CN111881481B - 基于区块链的医疗数据处理方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于区块链的医疗数据处理方法、装置、设备及存储介质，该方法包括对医疗数据进行预处理获得目标医疗数据；通过预设信息摘要算法计算目标医疗数据对应的医疗数据摘要；采用非对称加密算法获取用户节点对应的用户密钥，并根据用户密钥和医疗数据摘要生成数字签名；根据目标医疗数据、数字签名以及用户密钥生成待存储医疗数据；将待存储医疗数据发送至用户节点所在的区块链网络中进行储存。本发明将区块链技术应用于医疗数据的存储，采用信息摘要算法和非对称加密算法来生成待存储医疗数据，然后将待存储医疗数据发送至区块链网络，一方面能够避免数据的分散存储，另一方面也能够保证医疗数据存储时的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于区块链的医疗数据处理方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。
随着互联网技术的飞速发展，“互联网+”越来越多的应用到我们的日常生活中。其中，互联网医疗是互联网在医疗行业的新应用，代表了医疗行业新的发展方向。总所周知，医疗数据种类繁多，而大数据时代的到来又促进了医疗数据的大量增加，然而，海量、繁多的医疗数据的分散存储，一方面导致了医疗数据不能统一管理；另一方面，医疗数据的安全性也无法得到有效的保障，严重影响医疗数据的可靠性和分析效率，一定程度上影响了后疫情时代的医学发展。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供了一种基于区块链的医疗数据处理方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有的医疗数据处理方式，不便于医疗数据的统一管理，且数据安全无法得到有效保证的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于区块链的医疗数据处理方法，所述方法包括以下步骤：
在接收到用户节点上传的医疗数据时，对所述医疗数据进行预处理，获得目标医疗数据；
通过预设信息摘要算法计算所述目标医疗数据对应的医疗数据摘要；
采用非对称加密算法获取所述用户节点对应的用户密钥，并根据所述用户密钥和所述医疗数据摘要生成数字签名；
根据所述目标医疗数据、所述数字签名以及所述用户密钥生成待存储医疗数据；
将所述待存储医疗数据发送至所述用户节点所在的区块链网络中进行储存。
优选地，所述在接收到用户节点上传的医疗数据时，对所述医疗数据进行预处理，获得目标医疗数据的步骤，包括：
在接收到用户节点上传的医疗数据时，获取所述用户节点对应的节点指纹信息；
根据所述节点指纹信息对所述用户节点进行鉴权，并在鉴权通过时查找所述医疗数据中包含的敏感信息数据；
对所述敏感信息数据中的敏感字段进行数据脱敏，以获得目标医疗数据。
优选地，所述对所述敏感信息数据中的敏感字段进行数据脱敏，以获得目标医疗数据的步骤，包括：
获取所述敏感信息数据中包含的敏感字段，并确定所述敏感字段所属的字段类型；
采用模糊匹配算法在预设脱敏规则数据库中查找所述字段类型对应的目标脱敏策略；
根据所述目标脱敏策略对所述医疗数据中的所述敏感字段进行数据脱敏，以获得目标医疗数据。
优选地，所述采用非对称加密算法获取所述用户节点对应的用户密钥，并根据所述用户密钥和所述医疗数据摘要生成数字签名的步骤，包括：
确定所述用户节点所属的医院信息系统，并获取所述医院信息系统对应的系统标识；
从所述节点指纹信息中提取所述用户节点对应的节点地址；
根据所述系统标识和所述节点地址采用非对称加密算法生成所述用户节点对应的用户密钥；
根据所述用户密钥和所述医疗数据摘要生成数字签名。
优选地，所述根据所述目标医疗数据、所述数字签名以及所述用户密钥生成待存储医疗数据的步骤，包括：
按时间维度对所述目标医疗数据进行分类，获得分类后的目标医疗数据；
按患者就诊科室维度将分类后的所述目标医疗数据划分为多个数据块；
根据所述数字签名对所述数据块分别进行标记，获得标记后的数据块；
从所述用户密钥中读取用户公钥，将所述用户公钥和所述标记后的数据块封装成待存储医疗数据。
优选地，所述根据所述数字签名对所述数据块分别进行标记，获得标记后的数据块的步骤，包括：
获取各数据块对应的时间戳，并建立所述时间戳与对应的数据块之间的映射关系；
根据所述数字签名对所述映射关系中存放的数据块分别进行标记，获得标记后的数据块。
优选地，所述将所述待存储医疗数据发送至所述用户节点所在的区块链网络中进行储存的步骤，包括：
采用循环冗余校验算法计算所述待存储医疗数据对应的校验值；
将所述校验值写入所述待存储医疗数据中，获得待校验医疗数据；
在所述用户节点所在的区块链网络中对所述待校验医疗数据进行广播，以使所述区块链网络中的区块链节点对接收到的所述待校验医疗数据进行存储。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于区块链的医疗数据处理装置，所述装置包括：
数据接收模块，用于在接收到用户节点上传的医疗数据时，对所述医疗数据进行预处理，获得目标医疗数据；
摘要生成模块，用于通过预设信息摘要算法计算所述目标医疗数据对应的医疗数据摘要；
密钥生成模块，用于采用非对称加密算法获取所述用户节点对应的用户密钥，并根据所述用户密钥和所述医疗数据摘要生成数字签名；
数据加密模块，用于根据所述目标医疗数据、所述数字签名以及所述用户密钥生成待存储医疗数据；
数据发送模块，用于将所述待存储医疗数据发送至所述用户节点所在的区块链网络中进行储存。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于区块链的医疗数据处理设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于区块链的医疗数据处理程序，所述基于区块链的医疗数据处理程序配置为实现如上文所述的基于区块链的医疗数据处理方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于区块链的医疗数据处理程序，所述基于区块链的医疗数据处理程序被处理器执行时实现如上文所述的基于区块链的医疗数据处理方法的步骤。
本发明在接收到用户节点上传的医疗数据时，对医疗数据进行预处理，获得目标医疗数据；通过预设信息摘要算法计算目标医疗数据对应的医疗数据摘要；采用非对称加密算法获取用户节点对应的用户密钥，并根据用户密钥和医疗数据摘要生成数字签名；根据目标医疗数据、数字签名以及用户密钥生成待存储医疗数据；将待存储医疗数据发送至用户节点所在的区块链网络中进行储存。由于本发明是将区块链技术应用到医疗数据的存储场景，通过采用信息摘要算法和非对称加密算法来生成待存储医疗数据，然后将待存储医疗数据发送至区块链网络进行存储，一方面能够避免数据的分散存储，有利于医疗数据的共享，另一方面也能够保证医疗数据存储时的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的基于区块链的医疗数据处理设备的结构示意图；
图2为本发明基于区块链的医疗数据处理方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明基于区块链的医疗数据处理方法第二实施例的流程示意图；
图4为本发明基于区块链的医疗数据处理方法第三实施例的流程示意图；
图5为本发明基于区块链的医疗数据处理装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的基于区块链的医疗数据处理设备结构示意图。
如图1所示，该基于区块链的医疗数据处理设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（Central Processing Unit，CPU），通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（WIreless-FIdelity，WI-FI）接口）。存储器1005可以是高速的随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM）存储器，也可以是稳定的非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对基于区块链的医疗数据处理设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及基于区块链的医疗数据处理程序。
在图1所示的基于区块链的医疗数据处理设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明基于区块链的医疗数据处理设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在基于区块链的医疗数据处理设备中，所述基于区块链的医疗数据处理设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于区块链的医疗数据处理程序，并执行本发明实施例提供的基于区块链的医疗数据处理方法。
本发明实施例提供了一种基于区块链的医疗数据处理方法，参照图2，图2为本发明基于区块链的医疗数据处理方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述基于区块链的医疗数据处理方法包括以下步骤：
步骤S10：在接收到用户节点上传的医疗数据时，对所述医疗数据进行预处理，获得目标医疗数据；
需要说明的是，本实施例方法的执行主体可以是与所述用户节点对接的区块链节点。所述用户节点可以是能够与对应区块链节点进行信息交互的客户端或用户终端。所述医疗数据则可以是患者就医过程中的诊疗数据，包括患者基本信息、疾病主诉、检验数据、影像数据、诊断数据、治疗数据等，本实施例中的医疗数据可以是从上述用户节点所属医院的医院信息系统HIS中获得。
可理解的是，各级医院可通过授权后的上述用户节点从HIS中获得医疗数据，然后对这些医疗数据进行一系列的处理后上传至区块链网络进行保存，从而避免医疗数据的分散存储，也能降低医疗数据被恶意篡改和非法盗用的风险，保障用户的隐私安全。
本实施例中，所述预处理可以是对医疗数据进行鉴权、敏感信息的脱敏、无效数据的删除等操作，从而获得目标医疗数据。
步骤S20：通过预设信息摘要算法计算所述目标医疗数据对应的医疗数据摘要；
可理解的是，本实施例中所述预设信息摘要算法，可以是通过对数据提取指纹信息以实现数据签名、数据完整性校验等功能的算法，本实施例中所述预设信息摘要算法可包括MD2、MD4、MD5、SHA-1以及SHA-256算法等。当然，考虑到区块链技术的应用场景，本实施例中所述预设信息摘要算法优选为哈希算法“SHA-256”。
在具体实现中，区块链节点可通过预设信息摘要算法计算所述目标医疗数据对应的医疗数据摘要。例如通过SHA-256算法计算“医疗数据”这四个字的数据摘要即为“a6a480d76497f6503f78f9ba4d08466d077e51ae6c4334f6ecb1bb2983d75037”。
步骤S30：采用非对称加密算法获取所述用户节点对应的用户密钥，并根据所述用户密钥和所述医疗数据摘要生成数字签名；
应理解的是，所谓非对称加密算法，即一种基于密钥的信息保密方法，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey:简称公钥）和私有密钥（privatekey:简称私钥）。本步骤中，所述用户密钥可包括用户公钥和用户私钥。其中，所述用户私钥用于对医疗数据进行加密；所述用户公钥则用于其他区块链节点对预存储的医疗数据进行解密，以验证这些医疗数据的真实性和有效性。
可理解的是，常用的非对称加密算法包括RSA、Elgamal、ECC（椭圆曲线加密算法）等。考虑到区块链技术的应用场景，本实施例中所述预设信息摘要算法优选为ECC（椭圆曲线加密算法）。
在具体实现中，区块链节点可采用椭圆曲线加密算法来计算出用户节点对应的用户密钥，然后基于用户密钥和所述医疗数据摘要生成数字签名。
需要说明的是，数字签名在生成过程中需要利用到数字签名算法，（DigitalSignature Algorithm，DSA），本实施例中数字签名算法包括但不局限于ECDSA、EdDSA、多重签名算法以及环签名算法等。当然，考虑到区块链技术需要兼顾某些场景因素，本实施例所涉及的数字签名算法也可根据所在区块链网络对应的智能合约来确定。
步骤S40：根据所述目标医疗数据、所述数字签名以及所述用户密钥生成待存储医疗数据；
在具体实现中，区块链节点在生成了目标医疗数据对应的数字签名和用户密钥后，即可将目标医疗数据、数字签名以及用户密钥封装成对应的待存储医疗数据。
实际应用中，区块链节点可按照下表1的数据结构来对将目标医疗数据、数字签名以及用户密钥进行封装。
表1 数据结构
| 医疗数据 | 数字签名 | 用户密钥（公钥） |
步骤S50：将所述待存储医疗数据发送至所述用户节点所在的区块链网络中进行储存。
需要说明的是，本实施例中所提及的区块链网络可以是以全国省、市或县各级医院为单位，共同搭建的专用于医疗大数据的区块链网络，该区块链网络可以与各医院的HIS连接，实现海量医疗数据的实时读取和存储。
在具体实现中，区块链节点可将封装好的待存储医疗数据采用广播的方式发送至用户节点所对应的区块链网络的所有区块链节点，以使这些区块链节点通过上述用户密钥中的公钥对数字签名进行解密，获得解密后的医疗数据摘要，同时这些区块链节点还将采用预设信息摘要算法计算其所接收到的医疗数据的数据摘要，然后将两个数据摘要进行比对，若一致，则表明验证通过，此时即可将待存储医疗数据存放在所拥有的区块（Block）中。
进一步地，考虑到在数据传输过程中，无论传输系统的设计多么完美，差错总会存在，这种差错可能会导致被传输的数据在链路上传输的一个或者多个帧被破坏（出现比特差错，0变为1，或者1变为0），从而导致数据接受方接收到错误的数据。因此，为尽量提高数据接受方接收到的数据的正确率，保证数据传输过程中医疗数据的完整性。本步骤中的区块链节点在发送待存储医疗数据之前，还将采用循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check，CRC）算法计算所述待存储医疗数据对应的校验值，然后使用该校验值对待存储的医疗数据进行标记，或者是直接将该校验值写入待存储医疗数据中，获得待校验医疗数据，最后再通过广播的方式将该待存储医疗数据发送至其他的区块链节点进行存储。
同样的，接收到待存储医疗数据的区块链节点在通过上述验证方式对数据的真实性和有效性验证通过后，可采用CRC算法计算接收到的待存储医疗数据的当前校验值，然后将该当前校验值与待存储医疗数据所携带的校验值进行比对，若完全一致，则表明数据传输不存在问题，可进行后续的数据存储操作，反之则表明数据在传输过程中存在数据损坏的情况，需要重新传输。具体的，区块链节点可采用循环冗余校验算法计算待存储医疗数据对应的校验值；然后将校验值写入待存储医疗数据中，获得待校验医疗数据；最后在用户节点所在的区块链网络中对待校验医疗数据进行广播，以使区块链网络中的区块链节点对接收到的待校验医疗数据进行存储。
本实施例在接收到用户节点上传的医疗数据时，对医疗数据进行预处理，获得目标医疗数据；通过预设信息摘要算法计算目标医疗数据对应的医疗数据摘要；采用非对称加密算法获取用户节点对应的用户密钥，并根据用户密钥和医疗数据摘要生成数字签名；根据目标医疗数据、数字签名以及用户密钥生成待存储医疗数据；将待存储医疗数据发送至用户节点所在的区块链网络中进行储存。由于本实施例是将区块链技术应用到医疗数据的存储场景，通过采用信息摘要算法和非对称加密算法来生成待存储医疗数据，然后将待存储医疗数据发送至区块链网络进行存储，一方面能够避免数据的分散存储，有利于医疗数据的共享，另一方面也能够保证医疗数据存储时的安全性。
参考图3，图3为本发明基于区块链的医疗数据处理方法第二实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，作为一种实施方式，本实施例所述步骤S10可具体包括以下步骤：
步骤S101：在接收到用户节点上传的医疗数据时，获取所述用户节点对应的节点指纹信息；
需要说明的是，所述节点指纹信息，也可称为设备指纹信息，它可以是用于唯一标识出该设备或设备特征的标识信息。本实施例中该节点指纹信息可包括用户节点对应的节点地址，而该节点地址可以是用户节点对应的地理位置信息，也可以是网络地址信息（例如IP地址），还可以是媒体存取控制位址信息，即Mac地址信息。当然，作为一种实现方式，该节点地址也可以是这三种信息中的任意两种或三种地址组合后的地址，本实施例对此不加以限制。
在具体实现中，区块链节点在接收到用户节点上传的医疗数据时，可同时获取该用户节点的对应的节点指纹信息。
步骤S102：根据所述节点指纹信息对所述用户节点进行鉴权，并在鉴权通过时查找所述医疗数据中包含的敏感信息数据；
应理解的是，所谓鉴权，即鉴别当前上传医疗数据的用户节点是否具有使用区块链网络进行数据存储的权限。具体的，本实施例中可通过从节点指纹信息中获取IP地址或Mac地址等信息，然后对通过预先设定的白名单对这些信息进行精确匹配，若匹配失败，则表明当前的用户节点不具备区块链网络的使用权或访问权，此时将拒绝对用户节点上传的医疗数据进行存储。
当然，为了优化应用场景，本实施例在用户节点鉴权失败时，用户节点可通过其对应的HIS进行权限申请，并在申请通过时，继续上传医疗数据或是请求区块链节点进行二次鉴权。
可理解的是，所谓敏感信息是指不当使用或未经授权被人接触或修改会不利于国家利益或政府计划的实行或不利于个人依法享有的个人隐私权的所有信息，本实施例中所述敏感信息数据可以是与患者就医时涉及的各类信息相关的数据。
步骤S103：对所述敏感信息数据中的敏感字段进行数据脱敏，以获得目标医疗数据。
应理解的是，本实施例所述敏感信息数据中会存在一些敏感字段，例如患者基本信息中的姓名、联系方式、家庭住址等，又例如疾病诊疗信息中的某些疾病诊断结果、治疗信息等。这些敏感字段都是需要进行数据脱敏的字符数据，且每种类型的敏感字段对应的脱敏规则或策略也是不同的，例如，姓名：张三，对应的脱敏规则可以是将姓“张”保留，将名“三”替换为“*”，手机号码：13333333333中的后几位数字采用“*”代替，将家庭住址中的具体居住小区和楼栋号采用“*”代替等，此处仅做举例说明，不作具体限定。
进一步地，为精细化的对敏感字段进行脱敏，本实施例中可预先根据敏感字段类型的不同，为不同类型的敏感字段配置对应的脱敏策略，从而使得实际脱敏过程中，区块链节点能够对不同字段类型的敏感字段进行针对性的脱敏。
具体的，可获取所述敏感信息数据中包含的敏感字段，并确定所述敏感字段所属的字段类型；然后采用模糊匹配算法在预设脱敏规则数据库中查找所述字段类型对应的目标脱敏策略；再根据所述目标脱敏策略对所述医疗数据中的所述敏感字段进行数据脱敏，以获得目标医疗数据。
其中，所述模糊匹配算法，即根据所提供的检索词或关键词，搜索包含该检索词或关键词的数据，模糊匹配不考虑搜索检索词或关键词的位置，而且会自动拆分检索词或关键词为单元词汇，然后进行搜索。
本实施例在接收到用户节点上传的医疗数据时，获取用户节点对应的节点指纹信息；根据节点指纹信息对用户节点进行鉴权，并在鉴权通过时查找医疗数据中包含的敏感信息数据；对敏感信息数据中的敏感字段进行数据脱敏，以获得目标医疗数据，通过鉴权和数据脱敏处理既保证了医疗数据存储时的真实性和可靠性，也防止了用户个人医疗隐私的泄露。
参考图4，图4为本发明基于区块链的医疗数据处理方法第三实施例的流程示意图。
基于上述各实施例，在本实施例中，所述步骤S30可具体包括：
步骤S301：确定所述用户节点所属的医院信息系统，并获取所述医院信息系统对应的系统标识；
应理解的是，所述医院信息系统（Hospital Information System，HIS），是指利用计算机软硬件技术和网络通信技术等现代化手段，对医院及其所属各部门的人流、物流、财流进行综合管理，对在医疗活动各阶段产生的数据进行采集、存储、处理、提取、传输、汇总，加工形成各种信息，从而为医院的整体运行提供全面的自动化管理及各种服务的信息系统。所述系统标识可以是用户区分不同HIS，表征系统唯一性的特征信息，它可以是HIS对应的系统编号/编码，系统的详细名称、代号等。
在具体实现中，区块链节点可先确定用户节点所属的医院信息系统，然后再获取该医院信息系统对应的系统标识。
步骤S302：从所述节点指纹信息中提取所述用户节点对应的节点地址；
为了保证用户密钥的保密性，防止生成的用户密钥过于简单容易被反解密，本方案中区块链节点还将从节点指纹信息中提取用户节点对应的节点地址。
本实施例中，所述节点地址可以是用户节点对应的地理位置信息，也可以是网络地址信息（例如IP地址），还可以是媒体存取控制位址信息，即Mac地址信息。当然该节点地址也可以是这三种信息中的任意两种或三种地址组合后获得的地址。
步骤S303：根据所述系统标识和所述节点地址采用非对称加密算法生成所述用户节点对应的用户密钥；
在具体实现中，区块链节点在获取到HIS的系统标识和用户节点对应的节点地址后，即可将二者进行拼接，然后基于拼接后的字符采用非对称加密算法生成用户节点对应的用户密钥（包括用户公钥和用户私钥）。
步骤S304：根据所述用户密钥和所述医疗数据摘要生成数字签名。
在具体实现中，区块链节点可根据生成的用户密钥中的用户私钥对医疗数据摘要进行加密，从而获得目标医疗数据的数字签名。
相应地，在本实施例中所述步骤S40，可具体包括：
步骤S401：按时间维度对所述目标医疗数据进行分类，获得分类后的目标医疗数据；
应理解的是，医院等医疗机构的医疗数据种类繁多且数量庞大，为了更好的对医疗数据进行保存，且便于后续查阅，本实施例中区块链节点将对医疗数据进行分类存储。
具体的，可按照时间维度（即数据产生的时间日期顺序）按天、周或月对目标医疗数据进行分类，获得分类后的目标医疗数据。
步骤S402：按患者就诊科室维度将分类后的所述目标医疗数据划分为多个数据块；
在具体实现中，按时间维度对目标医疗数据分类后，即可根据患者就诊科室维度（即医院开设的科室）对分类后的目标医疗数据再次划分，获得多个存放着医疗数据的数据块。
步骤S403：根据所述数字签名对所述数据块分别进行标记，获得标记后的数据块；
可理解的是，为了便于其他区块链节点后续对这些数据块进行有效性和真实性的校验，本实施例中区块链节点将根据数字签名对数据块分别进行标记，获得标记后的数据块。
当然，为了进一步地确定各数据块所对应的医疗数据的具体生成时间，可先获取各数据块对应的时间戳，并建立所述时间戳与对应的数据块之间的映射关系；然后根据所述数字签名对所述映射关系中存放的数据块分别进行标记，获得标记后的数据块。
其中，上述时间戳的生成可以是以对应数据块中的医疗数据中包含的时间日期参数为依据。
步骤S404：从所述用户密钥中读取用户公钥，将所述用户公钥和所述标记后的数据块封装成待存储医疗数据。
在实际应用中，区块链节点在获得标记后的数据块后，可从用户密钥中读取用户公钥，然后将用户公钥和标记后的数据块按照上述表1的数据结构封装成待存储医疗数据。
本实施例通过确定用户节点所属的医院信息系统，并获取医院信息系统对应的系统标识；从节点指纹信息中提取用户节点对应的节点地址；根据系统标识和节点地址采用非对称加密算法生成用户节点对应的用户密钥；根据用户密钥和医疗数据摘要生成数字签名，能够保证生成的用户密钥的可靠性，同时，按时间维度对目标医疗数据进行分类，获得分类后的目标医疗数据；按患者就诊科室维度将分类后的所述目标医疗数据划分为多个数据块；根据数字签名对数据块分别进行标记，获得标记后的数据块；从用户密钥中读取用户公钥，将用户公钥和标记后的数据块封装成待存储医疗数据，保证了医疗数据在后续读取时的读取效率。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于区块链的医疗数据处理程序，所述基于区块链的医疗数据处理程序被处理器执行时实现如上文所述的基于区块链的医疗数据处理方法的步骤。
参照图5，图5为本发明基于区块链的医疗数据处理装置第一实施例的结构框图。
如图5所示，本发明实施例提出的基于区块链的医疗数据处理装置包括：
数据接收模块501，用于在接收到用户节点上传的医疗数据时，对所述医疗数据进行预处理，获得目标医疗数据；
需要说明的是，所述用户节点可以是能够与对应区块链节点进行信息交互的客户端或用户终端。所述医疗数据则可以是患者就医过程中的诊疗数据，包括患者基本信息、疾病主诉、检验数据、影像数据、诊断数据、治疗数据等，本实施例中的医疗数据可以是从上述用户节点所属医院的医院信息系统HIS中获得。
可理解的是，各级医院可通过授权后的上述用户节点从HIS中获得医疗数据，然后对这些医疗数据进行一系列的处理后上传至区块链网络进行保存，从而避免医疗数据的分散存储，也能降低医疗数据被恶意篡改和非法盗用的风险，保障用户的隐私安全。
本实施例中，所述预处理可以是对医疗数据进行鉴权、敏感信息的脱敏、无效数据的删除等操作，从而获得目标医疗数据。
摘要生成模块502，用于通过预设信息摘要算法计算所述目标医疗数据对应的医疗数据摘要；
可理解的是，本实施例中所述预设信息摘要算法，可以是通过对数据提取指纹信息以实现数据签名、数据完整性校验等功能的算法，本实施例中所述预设信息摘要算法可包括MD2、MD4、MD5、SHA-1以及SHA-256算法等。当然，考虑到区块链技术的应用场景，本实施例中所述预设信息摘要算法优选为哈希算法“SHA-256”。
在具体实现中，摘要生成模块502可通过预设信息摘要算法计算所述目标医疗数据对应的医疗数据摘要。例如通过SHA-256算法计算“医疗数据”这四个字的数据摘要即为“a6a480d76497f6503f78f9ba4d08466d077e51ae6c4334f6ecb1bb2983d75037”。
密钥生成模块503，用于采用非对称加密算法获取所述用户节点对应的用户密钥，并根据所述用户密钥和所述医疗数据摘要生成数字签名；
应理解的是，所谓非对称加密算法，即一种基于密钥的信息保密方法，非对称加密算法需要两个密钥：公开密钥（publickey:简称公钥）和私有密钥（privatekey:简称私钥）。本实施例中，所述用户密钥可包括用户公钥和用户私钥。其中，所述用户私钥用于对医疗数据进行加密；所述用户公钥则用于其他区块链节点对预存储的医疗数据进行解密，以验证这些医疗数据的真实性和有效性。
可理解的是，常用的非对称加密算法包括RSA、Elgamal、ECC（椭圆曲线加密算法）等。考虑到区块链技术的应用场景，本实施例中所述预设信息摘要算法优选为ECC（椭圆曲线加密算法）。
在具体实现中，密钥生成模块503可采用椭圆曲线加密算法来计算出用户节点对应的用户密钥，然后基于用户密钥和所述医疗数据摘要生成数字签名。
需要说明的是，数字签名在生成过程中需要利用到数字签名算法，（DigitalSignature Algorithm，DSA），本实施例中数字签名算法包括但不局限于ECDSA、EdDSA、多重签名算法以及环签名算法等。当然，考虑到区块链技术需要兼顾某些场景因素，本实施例所涉及的数字签名算法也可根据所在区块链网络对应的智能合约来确定。
数据加密模块504，用于根据所述目标医疗数据、所述数字签名以及所述用户密钥生成待存储医疗数据；
在具体实现中，密钥生成模块503在生成了目标医疗数据对应的数字签名和用户密钥后，数据加密模块504即可将目标医疗数据、数字签名以及用户密钥封装成对应的待存储医疗数据。
实际应用中，数据加密模块504可按照上述表1所示的数据结构来对将目标医疗数据、数字签名以及用户密钥进行封装。
数据发送模块505，用于将所述待存储医疗数据发送至所述用户节点所在的区块链网络中进行储存。
需要说明的是，本实施例中所提及的区块链网络可以是以全国省、市或县各级医院为单位，共同搭建的专用于医疗大数据的区块链网络，该区块链网络可以与各医院的HIS连接，实现海量医疗数据的实时读取和存储。
在具体实现中，数据发送模块505可将封装好的待存储医疗数据采用广播的方式发送至用户节点所对应的区块链网络的所有区块链节点，以使这些区块链节点通过上述用户密钥中的公钥对数字签名进行解密，获得解密后的医疗数据摘要，同时这些区块链节点还将采用预设信息摘要算法计算其所接收到的医疗数据的数据摘要，然后将两个数据摘要进行比对，若一致，则表明验证通过，此时即可将待存储医疗数据存放在所拥有的区块（Block）中。
进一步地，考虑到在数据传输过程中，无论传输系统的设计多么完美，差错总会存在，这种差错可能会导致被传输的数据在链路上传输的一个或者多个帧被破坏（出现比特差错，0变为1，或者1变为0），从而导致数据接受方接收到错误的数据。因此，为尽量提高数据接受方接收到的数据的正确率，保证数据传输过程中医疗数据的完整性。本实施例中的数据发送模块505在发送待存储医疗数据之前，还将采用循环冗余校验（CyclicRedundancy Check ，CRC）算法计算所述待存储医疗数据对应的校验值，然后使用该校验值对待存储的医疗数据进行标记，或者是直接将该校验值写入待存储医疗数据中，获得待校验医疗数据，最后再通过广播的方式将该待存储医疗数据发送至其他的区块链节点进行存储。
同样的，接收到待存储医疗数据的区块链节点在通过上述验证方式对数据的真实性和有效性验证通过后，可采用CRC算法计算接收到的待存储医疗数据的当前校验值，然后将该当前校验值与待存储医疗数据所携带的校验值进行比对，若完全一致，则表明数据传输不存在问题，可进行后续的数据存储操作，反之则表明数据在传输过程中存在数据损坏的情况，需要重新传输。具体的，数据发送模块505可采用循环冗余校验算法计算待存储医疗数据对应的校验值；然后将校验值写入待存储医疗数据中，获得待校验医疗数据；最后在用户节点所在的区块链网络中对待校验医疗数据进行广播，以使区块链网络中的区块链节点对接收到的待校验医疗数据进行存储。
本实施例在接收到用户节点上传的医疗数据时，对医疗数据进行预处理，获得目标医疗数据；通过预设信息摘要算法计算目标医疗数据对应的医疗数据摘要；采用非对称加密算法获取用户节点对应的用户密钥，并根据用户密钥和医疗数据摘要生成数字签名；根据目标医疗数据、数字签名以及用户密钥生成待存储医疗数据；将待存储医疗数据发送至用户节点所在的区块链网络中进行储存。由于本实施例是将区块链技术应用到医疗数据的存储场景，通过采用信息摘要算法和非对称加密算法来生成待存储医疗数据，然后将待存储医疗数据发送至区块链网络进行存储，一方面能够避免数据的分散存储，有利于医疗数据的共享，另一方面也能够保证医疗数据存储时的安全性。
基于本发明上述基于区块链的医疗数据处理装置第一实施例，提出本发明基于区块链的医疗数据处理装置的其他实施例。
作为一种实施方式，所述数据接收模块501，还用于在接收到用户节点上传的医疗数据时，获取所述用户节点对应的节点指纹信息；根据所述节点指纹信息对所述用户节点进行鉴权，并在鉴权通过时查找所述医疗数据中包含的敏感信息数据；对所述敏感信息数据中的敏感字段进行数据脱敏，以获得目标医疗数据。
作为一种实施方式，所述数据接收模块501，还用于获取所述敏感信息数据中包含的敏感字段，并确定所述敏感字段所属的字段类型；采用模糊匹配算法在预设脱敏规则数据库中查找所述字段类型对应的目标脱敏策略；根据所述目标脱敏策略对所述医疗数据中的所述敏感字段进行数据脱敏，以获得目标医疗数据。
作为一种实施方式，所述密钥生成模块503，还用于确定所述用户节点所属的医院信息系统，并获取所述医院信息系统对应的系统标识；从所述节点指纹信息中提取所述用户节点对应的节点地址；根据所述系统标识和所述节点地址采用非对称加密算法生成所述用户节点对应的用户密钥；根据所述用户密钥和所述医疗数据摘要生成数字签名。
作为一种实施方式，所述数据加密模块504，还用于按时间维度对所述目标医疗数据进行分类，获得分类后的目标医疗数据；按患者就诊科室维度将分类后的所述目标医疗数据划分为多个数据块；根据所述数字签名对所述数据块分别进行标记，获得标记后的数据块；从所述用户密钥中读取用户公钥，将所述用户公钥和所述标记后的数据块封装成待存储医疗数据。
作为一种实施方式，所述数据加密模块504，还用于获取各数据块对应的时间戳，并建立所述时间戳与对应的数据块之间的映射关系；根据所述数字签名对所述映射关系中存放的数据块分别进行标记，获得标记后的数据块。
作为一种实施方式，所述数据发送模块505，还用于采用循环冗余校验算法计算所述待存储医疗数据对应的校验值；将所述校验值写入所述待存储医疗数据中，获得待校验医疗数据；在所述用户节点所在的区块链网络中对所述待校验医疗数据进行广播，以使所述区块链网络中的区块链节点对接收到的所述待校验医疗数据进行存储。
本发明基于区块链的医疗数据处理装置的其他实施例或具体实现方式可参照上述各方法实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于区块链的医疗数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
在接收到用户节点上传的医疗数据时，对所述医疗数据进行预处理，获得目标医疗数据；
通过预设信息摘要算法计算所述目标医疗数据对应的医疗数据摘要；
采用非对称加密算法获取所述用户节点对应的用户密钥，并根据所述用户密钥和所述医疗数据摘要生成数字签名；
根据所述目标医疗数据、所述数字签名以及所述用户密钥生成待存储医疗数据；
将所述待存储医疗数据发送至所述用户节点所在的区块链网络中进行储存；
所述在接收到用户节点上传的医疗数据时，对所述医疗数据进行预处理，获得目标医疗数据的步骤，包括：
在接收到用户节点上传的医疗数据时，获取所述用户节点对应的节点指纹信息，所述节点指纹信息包括所述用户节点对应的节点地址，所述节点地址为地理位置信息、网络地址信息和/或媒体存取控制位址信息组合而成的地址；
根据所述节点指纹信息中的所述地理位置信息、所述网络地址信息和/或所述媒体存取控制位址信息与预设白名单对所述用户节点进行鉴权，并在鉴权通过时查找所述医疗数据中包含的敏感信息数据；
对所述敏感信息数据中的敏感字段进行数据脱敏，以获得目标医疗数据；
所述采用非对称加密算法获取所述用户节点对应的用户密钥，并根据所述用户密钥和所述医疗数据摘要生成数字签名的步骤，包括：
确定所述用户节点所属的医院信息系统，并获取所述医院信息系统对应的系统标识；
从所述节点指纹信息中提取所述用户节点对应的节点地址；
将所述系统标识和所述节点地址进行拼接，并将拼接后的字符采用非对称加密算法生成所述用户节点对应的用户密钥，所述用户密钥包括用户公钥和用户私钥；
根据所述用户密钥中的所述用户私钥对所述医疗数据摘要进行加密，生成数字签名；
所述将所述待存储医疗数据发送至所述用户节点所在的区块链网络中进行储存，包括：
采用循环冗余校验算法计算所述待存储医疗数据对应的校验值；
将所述校验值写入所述待存储医疗数据中，获得待校验医疗数据；
在所述用户节点所在的区块链网络中对所述待校验医疗数据进行广播，以使所述区块链网络中的区块链节点通过所述用户密钥中的用户公钥对所述数字签名进行解密，获得解密后的医疗数据摘要，并根据所述预设信息摘要算法计算所接收到的所述待校验医疗数据的数据摘要，将所述解密后的医疗数据摘要和所述待校验医疗数据的数据摘要进行比对，在对比一致时对接收到的所述待校验医疗数据进行存储。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述敏感信息数据中的敏感字段进行数据脱敏，以获得目标医疗数据的步骤，包括：
获取所述敏感信息数据中包含的敏感字段，并确定所述敏感字段所属的字段类型；
采用模糊匹配算法在预设脱敏规则数据库中查找所述字段类型对应的目标脱敏策略；
根据所述目标脱敏策略对所述医疗数据中的所述敏感字段进行数据脱敏，以获得目标医疗数据。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标医疗数据、所述数字签名以及所述用户密钥生成待存储医疗数据的步骤，包括：
按时间维度对所述目标医疗数据进行分类，获得分类后的目标医疗数据；
按患者就诊科室维度将分类后的所述目标医疗数据划分为多个数据块；
根据所述数字签名对所述数据块分别进行标记，获得标记后的数据块；
从所述用户密钥中读取用户公钥，将所述用户公钥和所述标记后的数据块封装成待存储医疗数据。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述数字签名对所述数据块分别进行标记，获得标记后的数据块的步骤，包括：
获取各数据块对应的时间戳，并建立所述时间戳与对应的数据块之间的映射关系；
根据所述数字签名对所述映射关系中存放的数据块分别进行标记，获得标记后的数据块。
5.一种基于区块链的医疗数据处理装置，其特征在于，所述装置包括：
数据接收模块，用于在接收到用户节点上传的医疗数据时，对所述医疗数据进行预处理，获得目标医疗数据；
摘要生成模块，用于通过预设信息摘要算法计算所述目标医疗数据对应的医疗数据摘要；
密钥生成模块，用于采用非对称加密算法获取所述用户节点对应的用户密钥，并根据所述用户密钥和所述医疗数据摘要生成数字签名；
数据加密模块，用于根据所述目标医疗数据、所述数字签名以及所述用户密钥生成待存储医疗数据；
数据发送模块，用于将所述待存储医疗数据发送至所述用户节点所在的区块链网络中进行储存；
所述数据接收模块，还用于在接收到用户节点上传的医疗数据时，获取所述用户节点对应的节点指纹信息，所述节点指纹信息包括所述用户节点对应的节点地址，所述节点地址为地理位置信息、网络地址信息和/或媒体存取控制位址信息组合而成的地址；根据所述节点指纹信息中的所述地理位置信息、所述网络地址信息和/或所述媒体存取控制位址信息与预设白名单对所述用户节点进行鉴权，并在鉴权通过时查找所述医疗数据中包含的敏感信息数据；对所述敏感信息数据中的敏感字段进行数据脱敏，以获得目标医疗数据；
所述密钥生成模块，还用于确定所述用户节点所属的医院信息系统，并获取所述医院信息系统对应的系统标识；从所述节点指纹信息中提取所述用户节点对应的节点地址；将所述系统标识和所述节点地址进行拼接，并将拼接后的字符采用非对称加密算法生成所述用户节点对应的用户密钥，所述用户密钥包括用户公钥和用户私钥；根据所述用户密钥中的所述用户私钥对所述医疗数据摘要进行加密，生成数字签名；
所述数据发送模块，还用于采用循环冗余校验算法计算所述待存储医疗数据对应的校验值；将所述校验值写入所述待存储医疗数据中，获得待校验医疗数据；在所述用户节点所在的区块链网络中对所述待校验医疗数据进行广播，以使所述区块链网络中的区块链节点通过所述用户密钥中的用户公钥对所述数字签名进行解密，获得解密后的医疗数据摘要，并根据所述预设信息摘要算法计算所接收到的所述待校验医疗数据的数据摘要，将所述解密后的医疗数据摘要和所述待校验医疗数据的数据摘要进行比对，在对比一致时对接收到的所述待校验医疗数据进行存储。
6.一种基于区块链的医疗数据处理设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于区块链的医疗数据处理程序，所述基于区块链的医疗数据处理程序配置为实现如权利要求1至4中任一项所述的基于区块链的医疗数据处理方法的步骤。
7.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有基于区块链的医疗数据处理程序，所述基于区块链的医疗数据处理程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的基于区块链的医疗数据处理方法的步骤。
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| PB01 | Publication | ||
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