區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用

[摘要]區(qū)塊鏈技術(shù)是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域最為前端的技術(shù)，已經(jīng)引起了各業(yè)人士的關(guān)注。傳統(tǒng)醫(yī)療數(shù)據(jù)的保存有很大泄露的風(fēng)險(xiǎn)，區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用非對(duì)稱加密算法和其去中心化的特點(diǎn)最大限度保障了信息的安全性和可靠性。文章以區(qū)塊鏈技術(shù)的原理入手，介紹區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。文章介紹的應(yīng)用主要包括區(qū)塊鏈去中心化應(yīng)用、建立網(wǎng)絡(luò)健康數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院信息集成平臺(tái)等方面。

[關(guān)鍵詞]區(qū)塊鏈;醫(yī)療領(lǐng)域;去中心化;數(shù)據(jù)共享

[DOI]1013939/jcnkizgsc201832161

1區(qū)塊鏈概述

11區(qū)塊鏈的定義

狹義來(lái)講， 區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時(shí)間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 并以密碼學(xué)方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本;廣義來(lái)講，區(qū)塊鏈技術(shù)是利用塊鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)驗(yàn)證與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、利用分布式節(jié)點(diǎn)共識(shí)算法來(lái)生成和更新數(shù)據(jù)、利用密碼學(xué)的方式保證數(shù)據(jù)傳輸和訪問(wèn)的安全、利用由自動(dòng)化腳本代碼組成的智能合約來(lái)編程和操作數(shù)據(jù)的分布式基礎(chǔ)架構(gòu)與計(jì)算范式，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N高度可信的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，提供了一種在不可信網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行信息與價(jià)值傳遞交換的可信機(jī)制。

12區(qū)塊鏈的主要特性

（1）去中心化：在區(qū)塊鏈中，任意節(jié)點(diǎn)的權(quán)利都是相同的，任何節(jié)點(diǎn)都可以驗(yàn)證區(qū)塊鏈中信息的準(zhǔn)確性，也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)，區(qū)塊鏈的安全是靠每個(gè)節(jié)點(diǎn)來(lái)維護(hù)。

（2）開(kāi)放性：系統(tǒng)是開(kāi)放的，除了交易各方的私有信息被加密外，區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對(duì)所有人公開(kāi)，任何人都可以通過(guò)公開(kāi)的接口查詢區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)和開(kāi)發(fā)相關(guān)應(yīng)用，因此整個(gè)系統(tǒng)信息高度透明。

（3）可編程：目前，以太坊（Ethereum）公共區(qū)塊鏈平臺(tái)已經(jīng)可以提供圖靈完備的腳本語(yǔ)言以供病患來(lái)構(gòu)建任何可以精確定義的智能合約或交易類型[1]。

（4）信息不可篡改：一旦信息經(jīng)過(guò)驗(yàn)證并添加至區(qū)塊鏈，就會(huì)永久的存儲(chǔ)起來(lái)，除非能夠同時(shí)控制住系統(tǒng)中超過(guò)51%的節(jié)點(diǎn)，否則單個(gè)節(jié)點(diǎn)上對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改是無(wú)效的，因此區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性極高。

（5）匿名性：由于節(jié)點(diǎn)之間的交換遵循固定的算法，其數(shù)據(jù)交互是無(wú)須信任的，因此交易對(duì)手無(wú)須通過(guò)公開(kāi)身份的方式讓對(duì)方對(duì)自己產(chǎn)生信任，對(duì)信用的累積非常有幫助。

2區(qū)塊鏈在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用認(rèn)證過(guò)程

病患掛號(hào)以后，病患客戶系統(tǒng)建立一個(gè)區(qū)塊，區(qū)塊頭包含時(shí)間戳、下一個(gè)區(qū)塊的哈希值（即醫(yī)生公鑰）、病患的數(shù)字簽名、Merkle根地址以及當(dāng)前區(qū)塊的哈希值（即地址），區(qū)塊體中主要包含病患基本信息和以往醫(yī)療數(shù)據(jù)。每個(gè)區(qū)塊的生成過(guò)程：礦工收集病患基本信息和以往醫(yī)療數(shù)據(jù)，使用病患/醫(yī)生的私鑰對(duì)去快題內(nèi)容進(jìn)行加密，得到數(shù)字簽名，向全網(wǎng)進(jìn)行廣播，得到驗(yàn)證后存放入?yún)^(qū)塊鏈平臺(tái)中。隨后醫(yī)院系統(tǒng)對(duì)區(qū)塊信息進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證由非對(duì)稱的加密與對(duì)稱加密算法完成，其后建立醫(yī)院鏈區(qū)塊，區(qū)塊頭包含時(shí)間戳、上一個(gè)區(qū)塊的地址、醫(yī)生區(qū)塊的公鑰、Merkle根地址以及當(dāng)前區(qū)塊的數(shù)字簽名，區(qū)塊體為醫(yī)生區(qū)塊鏈加密的明文。數(shù)字簽名推導(dǎo)過(guò)程重復(fù)上一個(gè)醫(yī)院區(qū)塊的過(guò)程。

監(jiān)管部門鏈按照同樣的辦法驗(yàn)證醫(yī)院鏈區(qū)塊的正確性，其后建立區(qū)塊。區(qū)塊頭包含時(shí)間戳、醫(yī)院鏈區(qū)塊的哈希值、醫(yī)生公鑰、Merkle根地址以及當(dāng)前區(qū)塊的數(shù)字簽名;區(qū)塊體仍為醫(yī)療信息屬性、病患ID，與前三個(gè)區(qū)塊體內(nèi)容相同。

3區(qū)塊鏈應(yīng)用在醫(yī)療方面之后的優(yōu)點(diǎn)

31去中心化應(yīng)用

區(qū)塊鏈應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域主要體現(xiàn)在電子病歷。目前病例是由各大醫(yī)院自行保管，患者無(wú)法隨時(shí)獲取個(gè)人醫(yī)療數(shù)據(jù)。將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)療領(lǐng)域后，患者作為個(gè)人醫(yī)療數(shù)據(jù)的實(shí)際把握者，有效地保證了患者信息的私密性，更有助于患者掌握個(gè)人健康狀態(tài)，也為患者跨院治療提供了便利。

32建立網(wǎng)絡(luò)健康數(shù)據(jù)中心

網(wǎng)絡(luò)健康數(shù)據(jù)中心主要包含所有患者的健康狀況信息，并以數(shù)字化方式存儲(chǔ)。健康狀況信息主要包含患者的基本信息、以往的醫(yī)療數(shù)據(jù)等。每個(gè)患者各自區(qū)塊部分創(chuàng)世之初包含患者的基本信息，在后續(xù)需要更新醫(yī)療數(shù)據(jù)時(shí)，允許醫(yī)療機(jī)構(gòu)或者患者上傳醫(yī)療數(shù)據(jù)并永久保存。這種保存方式可以降低醫(yī)療數(shù)據(jù)的丟失風(fēng)險(xiǎn)，增加了醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全性?；颊呖梢宰孕袥Q定是否將信息公布于網(wǎng)絡(luò)中，雖然醫(yī)療機(jī)構(gòu)能夠獲取部分患者的健康數(shù)據(jù)，但是患者個(gè)人信息是經(jīng)過(guò)非對(duì)稱加密算法進(jìn)行加密的，沒(méi)有患者的私鑰獲取不到，最大限度地保證了患者的基本信息的安全。

33醫(yī)院信息集成平臺(tái)

當(dāng)前醫(yī)院的建設(shè)和信息化建設(shè)緊密相關(guān)。在以往的醫(yī)院建設(shè)中，由于采用了不同公司的產(chǎn)品，信息不能互通，每個(gè)醫(yī)院的信息就相當(dāng)于一座“孤島”，限制了數(shù)據(jù)的共享。利用區(qū)塊鏈技術(shù)可以對(duì)各個(gè)醫(yī)院的信息進(jìn)行整合，推進(jìn)醫(yī)療信息數(shù)據(jù)和器械方面的共享，更好地進(jìn)行醫(yī)學(xué)研究，實(shí)現(xiàn)醫(yī)院共享信息系統(tǒng)和其他傳統(tǒng)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)真正意義上的共通共享，更好地優(yōu)化醫(yī)院的業(yè)務(wù)流程，并能夠安全透明地記錄醫(yī)療數(shù)據(jù)編輯軌跡，具有可確權(quán)、可溯源的功能，

確保醫(yī)療信息存儲(chǔ)的安全，同時(shí)也能為醫(yī)療研究提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)保證。

4區(qū)塊鏈在醫(yī)藥行業(yè)應(yīng)用中面臨的問(wèn)題

41技術(shù)方面

第一，效率低。以比特幣的當(dāng)前交易為例，當(dāng)交易數(shù)據(jù)寫入?yún)^(qū)塊時(shí)，所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)收到交易數(shù)據(jù)，每次交易寫入時(shí)間大概為十分鐘，一個(gè)小時(shí)只能完成六次交易。當(dāng)前醫(yī)療系統(tǒng)數(shù)據(jù)較多，將區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療系統(tǒng)之后，錄入數(shù)據(jù)需要時(shí)間較多，效率極低。

第二，信息存儲(chǔ)量過(guò)大。區(qū)塊鏈主鏈中記錄了從創(chuàng)世鏈至今的每一個(gè)數(shù)據(jù)信息，每生成一個(gè)新區(qū)快，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)更新下載數(shù)據(jù)以便驗(yàn)證信息的準(zhǔn)確性。在之前，大數(shù)據(jù)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，數(shù)據(jù)信息量每年呈指數(shù)增長(zhǎng)，區(qū)塊鏈需要承接的數(shù)據(jù)越來(lái)越多，這對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)量有著較大要求，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間容量在一定程度上會(huì)限制區(qū)塊鏈在醫(yī)療領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用發(fā)展，也會(huì)直接影響到醫(yī)療部門甚至患者獲取最新數(shù)據(jù)，影響區(qū)塊鏈?zhǔn)褂眯省?/p>

42實(shí)際應(yīng)用方面

第一，監(jiān)管。區(qū)塊鏈擁有去中心化、集體維護(hù)、可編程的特點(diǎn)，均不同于現(xiàn)有信息存儲(chǔ)方式。在一定程度上，區(qū)塊鏈沖擊現(xiàn)行法律，所以很多國(guó)家明文禁止區(qū)塊鏈在本國(guó)的應(yīng)用。在將區(qū)塊鏈應(yīng)用在醫(yī)療領(lǐng)域時(shí)，必須加強(qiáng)和監(jiān)管部門的溝通，在不違反法律的前提下，積極推進(jìn)應(yīng)用。在嘗試推行區(qū)塊鏈在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)，應(yīng)積極探索應(yīng)用的行為準(zhǔn)則、數(shù)據(jù)規(guī)范，逐步形成并完善相關(guān)法律，使監(jiān)管部門有法可循。

第二，推行存在阻力。目前，國(guó)內(nèi)外在區(qū)塊鏈的應(yīng)用方面尚未達(dá)成一直標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)規(guī)則尚未完善，仍存在隱私泄露的風(fēng)險(xiǎn)。將其應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域?qū)?huì)面臨諸多挑戰(zhàn)。區(qū)塊鏈應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域主要體現(xiàn)了區(qū)塊鏈去中心化的特點(diǎn)，但是這種信息存儲(chǔ)方式完全不同于傳統(tǒng)的醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，導(dǎo)致相關(guān)部門對(duì)其應(yīng)用的態(tài)度較為謹(jǐn)慎，不利于此應(yīng)用的推行。

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[作者簡(jiǎn)介]安林潔（1996—），女，漢族，河北南宮人，首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)信息學(xué)院學(xué)生，研究方向：優(yōu)化仿真。