[發(fā)明專利]基于H-Algorand共識機制的醫(yī)療記錄存儲共享模型及其實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110055609.9
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112735551B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理有限公司 37300
• 代理人: 李艷

本申請公開了基于H?Algorand共識機制的醫(yī)療記錄存儲共享模型，包括六個模塊，即：患者、醫(yī)療機構(gòu)、云服務(wù)器、EMR存儲區(qū)塊鏈、智能合約和訪問記錄存儲區(qū)塊鏈。具有以下優(yōu)點：該模型通過對各個參與共識的節(jié)點進行可信度評估，用信任值替代H?Algorand共識算法算法中的“賬戶余額”作為權(quán)重，提高了系統(tǒng)節(jié)點的可信度和整體出塊效率。并利用智能合約，將對整個EMR存儲主鏈的訪問記錄存儲到一條新的區(qū)塊鏈中，確保系統(tǒng)的可溯源性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信息安全技術(shù)領(lǐng)域，涉及區(qū)塊鏈技術(shù)下的數(shù)據(jù)安全存儲與共享，具體是一種基于可信度評估H-Algorand共識機制的電子醫(yī)療記錄存儲模型及方法。

背景技術(shù)

電子醫(yī)療記錄(electronic medical record，EMR)，是傳統(tǒng)的個人紙質(zhì)病歷的數(shù)字版。完整的電子醫(yī)療記錄存儲系統(tǒng)對整個醫(yī)療產(chǎn)業(yè)鏈如健康管理、輔助診斷、醫(yī)學(xué)研究、醫(yī)藥研發(fā)等領(lǐng)域的發(fā)展具有重要的價值。實現(xiàn)醫(yī)療記錄的存儲和共享是推動醫(yī)療產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的記錄基礎(chǔ)。但是，EMR中包含大量的病人隱私記錄，在存儲和共享過程中，這些隱私記錄享一旦被不法分子泄漏和利用將對病人的名譽、財產(chǎn)、安全和工作等造成嚴重的危害。

當前，我國的醫(yī)療記錄電子化存儲雖然取得一定進展，但EMR大多還是集中存儲在固定的醫(yī)療機構(gòu)之中，存在碎片化、低質(zhì)量、孤立分散和標準不一等缺點，EMR共享實現(xiàn)程度相對較低，且集中式的EMR存儲存在很大被攻擊的可能性，一旦存儲EMR的服務(wù)器被攻擊，則會造成大量的醫(yī)療記錄的丟失或者被篡改。區(qū)塊鏈技術(shù)的出現(xiàn)，為實現(xiàn)EMR的安全存儲和共享提供了新的方式。

區(qū)塊鏈技術(shù)具有去中心化、可溯源、防篡改、匿名性等優(yōu)點，區(qū)塊鏈技術(shù)可以幫助醫(yī)生、病人和研究人員快速安全地認證權(quán)限，實現(xiàn)自由的數(shù)據(jù)訪問和分享。因此，目前區(qū)塊鏈在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用和研究備受關(guān)注。

共識機制是區(qū)塊鏈實現(xiàn)分布式賬本一致性的關(guān)鍵所在，它直接影響區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全性和吞吐效率。當前，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的醫(yī)療數(shù)據(jù)共享模型中的共享機制，主要有工作量證明(Proof of Work，POW)、代理權(quán)益證明(Delegated Proof of Stake，DPOS)、權(quán)益證明(Proof of Stake，POS)、拜占庭容錯(Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT)。但是POW、DPOS和POS依賴于代幣和算力，且對交易處理的吞吐量較低，不適合應(yīng)用于醫(yī)療記錄存儲模型；拜占庭容錯(Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT)共識機制，一定程度上提高了區(qū)塊的鏈的吞吐量，但是無法保證參與共識節(jié)點可信性，系統(tǒng)容易被惡意節(jié)點攻擊。因此急需一種新的安全性和吞吐效率更高的共識機制應(yīng)用于EMR的安全存儲和共享之中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對以上不足，提供基于H-Algorand共識機制的醫(yī)療記錄存儲共享模型及其實現(xiàn)方法，該模型通過對各個參與共識的節(jié)點進行可信度評估，用信任值替代H-Algorand共識算法算法中的“賬戶余額”作為權(quán)重，提高了系統(tǒng)節(jié)點的可信度和整體出塊效率。并利用智能合約，將對整個EMR存儲主鏈的訪問記錄存儲到一條新的區(qū)塊鏈中，確保系統(tǒng)的可溯源性。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

基于H-Algorand共識機制的醫(yī)療記錄存儲共享模型，包括六個模塊，即：患者、醫(yī)療機構(gòu)、云服務(wù)器、EMR存儲區(qū)塊鏈、智能合約和訪問記錄存儲區(qū)塊鏈；

其中，患者：EMR的提供者和擁有者，將醫(yī)療記錄加密后發(fā)送給醫(yī)療機構(gòu)節(jié)點；

醫(yī)療機構(gòu)：區(qū)塊鏈的維護者，負責新區(qū)塊的組成，新區(qū)塊通過共識后上傳到區(qū)塊鏈中；

云服務(wù)器：擁有大量的存儲空間，存儲病人的EMR；

EMR存儲區(qū)塊鏈：存儲經(jīng)過Hash計算后的醫(yī)療機構(gòu)ID、病人ID和云端服務(wù)器內(nèi)對應(yīng)密文的哈希摘要及EMR所對應(yīng)云端服務(wù)器的存儲地址；