基于區塊鏈技術的中國健康醫療信息化與隱私化管理研究

劉馨茹 肖菲 孫銘鴻

【摘 要】區塊鏈技術在國內發展日漸良好，越來越龐大的區塊鏈應用也隨之產生，同時作為利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式，區塊鏈在一定程度上，為數字化生活帶來了許多便利，同時應用醫療系統方面的技術也會日漸完善。本文主要以區塊鏈技術在中國醫療信息化與隱私化管理方面進行研究探討。

【關鍵詞】區塊鏈，健康，中國醫療，隱私化

一、項目背景

（一）區塊鏈技術的概念及技術特征

區塊鏈技術起源于化名為“中本聰”的學者（或學者們）在2008年發表的論文《比特幣：一種點對點電子現金系統》，業界目前尚未形成公認的區塊鏈定義。 區塊鏈的實質是在信息不對稱的情況下，無需相互擔保信任或第三方，而是通過數字加密技術/分布式共識算法、時間戳等技術手段，實現了在無需信任單個節點的情況下構建一個去中心化的可信任系統。

區塊鏈技術具有四個主要的技術特征。分別是分布式，開放式，去信任化以及安全可信。去信任化是指區塊鏈采用非對稱密碼學技術對數據進行加密，同時借助分布式系統各節點的工作量證明等共識算法形成的強大算力來抵御外部攻擊，保證區塊鏈數據不可篡改和不可偽造.因此具有較高的安全性。

（二）區塊鏈對于醫療健康領域背景以及走向

隨著健康中國戰略的深度推進，運用新時代信息技術賦能醫療衛生領域，推進衛生健康領域的技術創新，增強衛生健康治理體系整體效能，對于實現“十四五”期間醫療衛生領域戰略目標意義重大。區塊鏈是基于多種技術整合的新型應用模式，其本質上是一種由全網節點共同維護的分布式全局賬本數據庫，其去中心化、防篡改、可追溯、隱私保護的分散管理特性，為解決健康領域中數據存儲和共享的安全性問題提供了路徑。

當前區塊鏈技術正以驚人的速度、顛覆性的方式向前發展。無論是國外的GEM、Philips公司還是國內的阿里健康都推出了基于區塊鏈的健康管理項目，各國政府也紛紛重視區塊鏈技術的應用，2019年習近平總書記在中央政治局第十八次集體學習時提出要探索“區塊鏈+”在民生領域的運用，積極推動區塊鏈在醫療健康領域的運用，如何推動“區塊鏈+”在醫療健康領域的應用，不僅是拓展區塊鏈技術應用的重要方向，更是實施數字化健康管理手段的迫切需要。

醫療機構正通過區塊鏈技術，實現對患者隱私信息的保密。區塊鏈技術的出現，顯得健康信息交易所（HIE）和全員人口數據庫（APCD）已經跟不上時代。新的醫療記錄共享模式正在誕生。區塊鏈技術在醫療領域的應用主要有以下幾個方面：

（1）電子健康病例

醫療方面，區塊鏈最主要的應用是對個人醫療記錄的保存，可以理解為區塊鏈上的電子病歷。用區塊鏈技術來進行保存，就可以擁有個人醫療的歷史數據，看病也好，對自己的健康做規劃也好，就有歷史數據可供使用，而這個數據真正的掌握者是患者自己，而不是某個醫院或第三方機構。

（2）DNA錢包

基因和醫療數據能夠運用區塊鏈技術進行安全存儲并且通過使用私人秘鑰來獲得，這將形成一個DNA錢包。這使得醫療健康服務商能夠安全地分享和統計病人數據，幫助藥企更有效率地研發藥物。而這種模式也正在逐步建立起來。

（3）藥品防偽

與編碼防偽技術類似的是，對于運用區塊鏈技術防偽的藥品而言，在藥品包裝盒表面有一個可以被刮去的面，底下是一個特別的驗證標簽，這與區塊鏈相互對照來確保藥品的合法性。

隨著醫療技術的發展，在病人身份背景、往期病史、以及醫療支付情況的記錄等方面，醫療數據正在起著越來越重要的作用。醫療數據可能是一個人最隱私的數據，但由于網絡操作錯誤或者黑客攻擊等問題，在過去這些個人隱私數據卻存在著大規模泄露的情況，比如Anthem曾經泄露8000萬病人和雇員記錄，UCLA Health曾經泄露450萬病人數據?！秴^塊鏈：定義未來金融與經濟新格局》一書中指出：使用區塊鏈技術，醫院、醫生、患者、以及醫藥醫療器械公司等等相關各方都可以成為整個鏈條的一部分，從而降低人們之間的信任成本，減少醫患糾紛和欺詐行為。將數據記錄在區塊鏈上，并使用相關的數字簽名技術，只有當獲得相關各方的許可的情況下，每個人的健康信息和醫療數據才能夠被讀取。這樣，可以更好地規范患者健康數據的管理。

所以在區塊鏈技術中，密碼學算法能在中心化的環境中更好地保護病人的隱私，大幅度改善醫療治療和醫療管理模式，降低醫療成本和風險。實現對信息價值的最大化使用。

二、有關區塊鏈研究創新可預見的關鍵問題

2.1本身性能安全問題

性能安全問題仍是制約區塊鏈產業發展的重要瓶頸。區塊鏈的性能問題源于自身的體系架構，其中聯盟鏈性能要明顯優于公鏈性能，這與聯盟鏈中節點數量和共識機制有關。由于分布式系統的共識機制、區塊鏈底層協議以、網絡傳輸協議以及區塊鏈安全等因素，區塊鏈性能還無法與傳統中心化系統相媲美。

此外，區塊鏈技術產生時間尚短，仍面臨較多的安全隱患。一是區塊鏈技術本身仍存在安全問題。二是區塊鏈技術實現上仍存在大量安全漏洞。三是密鑰管理存在隱患私鑰是用戶生成并保管的，沒有第三方參與，一旦丟失便無法對賬戶的資產做任何操作。

2.2 醫療領域實踐經驗少，推廣運行存在阻力

國內外目前尚無使用區塊鏈技術的標準，在醫學的推廣和運營中存在許多問題。去中心化的特點對傳統醫療管理機構有著很大的沖擊，所以很多醫療機構會在應用區塊鏈技術時持謹慎的態度，阻礙了區塊鏈技術的大規模推廣與應用。由于醫療行業中區塊鏈技術的案例很少，專家和學者缺乏動力來促進和實施，因此應該加快速度培養區塊鏈醫療的相關人才，形成不斷學習新技術的良好氛圍，強化區塊鏈醫療技術的學習機制，使學習、掌握、深化區塊鏈醫療技術成為常態。

2.3 數據存儲空間問題

區塊鏈數據庫記錄了每筆交易從當前到開始時的所有數據信息，因此需要下載、存儲和更新從原始區塊到當前區塊的每個部分。越來越多的數據將以區塊鏈的形式傳遞，從而增加了對區塊鏈數據庫存儲空間的需求。當每個節點的數據完全同步時，開發區塊鏈數據的存儲容量要求成為一個主要問題，直接影響醫療部門更新數據，并且要求醫生和患者實時收集數據。除了增加數據存儲的可伸縮性和可承受性，還有另一種可能，區塊鏈除了提供一個去中心化的存儲系統以外，通過區塊鏈也能構建一個去中心化的商業模式，這樣一個規模龐大的去中心化系統并不是由單的中心化機構構建的，而是由全球的存儲礦工貢獻自己的硬盤空間，大家一起去構建。

2.4 區塊鏈概念認知程度有待深入

社會各界對區塊鏈的看法不一，多數人對區塊鏈的認識不足。一是大量民眾對區塊鏈的應用價值往往是一知半解將真正的區塊鏈技術與比特幣混淆，認為國家禁止了ICO、關閉了加密數字貨幣交易平臺就是否定了區塊鏈技術，短時期內難以深刻理解和接受。二是國內的IT巨頭企業、金融機構雖然紛紛布局區塊鏈，但投入資源有限且主要應用于非核心業務領域，對區塊鏈技術的應用仍處于初級階段。三是部分地區政府對區塊鏈的認知仍存在偏見，對區塊鏈技術的安全問題、監管問題、含規問題仍沒有清楚的認識，經濟較發達地區對區塊鏈發展仍處于觀望態度，相關扶持政策和發展力度較為保守。

三、區塊鏈研究相關創新內容

隨著健康中國戰略的深度推進，運用新一代信息技術在醫療衛生領域，推進健康醫療領域的技術創新，增強健康醫療治理體系整體效能，對于實現健康醫療領域戰略目標意義重大。區塊鏈是居于多技術整合的一種新型應用模式，本質是一種全局賬本數據庫，他為解決健康領域中數據存儲和共享的安全性問題提供了路徑，本文主要研究的是基于區塊鏈技術的中國健康醫療信息化與隱私化管理的研究。

3.1 信息化

區塊鏈是一種分布式數據庫，識別傳播和記載信息的智能化網絡，其最早運用于比特幣，其核心技術是分布式技術，密碼學共識機制和時間出，并且將這四個技術有機的結合在一起，他區塊鏈技術能夠依托大數據，云計算的新型的科技技術，對數據信息進行更加精準的處理，從而能夠助推醫療信息的升級與效率質量的提升問題，在醫療領域，病人信息是一個相對來說十分龐大的數據，與傳統模式相比，將區塊鏈技術應用于醫療信息方面，使得健康醫療的數據等方面更加信息化，通過區塊鏈技術，可以讓數據信息化。

3.2 隱私化

區塊鏈技術具有去中心化和去性化等特點，能夠不依賴第三方可信機構在陌生接點之間建立點對點的可信價值傳遞，并且隨著區塊鏈技術不斷發展和廣泛應用，其面臨的隱私泄露問題很突出，相對于傳統的中心化架構，區塊鏈機制不依賴特定中心節點處理和存儲數據，因此，能夠避免集中式服務器單點崩潰和數據泄露的風險。區塊鏈技術基本特點是鏈式結構，保證數據不可更改。而現代醫學一直立足于醫療證據，以數據信任和安全為基礎，區塊鏈技術解決了可信的存證和不可更改存證，區塊鏈在醫療領域中，數據信息的授權分發與安全傳輸的重點在于數據的權屬認定以及由分發過程形成的數據所有者和使用者之間的信任，2018年曾有人提出了Med-PP模型，它由一個無許可區塊鏈和一個許可的區塊鏈組成，服務于管理用戶的個人健康信息，形成了醫療數據鏈式保護機制，建立了一個安全高效的數據流通渠道，從而保證了隱私數據安全。

四、有關行業及市場前景

我國的醫療信息建設落后于發達國家，但由于我國大力推動醫療信息建設，因此發展速度非?？?，與發達國家的差距正在縮小。2010年，我國建立了國家和地方衛生信息平臺，完善了5個應用系統，并創建了2個基本的公民電子健康記錄和電子健康記錄數據庫。從目前發展來看，醫療信息化建設比較突出的問題是缺乏一個公認的標準，醫療機構都是結合自身的實際需求，開展與軟件開發企業之間的合作，建立相應的醫療信息系統，這就導致各醫療機構之間沒有統一的信息交互接口，很難實現信息共享，從而形成信息孤島，使得醫院之間的轉診沒有得到有效落實，造成醫療資源的嚴重浪費，就醫費用逐年上升，同時也限制了區域醫療信息化的進一步發展。

醫院信息系統的開發對于管理醫療數據非常重要。醫院信息系統是一個使用數據庫技術和計算機網絡對醫院進行數字化和現代化處理的綜合系統，為每級別的管理 人員和部門提供可靠的參考數據和決策支持。醫院信息系統可以在醫院管理臨床醫學、護理和健康保險等多層次和多部門的工作中發揮重要作用，并可以推動醫院管理模式的重大變革。

五、總結

基于上述問題，我們對區塊鏈在中國健康醫療信息化與隱私化管理研究方向進行

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