ge n e r a t e d  by   t h e   v e r if i e r   ( l i ne   11) .   T hi s   r a n do m ne s s   e n s ur e s   t h a t   a   d i s ho n e s t  pr o v e r   c a n n o t   p r e d i c t   o r   i nf l ue n c e   t h e   c h a ll e n ge .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p  S c i ,  Vo l .   3 7 ,   N o .   1 ,  J a n ua r y   20 2 5 :   49 8 - 50 6   502     T h e   v a l ue   u   ←  G o r i g i n a l _ s   m o d   p   ( l i ne   6)   bi nds   t h e   pr o v e r   to   a   s pe c i f i c   v a l ue   b a s e d  o n   t h e i r   s e c r e t  or igi nal_s .     T h e   v e r i f i c a t i o n   s t e p  c h e c k s   i f   v   =  v d o c b   wh e r e   v _ d o c b   ←  ( m   ×   n )   m o d   p   c o m put e d  us i n g  t h e   pr ov e r ’ s  r e s po n s e   a n d  t h e   or i g i na l   c o m mi t m e n t   ( l i ne   24) .   I f   t h e   pr o v e r   do e s   n ot  kn o w  t h e   s e c r e t  s e nt_s ,   t h e y   c a nn o t  pr o duc e   a   v a l i d   r e s u l t   t h a t   wi ll   s a t i s f y   t hi s   e qua t i o n   a n d  e ns ur e s   t h e   c o m p l e t e ne s s .   T h e   pr oto c o l ’ s   s o un d n e s s   a n d  c o m p l e t e n e s s   [ 23 ]   i s   e ns ur e d  by   t h e   u s e   o f   r a n do m   c ha l l e nge s ,   bi nd i ng  c o m mi t m e n t s ,   a n d  t h e   pr o pe r   v e r i f i c a t i o n   o f   t h e   pr o v e r ’ s   r e s po ns e .   T hi s   pr e v e n t s   a   d i s h o n e s t   p r o v e r   f r o m   s uc c e s s f u ll y   a ut h e n t i c a t i n g  w i t h o ut   kn o wi n g  t h e   c or r e c t   a u t h o r i z a t i o n   to ke n .   T h e   pr o p o s e d  w o r k   i s   de p l o y e d  o n   pr o c e s s o r   11 t h   Ge n   I n t e l ( R )   C o r e   ( T M )   i 5 - 11400H  @   2. 70GH z   2. 69  GH z   a n d  U b u n t u  L i n u x   20. 04/22. 04  L T S   ( b ot h   64 - bi t )   o pe r a t i n g  s y s t e m s   w i t h   4  GB   R AM   a nd  40  GB   d i s k   s pa c e   [ 24] .   A   pe r m i s s i o n e d  H y pe r l e dge r   F a b r i c   ( HL F v 2. 0)   n e t w o r k   wa s   s e t  up   wi t h   o n e   C ha nn e l   c o n n e c t i n g  t wo   or ga ni z a t i o ns   Or g1,   a n d  Or g2.   D o c   A   i s   pa r t   o f   Or g1  a n d  Do c   B   i s   pa r t   o f   Or g2  a s   pe e r s .     T h e   c ha i nc o de   pr otot y pe   i n   t h e   s y s t e m   i s   wr i t t e n   i n   Go l a n g.   T h e   c l i e n t   f r a m e wo r k  i s   M e d i C r y pt - Z KA P   +   Go l a n g  +   Ht m l .   Do c   A ,   a s   t h e   h e a l t h c a r e   pr o vi d e r ,   h o l d s   a c c e s s   t o   pa t i e n t   h e a l t h   r e c o r ds ,   f o r   e x a m p l e ,     t h o s e   o f   pa t i e n t   1 .   W h e n   Do c   A   s e e ks   a   s e c on d  o pi ni o n   o r   e v a l ua t i o n   f r o m   a n o t h e r   d o c to r   ( Do c   B ) ,     t h e y   i n i t i a t e   t h e   pr o c e s s   o f   s ha r i n g  t h e   pa t i e n t ’ s   r e c o r ds .   D o c   B   a s   i n   F i gur e   2,   h a s   to  r e g i s t e r     to   t h e   f r a m e wo r k  whi c h  ge n e r a t e s   a   u ni que   t o k e n .  E g:   “ e y J hbGc iOiJI Uz I 1N iI s I nR 5c C I 6I k pX V C J 9. e y J le HA iOjE 3M T Uz OD Y 1M jA s I nV z Z X J uY W 1lI joi Z G9jY jE iL C J v c mdO Y W 1lI joi T 3J nM SI s I mlhdC I 6M T c x N T M 1M DU y M H0. bOO hy 9C W 5x E Y mLt lJZSxY X z 0 k e v z nE E k 8aP A U x q3jqs ” .           F i gur e   2 .   D o c   B   r e gi s t r a t i o n   i nf o r m a t i o n       W h e n   Do c   B ’ s   r e g i s t r a t i o n   i nf o r m a t i o n   i s   t r a n s mi t ted  to  D o c   A   f o r   a ut h e n t i c a t i o n ,   Do c   A   u t i li z e s   t h e   M e d i C r y pt - Z KA P   ( z e r o   kn o wl e dge   a c c e s s   pr oto c o l )   to   v a l i da t e   t h e   l e g i t im a c y   o f   t h e   r e que s t ,   u t i l i z i ng  Do c   B ’ s   u ni qu e   to ke n ,   a s   i ll us t r a t e d   i n   F i gur e   3.   Up on   r e c e i vi ng  t h e   r e que s t,   D o c   A   h a s   t w o  p o s s i bl e   a c t i o ns :   d i s c a r d  o r   s t a r t   a ut h e n t i c a t i o n .   W h e n   o pt i n g  t o  b e g i n  t h e   a ut h e n t i c a t i o n   pr o c e s s ,   t h e   M e d i C r y pt - Z K A P   c h a i nc o de   i s   a c t i v a t e d.   I t  pr o c e s s e s   t h e   Do c   B   to ke n   whi l e   f a c t or i n g  i n   t h e   pr i m e   n u m be r   a n d   r a n do m   n u m be r s   a c c o r di n g  t o  t h e   a l go r i t hm .   I f   t h e   a ut h e n t i c a t i o n   f a il s   t h e   h e a l t h   pr o vi de r   c a n   us e   a   di s c a r d  a c t i o n   to  de ny   a c c e s s   to   t h e   h e a l t h   r e c o r ds .   C o uc h DB   [ 25]   i s   us e d  t o  m a i n t a i n   t h e   bl o c kc h a i n   d a t a   whi c h  i s   we l l  i n t e gr a t e d  to   HL F v 2. 0.   Af t e r   t h e   z e r o - kn o wl e dge   a c c e s s   pr oto c o l   s uc c e s s f u l ly   a ut h e n t i c a t e s   t h e   d o c to r s ,   t h e   pa t i e n t   de t a i ls   a r e   t h e n   s h a r e d  w i t h   t h e m   a s   i n   F i gur e   4.   F i gur e   5   i ll u s t r a t e s   t h e   a c c e s s   gr a n t e d  to  D o c   B   f o l l o w i n g  t h e   v a li da t i o n   by   t h e   z e r o - kn o wl e dg e   a c c e s s   pr oto c o l .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n g  &   C o m p  S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52       I mple me nti ng  z e r o - k no w ledge   pr oof   authenticatio n  on  Hy pe r ledge r   …   ( P r av e e na  B oll y   J os hi )   503       F i gur e   3 .   D o c   A   v e r i f i e s   t h e   r e que s t   f r o m   Do c   B           F i gur e   4 .   M e d i C r y pt - Z KA P   de m o ns t r a t e s   t h e   a ut h e n t i c i t y   o f   Do c   B   us i n g  t h e   uni que   to ke n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p  S c i ,  Vo l .   3 7 ,   N o .   1 ,  J a n ua r y   20 2 5 :   49 8 - 50 6   50 4       F i gur e   5 .   D e pi c t s   t h e   a ut h o r i z a t i o n   gr a n t e d  to   D o c   B       3. 1 .    P e r f o r m an c e   a n al ys i s   I n   t hi s   t e s t  s c e n a r i o   t h e   t e s t  wa s   c o n duc t e d   f o r   c r e a t i n g  n u m e r o us   us e r   a c c o un t s   i n   t h e   n e t wor k.   H y pe r l e dge r   C a li pe r   [ 20 ]   i s   us e d  t o  e v a l u a t e   t h e   pe r f o r m a n c e .   F o r   c r e a t i n g  us e r   a c c o un t s ,   we   us e d  400  us e r   a c c o un t s   w i t h   200  t r a n s a c t i o n s   p e r   s e c o n d   ( T P S ) .   T a bl e   1  s h o ws   t h e   t e s t   r e s ul t s .   W e   i nve s t i ga t e d  t h e   e f f e c t   o f   t h e   n u m b e r   o f   pe e r s   o n   bl o c kc h a i n   e f f i c i e n c y ,   wh e r e   pe e r s   i n d i c a t e   t h e   n u m be r   o f   us e r s   pr o c e s s i n g   t r a n s a c t i o ns   s im u l t a n e o us ly .   T a bl e   1  il l u s t r a t e s   t h e   a s s o c i a t i o n   a m o n g  t h e   n u m be r   o f   pe e r s   a n d  T P S .   T h e   T P S   gr a dua l ly   l o we r s   a s   t h e   n u m b e r   o f   pe e r s   i nc r e a s e s .   T o  o b t a i n   hi g h   T P S ,   f e we r   pe e r s   a r e   n e c e s s a r y .   Ho we v e r ,   i n   r e a li t y ,   t h e r e   a r e   a   l a r ge   n u m be r   o f   pe e r s   r e pr e s e n t i n g  b o t h   pa t i e n t s   a n d  m e d i c a l   pr o f e s s i o n a l s .     “ I n   c o m p a r i s o n   to   t h e   l i t e r a t ur e   [ 20 ] ,   t h e   t h r o ugh put  i s   i n c r e a s e d  by   t wo   to  t h r e e f o l d.       T a bl e   1 .   C a l i pe r   r e por t   o f   F a b r i c   pe r f o r m a nc e   N a me   S uc c   F a il   S e nd  r a t e  ( T P S )   M a x   l a te n c y  ( s )   M in   l a te nc y  ( s )   A v g  l a t e nc y   ( s )   T h r o ughput ( T P S )   C r e a te   a c c o unt   2500   0   200   4.28   0.32   2.35   410.1   I ns e r t  t r a ns a c ti o ns   2497   3   200   6.32   1.23   3.77   381.2   Q ue r y in g  t r a ns a c ti o ns   2500   0   200   1.12   0.68   0.96   396.2       T h e   a l go r i t hm   e f f e c t i v e ly   a ddr e s s e s   ke y   i s s ue s   i n h e r e n t   i n   t r a di t i o n a l   i de n t i t y   v e r i f i c a t i o n   m e t h o ds .   F i r s t l y ,   by   ut i li z i ng  c r y pt o g r a phi c   h a s h e s   a n d  m o du l a r   a r i t hm e t i c ,   M e d i C r y pt - Z KA P   e n s ur e s   t h a t   s e ns i t i ve   i n f o r m a t i o n ,   s uc h   a s   t h e   a ut h e n t i c a t i o n   t o ke n ,   i s   n e v e r   d i r e c t l y   s h a r e d.   I ns t e a d,   o n l y   d e r i v e d  c r y pt o gr a phi c   v a l ue s   a r e   e x c h a n ge d,   s i g nif i c a n t l y   r e duc i ng  t h e   r i s k  o f   pr i v a c y   vi o l a t i o ns ,   da t a   m i s us e ,   a n d  pa t i e n t   da t a   e x po s ur e .   S e c o n d l y ,   t h e   a l go r i t hm   mi t i ga t e s   t h e   r i s k  o f   r e p l a y   a tt a c ks   t h r o ugh   t h e   us e   o f   r a n do m   c ha l l e n ge s   a n d  n o n c e s   i n   e a c h   v e r if i c a t i o n   s e s s i o n .   T hi s   e n s ur e s   t h a t  e v e n   i f   a n   a t t a c ke r   i n t e r c e pt s   v a l i d  a ut h e n t i c a t i o n  da t a ,   t h e y   c a nn o t  r e us e   i t   to   ga i n   una ut h o r i z e d  a c c e s s ,   a s   t h e   c h a ll e n ge - r e s po ns e   m e c h a ni s m   gua r a n t e e s   t h e   f r e s hn e s s   o f   e a c h   a ut h e n t i c a t i o n   a tt e m pt .   T hi r d ly ,   M e d i C r y pt - Z KA P   s t r e a m l i ne s   t h e   i de n t i t y   v a li da t i o n   pr o c e s s ,   m a k i ng  i t   l e s s   t i m e - c o n s u m i ng  a n d  r e s o ur c e - i n t e ns i ve .   T r a di t i o n a l   m e t h o ds   o f t e n   i nv o l ve   e x t e ns i ve   da t a   e x c h a n ge s   a n d  c o m p l e x  pr o c e dur e s ,   pa r t i c u l a r ly   i n   de c e n t r a l i z e d  s y s t e m s   wi t h   m u l t i p l e   e n t i t i e s .   I n   c o n t r a s t ,   M e di C r y pt - Z KA P ’ s  e f f i c i e n t   a n d  de t e r m i n i s t i c   c o m put a t i o ns   e ns ur e   qui c k  v e r i f i c a t i o n   w i t h o ut  c o m pr o m i s i ng  s e c ur i t y .   T his   m a ke s   t h e   a l go r i t hm   pa r t i c u l a r l y   a d v a n t a ge o us   i n   de c e n t r a l i z e d  h e a l t h c a r e   s y s t e m s   wh e r e   r a p i d  a n d   r e l i a bl e   i de n t i t y   v e r if i c a t i o n   i s   c r i t i c a l .   B y   a ddr e s s i n g  t h e s e   f u n d a m e n t a l   i s s ue s ,   M e d i C r y pt - Z KA P   pr o vi de s   a   r o b us t ,   e f f i c i e n t ,   a n d  pr i v a c y - pr e s e r vi ng  a l t e r n a t i v e   t o  c o n v e n t i o n a l   a ut h e n t i c a t i o n   m e t h o ds .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n do n e s i a n   J   E l e c   E n g  &   C o m p  S c i     I S S N:   2 5 0 2 - 4 7 52       I mple me nti ng  z e r o - k no w ledge   pr oof   authenticatio n  on  Hy pe r ledge r   …   ( P r av e e na  B oll y   J os hi )   505   4.   CONC L USI ON   T h e   M e d i C r y pt - Z KA P   a l go r i t hm   a ddr e s s e s   s e ve r a l   l im i t a t i o n s   o f   tr a di t i o n a l   z e r o - kn o wl e dge   pr oo f   ( Z K P )   s y s t e m s   t h r o ugh   i t s   s t r e a m li ne d  a n d  e f f i c i e n t   a ppr o a c h .   B y   e m p l o yi ng  b a s i c   c r y pt o gr a phi c   o pe r a t i o n s   a n d  m o du l a r   a r i t hm e t i c ,   i t   r e duc e s   c o m put a t i o n a l   o v e r h e a d  a n d  e n s ur e s   f a s t e r   e x e c ut i o n   t i m e s   c o m pa r e d  to  m o r e   c o m p l e x   Z K P   pr oto c o l s   li ke   z k - S NA R K s .   T hi s   s i m p li c i t y   m a ke s   M e d i C r y pt - Z KA P   we l l - s u i t e d  f o r   r e s o ur c e - c o n s t r a i n e d  e nvi r o nm e n t s   whi l e   m a i n t a i n i ng  r o b us t   s e c ur i t y .   F ur t h e r m o r e ,   t h e   a l go r i t hm ’ s   c o m pa c t   m e s s a ge   e x c ha n ge   o p t i mi z e s   c o m m u ni c a t i o n   e f f ic i e n c y ,   r e duc i n g  t h e   b a n dw i dt h   r e qu i r e d  f o r   i n t e r a c t i o ns   b e t we e n   t h e   pr o v e r   a n d  v e r i f i e r .   T h e s e   f e a t ur e s   c o l l e c t i v e ly   e nh a n c e   t h e   pr a c t i c a li t y   a n d  s c a l a bil i t y   o f   M e d i C r y pt - Z KA P   i n   v a r i o us   a ut h e n t i c a t i o n   s c e n a r i o s .   L o o ki n g  t o wa r ds   f ut ur e   e n h a n c e m e n t s ,   s e v e r a l   a ve n ue s   c o ul d  f ur t h e r   i m pr o v e   M e d i C r y pt - Z KA P ’ s  c a pa bi li t i e s .   I n c r e a s i ng  t h e   s i z e   o f   t h e   pr im e   n u mb e r     c o u l d  e nh a n c e   s e c ur i t y   by   m a k i ng  t h e   c r y pt o gr a phi c   o pe r a t i o n s   m o r e   r e s i s t a n t   to   a tt a c ks .   A dd i t i o n a ll y,   i n t e gr a t i n g  a d v a nc e d  r a n do m   n u m be r   ge ne r a to r s   wo ul d   s t r e n gt h e n   t h e   r o b us t n e s s   o f   t h e   a l go r i t hm   a ga i ns t  p ot e n t i a l   v u l ne r a bil i t i e s .   An ot h e r   pot e n t i a l   e nh a n c e m e n t   c o ul d  i nv o l ve   c o m bi n i ng  M e d i C r y pt - Z KA P   w i t h  ot h e r   c r y pt o gr a phi c   pr oto c o l s   to   c r e a t e   a   c o m pr e h e ns i ve   s e c ur i t y   f r a m e wo r k,   a dd r e s s i n g  a   b r o a de r   r a n ge   o f   s e c ur i t y   c h a ll e n ge s .   C o n t i n uo us   a da pt a t i o n   a n d  i nn o v a t i o n  w i ll   e n s ur e   t h a t   M e d i C r y pt - Z KA P   r e m a i ns   a   c utt i ng - e dge   s o l ut i o n   i n   t h e   e v o l vi ng  l a n d s c a pe   o f   Z K P   a n d   c r y pt o g r a phi c   a ut h e n t i c a t i o n .       RE F E R E NC E S   [ 1]   T .  B a i,   Y .  H u,  J .  H e ,  H .  F a n,  a nd  Z .  A n,  “ H e a lt h - z kI D M :  a   he a lt hc a r e   id e nt it y   s y s t e m  ba s e d  o n  f a br i c   bl oc k c ha in   a nd  z e r o - kno w l e dg e   pr o of ,”   Se ns or s  ( B as e l,  Sw it z e r la nd) , vo l.  22, n o . 20 , p. 7716, Oc t.  2022, d o i:  10.3390/s 22207716.   [ 2]   P .  D unph y   a nd  F .  A .  P .  P e ti t c o la s ,  “ A   f ir s t  l oo k   a t  id e nt it y   ma na ge me nt   s c h e m e s   o n  th e   bl oc k c ha in ,”   I E E E   Se c ur it y   and  P r iv ac y ,  vo l.  16, n o . 4, pp. 20 – 29,   J ul . 2018, d o i:  10.1109/M S P .2018.31 11247.   [ 3]   I .  Y a qoo b,  K .  S a la h,  R .  J a y a r a ma n,  a nd  Y .  A l - H a mm a di ,  “ B l oc k c ha in   f o r   h e a lt hc a r e   da ta   ma na ge m e nt :  o pp or tu ni ti e s ,  c ha ll e n ge s ,  a nd  f ut ur e   r e c o mm e nda ti o ns ,”   N e ur al   C om put in g  and  A ppl ic at io ns ,  vo l.   34,  n o .   14,  pp.   11475 – 11490,  J ul .  20 22,    do i:  10.1007/s 00521 - 020 - 05519 - w.   [ 4]   L .  C he n,  W .  K .  L e e ,  C .  C .  C h a ng,  K .  K .  R .  C ho o ,  a nd  N .  Z ha ng,  “ B lo c k c ha in   ba s e d  s e a r c ha bl e   e n c r y pt i o n  f o r   e l e c t r o ni c   he a lt h  r e c o r d s ha r in g,”   F ut ur e  G e ne r at io n C om put e r  S y s te m s , v o l.  95,  pp. 420 – 429, J un. 2019, do i:  10.1016/j . f ut u r e .2019.01.018.   [ 5]   P .  T ha kka r ,  S .   N a th a n,  a nd  B .  V is w a na th a n,  “ P e r f or ma n c e   b e n c hma r ki ng  a nd  o pt im iz in g   h y pe r l e dge r   f a br i c   b l o c k c ha in   pl a tf or m,”   P r oc e e di ngs   -   26t h  I E E E   I nt e r nat io nal   Sy m pos iu m   on  M ode li ng,  A nal y s is   and  S imul at io n  of   C om put e r   and  T e le c om m uni c at io n Sy s te m s , M A SC O T S 2018 , pp. 264 – 276, 2018, do i:  10.1109/M A S C O T S .2018.00034.   [ 6]   Z .  M a hmoo d  a nd  J .  V a c iu s ,  “ P r iv a c y - pr e s e r v in g  bl oc k - c ha in   f r a me w o r k  ba s e d  o n  r in g  s ig na tu r e s   ( R S s )   a nd   z e r o - kn o w l e dge   pr oo fs   ( Z K P s ) ,”   in   2020  I nt e r nat io nal   C onf e r e nc e   on  I nnov at io n  and  I nt e ll ig e nc e   f or   I nf or m at ic s ,  C om put in g  and  T e c hnol ogi e s ,   3I C T  2020 , D e c . 2020, pp. 1 – 6, d o i:  10.1109/3I C T 51146.2020. 9312014.   [ 7]   Q .  W a ng  a nd  S .  Q in ,  “ A   h y p e r l e dg e r   f a b r ic - ba s e d  s y s t e m  f r a me w o r k   f o r   h e a lt h c a r e   da ta   ma na ge m e nt ,”   A pp li e d  Sc ie nc e s   ( Sw it z e r la nd) ,  vo l.  11, n o . 24, p. 11693, De c . 2021, d o i:  10.339 0/ a pp112411693.   [ 8]   M .  A nt w i,   A .  A dna ne ,  F .  A hma d,  R .  H us s a in ,  M .  H .   ur - R e h ma n,  a nd  C .  A .  K e r r a c he ,  “ T he   c a s e   of   H y p e r L e dg e r   F a br ic   a s   a   bl oc k c ha in   s o l ut i o n  f o r   h e a lt h c a r e   a ppl i c a ti o ns ,”   B lo c k c hai n:   R e s e ar c h  and  A ppl ic at io ns ,  v ol .  2,  n o .  1,  p.  100012,  M a r .  20 21,    do i:  10.1016/j .b c r a .2021.100012.   [ 9]   R .  A nus uy a ,  D .  K .   R e nuka ,  S .  G ha na s i y a a ,  K .  H a r s hi ni ,  K .  M o uni ka ,  a nd  K .  S .  N a ve e na ,  “ P r i v a c y - pr e s e r v in g  b l o c k c ha in - b a s e d  E H R   u s in g Z K - S na r ks ,”  i n  C om m uni c at io ns  i n C om put e r  and I nf or m at io n Sc i e nc e , v o l.  1631, 2022, pp. 109 – 123.   [ 10]   F .  C a s in o ,  T .  K .  D a s a kl is ,  a nd  C .  P a ts a ki s ,   “ A   s y s te ma ti c   li te r a tu r e   r e v i e w   of   bl oc k c ha in - ba s e d  a ppl i c a ti o ns :  C ur r e nt   s ta tu s ,   cl a s s if i c a ti o n a nd  o p e n i s s ue s ,”   T e le m at ic s  and I nf o r m at ic s , v o l . 36, pp. 55 – 81, M a r . 2019, do i:  10.1016/j .t e l e .2018.11.006.   [ 11]   E .  B e n - S a s s o n,  A .  C hi e s a ,  E .  T r o m e r ,  a nd  M .  V ir z a ,  “ S uc c in c t   no n - in te r a c ti ve   z e r o   kn o w l e dge   f or   a   vo n  ne uma nn  a r c hi t e c tu r e ,”   P r o c e e di ngs  of  t he  23 r d U SE N I X  Se c ur it y  Sy m pos iu m , pp. 781 – 796, 2014.   [ 12]   P .  M e ll ,  J .  D r a y ,  a nd  J .  S ho o k,  “ S ma r t  c o n tr a c t  f e d e r a t e d  i de nt it y   ma na ge m e nt   w it h o ut   th ir d  pa r t y   a ut h e nt i c a ti o n  s e r v i c e s ,”   L e c tu r e  N ot e s  i n I nf o r m at ic s  ( L N I ) , P r oc e e di ngs   -   Se r ie s  o f   th e   G e s e ll s c ha f t  f u r  I nf o r m at ik  ( G I ) , vo l.  P - 293, pp. 37 – 48, 2019.   [ 13]   Q .  X ia ,  E .  B .  S if a h,  K .  O .  A s a mo a h,  J .   G a o ,  X .  D u,  a nd  M .  G ui z a ni ,  “ M e D S ha r e :  tr us t - l e s s   me di c a l  da ta   s h a r in g  a mo ng  c lo ud  s e r v i c e  p r ov id e r s  v ia  bl oc k c ha in ,”   I E E E   A c c e s s , v o l.  5, pp. 14 7 57 – 14767, 2017, do i:  10.1109/AC C E S S .2017.2730843.   [ 14]   P .  G e n e s ti e r   e t  al . ,  “ B lo c k c ha in   f or   c o ns e nt   ma na ge m e nt   i n  th e   e he a lt h  e n v ir o nm e nt :  a   nugge t  f o r   pr i v a c y   a nd  s e c u r it y   c ha ll e ng e s ,”   J our nal   of   th e   I nt e r nat io nal   Soc ie ty   f o r   T e le m e di c in e   and  E h e al th ,  2017,  [ O nl in e ] .  A v a il a bl e :  ht tp s :/ /j o u r na ls .ukz n.a c . z a /i nd e x .php/J I S f T e H /a r ti c le / v ie w /2 69 % 0A ht tp s :/ /j o u r na ls .ukz n.a c . z a /i nd e x .php/J I S f T e H /a r ti c l e /d o w nl o a d/ 269/ 754.   [ 15]   S .  J ia ng,  J .  C a o ,  H .  W u,  Y .  Y a ng,  M .  M a ,  a nd  J .  H e ,   “ B l oc H I E :  a   B L O C kc ha in - ba s e d  pl a t f o r m  f or   h e a lt hc a r e   in f o r ma t io n   ex c ha nge ,”   in   2018  I E E E   I nt e r nat io nal   C onf e r e nc e   on   Sm ar t  C om put in g  ( SM A R T C O M P ) ,  J un.  2018,  pp.  49 – 56,     do i:  10.1109/ S M A R T C O M P .2018.00073.   [ 16]   P .  P .  R a y ,  B .  C h o w ha n,  N .  K uma r ,  a nd  A .  A lm o gr e n,  “ B I oT H R :  e l e c tr o ni c   h e a lt h   r e c or d  s e r v i c in g  s c h e m e   in   I oT - bl oc kc h a in   e c o s y s t e m,”   I E E E  I nt e r ne t  of  T hi ngs  J our nal , v o l.  8, n o . 13, pp.  10857 – 10872, J ul . 2021, do i:  10.1109/J I O T .2021.3050703.   [ 17]   V .  P .  Y a na mba ka ,   S .  P .  M o ha nt y ,  E .  K o ugi a n o s ,  a nd  D .  P ut ha l,   “ P M s e c :  ph y s i c a l  unc l o na bl e   f un c ti o n - ba s e d  r o bus t  a nd   li ght w e ig ht   a ut he nt i c a ti o n   in   th e   in te r n e t  of   m e di c a l  th in gs , ”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  C ons um e r   E le c tr oni c s ,  v ol .  65,  n o.  3,    pp. 388 – 397, Aug. 2019, do i:  10.1109/ T C E .2019.2926192.   [ 18]   S .  W a ng,  L .  O u y a ng,  Y .   Y ua n,  X .  N i,   X .  H a n,  a nd  F .   Y .  W a ng,  “ B l oc kc ha in - e na bl e d  s ma r t   c o n tr a c ts :  a r c h it e c tu r e ,   a ppl ic a ti o ns ,   a nd  f ut u r e   tr e n ds ,”   I E E E   T r ans ac ti ons   on  Sy s te m s ,  M an,  and  C y be r ne ti c s :   Sy s te m s ,  v o l.   49,  n o .  11,   pp.  2266 – 2277,  N ov .  2 019,   do i:  10.1109/ T S M C .2019.2895123.   [ 19]   A .  R .  R a jp ut ,  Q .  L i,   a nd  M .  T .  A h v a n oo e y ,   “ A   bl oc k c ha in - b a s e d  s e c r e t - da ta   s ha r in g  f r a m e w o r k  f or   p e r s o na l  h e a lt h   r e c or d s   in   e m e r g e nc y   c o ndi t i o n,”   H e al th c ar e  ( Sw it z e r la nd) , vo l.  9, n o . 2,  p. 206, F e b. 2021, d o i:  10.3390/h e a lt h c a r e 9020206.   [ 20]   “ H y pe r l e dge r  C a li pa r .”  ht tp s : // gi th ub.c o m/ h y p e r le dg e r /c a li p e r .   [ 21]   I .  T . J a v e d,  F . A lh a r bi ,  B .  B e ll a j,   T . M a r ga r ia , N . C r e s pi , a nd  K . N . Q ur e s hi , “ H e a lt h - id :   a   bl oc kc ha in - ba s e d d e c e nt r a li z e d i d e n ti t y   ma na ge me nt   f or  r e m o t e  h e a lt h c a r e ,”   H e al th c ar e  ( Sw it z e r la nd) ,  vo l.  9, n o . 6, p. 712,  J un. 2021, d o i:  10.3390/h e a lt h c a r e 906071 2.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 5 0 2 - 4 7 52   In do n e s i a n   J   E l e c   E n g   &   C o m p  S c i ,  Vo l .   3 7 ,   N o .   1 ,  J a n ua r y   20 2 5 :   49 8 - 50 6   506   [ 22]   D .  A .  J o ne s ,  J .  P .  S hi pma n,  D .  A .  P la ut ,  a nd  C .  R .  S e ld e n,  “ C ha r a c te r is ti c s   of   p e r s o na l  he a lt h  r e c o r ds :  f in di ngs   of   th e   m e di c a l  li br a r y   a s s oc ia ti o n/ na ti o na l  li b r a r y   of   me d ic in e   j o in t  e l e c tr o ni c   pe r s o na l  h e a lt h  r e c o r d  ta s k  f or c e ,”   J our nal   of   th e   M e di c al   L ib r ar y   A s s oc ia ti on , vo l.  98, n o . 3, pp. 243 – 249, 2010, d o i:  10.3163/15 36 - 5050.98.3.013.   [ 23]   A .  R oe hr s ,  C .  A .   D a   C o s ta ,  R .  D . - R .   R ig hi ,  a nd  K .  S .  F .   D e   O li ve ir a ,  “ P e r s o na l  h e a lt h   r e c or ds :  a   s y s t e ma ti c   l it e r a tu r e   r e v i e w ,”   J our nal  of  M e di c al  I nt e r ne t  R e s e a r c h , v o l.  19, n o . 1, p.  e 13, J a n. 2017, do i:  10.2196/j mi r .5876.   [ 24]   M .  B   a nd  H .  C .,  “ P o l y n omi a l  c o m mi tm e nt - ba s e d   z e r o - kn o w l e dg e   pr oof   s c he m e s ,”   A I J R   P r e pr in ts ,  2022,    do i:  10.21467/p r e p r in ts .384.   [ 25]   Y .  L iu ,  D .   H e ,  M .  S .   O ba id a t,   N .  K uma r ,  M .  K .  K ha n,  a nd  K . - K .   R .   C hoo ,   “ B l oc k c ha in - ba s e d  id e nt it y   ma na ge m e nt   s y s te m s :  a   r e v i e w ,”   J our nal   of   N e tw or k   and  C om put e r   A ppl ic at io ns ,  vo l.   166,  p.  102731,  S e p.   2020,    do i:  10.1016/j . jn c a .2020.102731.       B I OG RA P HI E S   OF   AU T HO RS       P ra v een a   Bo l l y   J o s h i           a  r e s e ar c h   s ch o l ar   at   SRM I ST   C h e n n ai ,   s h e  h o l d s   an   M. T ec h .   i n   C o m p u t e r   S c i en ce   a n d   E n g i n ee ri n g   fro m  J N T U   an d   h as   2 0   y e ars   o f  t e a ch i n g   e x p e ri en ce .   W i t h   ap p ro x i m at e l y   1 5   p ap e rs   p u b l i s h ed   i n   i n t e r n at i o n al   j o u r n al s   an d   c o n f e r e n ce s ,   h e r  r e s e ar ch   i n t e r e s t s   l i e   i n   n e t w o rk   s ec u r i t y   an d   b l o ck c h a i n   t ec h n o l o g y .  A d d i t i o n al l y ,   s h e   i s   a  mem b e r  o f  IE E E   an d   I ST E .   Sh e   c an   b e   co n t a c t ed   at   em a i l :   p b 2 1 0 2 @ s rm i s t . e d u . i n .       D r  A ri v a zh a g a n   N a tes a n           i s   as s o c i at e   p ro f e s s o r  i n   t h e   D e p art me n t   o f   Co m p u t at i o n al   In t el l i g en ce ,   Fa c u l t y   o f  E n g i n ee ri n g   an d   T ech n o l o g y ,   K at t an k u l at h u r –   Ch en n a i ,   T a m i l   N a d u .   Ph . D . ,   i n   Mach i n e   L e ar n i n g   -   C o m p u t e r  S ci en ce   i n   2 0 2 0   fro m   SRM  I n s t i t u t e  o f  S ci e n ce   a n d   T ech n o l o g y ,   K at t an k u l at h u r  T am i l n ad u .   H e   h as   d o n e   h i s   M. S,   i n   S y s t em s   an d   I n f o r m at i o n   fro m  Bi r l a  I n s t i t u t e  o f  T ec h n o l o g y ,   P i l a n i ,   i n   t h e   y ear  1 9 9 5 .   D r  N   A ri v az h ag a n   h as   3 4   y e ars   o f  t e a c h i n g   e x p e ri en c e   a n d   h as   2 0   p u b l i c at i o n s   i n   I n t e rn at i o n a l   J o u rn al s   a n d   C o n f e r en ce s .   H i s   re s e ar c h   i n t e r e s t s   i n c l u d e  m a ch i n e   l e ar n i n g   a n d   me d i c al   i m ag e  p ro ce s s i n g .   H e   i s   an   a c t i v e   mem b e r  o f  A C M,   I  I ST E ,   an d   IE A N G .   H e   c an   b e  c o n t ac t e d   at   em ai l :   ari v azh n @ s r m i s t . ed u . i n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.