CN109874340B - 用于加密生物标本数据的安全存储和检索的分布式系统 - Google Patents

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Abstract

本文公开的主题包括用于加密的生物标本数据的安全存储和检索的分布式系统。根据一个实施例，该系统可以包括提交设备客户端，其可操作以向患者记录服务器设备发送患者记录；以及从患者记录服务器设备接收患者记录的接收确认。该系统还可以包括患者记录服务器设备，其包括第一处理器和第二存储器、与第一处理器和第二存储器相关联并且可操作以进行以下操作的第二通信接口：从提交设备客户端接收患者记录；向提交设备客户端发送患者记录的接收确认；从成员设备客户端接收患者简档信息；基于患者简档信息确定搜索结果；以及向成员设备客户端发送指示搜索结果的信息。该系统还可以包括成员设备客户端，其可操作以向患者记录服务器设备发送患者简档信息；从患者记录服务器设备接收指示基于患者简档信息的搜索结果的信息；以及基于指示搜索结果的信息接收搜索结果。

Description

用于加密生物标本数据的安全存储和检索的分布式系统
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年11月18日提交的标题为“BitSpecimen:ASecure DigitalEncrypted Database Of Information About Specimens And Data Collected DuringThe Course Of Clinical Trials,Research Studies,Patient Registries AndInstitutional And National Biobanks”的美国临时专利申请No.62/256,759的优先权权益，该申请通过引用整体上并入本文。
技术领域
本发明涉及用于加密生物标本数据的存储和检索的分布式系统。更具体而言，本发明涉及在安全对等(P2P)网络中采用区块链的系统，用于涉及生物标本的加密数据和与生物标本相关联的加密数据的存储和检索。
背景技术
保健数据的隐私和信任对于患者、医疗机构、政府和制药公司尤其重要。在临床试验过程中收集标本，并且作为对标本和患者进行分析的结果而创建关于标本的数据。这些高度注释的标本是精密医学非常宝贵的资源，但它们常常被锁住(在物理和逻辑两方面)，并且很少在原始用途之外被使用。常常来自患者、医疗和法律界、制药公司和其它方面的隐私问题常导致患者选择退出试验，从而限制使用他们的数据以及其它未使用的数据和高价值的标本。此外，来自这些标本的丰富数据也被锁定在孤立的制药公司数据库和电子医疗系统中，这些数据无法通过诸如数据挖掘或众包之类的现代数据分析技术进行分析。
比特币是一种基于密码的在线分散货币网络，其采用称为区块链的数据库技术。区块链技术是比特币网络的支柱并提供防篡改数据结构，从而提供对所有用户开放以访问比特币网络的共享公共总账(ledger)。
区块链是P2P网络中通过复杂的密码技术进行保护并且可以在公开查看的分布式数据库。任何类型的数据都可以半公开地存储在区块链中。存储在区块链中的数据由将数据上传到区块链中的用户进行签名。有权访问区块链的任何人都可以验证数据已经由某个用户上传，但只有上传数据的用户拥有准予访问数据的私钥。因此，区块链的行为就像带有公共标题(header)的数据库–一些信息可以公开可用，但需要具体的密钥才能从区块链获得附加的数据。
区块链的益处在于它可以存储任何类型的数据并通过加密和私钥访问的组合来保持高度的安全性，同时也提供对数据的有限公开访问。这些益处使区块链成为存储必须共享的高度敏感数据的理想解决方案。
发明内容
本发明采用区块链技术存储关于生物标本、从中获得标本的主体、关于主体的保健数据以及标本的分析结果(包括基因组信息)的数据。在本发明的实施例中，区块链可以驻留在由分布式自治组织(DAO)管理和设置的计算机的P2P网络中(交易(the exchange))。DAO可以为所有成员提供服务，因为成员凭借其工作(例如，向他们的区块链添加信息，或允许检查区块链并将数据用于更广泛的分析)为整个DAO提供价值。
在本发明的某些实施例中，当新的临床试验开始或成员希望提供生物标本时，P2P网络可以预先挖掘，以创建空的或非常短的区块链的集合。当患者参加试验时，与患者相关联的空区块链可以驻留在患者的个人钱包中，这可以充当患者的个人生物库。随着临床试验的进行并且患者同意标本收集和对这些标本进行分析，可以为每个收集并执行分析的标本向患者的区块链添加事务。这种事务可以通过患者的私钥得到保护。随着更多事务和数据被添加到区块链，它变得更加复杂，并且没有私钥的人必须花费附加的计算资源来解锁区块链。
打开区块链并且或者向其添加或读取区块链需要对区块链的挖掘。当患者想让他的区块链供区块链网络的其他成员使用时，患者可以广播数据可用的事实。例如，患者可以向区块链网络的所有成员广播他是某个种族、是关于某种药物、具有物理储备(bank)的样本或者进行了单核苷酸多态性分析。
患者的广播可以由区块链挖掘者(网络内有兴趣获得那个数据的个人)收集。挖掘者可以通过竞争来解锁区块链并检查总帐，并通过使用计算资源解决与区块链相关联的加密难题来使用其中保持的数据而无需私钥。获胜的挖掘者可以被奖励访问数据。访问的这种记录可以作为新的区块被附加到患者的区块链，这增加区块链的安全性以及获得对区块链的访问的难度。
区块链中的每个区块可以包含多条数据。例如，在临床试验期间，可以将多个事务和数据加载到单个区块中，由此降低解锁区块链或向其添加的计算挖掘成本。在试验期间，只有试验赞助商可以访问区块链。在试验结束时，区块链的可用性可以向网络成员广播，从而允许准备投入计算能力的任何成员解锁它。在一些实施例中，成员可以简单地支付与解锁区块链以获取对其的访问所必需的计算时间成比例的金钱费用。
几乎关于患者或标本的任何数据都可以被添加到区块链。例如，标本标识符、知情同意数据、医疗记录、标本监管链、对标本发生了什么、分析结果等等都可以被添加到区块链。由于区块以线性方式被添加到区块链，因此区块链提供了可以被检查的整体事务历史记录。例如，如果在给予同意之前对标本进行了分析，或者在分析之前撤销了同意，那么这些法律或伦理问题将在区块链的顺序中得到证明。在又一个示例中，如果要使用物理标本进行分析，那么标本所有者可以准许将物理标本传送给第三方，并且那个事务的记录可以存储在标本的区块链中。
在本发明的一些实施例中，用于加密的生物标本数据的安全存储和检索的分布式系统可以包括：提交设备客户端，其可操作以向患者记录服务器设备发送患者记录；以及从患者记录服务器设备接收患者记录的接收确认。该系统还可以包括患者记录服务器设备，该患者记录服务器设备包括第一处理器和第一存储器，患者记录服务器设备可操作以从提交设备客户端接收患者记录；向提交设备客户端发送患者记录的接收确认；从成员设备客户端接收患者简档信息；基于患者简档信息确定搜索结果；以及向成员设备客户端发送指示搜索结果的信息。该系统还可以包括成员设备客户端，该成员设备客户端可操作以向患者记录服务器设备发送患者简档信息；从患者记录服务器设备接收指示基于患者简档信息的搜索结果的信息；以及基于指示搜索结果的信息接收搜索结果。
在本发明的还有其它实施例中，该系统还可以包括提交设备，该提交设备包括第二处理器和第二存储器，该提交设备可操作以执行提交设备客户端。该系统还可以包括成员设备，该成员设备包括第三处理器和第三存储器，该存储器设备可操作以执行成员设备客户端。
在本发明的还有其它实施例中，系统的提交设备客户端还可以可操作以从患者记录服务器设备接收患者记录提供者记入(credit)的第一确认。患者记录服务器设备还可以可操作以将患者记录提供者记入存储在下一个患者区块链更新中，向提交设备客户端发送患者记录提供者记入的第一确认，将成员设备客户端借记(debit)存储在下一个患者区块链更新中，向成员设备客户端发送成员设备客户端借记的第二确认，以及将运营商记入存储在下一个患者区块链更新中。成员设备客户端还可以可操作以从患者记录服务器设备接收成员设备客户端借记的第二确认。
在本发明的还有其它实施例中，系统的患者记录服务器设备还可以可操作以从成员设备客户端接收挖掘的信息；将挖掘的信息存储在成员区块链中；以及向成员设备客户端发送挖掘的信息的存储确认。成员设备客户端还可以可操作以挖掘搜索结果，以提取挖掘的信息；向患者记录服务器发送挖掘的信息；以及从患者记录服务器接收挖掘的信息的存储确认。
在本发明的还有其它实施例中，系统的患者记录服务器设备还可以可操作以向患者记录指定访问费用，患者记录访问费用与存储在患者记录中的信息量成比例。
在本发明的还有其它实施例中，为了发送患者记录，系统的提交设备客户端还可以可操作以接收基于临床试验输入的第一患者记录信息，向患者记录服务器设备发送第一患者记录信息，接收基于临床试验输入的第二患者记录信息，以及向患者记录服务器设备发送第二患者记录信息。为了接收患者记录，患者记录服务器设备还可以可操作以从提交设备客户端接收第一患者记录信息；将第一患者记录信息存储在下一个区块链更新中；响应于存储第一患者记录信息，增加与患者记录相关联的访问费用；从提交设备客户端接收第二患者记录；将第二记录信息存储在下一个区块链更新中；以及响应于存储第二患者记录信息，增加与患者记录相关联的访问费用。
在本发明的还有其它实施例中，为了促进临床试验，系统的患者记录服务器设备还可以可操作以从与多个临床试验患者对应的多个提交设备客户端接收多个临床试验患者记录；将多个临床试验患者记录分组，以形成患者记录的临床试验组；将对于多个临床试验患者记录的访问限制到除被识别为临床试验赞助商成员设备客户端的成员设备客户端以外的所有成员设备客户端；接收发信号通知临床试验结束的信息；以及向其它成员设备客户端提供对临床试验患者记录的访问。
在本发明的一些实施例中，一种安全地存储和检索加密的生物标本数据的方法可以包括：从提交设备客户端接收患者记录，向提交设备客户端发送患者记录的接收确认，从成员设备客户端接收患者简档信息，基于患者简档信息确定搜索结果，以及向成员设备客户端发送指示搜索结果的信息。
在本发明的还有其它实施例中，该方法还可以包括将患者记录提供者记入存储在下一个患者区块链更新中，向提交设备客户端发送患者记录提供者记入的第一确认，将成员设备客户借记存储在下一个患者区块链更新中，向成员设备客户端发送成员设备客户借记的第二确认，以及将运营商记入存储在下一个患者区块链更新中。
在本发明的还有其它实施例中，该方法还可以包括从成员设备客户端接收挖掘的信息，将挖掘的信息存储在成员区块链中，以及向成员设备客户端发送挖掘的信息的存储确认。
在本发明的还有其它实施例中，该方法还可以包括向患者记录指定访问费用，患者记录访问费用与存储在患者记录中的信息量成比例。
在本发明的还有其它实施例中，该方法还可以包括：从提交设备客户端接收第一患者记录信息；将第一患者记录信息存储在下一个区块链更新中；响应于存储第一患者记录信息，增加与患者记录相关联的访问费用；从提交设备客户端接收第二患者记录信息；将第二记录信息存储在下一个区块链更新中；以及响应于存储第二患者记录信息，增加与患者记录相关联的访问费用。
在本发明的还有其它实施例中，从与多个临床试验患者对应的多个提交设备客户端接收多个临床试验患者记录；将多个临床试验患者记录分组，以形成患者记录的临床试验组；将对于多个临床试验患者记录的访问限制到除被识别为临床试验赞助商成员设备客户端的成员设备客户端以外的所有成员设备客户端；接收发信号通知临床试验结束的信息；以及向其它成员设备客户端提供对临床试验患者记录的访问。
附图说明
图1是图示用于安全地存储和检索加密的生物标本数据的示例性分布式系统的概览系统图。
图2A是图示根据本发明一些实施例的用于安全地存储和检索加密的生物标本数据的分布式系统的示例部件和功能的网络图。
图2B是图示用于安全地存储和检索加密的生物标本数据的分布式系统的附加示例部件和功能的网络图。
图3是根据本发明一些实施例的包括提交设备的硬件部件的框图。
图4是根据本发明一些实施例的包括成员设备的硬件部件的框图。
图5是根据本发明一些实施例的包括患者记录服务器的硬件部件的框图。
具体实施方式
本公开以满足法定要求的特异性进行描述。但是，描述本身并不旨在限制本专利的范围。更确切地说，发明人已经设想，要求保护的主题还可以结合其它当前或未来的技术以其它方式体现，以包括与本文档中描述的步骤或元件类似的不同步骤或元件。而且，虽然术语“步骤”在本文中可以用于暗示所采用的方法的不同方面，但是除非并且除了当明确描述单独步骤的次序之外，否则该术语不应当被解释为暗示本文公开的各种步骤之间的任何特定次序。
如本文所提到的，术语“计算设备”应当被广义地解释。在一些实施例中，提交设备30和成员设备50都可以被认为是计算设备。它可以包括任何类型的移动设备，例如智能电话、蜂窝电话、寻呼机、个人数字助理(例如，具有GPRS NIC的PDA)、具有蜂窝无线电的移动计算机等。典型的移动设备是能够使用如互联网协议(或IP)以及无线应用协议(或WAP)之类的协议以无线方式发送和接收数据的启用无线数据访问的设备(例如，
Figure GDA0004103501090000081
智能电话、/>
Figure GDA0004103501090000082
智能电话、NEXUS ONETM智能电话、iPADTM设备等)。这允许用户经由无线设备(诸如智能电话、移动电话、寻呼机、双向无线电手法装置、通信器等)访问信息。无线数据访问由许多无线网络支持，包括但不限于CDPD、CDMA、GSM、PDC、PHS、TDMA、FLEX、ReFLEX、iDEN、TETRA、DECT、DataTAC、Mobitex、EDGE以及其它2G、3G、4G和LTE技术，并且可以用许多手持设备操作系统操作，诸如PalmOS、EPOC、Windows CE、FLEXOS、OS/9、JavaOS、iOS和Android。通常，这些设备使用图形显示器并且可以在所谓的迷你或微型浏览器上访问互联网(或其它通信网络)，其中迷你或微型浏览器是具有小文件尺寸的web浏览器，其可以适应无线网络的减少的存储器限制。在代表性实施例中，移动设备是通过GPRS(通用分组无线电服务)操作的蜂窝电话或智能电话，其中GPRS是用于GSM网络的数据技术。除了常规的语音通信之外，给定的移动设备还可以经由许多不同类型的消息传送技术(包括SMS(短消息服务)、增强型SMS(EMS)、多媒体消息(MMS)、电子邮件WAP、寻呼或者其它已知或以后开发的无线数据格式)与另一个此类设备通信。虽然本文提供的许多示例在移动设备上实现，但是示例可以类似地在任何合适的“计算设备”上实现。
在整个说明书中，相同的标号在整个附图的描述中表示相同的元件。
当元件被称为“连接”或“耦合”时，元件可以直接连接或耦合在一起，或者也可以存在一个或多个中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”时，不存在中间元件。
主题可以体现为设备、系统、方法和/或计算机程序产品。因而，可以在硬件中和/或在软件(包括固件、驻留软件、微代码、状态机、门阵列等等)中体现主题的一些或全部。此外，主题可以采取计算机可用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，在介质中体现有计算机可用或计算机可读程序代码，以供指令执行系统使用或与其结合使用。在本文档的上下文中，计算机可用或计算机可读介质可以是可以包含、存储、通信、传播或运输供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序的任何介质。
计算机可用或计算机可读介质可以是例如但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、设备或传播介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。
计算机存储介质包括以用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光学存储装置、磁带盒、磁带、磁盘存储装置或其它磁存储设备，或者可以用于存储期望信息并可由指令执行系统访问的任何其它介质。要注意的是，计算机可用或计算机可读介质可以是程序可以在其上打印的纸张或其它合适介质，因为程序可以经由例如纸张或其它合适介质的光学扫描被电子捕获，然后被编译、解释，或者以适当的其它方式进行处理，如果有必要，然后存储在计算机存储器中。
通信介质通常以调制数据信号(诸如载波或其它运输机制)来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据，并且包括任何信息递送介质。术语“调制数据信号”可以被定义为具有以对信号中的信息进行编码的方式设置或改变其一个或多个特点的信号。作为示例而非限制，通信介质包括有线介质(诸如有线网络或直接连线连接)，以及无线介质(诸如声学、RF、红外和其它无线介质)。上面提及的任何介质的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围内。
当主题被体现在计算机可执行指令的一般上下文中时，该实施例可以包括由一个或多个系统、计算机或其它设备执行的程序模块。一般而言，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。通常，程序模块的功能可以根据期望在各种实施例中组合或分布。
其中可以实现本公开的实施例的操作环境也是众所周知的。在代表性实施例中，计算设备(诸如移动设备)可连接到取决于实现方式而变化的传输功能。因此，例如，在操作环境是广域无线网络(例如，2.5G网络、3G网络或4G网络)的情况下，传输功能包括一个或多个部件，诸如移动交换中心(MSC)(负责移动订户的呼叫处理的增强型ISDN交换机)、访问者位置寄存器(VLR)(在临时基础上存储处理由向VLR注册的移动设备建立或接收的呼叫所需的数据的智能数据库)、归属位置寄存器(HLR)(负责管理每个订户的记录的智能数据库)、一个或多个基站(其提供对小区的无线电覆盖)、基站控制器(BSC)(充当本地业务集中器并提供本地切换以实现基站之间的移交的交换机)以及分组控制单元(PCU)(分离来自移动设备的数据流量的设备)。HLR还控制与进入的呼叫相关联的某些服务。当然，本公开也可以在其它以及下一代移动网络和设备中实现。移动设备是最终用户(通常是无线网络的订户)使用的物理装备。通常，移动设备是2.5G兼容设备、3G兼容设备或4G兼容设备，其包括作为携带特定于订户的信息的智能卡的订户身份模块(SIM)、移动装备(例如，无线电收发装置和相关联的信号处理设备)、用户接口(或人机接口(MMI))，以及到外部设备(例如，计算机、PDA等)的一个或多个接口。移动设备还可以包括存储器或数据存储。现在更详细地描述当前公开的主题。
现在参考图1，在本发明的一些实施例中，用于存储和检索加密的生物标本数据的分布式系统可以包括多个提交设备30、多个成员设备50和多个患者记录服务器设备70。提交设备30可以表示用于执行患者记录的提交的设备。成员设备50可以表示由成员(例如，制药公司、医学研究公司、学术组织等等)使用的访问患者记录的设备。患者记录服务器70可以表示使用区块链技术以安全和分布式方式共同托管患者记录的设备。
提交设备30可以由控制系统32、UI功能34、通信功能36和提交功能38组成。私钥可以与用于提交设备30的相应患者记录42一起存储在密钥储存库40中。UI功能可以提供用户界面控件，从而允许系统的用户与提交设备30交互。通信功能36可以与通信接口308一起工作，以向提交设备30提供通信。提交功能38可以将在提交设备30处收集的患者记录发送到患者记录服务器70。
成员设备50可以由控制系统52、UI功能54、通信功能56和访问功能58组成。私钥可以与用于成员设备的相应患者记录62一起存储在密钥储存库60中。UI功能54可以提供用户界面控件，从而允许系统的用户与成员设备50交互。通信功能56可以与通信接口408一起工作，以向成员设备50提供通信。提交功能58可以接收在患者记录服务器70处收集的患者记录。
患者记录服务器70可以由控制系统72、UI功能74、通信功能76和访问功能78组成。所有者储存库80可以存储用于患者记录服务器70的管理信息。成员储存库82可以存储关于访问患者记录服务器70的成员设备50的信息。患者记录储存库84可以存储从提交设备30接收的患者记录信息42。私钥和公钥可以连同用于成员设备50的相应患者记录62一起存储在密钥储存库60中。记录摄取(intake)功能74可以用于从提交设备30接收患者记录42。记录访问功能76可以操作，以响应于对存储在患者记录储存库84中的患者记录42的访问而接收对数据的请求并发送数据。通信功能77可以与通信接口508一起工作，以向患者记录服务器70提供通信。访问密钥生成功能78可以向提交设备30和成员设备50提供访问密钥。
本领域普通技术人员将认识到的是，网络20不受上面列出的实现的限制。更具体而言，网络20可以是适于允许提交设备30、成员设备50和患者记录服务器70之间的交互的任何类型的网络20。例如，网络20可以是有线网络、无线网络，或其任意组合。另外，网络20可以包括分布式计算网络、内联网、局域网(LAN)和/或广域网(WAN)，或其任意组合。
图2描绘了根据本发明至少一个实施例的用于存储和检索加密的生物标本数据的分布式系统上的网络流量。提交设备30可以请求202并从患者记录服务器70接收密钥204。患者数据可以在提交设备30处被接收206并且被发送208到患者记录服务器70。患者记录服务器70可以一起工作，以将患者记录作为下一个区块链更新的一部分添加到患者记录储存库804 212。记录的确认可以提供给提交设备30。成员设备50可以接收指示要匹配的简档的信息214。成员设备50可以请求访问与简档匹配的患者的患者数据216，并且访问密钥可以被发送到成员设备50，使得能够访问。数据可以由成员设备50从患者记录服务器70请求。从成员到(一个或多个)基础设施运营商的付款可以被授权220。所请求的数据可以在成员设备50处被接收222。成员设备50然后可以继续挖掘数据224。然后成员的账户可以因为访问数据而被借记226，并且事务的证据可以被记录在下一个区块链更新228中。可以在成员设备50处接收229成员借记的确认。患者的账户可以因为提供数据而被记入230，并且事务的证据可以被记录在下一个区块链更新232中。可以在提交设备30处接收233患者记入的确认。基础设施提供者的账户可以因为启用患者/成员事务被记入234，并且事务的证据可以被记录在下一个区块链更新中236。可以在提交设备30处接收237提供者记入的确认。成员设备50可以请求在患者记录服务器70处存储挖掘的结果。存储的确认可以在成员设备50处被接收242。
现在参考图3，示出了根据本发明至少一个实施例的提交设备30的框图。如图所示，提交设备30包括通过总线302或类似机制连接到存储器306、一个或多个通信接口308、一个或多个用户接口部件310、一个或多个存储设备312和定位模块314的控制器304。控制器304是微处理器、数字ASIC、FPGA等。一般而言，提交设备30包括具有相关联的存储器306的控制系统32。在这个实施例中，控制器304是微处理器，并且UI功能34、通信功能36和提交功能38在软件中实现并存储在存储器306中以供控制器304执行。但是，本公开不限于此。上面提到的功能和引擎可以在软件、硬件或其组合中实现。提交设备30还包括使提交设备30能够连接到网络20的通信接口308。一个或多个用户接口部件310包括例如触摸屏、显示器、一个或多个用户输入部件(例如，小键盘)、扬声器等，或其任意组合。(一个或多个)存储设备312是非易失性存储器。在这个实施例中，定位模块314是硬件部件，诸如GPS接收器。但是，本发明不限于此。
图4是根据本公开一个实施例的成员设备50的框图。如图所示，成员设备50包括通过总线402或类似机制连接到存储器406、一个或多个通信接口408、一个或多个用户接口部件410、一个或多个存储设备412的控制器404。控制器404是微处理器、数字ASIC、FPGA等。一般而言，成员设备50包括具有相关联的存储器406的控制系统52。在这个实施例中，控制器404是微处理器，并且UI功能54、通信功能56和访问功能58在软件中实现并存储在存储器406中以供控制器404执行。但是，本公开不限于此。上面提到的功能可以在软件、硬件或其组合中实现。成员设备50还包括使参考成员设备50能够连接到网络20的通信接口408。一个或多个用户接口部件410包括例如触摸屏、显示器、一个或多个用户输入部件(例如，小键盘)、扬声器等，或其任意组合。(一个或多个)存储设备412是非易失性存储器。
图5是根据本公开实施例的比较服务器设备70的框图。如图所示，比较服务器设备70包括通过总线502或类似机制连接到存储器506、一个或多个辅助存储设备512以及一个或多个通信接口508的控制器504。控制器504是微处理器、数字专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA等。一般而言，比较服务器设备70包括具有相关联的存储器506的控制系统72。在这个实施例中，控制器504是微处理器，并且记录摄取功能74、记录访问功能76和访问密钥生成78在软件中实现并存储在存储器506中以供控制器504执行。但是，本公开不限于此。上面提到的引擎可以在软件、硬件或其组合中实现。另外，所有者储存库80、成员储存库82和患者记录储存库84可以存储在一个或多个辅助存储设备512中。辅助存储设备512是数字数据存储设备，诸如例如一个或多个硬盘驱动器。比较服务器设备70还包括使比较服务器设备70能够连接到网络20的通信接口508。
本领域技术人员将认识到对本公开的实施例的改进和修改。所有这些改进和修改都被认为是在本文公开的概念和随后的权利要求的范围内。

Claims (19)

1.一种用于加密的生物标本数据的安全存储和检索的分布式系统，包括：
提交设备客户端，可操作以：
向患者记录服务器设备发送患者记录；以及
从患者记录服务器设备接收患者记录的接收确认；以及患者记录服务器设备，包括：
第一处理器和第一存储器，患者记录服务器设备可操作以：
在临床试验开始时创建空的患者区块链，所述患者区块链对应于参加所述临床试验的患者；
从提交设备客户端接收患者记录；
向提交设备客户端发送患者记录的接收确认；
从成员设备客户端接收患者简档信息；
基于患者简档信息确定搜索结果；
向成员设备客户端发送指示搜索结果的信息；
通过以线性方式添加区块，以在所述临床试验期间更新所述患者区块链；
在所述临床试验结束时向成员设备客户端广播在所述临床试验期间更新的所述患者区块链的可用性；以及
用对与所述患者区块链对应的物理标本的第三方访问的记录来更新所述患者区块链；以及
所述成员设备客户端，可操作以：
向患者记录服务器设备发送患者简档信息；从患者记录服务器设备接收指示基于患者简档信息的搜索结果的信息；以及
基于指示搜索结果的信息接收搜索结果。
2.如权利要求1所述的系统，还包括：
提交设备，包括：
第二处理器和第二存储器，提交设备可操作以：
执行提交设备客户端；以及
成员设备，包括：
第三处理器和第三存储器，存储器设备可操作以：
执行成员设备客户端。
3.如权利要求1所述的系统，还包括：
提交设备客户端还可操作以：
从患者记录服务器设备接收患者记录提供者记入的第一确认；以及
患者记录服务器设备还可操作以：
将患者记录提供者记入存储在患者区块链的下一个更新中；
向提交设备客户端发送患者记录提供者记入的第一确认；
将成员设备客户端借记存储在患者区块链的下一个更新中；
向成员设备客户端发送成员设备客户端借记的第二确认；以及
将运营商记入存储在患者区块链的下一个更新中；以及
成员设备客户端还可操作以：
从患者记录服务器设备接收成员设备客户端借记的第二确认。
4.如权利要求1所述的系统，还包括：
患者记录服务器设备还可操作以：
从成员设备客户端接收通过打开所述患者区块链获得的挖掘的信息；
将通过打开所述患者区块链获得的挖掘的信息存储在成员区块链中；以及
向成员设备客户端发送通过打开所述患者区块链获得的挖掘的信息的存储确认；以及
成员设备客户端还可操作以：
挖掘搜索结果，以提取挖掘的信息；
向患者记录服务器发送挖掘的信息；以及
从患者记录服务器接收挖掘的信息的存储确认。
5.如权利要求1所述的系统，还包括：
患者记录服务器设备还可操作以：
对患者记录指定患者记录访问费用，所述患者记录访问费用与存储在患者记录中的信息量成比例。
6.如权利要求1所述的系统，还包括：
为了发送患者记录，提交设备客户端还可操作以：
接收基于临床试验输入的第一患者记录信息；
向患者记录服务器设备发送第一患者记录信息；
接收基于临床试验输入的第二患者记录信息；以及
向患者记录服务器设备发送第二患者记录信息；以及
为了接收患者记录，患者记录服务器设备还可操作以：
从提交设备客户端接收第一患者记录信息；
将第一患者记录信息存储在患者区块链的下一个更新中；
响应于存储第一患者记录信息，增加与患者记录相关联的访问费用；
从提交设备客户端接收第二患者记录信息；
将第二患者记录信息存储在患者区块链的下一个更新中；以及
响应于存储第二患者记录信息，增加与患者记录相关联的访问费用。
7.如权利要求1所述的系统，还包括：
为了促进临床试验，患者记录服务器设备还可操作以：
从与多个临床试验患者对应的多个提交设备客户端接收多个临床试验患者记录；
将多个临床试验患者记录分组，以形成患者记录的临床试验组；以及
将对于多个临床试验患者记录的访问限制到除被识别为临床试验赞助商成员设备客户端的成员设备客户端以外的所有成员设备客户端。
8.一种患者记录服务器设备，包括：
处理器和存储器，患者记录服务器设备可操作以：
在临床试验开始时创建空的患者区块链，所述患者区块链对应于参加所述临床试验的患者；
从提交设备客户端接收患者记录；
向提交设备客户端发送患者记录的接收确认；
从成员设备客户端接收患者简档信息；
基于患者简档信息确定搜索结果；
向成员设备客户端发送指示搜索结果的信息；
通过以线性方式添加区块，以在所述临床试验期间更新所述患者区块链；
在所述临床试验结束时向成员设备客户端广播在所述临床试验期间更新的所述患者区块链的可用性；以及
用对与所述患者区块链对应的物理标本的第三方访问的记录来更新所述患者区块链。
9.如权利要求8所述的患者记录服务器设备，其中患者记录服务器设备还可操作以：
将患者记录提供者记入存储在患者区块链的下一个更新中；
向提交设备客户端发送患者记录提供者记入的第一确认；
将成员设备客户端借记存储在患者区块链的下一个更新中；
向成员设备客户端发送成员设备客户端借记的第二确认；以及
将运营商记入存储在患者区块链的下一个更新中。
10.如权利要求8所述的患者记录服务器设备，其中患者记录服务器设备还可操作以：
从成员设备客户端接收通过打开所述患者区块链获得的挖掘的信息；
将通过打开所述患者区块链获得的挖掘的信息存储在成员区块链中；以及
向成员设备客户端发送通过打开所述患者区块链获得的挖掘的信息的存储确认。
11.如权利要求8所述的患者记录服务器设备，其中患者记录服务器设备还可操作以：
对患者记录指定患者记录访问费用，所述患者记录访问费用与存储在患者记录中的信息量成比例。
12.如权利要求8所述的患者记录服务器设备，其中患者记录服务器设备还可操作以：
从提交设备客户端接收第一患者记录信息；
将第一患者记录信息存储在患者区块链的下一个更新中；
响应于存储第一患者记录信息，增加与患者记录相关联的访问费用；
从提交设备客户端接收第二患者记录信息；
将第二患者记录信息存储在患者区块链的下一个更新中；以及
响应于存储第二患者记录信息，增加与患者记录相关联的访问费用。
13.如权利要求8所述的患者记录服务器设备，其中患者记录服务器设备还可操作以：
从与多个临床试验患者对应的多个提交设备客户端接收多个临床试验患者记录；
将多个临床试验患者记录分组，以形成患者记录的临床试验组；以及
将对于多个临床试验患者记录的访问限制到除被识别为临床试验赞助商成员设备客户端的成员设备客户端以外的所有成员设备客户端。
14.一种安全地存储和检索加密的生物标本数据的方法，包括：
在临床试验开始时创建空的患者区块链，所述患者区块链对应于参加所述临床试验的患者；
从提交设备客户端接收患者记录，
向提交设备客户端发送患者记录的接收确认，
从成员设备客户端接收患者简档信息，
基于患者简档信息确定搜索结果，
向成员设备客户端发送指示搜索结果的信息，
通过以线性方式添加区块，以在所述临床试验期间更新所述患者区块链，
在所述临床试验结束时向成员设备客户端广播在所述临床试验期间更新的所述患者区块链的可用性，以及
用对与所述患者区块链对应的物理标本的第三方访问的记录来更新所述患者区块链。
15.如权利要求14所述的方法，还包括：
将患者记录提供者记入存储在患者区块链的下一个更新中，
向提交设备客户端发送患者记录提供者记入的第一确认，
将成员设备客户借记存储在患者区块链的下一个更新中，
向成员设备客户端发送成员设备客户借记的第二确认，以及
将运营商记入存储在患者区块链的下一个更新中。
16.如权利要求14所述的方法，还包括：
从成员设备客户端接收通过打开所述患者区块链获得的信息，
将通过打开所述患者区块链获得的信息存储在下一个成员区块链中，以及
向成员设备客户端发送通过打开所述患者区块链获得的信息的存储确认。
17.如权利要求14所述的方法，还包括：
对患者记录指定患者记录访问费用，所述患者记录访问费用与存储在患者记录中的信息量成比例。
18.如权利要求14所述的方法，还包括：
从提交设备客户端接收第一患者记录信息；
将第一患者记录信息存储在患者区块链的下一个更新中；
响应于存储第一患者记录信息，增加与患者记录相关联的访问费用；
从提交设备客户端接收第二患者记录信息；
将第二患者记录信息存储在患者区块链的下一个更新中；以及
响应于存储第二患者记录信息，增加与患者记录相关联的访问费用。
19.如权利要求14所述的方法，还包括：
从与多个临床试验患者对应的多个提交设备客户端接收多个临床试验患者记录；
将多个临床试验患者记录分组，以形成患者记录的临床试验组；以及
将对于多个临床试验患者记录的访问限制到除被识别为临床试验赞助商成员设备客户端的成员设备客户端以外的所有成员设备客户端。
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