現(xiàn)階段的互聯(lián)網(wǎng)，建立在諸多協(xié)議的基礎(chǔ)上，比如用于電腦網(wǎng)絡(luò)通信的TCP/IP協(xié)議，用于網(wǎng)頁(yè)內(nèi)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(jìn)信任和驗(yàn)證身份的另一種協(xié)議，使得互聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)的信息更安全。區(qū)塊鏈技術(shù)可以通過(guò)建立對(duì)現(xiàn)代商業(yè)至關(guān)重要的信任、問(wèn)責(zé)制和透明度，來(lái)支持新一代交易應(yīng)用程序和簡(jiǎn)化業(yè)務(wù)流程。
除了交易、金融的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之外，其他行業(yè)的細(xì)分領(lǐng)域也需要區(qū)塊鏈來(lái)保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(shù)的出現(xiàn)恰好為這一廣泛存在的問(wèn)題提供了可行的解決方案。
醫(yī)療健康領(lǐng)域的數(shù)據(jù)安全與流通問(wèn)題存在已久，而且長(zhǎng)久未得到有效解決。隨著電子病歷、可穿戴設(shè)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(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的爆發(fā)，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效記錄、追蹤、管理是一個(gè)難題。
所以，醫(yī)療領(lǐng)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(yīng)該如何在醫(yī)療健康領(lǐng)域落地?在各細(xì)分市場(chǎng)的參與方式是什么?可以為我們帶來(lái)什么?為了解決以上這幾個(gè)問(wèn)題，動(dòng)脈網(wǎng)組織了區(qū)塊鏈相關(guān)的文章和醫(yī)療健康領(lǐng)域的案例解讀。
動(dòng)脈網(wǎng)區(qū)塊鏈報(bào)道系列一：區(qū)塊鏈關(guān)鍵詞解讀
動(dòng)脈網(wǎng)區(qū)塊鏈報(bào)道系列二：區(qū)塊鏈醫(yī)療健康應(yīng)用場(chǎng)景解讀
動(dòng)脈網(wǎng)區(qū)塊鏈報(bào)道系列三：海內(nèi)外區(qū)塊鏈醫(yī)療健康企業(yè)案例
區(qū)塊鏈技術(shù)關(guān)鍵詞解讀(一)：“區(qū)塊”和“鏈”
區(qū)塊鏈關(guān)鍵詞解讀(二)：分布式存儲(chǔ)
分布式存儲(chǔ)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(jié)構(gòu)特性，它的本質(zhì)上是一個(gè)按照時(shí)間順序串聯(lián)起來(lái)的事件鏈，創(chuàng)世塊以來(lái)的所有交易都記錄在區(qū)塊中。交易記錄等賬目信息會(huì)被打包成一個(gè)個(gè)的區(qū)塊并進(jìn)行加密，同時(shí)蓋上時(shí)間戳，所有區(qū)塊按時(shí)間戳順序連接成一個(gè)總賬本。
區(qū)塊鏈?zhǔn)褂昧藚f(xié)議規(guī)定的密碼機(jī)制進(jìn)行了認(rèn)證，保證不會(huì)被篡改和偽造，因此任何交易雙方之間的價(jià)值交換活動(dòng)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(gè)鏈條上的加密數(shù)據(jù)進(jìn)行破解和修改，其難度相當(dāng)大，這是區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)所決定的。另一個(gè)保證安全的因素，就是區(qū)塊鏈采用了分布式存儲(chǔ)的方式。也就是說(shuō)，即使黑客破解和修改了一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的信息，并沒(méi)有什么用，篡改者需要同時(shí)修改網(wǎng)絡(luò)上超過(guò)半數(shù)的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)才能真正的篡改數(shù)據(jù)。這種篡改的代價(jià)極高，導(dǎo)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(gè)特點(diǎn)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(chǔ)保證賬本一致性
區(qū)塊鏈之所以安全，是以上三點(diǎn)，第一和第二點(diǎn)是由其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特性決定的。第三分布式存儲(chǔ)方式，是增強(qiáng)區(qū)塊鏈安全性的另一個(gè)原因。
分布式的概念
分布式存儲(chǔ)是什么意思呢?通常的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式叫做中心式存儲(chǔ)，重要數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在一個(gè)中心服務(wù)器上，其他客戶端都是從中心存儲(chǔ)數(shù)據(jù)池中讀取數(shù)據(jù)。分布式存儲(chǔ)是將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)到全網(wǎng)絡(luò)多個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有完整的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份，形成了一個(gè)大規(guī)模的存儲(chǔ)資源池。
分布式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸和保存路徑
區(qū)塊鏈構(gòu)建了一個(gè)分布式結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，來(lái)保證數(shù)據(jù)庫(kù)的嚴(yán)謹(jǐn)性。區(qū)塊鏈設(shè)計(jì)者沒(méi)有為專業(yè)的賬本記錄者預(yù)留一個(gè)特定的中心位置和中心權(quán)限，而是希望通過(guò)自愿原則來(lái)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(huì)計(jì)責(zé)任分散化，由整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的所有參與者來(lái)共同記錄。數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)都實(shí)時(shí)更新并存放于所有參與記錄的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中。這樣即使部分節(jié)點(diǎn)損壞或被黑客攻擊，也不會(huì)影響整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)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(dāng)時(shí)有不少大型的科學(xué)計(jì)算項(xiàng)目，采用了“分布式計(jì)算”(Distributed computing)設(shè)計(jì)，比如尋找外星人的Seti@Home和計(jì)算蛋白質(zhì)折疊的Folding@Home項(xiàng)目。這些計(jì)算程序的計(jì)算量非常龐大，以往需要在超級(jí)計(jì)算機(jī)上完成，耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高，這就是“中心式計(jì)算”。而分布式計(jì)算是將這些計(jì)算項(xiàng)目中的部分?jǐn)?shù)據(jù)分解，然后通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)分配到安裝了計(jì)算客戶端的個(gè)人電腦上，利用閑置的計(jì)算資源共同來(lái)完成計(jì)算，就叫“分布式計(jì)算”。
計(jì)算和存儲(chǔ)，都是計(jì)算機(jī)的重要結(jié)構(gòu)之一。分布式計(jì)算解決了數(shù)據(jù)的計(jì)算成本問(wèn)題，大家一起幫忙算。而分布式存儲(chǔ)解決了數(shù)據(jù)的安全性問(wèn)題，大家一起幫忙記賬。其實(shí)區(qū)塊鏈不僅僅是使用了分布式存儲(chǔ)，分布式計(jì)算也有涉及。
網(wǎng)絡(luò)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(wú)數(shù)的“會(huì)計(jì)”一起來(lái)完成記賬工作，保證賬本安全。雖然漫畫內(nèi)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(chǔ)系統(tǒng)，是一種誤解。區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际酱鎯?chǔ)，但是分布式存儲(chǔ)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(guò)分布式存儲(chǔ)應(yīng)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(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸方式。音樂(lè)、軟件、影視資源通過(guò)BT軟件免費(fèi)實(shí)現(xiàn)個(gè)人之間的分享，在用戶之間互相采用分布式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。由于沒(méi)有中心化的服務(wù)器，數(shù)據(jù)都在用戶的個(gè)人電腦中，權(quán)利機(jī)構(gòu)并沒(méi)有辦法將數(shù)據(jù)移除。而區(qū)塊鏈技術(shù)也是采用的類似數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式。
BT下載的原理圖，和區(qū)塊鏈的存儲(chǔ)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(wù)器的地址。BT下載一開始，首先要連接到中心的tracker服務(wù)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(gè)節(jié)點(diǎn)平等
區(qū)塊鏈構(gòu)建了一整套協(xié)議機(jī)制，讓全網(wǎng)每一個(gè)節(jié)點(diǎn)在參與記錄的同時(shí)也來(lái)驗(yàn)證其他節(jié)點(diǎn)記錄結(jié)果的正確性。只有當(dāng)全網(wǎng)大部分節(jié)點(diǎn)(或甚至所有節(jié)點(diǎn))都同時(shí)認(rèn)為這個(gè)記錄正確時(shí)，或者所有參與記錄的節(jié)點(diǎn)都比對(duì)結(jié)果一致通過(guò)后，記錄的真實(shí)性才能得到全網(wǎng)認(rèn)可，記錄數(shù)據(jù)才允許被寫入?yún)^(qū)塊中。
區(qū)塊鏈技術(shù)采用分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方式來(lái)解決賬本的容災(zāi)問(wèn)題，同時(shí)也是想建立一種平等個(gè)體之間的對(duì)等關(guān)系( P2P)，形成去中心化的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)中沒(méi)有中介機(jī)構(gòu)，所有節(jié)點(diǎn)的權(quán)利和義務(wù)都相等，任一節(jié)點(diǎn)停止工作都會(huì)不影響系統(tǒng)整體的運(yùn)作。所以，分布式存儲(chǔ)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)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(shù)(諸如比特幣)中，被描述為完全去中心化的，無(wú)政府色彩的技術(shù)。實(shí)際上區(qū)塊鏈技術(shù)還是有中心的，雖然沒(méi)有第三方平臺(tái)作為中心，用信用背書，但是實(shí)際上交易協(xié)議、算法就是它的中心。未來(lái)，區(qū)塊鏈要在 “原本只有少量的大中心”的行業(yè)中應(yīng)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(lái)的好處是信任成本低，P2P的多節(jié)點(diǎn)確認(rèn)模式會(huì)讓交易效率也降低。由于金融行業(yè)的特殊性質(zhì)，完全去除監(jiān)管部門的監(jiān)督權(quán)利也是不切實(shí)際的想法。包括央行在內(nèi)的多家監(jiān)管也在研究如何在區(qū)塊鏈中引入超級(jí)賬戶，但是這個(gè)系統(tǒng)中需要通過(guò)超級(jí)賬戶執(zhí)行一些特定的操作，包括交易賬號(hào)的凍結(jié)等。
在實(shí)際中，很多業(yè)務(wù)場(chǎng)景已經(jīng)有了一定的信任基礎(chǔ)。比如一個(gè)機(jī)構(gòu)內(nèi)部，行業(yè)聯(lián)盟之間的互信。在原有的信任基礎(chǔ)之上，區(qū)塊鏈朝著聯(lián)盟鏈、私有鏈的方向去發(fā)展。未來(lái)區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構(gòu)將是構(gòu)建可信任的多中心體系，將分散獨(dú)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(duì)稱、不確定的環(huán)境下，建立滿足各種活動(dòng)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(chǔ)
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(chǔ)設(shè)施穩(wěn)定。在區(qū)塊鏈技術(shù)出現(xiàn)之前，實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的唯一途徑是建立一個(gè)強(qiáng)有力的中心化角色來(lái)提供這些服務(wù)，例如銀行、政府和清算所。
在醫(yī)療健康檔案領(lǐng)域，每個(gè)醫(yī)院或衛(wèi)生系統(tǒng)都擁有自己的中心機(jī)構(gòu)提供記錄、保存和傳輸健康檔案的服務(wù)。傳統(tǒng)的中心式存儲(chǔ)設(shè)施是解決這個(gè)問(wèn)題的最佳辦法。雖然它有許多優(yōu)點(diǎn)，但也有缺點(diǎn)。中心式存儲(chǔ)容易遭受數(shù)據(jù)丟失、更改和攻擊。這種架構(gòu)的存在，也導(dǎo)致當(dāng)今在醫(yī)療保健領(lǐng)域普遍存在的信息孤島出現(xiàn)。
來(lái)自美國(guó)衛(wèi)生與公眾服務(wù)部的數(shù)據(jù)，2015年，由于黑客/ IT事件導(dǎo)致的醫(yī)療記錄數(shù)據(jù)被破壞了1.12億次. 2016年，估計(jì)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(wèn)方式，分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為醫(yī)療保健信息的安全建立了一個(gè)新的范本。
以醫(yī)院HIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式為例，它采用傳統(tǒng)的中心式存儲(chǔ)方式，數(shù)據(jù)全部存儲(chǔ)在整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心上。而各科室的電腦是客戶端，只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、錄入和查詢，不負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。如果采用分布式存儲(chǔ)，那么就不再會(huì)有服務(wù)器存在，所有的客戶端電腦都會(huì)充當(dāng)數(shù)據(jù)服務(wù)器，把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本機(jī)上，所有節(jié)點(diǎn)以P2P方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
不可更改是區(qū)塊鏈技術(shù)的本質(zhì)之一，但在實(shí)際應(yīng)用中，特別是私有鏈中，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤信息時(shí)，很多時(shí)候還是需要實(shí)行數(shù)據(jù)的更改。醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)可以保留患者的電子病歷的更新副本，分布式存儲(chǔ)可保護(hù)副本以防止惡意攻擊。如果出現(xiàn)患者性別錯(cuò)誤，或者年齡錯(cuò)誤，需要調(diào)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(dá)成一致共識(shí)，或者51%的網(wǎng)絡(luò)參與者批準(zhǔn)更改。如果確實(shí)發(fā)生了區(qū)塊替換，那么這個(gè)區(qū)塊將會(huì)留下一個(gè)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(fēng)險(xiǎn)，一旦更改會(huì)立即向網(wǎng)絡(luò)廣播。
咨詢服務(wù)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(quán)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，由中央管理員修改及刪除儲(chǔ)存信息。區(qū)塊鏈技術(shù)的部分支持者認(rèn)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(shù)上的倒退。
通過(guò)這篇文章，我們了解了“分布式存儲(chǔ)”的概念，以及區(qū)塊鏈在醫(yī)療健康領(lǐng)域的分布式存儲(chǔ)方式。接下來(lái)在下一篇文章中，我們將對(duì)“非對(duì)稱加密”進(jìn)行解讀。
未來(lái)一段時(shí)間里，動(dòng)脈網(wǎng)在區(qū)塊鏈領(lǐng)域的選題規(guī)劃如下，除了持續(xù)關(guān)注區(qū)塊鏈技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展之外，我們還建立了區(qū)塊鏈交流群，添加動(dòng)脈網(wǎng)會(huì)員助手微信(微信號(hào)：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(xiàng)目白皮書、線下活動(dòng)資訊等。
數(shù)字化要一盤棋更要各自為戰(zhàn)
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