CN110995751B - 一种基于区块链的大数据智慧医疗养老服务方法及其系统 - Google Patents

一种基于区块链的大数据智慧医疗养老服务方法及其系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于区块链的大数据智慧医疗养老服务方法及其系统，医疗机构和养老用户注册登入医疗养老服务系统，医疗机构端和养老用户端进行配对协商，并生成一份电子合同；用医疗机构端和养老用户的电子身份信息对电子合同进行认证，认证后的所述电子合同通过点对点的方式在区块链进行全网广播并储存；将储存的电子合同进行分类后压缩为数据包，并生成所述数据包的哈希值，将所述哈希值广播至全网共识，区块链节点收到完成共识的数据包后，对其中每条电子合同进行验证并执行。

Description

一种基于区块链的大数据智慧医疗养老服务方法及其系统
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，特别涉及一种基于区块链的大数据智慧医疗养老服务方法及其系统。
背景技术
随着人口老龄化加剧，养老成为一个严重而不可摆脱的社会问题，人类对医疗健康及养老的需求日益增强，由于目前大量报告和数据依赖医生的人工，没有一个完整的为居家养老用户、家属、医疗机构、社会公众提供的信息化智慧平台，病患和居家养老用户的就医需求情况不能及时的处理，造成医院等医疗机构的运营成本过大，部分患者家属对医院缺乏信任感等问题，养生养老产业服务品质有待提升。
当前医疗养老在服务认证时仍然需要人为参与，适用场景单一，养老用户在确认信息时负担相对较大；由于医疗信息所具有的特征不明显，在认证与协商中信息的确定度和安全性难以保证，相关医疗系统储存资源占用的空间过大，简单的医疗智能服务系统中，对于患者和医疗机构的配对模式单一，在符合患者就医需求后就将两者进行匹配而往往没有考虑外在因素如实际距离等问题，缺少定量分析，在患者数量众多的情况下没有一个最佳的匹配方式，可能会造成匹配混乱，资源分配不平均等问题。
发明内容
本发明提供一种基于区块链的大数据智慧医疗养老服务方法，包括以下步骤：
医疗机构和养老用户注册登入医疗养老服务系统，登入系统的每一方都会得到电子身份信息，医疗机构端和养老用户端进行配对协商，并生成一份电子合同；
用医疗机构端和养老用户的电子身份信息对电子合同进行认证，认证后的所述电子合同通过点对点的方式在区块链进行全网广播并储存；
将储存的电子合同进行分类后压缩为数据包，并生成所述数据包的哈希值，将所述哈希值广播至全网共识，区块链节点收到完成共识的数据包后，对其中每条电子合同进行验证；
检查验证通过的电子合同的生效时间，按照时间顺序生成待生效队列，对到达生效时间的电子合同再次进行验证后执行所述电子合同并向医疗机构端和养老用户发送通知，执行完成后，将所述电子合同标记生效，从待生效队列中移除并储存至数据库中。
一种根据所述基于区块链的大数据智慧医疗养老服务系统包括：
注册模块：用于医疗机构和养老用户注册登入医疗养老服务系统，使登入系统的每一方得到电子身份信息；
配对协商模块：用于医疗机构端和养老用户端进行配对协商，并生成一份电子合同；
储存模块：用于用医疗机构端和养老用户的电子身份信息对电子合同进行认证，认证后的所述电子合同通过点对点的方式在区块链进行全网广播并储存；
验证模块：用于将储存的电子合同进行分类后压缩为数据包，并生成所述数据包的哈希值，将所述哈希值广播至全网共识，区块链节点收到完成共识的数据包后，对其中每条电子合同进行验证；
电子合同处理模块：用于检查验证通过的电子合同的生效时间，按照时间顺序生成待生效队列，对到达生效时间的电子合同再次进行验证后执行所述电子合同并向医疗机构端和养老用户发送通知，执行完成后，将所述电子合同标记生效，从待生效队列中移除并储存至数据库中。
本发明的优点效果有：
本发明通过区块链结合医疗大数据，建立了一个医疗养老系统，利用移动应用、大数据、物联网等先进技术，同时利用区块链的去中心化、点对点接入，为日趋严重的养老问题提供了一个智能化、信息化的整体解决方案，提升了医疗养老行业的服务品质，实现智慧高效的运营，使病患和居家养老用户的就医需求及时得到处理，降低了医疗机构的运营成本，使养老用户以及患者家属对医院的信任得以保证。通过生成密钥以及编码、加密等方法，完成医疗机构和养老用户的线上配对，消除了密钥协商配对过程中对人为参与的需要，适用于更多的场景，并且减轻了养老用户在确认信息时的负担，依据响应信号量化产生识别序列，具有随机性和唯一性，保证了医疗信息的安全，并保证了区块链中通信安全，节省了资源储存空间，对于医疗机构和养老用户端配对指数的计算，综合考虑了就医需求以及医疗机构和养老用户的空间距离，对两者的匹配度进行了定量分析，保证了在患者数量众多时稳定地进行准确匹配，避免了匹配混乱和资源分配不平均的问题。
附图说明
图1为本发明一种基于区块链的大数据智慧医疗养老服务系统图。
具体实施方式
一种基于区块链的大数据智慧医疗养老服务方法，包括以下步骤：
医疗机构和养老用户注册登入医疗养老服务系统，登入系统的每一方都会得到电子身份信息，医疗机构端和养老用户端进行配对协商，并生成一份电子合同；所述电子身份信息包括账户、密码和签名密钥。
用医疗机构端和养老用户的电子身份信息对电子合同进行认证，认证后的所述电子合同通过点对点的方式在区块链进行全网广播并储存；
将储存的电子合同进行分类后压缩为数据包，并生成所述数据包的哈希值，将所述哈希值广播至全网共识，区块链节点收到完成共识的数据包后，对其中每条电子合同进行验证；
检查验证通过的电子合同的生效时间，按照时间顺序生成待生效队列，对到达生效时间的电子合同再次进行验证后执行所述电子合同并向医疗机构端和养老用户发送通知，执行完成后，将所述电子合同标记生效，从待生效队列中移除并储存至数据库中。
进一步，医疗机构端和养老用户端进行配对协商，具体步骤包括：
养老用户端将需求配对请求发布至区块链，医疗机构端接收到需求配对请求，向养老用户端发送第一询问消息，所述第一询问消息包括第一时间和第二时间；
养老用户端收到第一询问消息后向医疗机构端每隔第一时间发送一次第二询问消息，持续发送第二时间，医疗机构端通过第二询问消息采集第二询问消息信号强度；
医疗机构端对所有第二询问消息做出应答，养老用户端通过应答消息采集应答消息信号强度；
养老用户端与医疗机构端分别对收集到的应答消息信号强度值和第二询问消息信号强度值进行量化，得到养老用户端识别序列和医疗机构端识别序列，根据养老用户端识别序列和医疗机构端识别序列进行验证
根据养老用户端识别序列和医疗机构端识别序列进行验证，具体步骤包括：
医疗机构端随机产生随机密钥k并对其进行编码，得到第一密码散列函数CHs；
医疗机构端向养老用户端发送第一密码散列函数CHs，当养老用户端接收到信息后，通过养老用户端识别序列识别获得随机密钥s，同时生成解码密钥s′，得到第二密码散列函数CHs′，生成与医疗机构端共享的第一共享密钥s′der；
养老用户端产生一个第一随机数a，通过共享的第一共享密钥s′der对第一随机数a进行加密得到第一数字签名s′der(a)；
养老用户端将第二密码散列函数CHs′,第一随机数a,第一数字签名s′der(a)发送给医疗机构端；
医疗机构端收到消息后，首先验证第二密码散列函数CHs′是否与第一密码散列函数CHs相等，若相等，则医疗机构端生成第二共享密钥sder，否则验证失败；通过第二共享密钥sder对第一随机数a进行加密得到第二数字签名sder(a)，然后判断第二数字签名sder(a)与第一数字签名s′der(a)是否相等，若相等，则医疗机构端产生一个第二随机数b，通过第二共享密钥sder对第一随机数a和第二随机数b进行加密得到第三数字签名sder(a，b)，否则验证失败；
医疗机构端将第二随机数b与第三数字签名sder(a，b)发送给养老用户端；
养老用户端通过第一共享密钥s′der对第一随机数a和第二随机数b进行加密得到第四数字签名s′der(a，b)，然后验证第三数字签名sder(a，b)与第四数字签名s′der(a，b)是否相等，若相等则医疗机构端与养老用户端成功建立第二共享密钥sder，否则验证失败。
进一步地，所述养老用户端将需求配对请求发布至区块链时，配对指数最高的医疗机构端优先接收需求配对请求，所述配对指数的计算方法如下：
确定养老用户端请求发布位置，采集区块链中每个医疗机构端位置,测量养老用户端请求发布位置与每个医疗机构端位置的实际距离；
基于养老用户端请求发布位置与每个医疗机构端位置的实际距离，计算医疗机构端对养老用户端请求发布位置的配对指数Pi：
Figure BDA0002324476230000061
其中，R表示养老用户端请求发布位置与当前医疗机构端位置的距离，m表示医疗机构端总数，
Figure BDA0002324476230000062
表示计算养老用户端请求发布位置与每个医疗机构端位置的距离之和；
测量养老用户端请求发布位置与每个医疗机构端位置的实际距离，若养老用户需求配对请求发布位置在医疗机构端所处范围内部，将医疗机构端位置计算养老用户需求配对请求发布位置与每个医疗机构端位置的实际距离记为0。
一种根据所述基于区块链的大数据智慧医疗养老服务系统包括：
注册模块：用于医疗机构和养老用户注册登入医疗养老服务系统，使登入系统的每一方得到电子身份信息；
配对协商模块：用于医疗机构端和养老用户端进行配对协商，并生成一份电子合同；
储存模块：用于用医疗机构端和养老用户的电子身份信息对电子合同进行认证，认证后的所述电子合同通过点对点的方式在区块链进行全网广播并储存；
验证模块：用于将储存的电子合同进行分类后压缩为数据包，并生成所述数据包的哈希值，将所述哈希值广播至全网共识，区块链节点收到完成共识的数据包后，对其中每条电子合同进行验证；
电子合同处理模块：用于检查验证通过的电子合同的生效时间，按照时间顺序生成待生效队列，对到达生效时间的电子合同再次进行验证后执行所述电子合同并向医疗机构端和养老用户发送通知，执行完成后，将所述电子合同标记生效，从待生效队列中移除并储存至数据库中。

Claims (6)

1.一种基于区块链的大数据智慧医疗养老服务方法，包括以下步骤：
医疗机构和养老用户注册登入医疗养老服务系统，登入系统的每一方都会得到电子身份信息，医疗机构端和养老用户端进行配对协商，并生成一份电子合同；
用医疗机构端和养老用户的电子身份信息对电子合同进行认证，认证后的所述电子合同通过点对点的方式在区块链进行全网广播并储存；
将储存的电子合同进行分类后压缩为数据包，并生成所述数据包的哈希值，将所述哈希值广播至全网共识，区块链节点收到完成共识的数据包后，对其中每条电子合同进行验证；
检查验证通过的电子合同的生效时间，按照时间顺序生成待生效队列，对到达生效时间的电子合同再次进行验证后执行所述电子合同并向医疗机构端和养老用户发送通知，执行完成后，将所述电子合同标记生效，从待生效队列中移除并储存至数据库中；
医疗机构端和养老用户端进行配对协商，具体步骤包括：
养老用户端将需求配对请求发布至区块链，医疗机构端接收到需求配对请求，向养老用户端发送第一询问消息，所述第一询问消息包括第一时间和第二时间；
养老用户端收到第一询问消息后向医疗机构端每隔第一时间发送一次第二询问消息，持续发送第二时间，医疗机构端通过第二询问消息采集第二询问消息信号强度；
医疗机构端对所有第二询问消息做出应答，养老用户端通过应答消息采集应答消息信号强度；
养老用户端与医疗机构端分别对收集到的应答消息信号强度值和第二询问消息信号强度值进行量化，得到养老用户端识别序列和医疗机构端识别序列，根据养老用户端识别序列进行验证。
2.根据权利要求1所述的基于区块链的大数据智慧医疗养老服务方法，其特征在于根据养老用户端识别序列进行验证，具体步骤包括：
医疗机构端随机产生随机密钥k并对其进行编码，得到第一密码散列函数
Figure DEST_PATH_IMAGE002
；
医疗机构端向养老用户端发送
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，当养老用户端接收到信息后，通过养老用户端识别序列识别获得随机密钥s，同时生成解码密钥
Figure DEST_PATH_IMAGE006
，得到第二密码散列函数
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，生成与医疗机构端共享的第一共享密钥
Figure DEST_PATH_IMAGE010
；
养老用户端产生一个第一随机数
Figure DEST_PATH_IMAGE012
，通过共享的第一共享密钥
Figure 530880DEST_PATH_IMAGE010
对第一随机数
Figure 792228DEST_PATH_IMAGE012
进行加密得到第一数字签名
Figure DEST_PATH_IMAGE014
；
养老用户端将第二密码散列函数
Figure 604589DEST_PATH_IMAGE008
,第一随机数
Figure DEST_PATH_IMAGE016
,第一数字签名
Figure DEST_PATH_IMAGE018
发送给医疗机构端；
医疗机构端收到消息后，首先验证第二密码散列函数
Figure 755123DEST_PATH_IMAGE008
是否与第一密码散列函数
Figure 241600DEST_PATH_IMAGE002
相等，若
Figure DEST_PATH_IMAGE020
，则医疗机构端生成第二共享密钥
Figure DEST_PATH_IMAGE022
，否则验证失败；通过第二共享密钥
Figure 473516DEST_PATH_IMAGE022
对第一随机数进行加密得到第二数字签名
Figure DEST_PATH_IMAGE024
，然后判断第二数字签名
Figure 396342DEST_PATH_IMAGE024
与第一数字签名
Figure 644177DEST_PATH_IMAGE014
是否相等，若相等，则医疗机构端产生一个第二随机数
Figure DEST_PATH_IMAGE026
，通过第二共享密钥
Figure 888556DEST_PATH_IMAGE022
对第一随机数
Figure DEST_PATH_IMAGE028
和第二随机数
Figure 537712DEST_PATH_IMAGE026
进行加密得到第三数字签名
Figure DEST_PATH_IMAGE030
，否则验证失败；
医疗机构端将第二随机数
Figure 340977DEST_PATH_IMAGE026
与第三数字签名
Figure 655152DEST_PATH_IMAGE030
发送给养老用户端；
养老用户端通过第一共享密钥
Figure 850641DEST_PATH_IMAGE010
对第一随机数
Figure 890272DEST_PATH_IMAGE012
和第二随机数
Figure DEST_PATH_IMAGE032
进行加密得到第四数字签名
Figure DEST_PATH_IMAGE034
，然后验证第三数字签名
Figure 85893DEST_PATH_IMAGE030
与第四数字签名
Figure 439645DEST_PATH_IMAGE034
是否相等，若相等则医疗机构端与养老用户端成功建立第二共享密钥
Figure 991105DEST_PATH_IMAGE022
，否则验证失败。
3.根据权利要求2所述的基于区块链的大数据智慧医疗养老服务方法，其特征在于所述养老用户端将需求配对请求发布至区块链时，配对指数最高的医疗机构端优先接收需求配对请求，所述配对指数的计算方法如下：
确定养老用户端请求发布位置，采集区块链中每个医疗机构端位置,测量养老用户端请求发布位置与每个医疗机构端位置的实际距离；
基于养老用户端请求发布位置与每个医疗机构端位置的实际距离，计算医疗机构端对养老用户端请求发布位置的配对指数：
其中，R表示养老用户端请求发布位置与当前医疗机构端位置的距离，m表示医疗机构端总数，表示计算养老用户端请求发布位置与每个医疗机构端位置的距离之和。
4.根据权利要求3所述的基于区块链的大数据智慧医疗养老服务方法，其特征在于测量养老用户端请求发布位置与每个医疗机构端位置的实际距离，若养老用户需求配对请求发布位置在医疗机构端所处范围内部，将养老用户需求配对请求发布位置与每个医疗机构端位置的实际距离记为0。
5.根据权利要求1所述的基于区块链的大数据智慧医疗养老服务方法，其特征在于所述电子身份信息包括账户、密码和签名密钥。
6.一种根据权利要求1-5中任意一项所述基于区块链的大数据智慧医疗养老服务方法的服务系统，其特征在于包括：
注册模块：用于医疗机构和养老用户注册登入医疗养老服务系统，使登入系统的每一方得到电子身份信息；
配对协商模块：用于医疗机构端和养老用户端进行配对协商，并生成一份电子合同；
储存模块：用于用医疗机构端和养老用户的电子身份信息对电子合同进行认证，认证后的所述电子合同通过点对点的方式在区块链进行全网广播并储存；
验证模块：用于将储存的电子合同进行分类后压缩为数据包，并生成所述数据包的哈希值，将所述哈希值广播至全网共识，区块链节点收到完成共识的数据包后，对其中每条电子合同进行验证；
电子合同处理模块：用于检查验证通过的电子合同的生效时间，按照时间顺序生成待生效队列，对到达生效时间的电子合同再次进行验证后执行所述电子合同并向医疗机构端和养老用户发送通知，执行完成后，将所述电子合同标记生效，从待生效队列中移除并储存至数据库中；
医疗机构端和养老用户端进行配对协商，具体步骤包括：
养老用户端将需求配对请求发布至区块链，医疗机构端接收到需求配对请求，向养老用户端发送第一询问消息，所述第一询问消息包括第一时间和第二时间；
养老用户端收到第一询问消息后向医疗机构端每隔第一时间发送一次第二询问消息，持续发送第二时间，医疗机构端通过第二询问消息采集第二询问消息信号强度；
医疗机构端对所有第二询问消息做出应答，养老用户端通过应答消息采集应答消息信号强度；
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