基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療健康服務(wù)平臺DHC介紹

Deep Health Chain（簡稱DHC，元鏈）是一個(gè)去中心化的醫(yī)療健康服務(wù)平臺，打破以醫(yī)療機(jī)構(gòu)為中心的傳統(tǒng)服務(wù)模式，建立基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療數(shù)據(jù)價(jià)值共享網(wǎng)絡(luò)，讓每個(gè)人可以獲取全球優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療資源和服務(wù)。

全球醫(yī)療健康的平均開支占GDP的比重達(dá)9.9%，美國占GDP的比重高達(dá)17%，全球醫(yī)療費(fèi)用呈逐年遞增態(tài)勢，但患者獲取的醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量差，誤診率居高不下，全球范圍依然存在“看病難，看病貴”的問題。大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈、AI的結(jié)合和飛速發(fā)展，日益在各個(gè)行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。

醫(yī)療數(shù)據(jù)和上述技術(shù)結(jié)合，必將顛覆醫(yī)療行業(yè)格局，重構(gòu)醫(yī)療行業(yè)的價(jià)值分配。DHC及其生態(tài)伙伴擁有30+大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)和數(shù)百家其他醫(yī)療機(jī)構(gòu)的醫(yī)療數(shù)據(jù)，擁有頂級的區(qū)塊鏈、AI、大數(shù)據(jù)的技術(shù)專家及醫(yī)療專家。DHC搭建一條自主的公有鏈，利用智慧合約、去中心化分布式存儲、POS共識機(jī)制、同態(tài)加密和差分隱私等技術(shù)解決醫(yī)療數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)和安全交換，構(gòu)建DHC數(shù)據(jù)市場和應(yīng)用市場。

DHC-基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療健康服務(wù)平臺

1.DHC的使命

DHC打造一個(gè)去中心化的醫(yī)療健康服務(wù)平臺，打破以醫(yī)療機(jī)構(gòu)為中心的傳統(tǒng)服務(wù)模式，建立基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療數(shù)據(jù)價(jià)值共享網(wǎng)絡(luò)，讓每個(gè)人可以獲取全球優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療資源和服務(wù)。

2 DHC的設(shè)計(jì)理念

DHC是在滿足醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的可靠性、擴(kuò)展性和安全性等要求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的安全存儲與使用，發(fā)揮出數(shù)據(jù)的最大價(jià)值。DHC平臺提供豐富的API和SDK便于各種應(yīng)用程序和服務(wù)便捷地訪問平臺上的醫(yī)療健康數(shù)據(jù)，吸引更多的醫(yī)療機(jī)構(gòu)、患者、協(xié)力廠商機(jī)構(gòu)加入醫(yī)療健康服務(wù)生態(tài)平臺。

·可靠性

DHC將醫(yī)療健康數(shù)據(jù)存儲在分布式數(shù)據(jù)存儲空間中，從根本上防止了數(shù)據(jù)的丟失，其哈希值將被記錄在區(qū)塊鏈中以驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性，當(dāng)數(shù)據(jù)被強(qiáng)行變更或偽造時(shí)，會進(jìn)行有效性驗(yàn)證并恢復(fù)數(shù)據(jù)原始情況。這就使得醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的所有人也無法隨意更改已保存的信息，保證了醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。只有通過DHC平臺認(rèn)證才有權(quán)生成新的醫(yī)療記錄，并且所有的生成過程都會被記錄，可供追溯。另一方面，醫(yī)療服務(wù)提供者若想查看他人的醫(yī)療信息，也必須完成認(rèn)證流程，并在獲得信息所有者授權(quán)后才可查看。

·安全性

DHC通過底層區(qū)塊鏈加密技術(shù)、去中心化的管理，以及智慧合約，最大限度地降低信息泄露的可能性，將訪問醫(yī)療數(shù)據(jù)的權(quán)限由醫(yī)療服務(wù)提供者移交給患者本人，使得只有本人才可以支配自己的醫(yī)療數(shù)據(jù)，自由設(shè)置醫(yī)療數(shù)據(jù)的存取權(quán)限并記錄在區(qū)塊鏈上，減少泄露途徑，消除醫(yī)療機(jī)構(gòu)泄露大量患者健康數(shù)據(jù)的可能。

·擴(kuò)展性

DHC平臺上存儲的數(shù)據(jù)和信息可以為各種醫(yī)療應(yīng)用提供自由連接，醫(yī)學(xué)圖像信息、患者診療信息都有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。DHC平臺支持DICOM、HL7、CDA等多種國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)定，同時(shí)平臺還提供標(biāo)準(zhǔn)的API和SDK實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)授權(quán)獲取，用于醫(yī)療服務(wù)開發(fā)，具備高自由度和可擴(kuò)展性。

DHC技術(shù)實(shí)現(xiàn)

1.DHC平臺構(gòu)架介紹

1.1 DHC應(yīng)用層

DHC應(yīng)用層將應(yīng)用分為生態(tài)應(yīng)用以及平臺應(yīng)用。生態(tài)應(yīng)用對建立在平臺上的所有應(yīng)用程序進(jìn)行管理，包含網(wǎng)頁、DAPP等多種形式的應(yīng)用程序。平臺為開發(fā)者提供豐富的SDK和API，簡化開發(fā)流程及難度、提升開發(fā)效率。

平臺中為使用者提供了原生應(yīng)用，如錢包，數(shù)據(jù)市場和應(yīng)用市場，平臺參與者可在錢包中進(jìn)行轉(zhuǎn)賬、查看個(gè)人交易記錄，可直接或間接的通過數(shù)據(jù)市場貢獻(xiàn)數(shù)據(jù)獲得收益或消費(fèi)數(shù)據(jù)花費(fèi)Token。應(yīng)用市場為平臺開發(fā)者提供了應(yīng)用發(fā)布系統(tǒng)，協(xié)力廠商醫(yī)療服務(wù)者可以上傳應(yīng)用提供服務(wù)獲得收益，應(yīng)用使用者可以使用Token獲取應(yīng)用提供的服務(wù)。

1.2 DHC服務(wù)層

DHC服務(wù)層提供連接應(yīng)用層與核心層的應(yīng)用開發(fā)服務(wù)，協(xié)力廠商應(yīng)用開發(fā)者或機(jī)構(gòu)可以通過API或SDK便捷的使用DHC平臺提供的核心服務(wù)進(jìn)行DAPP開發(fā)，這些服務(wù)封裝了開發(fā)中需要的常見服務(wù)元件，對應(yīng)用開發(fā)者掩碼了底層區(qū)塊鏈、網(wǎng)絡(luò)和共識等細(xì)節(jié)，讓他們開箱即用，自由組合，專注業(yè)務(wù)，提升效率。這些服務(wù)包括DHC使用者體系、DHC Token體系、智慧合約、特定場景的合約范本、數(shù)據(jù)授權(quán)服務(wù)、存儲服務(wù)、權(quán)限控制服務(wù)等。

1.3 DHC核心層

DHC核心層利用區(qū)塊鏈技術(shù)完成醫(yī)療數(shù)據(jù)的索引與存儲，DHC公鏈上存儲數(shù)據(jù)的hash索引值，具體內(nèi)容利用IPFS進(jìn)行分布式存儲；通過基于DVM的智慧合約控制數(shù)據(jù)的授權(quán)、使用與追蹤；各驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)采用POS共識機(jī)制，利用Tendermint分布式共識算法達(dá)成一致性。

在DHC底層區(qū)塊鏈中，當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)發(fā)生交易時(shí)，將交易數(shù)據(jù)簽名后廣播（Broadcast）至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)按照共識規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證，驗(yàn)證通過后的數(shù)據(jù)會被打包寫入新的區(qū)塊中并通過P2P網(wǎng)絡(luò)同步（Sync）至其他節(jié)點(diǎn)。

2. DHC區(qū)塊鏈設(shè)計(jì)

區(qū)塊鏈?zhǔn)荄HC平臺的核心所在，DHC平臺通過擴(kuò)展以太坊實(shí)現(xiàn)一條自主的公有鏈，保障業(yè)務(wù)的高可擴(kuò)展、系統(tǒng)的高性能、數(shù)據(jù)的高安全：

2.1智能合約

升級以太坊合約體系構(gòu)建DVM（DHC Virtual Machine），使其更適合醫(yī)療場景的數(shù)據(jù)權(quán)限控制與流轉(zhuǎn)和應(yīng)用開發(fā)；由于醫(yī)療數(shù)據(jù)的敏感性，需要限定數(shù)據(jù)的使用場景，因此DHC平臺通過智慧合約預(yù)置合規(guī)模板并可不斷添加，平臺內(nèi)的各角色都在這些特定的場景進(jìn)行數(shù)據(jù)授權(quán)和使用。

2.2共識機(jī)制

以太坊目前的POW共識機(jī)制效率低下，網(wǎng)絡(luò)擁堵嚴(yán)重，DHC鏈采用POS共識機(jī)制，利用Tendermint分布式共識算法實(shí)現(xiàn)，保障系統(tǒng)的高可用和高性能。

Tendermint主要包含區(qū)塊鏈共識引擎和通用的應(yīng)用界面。共識引擎確保相同的交易在每個(gè)機(jī)器中都按照相同的順序被記錄下來。應(yīng)用界面讓交易可以被任何程序設(shè)計(jì)語言編寫的程序處理。Tendermint共識引擎基于循環(huán)投票機(jī)制進(jìn)行工作，一個(gè)回合被分成3個(gè)處理步驟：驗(yàn)證者提出一個(gè)塊、發(fā)送提交意圖、簽名后提交一個(gè)新區(qū)塊。假設(shè)少于1/3的驗(yàn)證者是拜占庭，Tendermint保證安全永遠(yuǎn)不會被破壞——也就是，驗(yàn)證者（2/3以上）永遠(yuǎn)不會在同一個(gè)高度提交沖突的區(qū)塊。因此，基于Tendermint的區(qū)塊鏈永遠(yuǎn)不會分叉。

Tendermint的明確屬性包括：

·可證明的活躍性

·安全閾值：1/3的驗(yàn)證者

·公有/私有鏈兼容

·即時(shí)的最終確定性：1-3秒，取決于驗(yàn)證者數(shù)量

·一致性優(yōu)先

·在弱同步性網(wǎng)絡(luò)的共識安全

2.3安全機(jī)制

為了嚴(yán)格保護(hù)使用者的數(shù)據(jù)隱私，所有的數(shù)據(jù)產(chǎn)生、維護(hù)、貢獻(xiàn)、使用都通過系統(tǒng)制定的智慧合約控制，另外采用同態(tài)加密保障數(shù)據(jù)無法被帶出DHC平臺之外使用，通過差分隱私保障無法推導(dǎo)出個(gè)體數(shù)據(jù)，通過加密存儲、控制訪問IPFS中的數(shù)據(jù)權(quán)限等方式，保障數(shù)據(jù)不被泄露。

在敏感性數(shù)據(jù)場景，可以使用多重簽名技術(shù)，保障數(shù)據(jù)經(jīng)過多人授權(quán)后才能獲得查閱或使用權(quán)限。

2.4 DHC存儲

醫(yī)院診療記錄檔每例存儲不超過10兆，而醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)存儲動(dòng)輒數(shù)百兆甚至更大，部分機(jī)構(gòu)每年存儲都超幾萬兆，若想將大容量數(shù)據(jù)完整的存儲在區(qū)塊鏈中是很困難的，IPFS原理可完美解決難題！它是一種點(diǎn)對點(diǎn)式的分布式系統(tǒng)，將檔切分式存儲，沒有存儲上的限制。并且IPFS特殊的網(wǎng)絡(luò)特性滿足CDN的要求，很好的建立可共享的分布式數(shù)據(jù)庫。DHC鏈上存儲數(shù)據(jù)的hash索引值，具體數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理后存儲在IPFS系統(tǒng)，數(shù)據(jù)使用者獲得數(shù)據(jù)所有者的授權(quán)后，通過Oakley算法交換加密秘鑰，然后利用Rijndael對稱加密算法進(jìn)行授權(quán)數(shù)據(jù)加密傳輸。

2.5 DHC鏈性能優(yōu)化

結(jié)合雷電網(wǎng)絡(luò)、sharding等技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化DHC鏈性能，目標(biāo)理論TPS達(dá)100000+，并可水準(zhǔn)擴(kuò)展。

2.6 DHC跨鏈應(yīng)用

公有鏈數(shù)量增長迅速，未來沒有一條公有鏈能完成所有的事情，因此DHC從一開始就抱著開放的態(tài)度和外部公有鏈進(jìn)行銜接，結(jié)合Polkadot等跨鏈技術(shù)，讓基于其他公有鏈開發(fā)的應(yīng)用也可以使用DHC鏈數(shù)據(jù)和服務(wù)，DHC鏈也可以使用外部公有鏈的優(yōu)秀特征和技術(shù)。

2.7降低應(yīng)用開發(fā)成本

提供豐富的API、SDK、預(yù)置合約、服務(wù)元件，支持java、go、javascript、sodility等主流開發(fā)語言，提供便捷的調(diào)試平臺和工具，最大化降低開發(fā)者成本。

DHC生態(tài)模型

在DHC平臺，各個(gè)參與者通過數(shù)據(jù)的分享與使用、Token的獲取與消耗有效銜接在一起，共同構(gòu)建、完善DHC生態(tài)系統(tǒng)。

1.DHC生態(tài)系統(tǒng)

DHC生態(tài)系統(tǒng)包含兩個(gè)非常重要的生態(tài)市場--數(shù)據(jù)市場和應(yīng)用市場。數(shù)據(jù)市場，數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)者可以授權(quán)貢獻(xiàn)自己指定的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)使用者可以購買自己需要的數(shù)據(jù)；協(xié)力廠商機(jī)構(gòu)和開發(fā)者購買數(shù)據(jù)后可以進(jìn)行分析研究、應(yīng)用開發(fā)，然后將開發(fā)的DAPP和服務(wù)發(fā)布在應(yīng)用市場，供其他生態(tài)參與者購買使用。

DHC生態(tài)系統(tǒng)圍繞數(shù)據(jù)與應(yīng)用展開一系列活動(dòng)，與數(shù)據(jù)相關(guān)的參與者包括：驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)者、數(shù)據(jù)消費(fèi)者，數(shù)據(jù)的生產(chǎn)與使用過程伴隨著DHC Token的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)移，與應(yīng)用相關(guān)的參與者包括：應(yīng)用開發(fā)者、應(yīng)用使用者，應(yīng)用的開發(fā)與使用過程同樣伴隨著DHC Token的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)移。

2.DHC Token機(jī)制

DHT（Deep Health Token）是DHC平臺為保障生態(tài)有效運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)行的Token，在DHC生態(tài)中的任何活動(dòng)，都需要DHT串聯(lián)起來，因此設(shè)計(jì)一套公平、公正、合理的Token機(jī)制非常重要。

2.1 DHT激勵(lì)池

DHC系統(tǒng)中，每天由DHC平臺產(chǎn)生DHT放入Token池用于分配給原始數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)者，每天Token池的Token數(shù)量隨著時(shí)間推移逐漸減少。Token按照算法模型分配，當(dāng)天未分配完的Token計(jì)入到下一天的Token池中。

2.2 驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)

在DHC生態(tài)中，經(jīng)過認(rèn)證的機(jī)構(gòu)或者協(xié)力廠商可以成為DHC鏈的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)鏈的數(shù)據(jù)驗(yàn)證和打包并可獲得對應(yīng)的Token報(bào)酬，而為了防止驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)作弊獲利，每個(gè)驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)需要抵押一定額度的DHT在系統(tǒng)中，有作弊行為時(shí)會被扣除相應(yīng)數(shù)量的Token，被扣完后機(jī)構(gòu)會被納入黑名單直至再次充值DHT，因此作弊的成本非常高。

另外驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了原始數(shù)據(jù)抽取和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化工作，然后開發(fā)提供數(shù)據(jù)管理DAPP給使用者，使用者利用DAPP將自己的數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)到DHC數(shù)據(jù)市場。

2.3 數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)者

DHC生態(tài)中數(shù)據(jù)的所有權(quán)歸使用者，使用者可以決定是否把數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)出來用于特定的用途（智慧合約限定），使用者貢獻(xiàn)數(shù)據(jù)可以獲得DHT獎(jiǎng)勵(lì)，獲取的DHT可以在應(yīng)用市場中購買服務(wù)。對于使用者貢獻(xiàn)的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)根據(jù)POQ（Proof of Quality，有效質(zhì)量證明）模型分配當(dāng)天的DHC貢獻(xiàn)Token池。

POQ模型根據(jù)使用者貢獻(xiàn)的數(shù)據(jù)維度和各維度的重要度占比，以及貢獻(xiàn)數(shù)據(jù)與已有數(shù)據(jù)的相似度打分得出使用者貢獻(xiàn)數(shù)據(jù)可獲得的Token數(shù)量。

醫(yī)療數(shù)據(jù)的維度包含：病歷診斷描述、處方記錄、圖像檢查、化驗(yàn)結(jié)果、生命體征監(jiān)控信息等，醫(yī)院維度包含：二級醫(yī)院、三級醫(yī)院、特大三甲醫(yī)院的診療數(shù)據(jù)等；病變類型維度包含：常見病、疑難病、罕見病、傳染病等，各維度指標(biāo)在DHC系統(tǒng)中都會有權(quán)重值和權(quán)重占比，設(shè)公有n個(gè)評價(jià)指標(biāo)，每個(gè)指標(biāo)的權(quán)重值為V，每個(gè)指標(biāo)的占比為R，另外，系統(tǒng)會計(jì)算貢獻(xiàn)數(shù)據(jù)與已有數(shù)據(jù)的相似度S，則一個(gè)使用者貢獻(xiàn)數(shù)據(jù)獲取的Token數(shù)量為：

2.4 數(shù)據(jù)消費(fèi)者

協(xié)力廠商機(jī)構(gòu)或者開發(fā)者可以在數(shù)據(jù)集市中購買使用者授權(quán)的數(shù)據(jù)用于分析研究、應(yīng)用開發(fā)等，購買數(shù)據(jù)需要按照數(shù)據(jù)的場景和數(shù)量支付DHT。使用數(shù)據(jù)需消耗的Token采用POT（Proof of Times，有效次數(shù)證明）模型計(jì)算得出，POT模型根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)的使用頻次分階梯收費(fèi)，一段時(shí)間內(nèi)被使用次數(shù)越多的數(shù)據(jù)表示越有價(jià)值，數(shù)據(jù)消費(fèi)者需要為其付出更高的成本，數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)者可以獲取更多的回報(bào)。

使用數(shù)據(jù)需要花費(fèi)的Token數(shù)量如下模型計(jì)算：

2.5應(yīng)用開發(fā)者

有分析能力和開發(fā)能力的機(jī)構(gòu)或個(gè)人都可以使用數(shù)據(jù)集市的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和開發(fā)，開發(fā)的應(yīng)用可以發(fā)布在應(yīng)用市場供用戶或者機(jī)構(gòu)使用，應(yīng)用可以自由設(shè)置收費(fèi)模式，也可限定使用的范圍。

2.6 應(yīng)用消費(fèi)者

使用者或機(jī)構(gòu)可以在應(yīng)用市場選擇自己需要的應(yīng)用，可能需要支付一定數(shù)量的DHT用于應(yīng)用服務(wù)費(fèi)。DHC平臺在主鏈未上線之前，Token采用以太坊ERC20 Token，主鏈上線之后切換到主鏈上的DHT。