FJTCM区块链技术开发学习小组
时间 ：2019/05/31
基于区块链技术的电子病历研究
摘 要：提出了一种基于区块链技术的新型分布式电子病历记录管理系统。系统为患者提供了一个全面的、不可变的日志，并且可以方便地访问其医疗信息。利用独特的区块链属性，系统在处理敏感信息时管理身份验证、机密性、可靠性和数据共享关键因素。模块化设计集成了提供者的现有、本地数据存储解决方案，促进了互操作性，使系统更加方便和更具有适应性，揭示系统的方法在医疗IT和研究中应用区块链的潜力。
关键词: 电子病历 区块链 智能合约 分布式数据库 电子处方签名 安全性
1引言
电子病历系统（EMR）一直以来存在一个问题：不能管理多个机构的医疗记录。患者将数据分散在不同的组织中，他们不能从一个机构的数据仓库中转移到另一个机构的数据仓库中。在这样做的过程中，失去了对过去数据获取的便利性，因为提供者（而不是患者）通常保留主要的管理。不同供应商和医院系统之间的互操作性挑战为有效数据共享设置了额外的障碍。缺乏协调的数据管理和交换意味着健康记录是支离破碎的。生物医学和公共卫生研究人员需要有能力分析不同来源的信息，以确定公共健康风险，开发新的治疗方法，并启用精准医疗。尽管一些数据从临床研究、调查和教学医院中得到了研究，但注意到患者、护理提供者和监管机构对分享更多数据的兴趣越来越大，从而使人们更好地照顾他人。在这一研究中，探索了一种适用于EMR的区块链结构。建立在这个分布式账本协议上，最初与比特币相关。区块链使用公钥加密技术来创建一个附加的、不变的、时间戳的内容链。区块链的副本分布在网络的每个参与节点上。用于确保内容不受篡改的工作算法的证明依赖于一个“无信任”模型，在该模型中，每个节点必须在下一个内容块被追加到链之前进行竞争，以解决计算密集型的“难题”（散列练习）。这些工人节点被称为“矿工”，而矿工需要追加区块的工作确保了在区块链上改写历史是很困难的。
2 相关技术
区块链概念于2008年中本聪在一次密码小组讨论中发表的论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》 中首次提出，2015 年下半年梅兰妮.斯万[6]对区块链的应用前景及区块链的局限性进行了系统阐述。 同年，《The promise of the blockchain：The tru st machine》发表之后，区块链正式引起人们的关注，IT巨头、研究学者纷纷投入到区块链的研究中。近几年各国纷纷投入到区块链研发当中，成立区块链研发公司、开发区块链平台来研究其潜在应用场景。 区块链技术可以理解为是分布式的数据库，有别于当前主流的关系型数据库的不可转移信息与安全化。区块链技术方案主要是将数据区（Block）使用数学方法，通过安全可靠的加密算法相互关联。 区块链技术方案主要是将数据区块（Block）使用数学方法，通过安全可靠的加密算法相互关联。用区块记录一定时间内的交易信息，并通过密码学方法验证信息是否真实有效，并用指针链接到上一个区块形成一条主链（Chain）。
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- 哈希函数和Merkle树
在区块链系统中，节点将一段时间的交易信息进行打包，通过各节点用特定哈希算法将交易分别压缩成一段64位代码（哈希值），两两哈希值继续压缩 生成唯一的哈希值称为 Merkle 树根。使用哈希加密的好处在于哈希函数具有抗碰撞性，且哈希计算时间相同输出长度固定。此外，无论文件有多大，哈希对应过程是无法通过计算反推的。每一个区块头中的哈希值指向前一个区块，形成链式结构。在本文中哈希指针起到验证信息是否发生改变的作用。
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- 智能合约
智能合约是区块链的核心要素，智能合约是使区块链可编程的一段脚本代码，由事件触发。本文将其应用在以太坊区块链上，一旦符合规定的条件即自动执行代码的内容。在以太坊中，智能合约能够帮助系统实现复杂的访问控制策略ÿ
