基于Fabric区块链的电子病历软件设计与研究
发布时间：2022-02-21 14:32
随着医院信息系统的建立,电子病历软件逐渐成为患者病历数据的主要记录方式。传统电子病历中心化的数据结构设计可能造成病历记录丢失或误删除等问题,且各个医院之间并不共享病历数据。区块链作为一种去中心化的分布式记账技术,拥有数据权限管理、易共享和容灾备份等优点,但也存在去中心化备份机制导致性能下降的问题。本文将区块链技术与电子病历业务相结合,研究并设计基于Hyperledger Fabric区块链的电子病历软件。主要工作如下:1.针对区块链备份机制导致性能下降问题和电子病历软件高吞吐量和低时延需求特点,本文从日志复制和领导选举两方面优化Fabric平台的Raft共识算法。在日志复制阶段,基于分摊思想的日志复制改进旨在通过让peer节点参与分发日志信息的方式来降低Leader节点的通信复杂度。在领导选举阶段,基于票变更机制的领导选举根据候选者节点的票数对比来变更peer节点的票所属关系,力求在一轮选举中达成共识,减少选举时间。2.本文根据电子病历隐私保护和数据共享的需求特点,将患者病历数据以匿名方式存入区块链网络,而用户关系数据（如个人信息,病历关系信息等）则存入医疗机构本地数据库。针对Fabr...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究现状
1.2.1 区块链国外研究现状
1.2.2 区块链国内研究现状
1.2.3 共识算法研究现状
1.3 研究目标和研究内容
1.4 论文结构安排
第2章 需求分析及关键技术
2.1 功能需求分析
2.2 非功能需求分析
2.3 关键技术分析
2.3.1 区块链技术介绍
2.3.2 Hyperledger Fabric相关技术
2.3.3 Raft算法
2.4 本章小结
第3章 基于Raft共识算法的改进
3.1 Raft算法中存在的问题
3.1.1 日志复制阶段的缺陷
3.1.2 Leader选举阶段的缺陷
3.2 重要设计概念
3.2.1 任期(term)
3.2.2 轮数(epoch)
3.2.3 日志段索引
3.3 算法改进设计
3.3.1 基于票变更机制的Leader选举改进
3.3.2 基于分摊思想的日志复制改进
3.4 一致性论证
3.4.1 算法机制设计
3.4.2 Leader节点的完备性
3.4.3 选举限制
3.4.4 日志集合的覆盖问题
3.5 本章小结
第4章 基于区块链的电子病历软件设计
4.1 整体设计概要
4.1.1 软件框架
4.1.2 业务功能划分
4.2 数据访问层设计与实现
4.2.1 链码(Chaincode)设计与实现
4.2.2 本地数据库设计与实现
4.3 登录注册模块设计与实现
4.3.1 注册模块设计与实现
4.3.2 登录模块设计与实现
4.4 患者端模块设计与实现
4.4.1 挂号申请模块设计与实现
4.4.2 病历管理模块设计与实现
4.4.3 权限审核模块设计与实现
4.5 医生端模块设计与实现
4.5.1 挂号管理模块设计与实现
4.5.2 患者管理模块设计与实现
4.5.3 个人信息模块设计与实现
4.6 管理端模块设计与实现
4.6.1 医生管理模块设计与实现
4.6.2 身份审核模块设计与实现
4.7 本章小结
第5章 基于区块链的电子病历软件测试
5.1 测试环境
5.2 功能测试
5.2.1 数据备份与共享功能测试
5.2.2 安全功能测试
5.2.3 用户登录及注册功能测试
5.2.4 患者端模块功能测试
5.2.5 医生端模块功能测试
5.2.6 管理端模块功能测试
5.3 性能测试
5.3.1 Leader选举阶段性能测试
5.3.2 日志复制阶段性能测试
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得成果
本文编号：3637454
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究现状
1.2.1 区块链国外研究现状
1.2.2 区块链国内研究现状
1.2.3 共识算法研究现状
1.3 研究目标和研究内容
1.4 论文结构安排
第2章 需求分析及关键技术
2.1 功能需求分析
2.2 非功能需求分析
2.3 关键技术分析
2.3.1 区块链技术介绍
2.3.2 Hyperledger Fabric相关技术
2.3.3 Raft算法
2.4 本章小结
第3章 基于Raft共识算法的改进
3.1 Raft算法中存在的问题
3.1.1 日志复制阶段的缺陷
3.1.2 Leader选举阶段的缺陷
3.2 重要设计概念
3.2.1 任期(term)
3.2.2 轮数(epoch)
3.2.3 日志段索引
3.3 算法改进设计
3.3.1 基于票变更机制的Leader选举改进
3.3.2 基于分摊思想的日志复制改进
3.4 一致性论证
3.4.1 算法机制设计
3.4.2 Leader节点的完备性
3.4.3 选举限制
3.4.4 日志集合的覆盖问题
3.5 本章小结
第4章 基于区块链的电子病历软件设计
4.1 整体设计概要
4.1.1 软件框架
4.1.2 业务功能划分
4.2 数据访问层设计与实现
4.2.1 链码(Chaincode)设计与实现
4.2.2 本地数据库设计与实现
4.3 登录注册模块设计与实现
4.3.1 注册模块设计与实现
4.3.2 登录模块设计与实现
4.4 患者端模块设计与实现
4.4.1 挂号申请模块设计与实现
4.4.2 病历管理模块设计与实现
4.4.3 权限审核模块设计与实现
4.5 医生端模块设计与实现
4.5.1 挂号管理模块设计与实现
4.5.2 患者管理模块设计与实现
4.5.3 个人信息模块设计与实现
4.6 管理端模块设计与实现
4.6.1 医生管理模块设计与实现
4.6.2 身份审核模块设计与实现
4.7 本章小结
第5章 基于区块链的电子病历软件测试
5.1 测试环境
5.2 功能测试
5.2.1 数据备份与共享功能测试
5.2.2 安全功能测试
5.2.3 用户登录及注册功能测试
5.2.4 患者端模块功能测试
5.2.5 医生端模块功能测试
5.2.6 管理端模块功能测试
5.3 性能测试
5.3.1 Leader选举阶段性能测试
5.3.2 日志复制阶段性能测试
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得成果
本文编号：3637454
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