[发明专利]基于H-Algorand共识机制的医疗记录存储共享模型及其实现方法

说明书

本申请公开了基于H‑Algorand共识机制的医疗记录存储共享模型，包括六个模块，即：患者、医疗机构、云服务器、EMR存储区块链、智能合约和访问记录存储区块链。具有以下优点：该模型通过对各个参与共识的节点进行可信度评估，用信任值替代H‑Algorand共识算法算法中的“账户余额”作为权重，提高了系统节点的可信度和整体出块效率。并利用智能合约，将对整个EMR存储主链的访问记录存储到一条新的区块链中，确保系统的可溯源性。

技术领域

本发明属于信息安全技术领域，涉及区块链技术下的数据安全存储与共享，具体是一种基于可信度评估H-Algorand共识机制的电子医疗记录存储模型及方法。

背景技术

电子医疗记录(electronic medical record，EMR)，是传统的个人纸质病历的数字版。完整的电子医疗记录存储系统对整个医疗产业链如健康管理、辅助诊断、医学研究、医药研发等领域的发展具有重要的价值。实现医疗记录的存储和共享是推动医疗产业链发展的记录基础。但是，EMR中包含大量的病人隐私记录，在存储和共享过程中，这些隐私记录享一旦被不法分子泄漏和利用将对病人的名誉、财产、安全和工作等造成严重的危害。

当前，我国的医疗记录电子化存储虽然取得一定进展，但EMR大多还是集中存储在固定的医疗机构之中，存在碎片化、低质量、孤立分散和标准不一等缺点，EMR共享实现程度相对较低，且集中式的EMR存储存在很大被攻击的可能性，一旦存储EMR的服务器被攻击，则会造成大量的医疗记录的丢失或者被篡改。区块链技术的出现，为实现EMR的安全存储和共享提供了新的方式。

区块链技术具有去中心化、可溯源、防篡改、匿名性等优点，区块链技术可以帮助医生、病人和研究人员快速安全地认证权限，实现自由的数据访问和分享。因此，目前区块链在医疗领域的应用和研究备受关注。

共识机制是区块链实现分布式账本一致性的关键所在，它直接影响区块链系统的安全性和吞吐效率。当前，基于区块链技术的医疗数据共享模型中的共享机制，主要有工作量证明(Proof of Work，POW)、代理权益证明(Delegated Proof of Stake，DPOS)、权益证明(Proof of Stake，POS)、拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT)。但是POW、DPOS和POS依赖于代币和算力，且对交易处理的吞吐量较低，不适合应用于医疗记录存储模型；拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerance，PBFT)共识机制，一定程度上提高了区块的链的吞吐量，但是无法保证参与共识节点可信性，系统容易被恶意节点攻击。因此急需一种新的安全性和吞吐效率更高的共识机制应用于EMR的安全存储和共享之中。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供基于H-Algorand共识机制的医疗记录存储共享模型及其实现方法，该模型通过对各个参与共识的节点进行可信度评估，用信任值替代H-Algorand共识算法算法中的“账户余额”作为权重，提高了系统节点的可信度和整体出块效率。并利用智能合约，将对整个EMR存储主链的访问记录存储到一条新的区块链中，确保系统的可溯源性。

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

基于H-Algorand共识机制的医疗记录存储共享模型，包括六个模块，即：患者、医疗机构、云服务器、EMR存储区块链、智能合约和访问记录存储区块链；

其中，患者：EMR的提供者和拥有者，将医疗记录加密后发送给医疗机构节点；

医疗机构：区块链的维护者，负责新区块的组成，新区块通过共识后上传到区块链中；

云服务器：拥有大量的存储空间，存储病人的EMR；

EMR存储区块链：存储经过Hash计算后的医疗机构ID、病人ID和云端服务器内对应密文的哈希摘要及EMR所对应云端服务器的存储地址；