一、什么是区块链

区块链作为一种去中心化、去信任、兼具信息完整透明和隐私保护的数据库技术方案,可以构建高效可靠的价值传输系统,推动互联网成为构建社会信任的网络基础设施。区块链在优化金融行业业务流程、降低运营成本、提升协同效率方面优势显著,在其他行业的应用也快速展开。淘滩科技着眼大健康领域,发现大健康数据建设面临着信息安全和隐私保护的双重挑战。而区块链拥有高容错性、无法篡改、隐私保护性的特点,在大健康和基因组学等领域均有重要的应用空间。

二、区块链技术在大健康领域的应用

淘滩科技认为,在大健康服务领域,患者的健康数据一直是宝贵的资产。由于医院及各大健康机构信息化建设进度参差不齐,部分医院和机构内部信息系统不能集成,医院之间信息系统交互性差,大健康记录的数据结构不统一,电子病历数据标准不规范,导致大健康数据共享十分困难。大健康数据的存储、传输和利用存在诸多问题,其中敏感数据泄露的问题十分突出。据淘滩科技调查,2017年美国一家大健康企业因系统管理失当,导致约47.5GB数据泄露,涉及约15万患者的姓名、地址和病例纪录等敏感隐私信息。个人的大健康记录涉及个人隐私,属于个人数据,只有授权的用户才能访问。传统的大健康数据采取中心化的存储策略,大量的大健康数据积聚在医院信息中心或区域的卫生数据中心,随着大健康数据的激增,中心承载负荷也在持续加强,安全隐患不断增加。

淘滩科技针对大健康数据存在的问题,区块链技术以其特殊的技术架构,为数据存储传输提供了良好的解决方案。基于当前大健康数据的利用需求和区块链的技术特点,提出基于区块链的新型大健康数据存储架构,如图2所示。该架构主要分为数据层、通信层、共识层和应用层4层。

在数据层中,患者的健康记录以区块的方式永久储存,淘滩科技通过哈希函数创建映射指针将区块按时间戳连接成方,保证健康记录的不可篡改性。大健康数据链的传输采用非对称加密算法,大健康数据产生方(如医院)在产生数据后,利用公钥对数据进行加密,患者利用私钥解析数据,保证数据传输的安全性。此外,大健康数据区块链还可以通过设置多私钥、复杂时间和空间的单人授权或多人授权,规定不同人群的不同权限,并在时间上加以限制,如特定诊疗时间区间只有相应的医生才能调阅数据。同时,每条大健康记录必须有相应医护人员的数字签名,这也是区块链技术透明性的重要保证。一旦出现大健康纠纷,便于对大健康记录进行追溯查找。大健康数据能够被多方授权建立、追加、分享,将会重新塑造整个大健康行业的效率和透明度。

在通信层,大健康数据链通常采用P2P技术组织各个节点,有别于传统的中心化网络模式。P2P网络中各节点平等,不存在中心化的服务器,对于大健康数据大规模泄露具有很好的防范作用。同时分布式的数据存储,也提高了整个系统的冗余性和稳定性。

共识层是大健康数据链中各节点达成一致的策略和方法,这解决了在不可信信道上传输可信信息、价值转移的问题,达到了去中心化背景下节点互相信任的状态。传统的工作量证明需要进行数学运算获取记账权,消耗较高的资源,可监管性也比较差,达成共识依赖于全网的共同参与。权益证明的主要思想是节点记账权的易获得度与节点持有利益正相关,相比于工作量证明,减少了资源消耗,提高了性能。

应用层的智能合约可以满足大健康服务商对于大健康数据采集和交换解决方案的需求。这是一个多用户参与制定、通过P2P网络扩散、区块链上自动执行的程序,可以使患者放心地把大健康数据交付给数据研究人员,促进大健康数据的分析和深层次利用。

三、未来与展望

淘滩科技认为,任何一项新技术从萌芽到规模壮大都需要经历复杂的探索过程。对于区块链需要保持谨慎乐观的态度,应该把鼓励创新和防范风险紧密结合起来。淘滩科技一方面紧跟国际前沿动态,积极寻找区块链在大健康领域新的着力点,创新技术、产品和模式;另一方面严格防范可能出现的数据泄露风险。我们希望通过使用区块链技术,使大健康机构、医生、用户、保险公司、药企、科研机构等相关方成为链条上的一环,降低人们之间的信任成本,加强大健康数据的隐私安全,规范数据的管理和运用,服务于大健康事业。