現(xiàn)階段的互聯(lián)網(wǎng)，建立在諸多協(xié)議的基礎上，比如用于電腦網(wǎng)絡通信的TCP/IP協(xié)議，用于網(wǎng)頁內容的HTTP協(xié)議，用于電子郵件的SMTP協(xié)議以及用于文件傳輸?shù)腇TP等協(xié)議。而區(qū)塊鏈，有可能成為促進信任和驗證身份的另一種協(xié)議，使得互聯(lián)網(wǎng)存儲的信息更安全。區(qū)塊鏈技術可以通過建立對現(xiàn)代商業(yè)至關重要的信任、問責制和透明度，來支持新一代交易應用程序和簡化業(yè)務流程。
除了交易、金融的數(shù)據(jù)存儲之外，其他行業(yè)的細分領域也需要區(qū)塊鏈來保證數(shù)據(jù)存儲的安全性。如何確保其安全性和流通性，幾乎成為了各大行業(yè)所憂，而區(qū)塊鏈技術的出現(xiàn)恰好為這一廣泛存在的問題提供了可行的解決方案。
醫(yī)療健康領域的數(shù)據(jù)安全與流通問題存在已久，而且長久未得到有效解決。隨著電子病歷、可穿戴設備、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模投入使用，數(shù)據(jù)量在近幾年實現(xiàn)了大規(guī)模的爆發(fā)，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效記錄、追蹤、管理是一個難題。
所以，醫(yī)療領域的參與者即使已經(jīng)搞清楚什么是區(qū)塊鏈，更想知道的是區(qū)塊鏈究竟應該如何在醫(yī)療健康領域落地?在各細分市場的參與方式是什么?可以為我們帶來什么?為了解決以上這幾個問題，動脈網(wǎng)組織了區(qū)塊鏈相關的文章和醫(yī)療健康領域的案例解讀。
動脈網(wǎng)區(qū)塊鏈報道系列一：區(qū)塊鏈關鍵詞解讀
動脈網(wǎng)區(qū)塊鏈報道系列二：區(qū)塊鏈醫(yī)療健康應用場景解讀
動脈網(wǎng)區(qū)塊鏈報道系列三：海內外區(qū)塊鏈醫(yī)療健康企業(yè)案例
區(qū)塊鏈技術關鍵詞解讀(一)：“區(qū)塊”和“鏈”
區(qū)塊鏈關鍵詞解讀(二)：分布式存儲
分布式存儲保證數(shù)據(jù)一致性
在上一篇文章中，我們介紹了區(qū)塊鏈的結構特性，它的本質上是一個按照時間順序串聯(lián)起來的事件鏈，創(chuàng)世塊以來的所有交易都記錄在區(qū)塊中。交易記錄等賬目信息會被打包成一個個的區(qū)塊并進行加密，同時蓋上時間戳，所有區(qū)塊按時間戳順序連接成一個總賬本。
區(qū)塊鏈使用了協(xié)議規(guī)定的密碼機制進行了認證，保證不會被篡改和偽造，因此任何交易雙方之間的價值交換活動都是可以被追蹤和查詢到的。
如果想要在區(qū)塊鏈中修改“賬本記錄”，需要把整個鏈條上的加密數(shù)據(jù)進行破解和修改，其難度相當大，這是區(qū)塊鏈的結構所決定的。另一個保證安全的因素，就是區(qū)塊鏈采用了分布式存儲的方式。也就是說，即使黑客破解和修改了一個節(jié)點上的信息，并沒有什么用，篡改者需要同時修改網(wǎng)絡上超過半數(shù)的系統(tǒng)節(jié)點數(shù)據(jù)才能真正的篡改數(shù)據(jù)。這種篡改的代價極高，導致幾乎不可能完成，也才造就了區(qū)塊鏈的安全性。
區(qū)塊鏈安全性的由以下幾個特點共同保證的。
(1)區(qū)塊數(shù)據(jù)加密
(2)互相串成“鏈條” 防止篡改
(3)分布式存儲保證賬本一致性
區(qū)塊鏈之所以安全，是以上三點，第一和第二點是由其數(shù)據(jù)結構特性決定的。第三分布式存儲方式，是增強區(qū)塊鏈安全性的另一個原因。
分布式的概念
分布式存儲是什么意思呢?通常的數(shù)據(jù)存儲方式叫做中心式存儲，重要數(shù)據(jù)都存儲在一個中心服務器上，其他客戶端都是從中心存儲數(shù)據(jù)池中讀取數(shù)據(jù)。分布式存儲是將數(shù)據(jù)分散存儲到全網(wǎng)絡多個數(shù)據(jù)節(jié)點上，每一個節(jié)點都有完整的數(shù)據(jù)存儲和備份，形成了一個大規(guī)模的存儲資源池。
分布式存儲的數(shù)據(jù)傳輸和保存路徑
區(qū)塊鏈構建了一個分布式結構的網(wǎng)絡系統(tǒng)，來保證數(shù)據(jù)庫的嚴謹性。區(qū)塊鏈設計者沒有為專業(yè)的賬本記錄者預留一個特定的中心位置和中心權限，而是希望通過自愿原則來建立一套人人都可以參與記錄信息的分布式記賬體系，從而將會計責任分散化，由整個網(wǎng)絡的所有參與者來共同記錄。數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)都實時更新并存放于所有參與記錄的網(wǎng)絡節(jié)點中。這樣即使部分節(jié)點損壞或被黑客攻擊，也不會影響整個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)記錄與信息更新。
我們最早接觸到的“分布式”概念，至今已有20年。當時有不少大型的科學計算項目，采用了“分布式計算”(Distributed computing)設計，比如尋找外星人的Seti@Home和計算蛋白質折疊的Folding@Home項目。這些計算程序的計算量非常龐大，以往需要在超級計算機上完成，耗時長、費用高，這就是“中心式計算”。而分布式計算是將這些計算項目中的部分數(shù)據(jù)分解，然后通過Internet網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)分配到安裝了計算客戶端的個人電腦上，利用閑置的計算資源共同來完成計算，就叫“分布式計算”。
計算和存儲，都是計算機的重要結構之一。分布式計算解決了數(shù)據(jù)的計算成本問題，大家一起幫忙算。而分布式存儲解決了數(shù)據(jù)的安全性問題，大家一起幫忙記賬。其實區(qū)塊鏈不僅僅是使用了分布式存儲，分布式計算也有涉及。
網(wǎng)絡上介紹區(qū)塊鏈中，傳播最廣的一幅科普漫畫，將區(qū)塊鏈描述為無數(shù)的“會計”一起來完成記賬工作，保證賬本安全。雖然漫畫內容淺顯易懂，但是如果僅僅將區(qū)塊鏈視為一種分布式的存儲系統(tǒng)，是一種誤解。區(qū)塊鏈是分布式存儲，但是分布式存儲不一定是區(qū)塊鏈。
在區(qū)塊鏈出現(xiàn)之前，普通用戶也曾經(jīng)接觸過分布式存儲應用，那就是BitTorrent(BT下載)。BT下載所需的數(shù)據(jù)都分布在用戶的電腦里，采用P2P點對點的數(shù)據(jù)傳輸方式。音樂、軟件、影視資源通過BT軟件免費實現(xiàn)個人之間的分享，在用戶之間互相采用分布式點對點傳輸。由于沒有中心化的服務器，數(shù)據(jù)都在用戶的個人電腦中，權利機構并沒有辦法將數(shù)據(jù)移除。而區(qū)塊鏈技術也是采用的類似數(shù)據(jù)存儲方式。
BT下載的原理圖，和區(qū)塊鏈的存儲方式類似。根據(jù)BitTorrent協(xié)議，文件發(fā)布者發(fā)布的文件生成提供種子文件，包含Tracker信息和文件信息兩部分。Tracker信息主要是BT下載中需要用到的Tracker服務器的地址。BT下載一開始，首先要連接到中心的tracker服務器獲得其他用戶的IP地址后，然后開始連接到其他用戶開始P2P下載。
每個節(jié)點平等
區(qū)塊鏈構建了一整套協(xié)議機制，讓全網(wǎng)每一個節(jié)點在參與記錄的同時也來驗證其他節(jié)點記錄結果的正確性。只有當全網(wǎng)大部分節(jié)點(或甚至所有節(jié)點)都同時認為這個記錄正確時，或者所有參與記錄的節(jié)點都比對結果一致通過后，記錄的真實性才能得到全網(wǎng)認可，記錄數(shù)據(jù)才允許被寫入?yún)^(qū)塊中。
區(qū)塊鏈技術采用分布式數(shù)據(jù)存儲的方式來解決賬本的容災問題，同時也是想建立一種平等個體之間的對等關系( P2P)，形成去中心化的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。這個系統(tǒng)中沒有中介機構，所有節(jié)點的權利和義務都相等，任一節(jié)點停止工作都會不影響系統(tǒng)整體的運作。所以，分布式存儲的一個優(yōu)勢就被稱為“去中心化”。
從去中心化到弱中心化
區(qū)塊鏈的核心不是去中心化，而是分布式。在區(qū)塊鏈的早期技術(諸如比特幣)中，被描述為完全去中心化的，無政府色彩的技術。實際上區(qū)塊鏈技術還是有中心的，雖然沒有第三方平臺作為中心，用信用背書，但是實際上交易協(xié)議、算法就是它的中心。未來，區(qū)塊鏈要在 “原本只有少量的大中心”的行業(yè)中應用，還將慢慢演化成“有大量的更小規(guī)模的中心”。
去中心化帶來的好處是信任成本低，P2P的多節(jié)點確認模式會讓交易效率也降低。由于金融行業(yè)的特殊性質，完全去除監(jiān)管部門的監(jiān)督權利也是不切實際的想法。包括央行在內的多家監(jiān)管也在研究如何在區(qū)塊鏈中引入超級賬戶，但是這個系統(tǒng)中需要通過超級賬戶執(zhí)行一些特定的操作，包括交易賬號的凍結等。
在實際中，很多業(yè)務場景已經(jīng)有了一定的信任基礎。比如一個機構內部，行業(yè)聯(lián)盟之間的互信。在原有的信任基礎之上，區(qū)塊鏈朝著聯(lián)盟鏈、私有鏈的方向去發(fā)展。未來區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構將是構建可信任的多中心體系，將分散獨立的各自單中心，提升為多方參與的統(tǒng)一多中心，從而提高信任傳遞效率，降低交易成本。即在信息不對稱、不確定的環(huán)境下，建立滿足各種活動賴以發(fā)生、發(fā)展的“信任”生態(tài)體系。
醫(yī)療健康記錄的分布式存儲
金融、法律、醫(yī)療保健和其他類型的交易有一些共同的要求。有必要確定交易各方的身份，保持信任，確保交易記錄正確，不能變更，交易發(fā)生的基礎設施穩(wěn)定。在區(qū)塊鏈技術出現(xiàn)之前，實現(xiàn)這些目標的唯一途徑是建立一個強有力的中心化角色來提供這些服務，例如銀行、政府和清算所。
在醫(yī)療健康檔案領域，每個醫(yī)院或衛(wèi)生系統(tǒng)都擁有自己的中心機構提供記錄、保存和傳輸健康檔案的服務。傳統(tǒng)的中心式存儲設施是解決這個問題的最佳辦法。雖然它有許多優(yōu)點，但也有缺點。中心式存儲容易遭受數(shù)據(jù)丟失、更改和攻擊。這種架構的存在，也導致當今在醫(yī)療保健領域普遍存在的信息孤島出現(xiàn)。
來自美國衛(wèi)生與公眾服務部的數(shù)據(jù)，2015年，由于黑客/ IT事件導致的醫(yī)療記錄數(shù)據(jù)被破壞了1.12億次. 2016年，估計三分之一的患者將成為數(shù)據(jù)泄露的受害者。而區(qū)塊鏈的公鑰/私鑰訪問方式，分布式數(shù)據(jù)存儲為醫(yī)療保健信息的安全建立了一個新的范本。
以醫(yī)院HIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲方式為例，它采用傳統(tǒng)的中心式存儲方式，數(shù)據(jù)全部存儲在整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心上。而各科室的電腦是客戶端，只負責數(shù)據(jù)的采集、錄入和查詢，不負責數(shù)據(jù)的存儲。如果采用分布式存儲，那么就不再會有服務器存在，所有的客戶端電腦都會充當數(shù)據(jù)服務器，把數(shù)據(jù)存儲在本機上，所有節(jié)點以P2P方式進行數(shù)據(jù)傳輸。
不可更改是區(qū)塊鏈技術的本質之一，但在實際應用中，特別是私有鏈中，當出現(xiàn)錯誤信息時，很多時候還是需要實行數(shù)據(jù)的更改。醫(yī)療保健機構可以保留患者的電子病歷的更新副本，分布式存儲可保護副本以防止惡意攻擊。如果出現(xiàn)患者性別錯誤，或者年齡錯誤，需要調整區(qū)塊鏈中的歷史數(shù)據(jù)區(qū)塊，則需要區(qū)塊鏈的所有參與者達成一致共識，或者51%的網(wǎng)絡參與者批準更改。如果確實發(fā)生了區(qū)塊替換，那么這個區(qū)塊將會留下一個所有參與者都能看的更改痕跡。此功能可提高安全性，并可幫助限制惡意更改的風險，一旦更改會立即向網(wǎng)絡廣播。
咨詢服務業(yè)巨頭埃森哲(Accenture)已在歐美獲得可編輯區(qū)塊鏈模型的專利。此種區(qū)塊鏈允許在已授權的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，由中央管理員修改及刪除儲存信息。區(qū)塊鏈技術的部分支持者認為，可編輯區(qū)塊鏈顛覆了區(qū)塊鏈原有的概念，是一種技術上的倒退。
通過這篇文章，我們了解了“分布式存儲”的概念，以及區(qū)塊鏈在醫(yī)療健康領域的分布式存儲方式。接下來在下一篇文章中，我們將對“非對稱加密”進行解讀。
未來一段時間里，動脈網(wǎng)在區(qū)塊鏈領域的選題規(guī)劃如下，除了持續(xù)關注區(qū)塊鏈技術在醫(yī)療領域的發(fā)展之外，我們還建立了區(qū)塊鏈交流群，添加動脈網(wǎng)會員助手微信(微信號：vcbeat_m，注明區(qū)塊鏈)就可以加入，獲取更多的區(qū)塊鏈資料、企業(yè)信息、項目白皮書、線下活動資訊等。
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數(shù)字化要一盤棋更要各自為戰(zhàn)
