[發明專利]基于H-Algorand共識機制的醫療記錄存儲共享模型及其實現方法

有效

• 申請號: 202110055609.9
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112735551B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 王立華;孫嘉泰;王震;高真真;王曉慧;苑俊明;崔文文
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G16H10/60
• 分類號: G16H10/60;G06F21/62;G06F21/60;G06F16/22;G06F16/27
• 代理公司: 山東華君知識產權代理有限公司 37300
• 代理人: 李艷

1.基于H-Algorand共識機制的醫療記錄存儲共享模型的實現方法，其特征在于：所述存儲共享模型包括六個模塊，即：患者、醫療機構、云服務器、EMR存儲區塊鏈、智能合約和訪問記錄存儲區塊鏈；

其中，患者：EMR的提供者和擁有者，將醫療記錄加密后發送給醫療機構節點；

醫療機構：區塊鏈的維護者，負責新區塊的組成，新區塊通過共識后上傳到區塊鏈中；

云服務器：擁有大量的存儲空間，存儲病人的EMR；

EMR存儲區塊鏈：存儲經過Hash計算后的醫療機構ID、病人ID和云端服務器內對應密文的哈希摘要及EMR所對應云端服務器的存儲地址；

智能合約：搭載在區塊鏈上的自主運行的程序，主要負責EMR查詢過程的實現和將訪問記錄寫入區塊鏈；

訪問記錄存儲區塊鏈：對訪問EMR存儲區塊鏈的行為進行記錄；

所述醫療記錄存儲和共享模型采用基于可信度評估的H-Algorand共識機制，該共識機制采用可信度評估得到的信任值代替原H-Algorand共識機制中的賬戶余額作為節點的權重；

所述實現方法應用于基于H-Algorand共識機制的醫療記錄存儲共享模型中，

所述實現方法包括如下步驟：

步驟一、患者的醫療記錄由醫療機構生成，EMR經患者鑰HSK進行加密后發送給醫療機構；

步驟二、醫療機構將加密后的EMR信息上傳到云服務器，云服務器收到EMR后會返回EMR在云服務器中的存儲地址Addr給醫療機構；

步驟三、醫療機構將返回的Addr、自己的公鑰MCSK、患者的公鑰HPK以及EMR的Hash摘要組成一條新的患者信息幀Trans；

步驟四、醫療機構將患者信息幀發送給擁有記賬權的節點；

步驟五、擁有記賬權的醫療機構節點對自己收到的Trans信息進行排序后打包成新區塊，并對新區塊進行Hash計算，計算出新區塊哈希摘要；

步驟六、擁有記賬權的節點將生成的新區塊私鑰MLSK簽名后廣播到區塊鏈網絡中的其余節點，其余節點對新發布的區塊進行共識，共識通過后將新區塊寫入區塊鏈；

所述實現方法還包括EMR存儲區塊鏈的節點信任值評估方法，EMR存儲區塊鏈的節點信任值評估方法包括以下步驟：

步驟1，計算出當前節點在整個系統中的規律性和貢獻率的直接體現G_m和G_k，G_m表示當前節點作為領導者時產生的有效區塊占比的平均值，是醫療機構節點工作規律性的直接體現；G_k表示當前節點在每個醫療區塊上記錄的有效EMR數量的平均值，是醫療機構節點貢獻率的直接體現；

步驟2，計算出G_m和G_k所表示平均值的標準差S_m和S_k；

步驟3，引入G_m和S_m以及G_k和S_k的中間參數y₁和y₂；

步驟4，得到節點的信任值R，并引入一個Logistic函數f(x)，保證一個新加入的醫療機構節點一開始只能慢慢增加信任值，在其經過不斷向區塊鏈提交有效合法的EMR后，其信任值逐步提升，當其信任值到達轉折點時，該節點才足以被信任，信任值的增長速度加快，取得進入共識組的權限。

2.如權利要求1所述的基于H-Algorand共識機制的醫療記錄存儲共享模型的實現方法，其特征在于：

所述當前節點作為領導者時產生的有效區塊占比的平均值G_m的計算公式如下：

所述當前節點在每個醫療區塊上記錄的有效EMR數量的平均值的計算公式如下：

其中，L為區塊鏈的當前長度，t為當前節點被選為領導節點的次數；m表示當前節點在每次被選為領導節點時負責產生的新區塊數量；m_i表示當前節點在每次作為領導節點時實際通過共識產生的新區塊數量；n_j表示當前節點在一個區塊中發布的EMR數量；n表示一個區塊中包含的EMR數量。