基于实用拜占庭容错机制的病历档案区块链模型研究

发布时间：2020-11-21 15:50

　　 构建一个病历档案区块链模型,病案室节点通过实用拜占庭容错机制达成共识、生成新区块并将其添加到区块链的尾部。医疗机构的病案室可通过该模型将患者病历档案的HASH值、加密URI等基本信息组织到新区块中并永久保存在区块链上,其中HASH值可防止病历档案被篡改,加密URI可保证只有患者自己才能通过URI查看自己的病历档案。患者可通过患者节点查询自己的病历档案并验证其完整性。
【部分图文】：

PBFT主要通过预准备、准备、提交3个阶段来实现节点间的消息传递。工作过程如下：（1）客户端向主节点发送服务请求，请求中包含客户端希望各个节点要执行的操作；（2）主节点收到服务请求，验证无误后将其转换为预准备消息并广播给所有的备份节点；（3）每个备份节点收到预准备消息，验证无误后将其转换为准备消息并广播给所有节点；（4）每个节点收到2f+1条准备消息并验证无误后，将其转换为提交消息并广播给所有节点；（5）每个节点收到2f+1条提交消息并验证无误后，执行客户端请求中的操作，并将操作结果反馈给客户端；（6）客户端收到2f+1条反馈信息并验证无误后，认为服务请求得到正确执行，服务过程结束。如图1所示。2 病历档案区块链模型

(2）交易的数字签名与验证。病案室生成区块时，首先对图2中的5个斜体字字段进行HASH运算，生成交易HASH，然后利用交易生成者私钥对其进行加密，生成交易数字签名。患者利用专用客户端获取区块，首先通过CA验证交易生成者身份，然后利用交易生成者公钥对交易数字签名进行解密，得到交易HASH；同时对5个斜体字字段进行HASH运算，生成新的交易HASH；比较两个交易HASH，若一致则交易中的数据无误。(3）病历档案URI的加密、解密及病历档案完整性验证。病案室通过HASH运算生成病历档案HASH、通过对病历档案的URI进行非对称加密生成病历档案加密URI，并将结果存入区块体中。患者利用专用客户端获取区块，利用自己的私钥对病历档案加密URI进行解密，进而通过解密后的URI获取自己的病历档案，进一步对其进行HASH运算，生成新的病历档案HASH，并与区块体中的病历档案HASH进行比较，若一致则病历档案完整。
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本文编号：2893243