基于算術(shù)基本定理的隨機(jī)對照試驗(yàn)盲底信息加密方法

一、引言

隨機(jī)化是臨床科研的重要方法和基本原則之一。在科研設(shè)計(jì)中，隨機(jī)化方法包括兩種形式：第一，隨機(jī)抽樣，指被研究的對象從被研究的目標(biāo)人群中選出，借助于隨機(jī)抽樣的方法，使目標(biāo)人群中的每一個體都有同樣的機(jī)會被選擇作為研究對象。第二，隨機(jī)分組，將隨機(jī)抽樣的樣本（或連續(xù)的非隨機(jī)抽樣的樣本）應(yīng)用隨機(jī)化分組的方法，使其都有同等機(jī)會進(jìn)入“試驗(yàn)組”或“對照組”接受相應(yīng)的試驗(yàn)處理。這樣就能使組間若干已知的或未知的影響因素基本一致，使能被測量和不能被測量的因素基本相等，平衡混雜因素，減少偏倚的干擾，增強(qiáng)組間的可比性。

目前，在新藥臨床研究中，臨床對照試驗(yàn)（RCT）是公認(rèn)的試驗(yàn)研究的標(biāo)準(zhǔn)。但在具體試驗(yàn)操作過程中，如果人員分工不合理或盲底保存有問題，也可能會有申辦方或監(jiān)查方接觸到盲底，導(dǎo)致的泄盲，對研究的影響會非常大。因此，如何對數(shù)據(jù)資料進(jìn)行集中加密保管，避免使用中泄密，同時(shí)又能有效抵御攻擊是目前新藥臨床研究中亟待解決的問題。

二、背景

在臨床試驗(yàn)中，如果試驗(yàn)的研究者或受試者不知道試驗(yàn)對象分配所在組接受的是試驗(yàn)措施還是對照措施，這種試驗(yàn)方法稱為盲法試驗(yàn)。盲法還用于對研究資料的分析與報(bào)告。盲法是為了有效地避免研究者或者受試者的測量性偏倚和主觀偏見。

盲法試驗(yàn)可分為單盲法試驗(yàn)、雙盲法試驗(yàn)和雙盲雙模擬法試驗(yàn)。單盲法試驗(yàn)是指醫(yī)務(wù)人員不設(shè)盲，患者設(shè)盲，即試驗(yàn)藥與對照藥外觀雖有區(qū)別但患者不知哪種為試驗(yàn)藥哪種為對照藥。單盲法由于藥物外觀有區(qū)別，醫(yī)護(hù)人員無法設(shè)盲，因此不能排除醫(yī)護(hù)人員的主管偏倚。雙盲法試驗(yàn)的前提是能夠獲得外觀與氣味等均無區(qū)別的A與B兩種藥，醫(yī)護(hù)人員與患者均不知A與B哪個是試驗(yàn)藥，哪個是對照藥。雙盲雙模擬法用于A與B兩種藥的外觀或氣味均不相同又無法改變時(shí)，可制備兩種外觀或氣味與A、B分別相同的安慰劑，在患者分組服藥時(shí)，分別服A藥組加服B藥安慰劑和服B藥組加服A藥安慰劑，則兩組患者均分別服用同一種藥物和另一種藥物的安慰劑，且外觀與氣味均無不同，患者與臨床醫(yī)師均無法區(qū)別。

隨機(jī)對照試驗(yàn)中盲底產(chǎn)生時(shí)需要在數(shù)據(jù)庫生成一個數(shù)據(jù)表，表中存放的是分組信息和藥物編號，以備二次揭盲時(shí)使用。如表1所示。

在數(shù)據(jù)庫安全的前提下，表1只在數(shù)據(jù)庫中存儲，不開放給臨床研究人員，實(shí)現(xiàn)隱藏?cái)?shù)據(jù)關(guān)系信息的目的。但是，如果黑客（包括數(shù)據(jù)庫管理員）繞開信息系統(tǒng)，直接訪問數(shù)據(jù)庫，那么表1中的信息就可以被訪問到，隨機(jī)對照實(shí)驗(yàn)盲底泄露。

三、方法

算術(shù)基本定理：任一整數(shù)n>1都可以表示成素?cái)?shù)的乘積，且在不考慮乘積順序的情況下，該表達(dá)式是唯一的，即

n=p1p2…ps，p1≤p2≤…≤ps其中pi是素?cái)?shù)，

并且若n=q1q2…qt，q1≤q2≤…≤qt其中qj是素?cái)?shù)，則s=t，pi=qj，1≤i≤s。

仔細(xì)觀察表1可知。由于藥品編號為n個，而分組信息只有2個，二者不存在一一對應(yīng)關(guān)系，因此，即使對該表采用數(shù)據(jù)加密，加密后的表中也暗含分組信息。例如：在CBC模式，128位密鑰長度，密鑰值為1234567890123456的參數(shù)條件下，使用AES加密方式，明文、密文加密后的內(nèi)容如表2所示。

根據(jù)算術(shù)基本定理，只要將每個藥品編號設(shè)置為唯一的，大于1的素?cái)?shù)，那么它們的乘積一定是唯一的?？梢杂脕韱为?dú)表示一個分組，我們稱之為藥品分組碼。例如，兩組藥品，編碼分別為2、5、11和3、7、13，那么110（2*5*11），273（3*7*13）即可唯一標(biāo)示兩組藥品。這樣，表2重新計(jì)算應(yīng)如表3所示。

揭盲時(shí)，只要對解密后的藥品分組碼與藥品編號進(jìn)行模運(yùn)算，如果藥品分組碼可以整除藥品編號，則該藥品屬于對應(yīng)的藥品分組。運(yùn)算后的結(jié)果如表4所示。

四、結(jié)語

本文利用算術(shù)基本定理在數(shù)據(jù)庫中增加藥品分組碼，其中隱含藥品分組信息，切斷了藥品編號與分組信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，使得黑客（包括數(shù)據(jù)庫管理員）即使竊取到數(shù)據(jù)庫中的信息，仍然不能獲得相應(yīng)的盲底信息，實(shí)現(xiàn)盲底信息加密和隱藏。

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作者簡介：高超（1981— ），男，山東濟(jì)南人，工程師，研究方向：信息安全。