1.Giới thiệu dự án

MediBloc là một hệ sinh thái thông tin y tế phi tập trung dành cho bệnh nhân, nhà cung cấp dịch vụ y tế và nhà nghiên cứu. MediBloc thiết lập một nơi giao dịch và chia sẻ thông tin giữa bệnh nhân, nhà cung cấp dịch vụ y tế và nhà nghiên cứu bằng cách phát hành tiền MED. Tại đây, chúng ta có thể dễ dàng có được một lượng lớn thông tin y tế thực và đáng tin cậy.

Tính năng dự án

1. Mức độ bảo mật cao nhất (Bảo mật tối đa)

Theo quy định của Đạo luật HIPAA, tất cả thông tin y tế sẽ được mã hóa. Trong hệ thống y tế hiện nay, cơ quan chính quản lý và mã hóa thông tin y tế là nhà cung cấp dịch vụ y tế. Các cơ sở y tế thường bao gồm một nhóm người. Do đó, ngay cả khi thông tin y tế được lưu trữ được mã hóa, vẫn có thể có một số người có thể giải mã được thông tin đó. thông tin y tế. Trên thực tế, theo một cuộc khảo sát gần đây, nguyên nhân hàng đầu của việc rò rỉ thông tin y tế không phải do bị hack mà do sự cố ý hoặc nhầm lẫn của người trong cuộc. Để giảm thiểu khả năng rò rỉ thông tin cá nhân, MediBloc chuyển giao quyền truy cập thông tin y tế từ nhà cung cấp dịch vụ y tế cho chính bệnh nhân. Chỉ bản thân bệnh nhân mới có thể giải mã dữ liệu của chính mình, tự do đặt quyền truy cập thông tin y tế và ghi lại trên chuỗi khối. Điều này không chỉ giảm thiểu cách rò rỉ thông tin y tế mà còn giảm đáng kể không gian cho người khác can thiệp. Đồng thời, nó loại bỏ khả năng rò rỉ một lượng lớn thông tin cá nhân của bệnh nhân thông qua một cơ sở y tế, và về cơ bản ngăn chặn sự cố rò rỉ thông tin y tế quy mô lớn xảy ra.

2. Độ tin cậy cao

MediBloc lưu trữ thông tin y tế trong không gian lưu trữ dữ liệu phân tán. Để ngăn ngừa mất dữ liệu, MediBloc liên tục tạo và duy trì dữ liệu sao lưu. Đối với dữ liệu được ghi, giá trị băm của nó sẽ được ghi lại trong chuỗi khối để xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu. Khi dữ liệu bị thay đổi hoặc giả mạo, nó sẽ sử dụng Sao lưu data để khôi phục dữ liệu gốc. Điều này khiến ngay cả người sở hữu quyền sở hữu và quyền quản lý thông tin cũng không thể tùy ý thay đổi thông tin y tế đã lưu, điều này đảm bảo rất nhiều cho tính toàn vẹn và độ tin cậy của thông tin y tế. Chỉ những nhân viên y tế được chứng nhận bởi "Hệ thống chứng nhận đủ điều kiện của nhà cung cấp dịch vụ y tế" trên nền tảng MediBloc mới có quyền tạo hồ sơ y tế của người khác. Bằng cách chỉ định những người tạo hồ sơ cùng nhau và xác minh chúng bằng chuỗi khối, hồ sơ y tế được tạo ra sẽ được cải thiện hơn nữa .Độ tin cậy của dữ liệu. Nếu nhà cung cấp dịch vụ y tế muốn xem thông tin y tế của người khác, họ cũng cần phải hoàn thành một quy trình xác thực nhất định và chỉ có thể xem thông tin đó sau khi được sự đồng ý của chủ sở hữu thông tin.

3. Mức độ minh bạch cao

Tất cả hồ sơ y tế trên nền tảng MediBloc và quá trình người khác xem thông tin sẽ được ghi lại trên chuỗi khối. Hệ thống thông tin y tế hướng đến cơ sở y tế hiện tại không thể theo dõi thông tin y tế cá nhân được sử dụng khi nào và cho mục đích gì, nhưng MediBloc sẽ hoàn toàn quản lý và kiểm soát thông tin cá nhân được sử dụng khi nào, ở đâu và cho mục đích gì. Quyền truy cập của tất cả các hồ sơ y tế trên MediBloc được ghi lại trên chuỗi khối và do chính người đó quản lý, điều này ngăn chặn truy cập độc hại vào thông tin y tế từ nguồn.

4. Khả năng tương tác cao

MediBloc ủng hộ một nền tảng mở, sử dụng dữ liệu và thông tin được lưu trữ trên nền tảng này làm phương tiện để tự do kết nối với các ứng dụng khác nhau. Thông tin hình ảnh y tế và thông tin di truyền đã có một tiêu chuẩn thống nhất nên có thể dễ dàng chuyển đổi cho nhau và dễ dàng trao đổi, mua bán thông qua MediBloc. Vì không có tiêu chuẩn thống nhất cho hồ sơ y tế, hồ sơ bệnh án và hồ sơ kết quả kiểm tra, MediBloc áp dụng phương pháp để tăng cường khả năng tương tác, hỗ trợ nhiều định dạng và thực hiện chuyển đổi lẫn nhau giữa các định dạng được hỗ trợ khác nhau, thay vì xây dựng tiêu chuẩn riêng và chỉ định định dạng. Để đạt được điều này, MediBloc không chỉ hỗ trợ các tiêu chuẩn được sử dụng rộng rãi như khung HL7 FHIR mà còn cung cấp các API và SDK tuân thủ các tiêu chuẩn khác nhau. API và SDK hoặc môi trường phát triển có thể. Với mức độ tự do và khả năng mở rộng cao như vậy, hệ thống thông tin y tế MediBloc sẽ có khả năng tương tác mạnh mẽ mà các hệ thống thông tin y tế hiện tại không thể sánh kịp.

5. Khả năng tiếp cận cao

Bằng cách lưu trữ tất cả thông tin y tế trong cơ sở dữ liệu phân tán, MediBloc có thể cung cấp cho người dùng quyền truy cập thuận tiện mọi lúc, mọi nơi thông qua kết nối Internet. Hiện tại, hầu hết các cơ sở y tế không cho phép đăng nhập mạng bên ngoài để truy cập thông tin y tế và chỉ một số cơ sở y tế cung cấp dịch vụ đó sẽ chỉ cung cấp quyền truy cập hạn chế tùy theo tình hình. Bằng cách khởi chạy một hệ thống dữ liệu không phụ thuộc vào bất kỳ tổ chức y tế cụ thể nào, MediBloc giảm sự phụ thuộc vào một tổ chức y tế duy nhất, cho phép người dùng truy cập và quản lý thông tin y tế của chính họ thuận tiện hơn.

6. Hệ thống thông tin y tế toàn diện lý tưởng hướng đến bệnh nhân; hồ sơ quản lý sức khỏe cá nhân (PHR)

MediBloc sử dụng công nghệ chuỗi khối phân tán và phi tập trung để quản lý và tích hợp dữ liệu. MediBloc không chỉ tích hợp, lưu trữ và quản lý hồ sơ y tế do các tổ chức y tế tạo ra mà còn cả dữ liệu y tế do chính bệnh nhân tạo ra. Bất kể thiết bị được sử dụng là gì, dữ liệu y tế do người dùng bên ngoài cơ sở y tế trực tiếp tạo ra có thể được lưu trữ dễ dàng trên MediBloc. Những thông tin chăm sóc y tế tích hợp này sẽ được sử dụng rộng rãi trong chăm sóc bệnh viện nói chung và các dịch vụ y tế di động được cá nhân hóa.

Tổng quan về kỹ thuật

1. Cấu trúc nền tảng MediBloc (Cấu trúc nền tảng)

MediBloc bao gồm kiến ​​trúc ba tầng lõi, dịch vụ và ứng dụng.

Lớp đầu tiên: Lớp lõi MediBloc

Lớp lõi là cơ sở dữ liệu phân tán có thể sử dụng công nghệ mã hóa mới nhất trong mạng dữ liệu y tế MediBloc để bảo vệ dữ liệu. Vì lượng dữ liệu có thể được lưu trữ trên chuỗi khối là rất hạn chế nên cần có một không gian lưu trữ riêng để lưu trữ dữ liệu y tế một cách hiệu quả và lớp lõi cung cấp chức năng này. Dữ liệu y tế được tạo và truyền trong ứng dụng MediBloc thường được mã hóa ở lớp ứng dụng thông qua SDK MediBloc trước khi truyền, điều này khiến người khác không thể đọc được dữ liệu gốc ngoại trừ người giữ dữ liệu có thể giải mã dữ liệu. Lớp lõi có thể được truy cập thông qua lớp dịch vụ của MediBloc. Ngoài ra, lớp lõi của MediBloc còn cung cấp hệ thống sao lưu và phục hồi dữ liệu được lưu trữ để dữ liệu có thể được lưu trữ an toàn mà không bị mất.

Lớp thứ hai: Lớp dịch vụ MediBloc

Lớp dịch vụ cung cấp tất cả các chức năng cốt lõi bao gồm kết nối ứng dụng MediBloc với lớp lõi và quản lý thông tin người dùng. Lớp dịch vụ được cung cấp bởi chuỗi khối, dựa trên thông tin được lưu trữ trong chuỗi khối và thực hiện các chức năng nhập/xuất dữ liệu thông qua kết nối với lớp lõi MediBloc. Bên trong, lớp dịch vụ có thể được chia thành Ethereum Virtual

Hợp đồng thông minh dựa trên máy ảo (EVM) và bộ phận kết nối lớp ứng dụng và lớp lõi. Hợp đồng thông minh bao gồm thông tin tài khoản chứa thông tin tiền tệ MED và liên kết đến dữ liệu y tế ở lớp lõi. Trong MediBloc, chi phí vận hành nền tảng có thể được giảm bằng cách giảm thiểu lượng dữ liệu được lưu trữ trong chuỗi khối chứa các hợp đồng thông minh.

Lớp thứ ba; lớp ứng dụng MediBloc

Lớp ứng dụng MediBloc đề cập đến tên gọi chung của tất cả các ứng dụng quản lý và sử dụng thông tin y tế thông qua nền tảng và lớp này bao gồm tất cả các dạng ứng dụng trong môi trường web và di động. Các ứng dụng này có thể truy cập dữ liệu trong nền tảng thông qua lớp dịch vụ. Việc phát triển ứng dụng có thể được thực hiện dễ dàng và nhanh hơn với SDK sắp tới, giúp dễ dàng phát triển các ứng dụng để kết nối với nền tảng MediBloc. Ngay cả khi không sử dụng SDK, vẫn có thể phát triển các ứng dụng kết nối với nền tảng MediBloc nếu chúng tuân theo giao thức phát triển và API sắp tới. Một số ứng dụng thực tế và ví dụ dịch vụ được phát triển dựa trên MediBloc sẽ được mô tả chi tiết hơn trong các ví dụ dịch vụ ở Chương 5 bên dưới.

2. Thành phần nền tảng MediBloc

Nền tảng MediBloc là một ứng dụng phân tán dựa trên EVM. EVM không phải là hoàn hảo, nhưng nó hiện đang được sử dụng rộng rãi trong việc phát triển các hợp đồng thông minh. Do đó, xét về chi phí thời gian, chi phí tiền bạc, tính linh hoạt và độ tin cậy, việc xây dựng nền tảng dựa trên EVM sẽ hiệu quả hơn so với việc xây dựng mạng chuỗi khối và xây dựng nền tảng dựa trên nó. Ngoài ra, sự phát triển dựa trên EVM về mặt lý thuyết có thể chạy trên nhiều nền tảng chuỗi khối khác nhau như Ethereum (ETH) [19] và chuỗi lượng tử (Qtum) [20] và EOS [21] hỗ trợ EVM. Do đó, theo sự hỗ trợ kỹ thuật của các nền tảng blockchain này, MediBloc có thể linh hoạt lựa chọn nền tảng vận hành, đây cũng là một lợi thế của nền tảng MediBloc. Trong số các nền tảng blockchain này, ưu điểm của nền tảng Bitcoin và nền tảng Ethereum của Quantum Chain là chúng hiện là những nền tảng có khả năng mở rộng nhanh nhất sử dụng thuật toán giao thức dưới dạng POS để hỗ trợ EVM. MediBloc sử dụng Chuỗi lượng tử (Qtum) làm nền tảng chính.

Nền tảng MediBloc có ba loại thông tin chính: thông tin về MED coin, thông tin cá nhân và thông tin y tế. Mặc dù phương pháp lưu trữ tất cả thông tin trên blockchain là lý tưởng nhất, nhưng do hạn chế của các yếu tố thực tế như chi phí, không gian lưu trữ và hiệu suất, lượng thông tin được lưu trữ trực tiếp trên blockchain sẽ được giảm thiểu, chiếm một lượng lớn thông tin cá nhân. và thông tin y tế của không gian lưu trữ sẽ được lưu trữ bên ngoài chuỗi khối ở dạng được mã hóa và chỉ các giá trị băm tương ứng với chúng mới được lưu trữ trên chuỗi khối. Lưu trữ dữ liệu sử dụng lưu trữ phân tán dựa trên hệ thống tệp IPFS [22].

2.1 Tài khoản MediBloc (Tài khoản)

Tài khoản có thể được tạo trên nền tảng MediBloc có thể được chia thành tài khoản người dùng thông thường, tài khoản nhà cung cấp dịch vụ y tế (nhân viên y tế, tổ chức y tế, ứng dụng chăm sóc y tế, v.v.) và tài khoản nhà nghiên cứu y tế theo mục đích sử dụng của họ. Mặc dù các tài khoản này được tạo và chạy theo cùng một cách kỹ thuật, nhưng chúng yêu cầu các chức năng, quyền và độ tin cậy khác nhau tùy thuộc vào vai trò thực tế của chúng trong hệ sinh thái MediBloc.

Các nhà cung cấp dịch vụ y tế và nhà nghiên cứu y tế cần tiến hành xác minh trình độ chuyên môn riêng khi đăng ký tài khoản. Điều này được thực hiện để phân biệt hiệu quả thông tin do nhà cung cấp dịch vụ y tế điền với thông tin được tạo trong tài khoản chung. Về nguyên tắc, việc truy cập vào tài khoản của người khác bằng tài khoản người dùng thông thường bị cấm. Trong trường hợp chủ sở hữu tài khoản không thể tự mình quản lý tài khoản thì tài khoản đó có thể được quản lý bởi người khác, nhưng chỉ khi có sự đồng ý của người đó. Đôi khi, người tiêu dùng y tế trở nên bất tỉnh do tai nạn hoặc bệnh tật, khiến họ không thể xác thực bản thân. Để đối phó với tình huống này, các thông tin quan trọng như nhóm máu cần thiết cho tài khoản người tiêu dùng y tế trong trường hợp khẩn cấp có thể được ghi lại riêng biệt.

Tình huống muốn xem thông tin y tế của người khác có thể tạm chia thành hai loại: một là đơn xin xem của nhà cung cấp dịch vụ y tế để cung cấp dịch vụ y tế, hai là đơn xin thông tin y tế cho mục đích y tế nghiên cứu và phát triển Thực trạng các dịch vụ chăm sóc y tế. Đối tượng sau này là nhà nghiên cứu y học, trong trường hợp này, họ cần được xác thực độc lập với tư cách là nhà nghiên cứu y học và vượt qua xác minh danh tính của chủ sở hữu tài khoản.

2.2 Hệ thống chứng nhận trách nhiệm giải trình của nhà cung cấp dịch vụ y tế MediBloc

Nền tảng MediBloc có hệ thống chứng nhận trình độ chuyên môn của nhà cung cấp dịch vụ y tế để phân biệt giữa nhà cung cấp dịch vụ y tế và người dùng thông thường. Để đảm bảo giá trị của thông tin y tế được ghi trên nền tảng MediBloc, người tạo dữ liệu phải được chứng nhận là bác sĩ. Nếu là cơ sở y tế thì cũng cần xác nhận xem cơ sở đó đã đạt chứng nhận đủ điều kiện hay chưa. Hồ sơ y tế được điền bởi các nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe được chứng nhận cũng có giá trị hơn một cách tự nhiên.

MediBloc áp dụng một hệ thống chứng nhận kết hợp, kết hợp phương pháp chứng nhận tập trung do cơ quan đáng tin cậy trực tiếp chứng nhận và phương pháp chứng nhận phi tập trung từ một P2P đã được chứng nhận. Để nâng cao độ tin cậy của xác thực P2P, người xác thực cần trả một số điểm MP nhất định làm tiền đặt cọc khi tham gia xác thực. Người dùng hoàn thành nhiệm vụ một cách trung thực trong quá trình xác thực sẽ được thưởng, nếu không thì một phần tiền đặt cọc sẽ bị tịch thu như một khoản tiền phạt. Kết quả chứng nhận P2P cuối cùng sẽ được quyết định bởi phiếu bầu của những người tham gia chứng nhận. Trong quá trình này, kết quả bình chọn của từng người đánh giá sẽ không được công bố, vì lý do này, một giao thức xác thực ẩn danh [23] sẽ được sử dụng để đánh giá.

2.3 Dung lượng lưu trữ MediBloc

Mặc dù không gian lưu trữ của hồ sơ bệnh án ở dạng tài liệu điện tử thường khó vượt quá vài megabyte, nhưng dữ liệu hình ảnh y tế có thể dễ dàng lên tới hàng trăm megabyte hoặc thậm chí lớn hơn. Kích thước của dữ liệu di truyền sẽ khác nhau tùy thuộc vào giai đoạn xử lý dữ liệu, nhưng dung lượng cần thiết có thể vượt quá vài gigabyte. Không nên lưu trữ tất cả dữ liệu này trên chuỗi khối. Do đó, MediBloc sử dụng khóa riêng mà chỉ người dùng mới có thể giải mã được để mã hóa dữ liệu và lưu nó vào không gian lưu trữ bên ngoài chuỗi khối và chỉ lưu trữ giá trị băm của những dữ liệu này trong chuỗi khối. Như đã đề cập ở trên, không gian lưu trữ sẽ sử dụng hệ thống tệp dựa trên IPFS và cấu trúc mạng dữ liệu nội bộ

Ngoài việc sử dụng các thiết bị cá nhân của riêng họ (điện thoại di động, máy tính, v.v.) làm không gian lưu trữ dữ liệu chính, người dùng cũng có thể lưu trữ thông tin y tế trong không gian lưu trữ bên ngoài chuỗi khối lớp lõi MediBloc. Dựa trên dữ liệu được lưu trữ như vậy, người dùng có thể dễ dàng nhận được nhiều dịch vụ chăm sóc y tế kỹ thuật số được cá nhân hóa. Tính toàn vẹn của dữ liệu được lưu trữ có thể được xác minh bằng giá trị băm được lưu trữ trong chuỗi khối.

Người dùng có thể mất dữ liệu do thiết bị cá nhân của họ quản lý vì nhiều lý do. Điện thoại thông minh và máy tính lưu trữ dữ liệu có thể gặp trục trặc hoặc bị mất và dữ liệu có thể bị xóa hoặc mất một phần. Để đối phó với những trường hợp khẩn cấp này, MediBloc cung cấp một hệ thống sao lưu dữ liệu nội bộ và sẽ cung cấp cho người dùng 1GB dung lượng lưu trữ thông tin y tế miễn phí. Ngay cả khi người dùng thông thường lưu trữ tất cả hồ sơ bệnh án và tài liệu hình ảnh y tế, họ khó có thể sử dụng hết dung lượng lưu trữ. Tuy nhiên, những khả năng này có thể khó đáp ứng nhu cầu của một số ít người dùng lưu giữ dữ liệu di truyền hoặc đến bệnh viện thường xuyên, cũng như những người dùng tạo thêm hồ sơ y tế thông qua các dịch vụ khác nhau. Trong trường hợp này, MediBloc sẽ cung cấp thêm dung lượng lưu trữ với mức giá rất thấp. Đối với tất cả các không gian lưu trữ này, MediBloc sẽ tuân thủ các tiêu chuẩn quản lý thông tin y tế quốc tế được quy định bởi các luật như HIPAA.

2.4 Hệ thống tìm kiếm MediBloc

MediBloc cung cấp chức năng tìm kiếm dữ liệu thông qua lớp dịch vụ. Là một trong những chức năng cốt lõi của nó, người dùng muốn lấy thông tin y tế của những người đáp ứng các điều kiện nhất định có thể sử dụng chức năng tìm kiếm dữ liệu này. Vì mục đích này, MediBloc vận hành độc lập hệ thống tìm kiếm của riêng mình. Tất cả người dùng có khả năng quản lý thông tin cá nhân và xác định xem chúng có thể được tìm kiếm công khai hay không. Do đó, hệ thống tìm kiếm về cơ bản chỉ nhắm mục tiêu những người dùng được phép tìm kiếm.

Người dùng có thể đặt tiêu chí tìm kiếm, bao gồm quyền tìm kiếm và tùy chọn quyền tìm kiếm. Nếu người dùng được phép tìm kiếm, hệ thống tìm kiếm MediBloc sẽ lưu trữ thông tin chỉ mục về dữ liệu của người dùng. Các nhà nghiên cứu y tế có thể truy xuất người dùng dữ liệu họ muốn thông qua hệ thống tìm kiếm và thực hiện các giao dịch dữ liệu dưới dạng ngang hàng (P2P) thông qua chủ sở hữu dữ liệu và hợp đồng thông minh.

Để giảm thiểu việc lộ thông tin người dùng, MediBloc sử dụng Tiện ích mở rộng bảo vệ phần mềm Intel (SGX), để ngay cả quản trị viên của hệ thống tìm kiếm MediBloc cũng không thể biết thông tin của người dùng đã đăng ký trong hệ thống. Bằng cách lưu trữ và quản lý thông tin nhạy cảm của người dùng trong một không gian kín, có thể giảm thiểu khả năng lộ thông tin người dùng, từ đó giúp việc lưu trữ thông tin cá nhân an toàn hơn.

Nếu người dùng không muốn hệ thống tìm kiếm MediBloc truy xuất trực tiếp dữ liệu, nhưng vẫn sẵn sàng bán hoặc tặng dữ liệu khi đủ điều kiện, thì người dùng có thể tham gia giao dịch dữ liệu theo một cách hơi khác. Người dùng muốn lấy dữ liệu từ người khác có thể tìm thấy dữ liệu thông qua hệ thống tìm kiếm thời gian thực MediBloc bằng cách chỉ cần nhập tiêu chí tìm kiếm cho dữ liệu được yêu cầu và mức bồi thường cho việc cung cấp dữ liệu trong mạng MediBloc. Người dùng có thể xác định từ thiết bị cá nhân của mình xem dữ liệu của mình có thỏa mãn điều kiện hay không và tham gia vào giao dịch dữ liệu thông qua chức năng thông báo đẩy, v.v. Tất cả các chức năng này có thể được thực hiện tự động trong nền mà không cần người dùng phải tích cực tham gia.