To this day, there are still some countries where the exchange of kidneys between multiple incompatible patient-donor pairs is restricted by law. Typically, legal regulations in this context are put in place to prohibit coercion and manipulation in order to prevent a market for organ trade. Yet, in countries where kidney exchange is practiced, existing platforms to facilitate such exchanges generally lack sufficient privacy mechanisms. In this paper, we propose a privacy-preserving protocol for kidney exchange that not only addresses the privacy problem of existing platforms but also is geared to lead the way in overcoming legal issues in those countries where kidney exchange is still not practiced. In our approach, we use the concept of secret sharing to distribute the medical data of patients and donors among a set of computing peers in a privacy-preserving fashion. These computing peers then execute our new Secure Multi-Party Computation (SMPC) protocol among each other to determine an optimal set of kidney exchanges. As part of our new protocol, we devise a privacy-preserving solution to the maximum matching problem on general graphs. We have implemented the protocol in the SMPC benchmarking framework MP-SPDZ and provide a comprehensive performance evaluation. Furthermore, we analyze the practicality of our protocol when used in a dynamic setting (where patients and donors arrive and depart over time) based on a data set from the United Network for Organ Sharing.


翻译:时至今日,仍有一些国家法律限制多种互不相容的病人-捐助者对口之间交换肾脏;通常,在这方面制定法律规章,禁止胁迫和操纵,以防止器官交易市场;然而,在实行肾交换的国家,便利这种交流的现有平台普遍缺乏足够的隐私机制;在本文件中,我们提议肾交换的隐私保护协议,不仅解决现有平台的隐私问题,而且旨在引导尚未实行肾交换的国家克服法律问题;我们采用这一方法,利用秘密分享的概念,在一组计算机同行中以保密方式分发病人和捐助者的医疗数据;这些计算机同行随后执行我们新的安全多党兼容协议,以确定一套最佳的肾交换机制;作为我们新协议的一部分,我们为一般图表上的最大匹配问题设计了一个隐私保护解决方案;我们执行了SMPC基准框架MP-SPDZ中的协议,以保密方式向一组计算机同行分发病人和捐助者分发医疗数据;我们利用这一网络来进行一项全面的业绩评估;此外,我们利用一个动态数据分享机制,在确定联合国数据库时,我们利用一个动态数据分享机制。

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