CN116917881A - 一种分布式多模型数据库体系结构的管理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分布式多模型数据库体系结构，其中数据库体系结构包括多个用户微服务，这些用户微服务被配置为创建、存储和管理图形数据库，图形数据库包含与连接到用户微服务的预存关系数据库关联的与用户相关的数据；一种分布式多模型数据库体系结构的管理系统，其中管理系统包括用户界面、多个配置文件微服务、键值数据库和中间件；并给出了分布式多模型数据库体系结构的管理方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种分布式多模型数据库体系结构，其中数据库体系结构包括多个用户微服务，这些用户微服务被配置为创建、存储和管理图形数据库，图形数据库包含与连接到用户微服务的预存关系数据库关联的与用户相关的数据；一种分布式多模型数据库体系结构的管理系统，其中管理系统包括用户界面、多个配置文件微服务、键值数据库和中间件；并给出了分布式多模型数据库体系结构的管理方法。
背景技术
如今，数据的分析、处理和开发是一个蓬勃发展的技术领域，正如该领域领先公司的成功所表明的那样，此领域在未来几年具有巨大的增长前景。尽管人们在分析消费习惯的数据方面付出了很多努力，但其他潜在的应用却很少受到关注；例如，医学数据就是这样。每个患者都有诊断、治疗、临床测试和其他有价值和敏感数据的终身记录，这些数据由医疗机构或患者自己存储了几十年。作为一种非常长期的信息存储，这些记录包括不同的格式，从带有医生手写笔记的物理硬拷贝到最新的数字格式。
此外，这些记录通常分散在不同医院的不同仓库中，有时属于不同的司法管辖区。即使在同一家医院，不同类型的数据也存储在根据不同医疗标准设计的不同服务器上，因此这些服务器中的每一个都有自己的数据架构和通信协议(DICOM、LOINC、RxNORM、SNOMEDCT等)；此外，这些系统中的每一个都由不同的提供商开发和维护，这给数据集成带来了更多的可变性和复杂性。无论这些记录是作为单个患者还是作为一个群体，这种数据碎片化往往是收集、更新或研究这些记录的严重障碍。进行数据聚合和转换时由于需要配置缓存、中间数据湖和规模数据库以及处理服务器，而这些数据集成或数据联接通常发生在应用程序级别，所以使得数据管理复杂、低效且非常昂贵。
应该考虑的是，如果补充测试(如放射学或实验室分析)提供的定量数据与患者的其他临床记录数据相关，则这些数据更有价值；事实上，数据的值与可以建立的有意义的关系的数量成正比。因此，希望具有一个数据库，该数据库允许对包括在患者记录中的不同变量之间的关系进行简单的搜索和更新。
通常，大多数数据库(BD)被构造为关系数据库(RDB)；当涉及到表达数据元素之间的关系时，这些关系数据库变得特别复杂和僵化，尤其是在复杂关系的情况下，例如，当需要从两个或多个相关的数据库表(多级联接)中获取信息时；而且，这些多级连接很难进行水平缩放。联接可以有效地从现有的数据库表中计算统计信息，但对于大型数据集来说，多级联接过于复杂。如果需要分析大量数据，则有必要枚举所有相关的实体元组：“枚举方法的成本接近于实体集的笛卡尔乘积，它随着所涉及的实体集的数量呈指数级增长(Oliver和Zhensong，2015；Das et al.，2015)，(Vicknair et al.，2010；Partner et al.，2014)”。
一种可能的方法是在图形数据库(GDB)中构建患者数据。这样的GDB可以处理数据相关性的真正复杂性。此外，大多数机器学习(ML)算法在矢量化实现中工作得更好，例如图形数据库的矢量化实现，这种实现令使用库并行处理数据变得更容易；由于GDB通常使用亲和矩阵来表示，因此它们与矢量化机器学习应用程序共享相同的结构。此外，图中的函数可以表示为向量，这带来了另一个优势：图分析算法可以直接在图形数据库中实现，允许ML和图分析技术在同一环境中执行，从而可以密切合作，例如通过向ML算法提供作为预测变量计算的图形度量；因此，可以使用相同的环境来进行信息分析和高效搜索，甚至分区搜索，从而维护患者信息的隐私。
尽管RDB针对数据聚合进行了优化，但其他非关系数据库侧重于数据的数量和属性；例如，GDB针对数据连接进行了优化：与其他模型相比，GDB的设计是为了处理高水平的数据复杂性，部分原因是数据的结构不是预先固定的。但所有这些并非都是优势，GDB的成本也更高，而且在生产环境或服务中执行复杂操作的工具更少。Santis，Sandro等人的“用Java和Node将Monolith进化为微服务”的文件讲述了如何将传统的Java EE应用程序分解为单独的微服务，并提供了一组代码项目，说明了过程中的各种步骤。
发明内容
在本发明的第一个方面中，本发明提供了一种分布式多模型数据库体系结构的管理系统，分布式多模型数据库体系结构包括：多个用户微服务，每个用户微服务与存储在各自服务器上的多个预存关系数据库相连接，每个用户微服务都与一个用户关联，用户微服务被配置为创建、存储和管理包含有节点和边缘的图形数据库，图形数据库包含与连接到用户微服务的预存关系数据库关联的与用户相关的数据；
每个用户微服务包括一个加密文件，该加密文件通过用户微服务进行解密，加密文件包含创建和存储带有与相关用户相关的数据的图形数据库的指令，每个用户微服务存储在连接到用户微服务的预存关系数据库的服务器上，以及图形数据库被配置为仅通过用户微服务访问；
其中管理系统存储在云服务器上，管理系统包括：
用户界面；
多个配置文件微服务，其中每个配置文件微服务都与单个不同用户关联，其中每个配置文件微服务与至少另一个配置文件微服务连接，并且每个配置文件微服务被配置为解密与配置文件微服务相关联的用户微服务的加密文件；
键值数据库，与配置文件微服务连接，配置为存储每个图形数据库的具有哈希函数的位置数据、配置文件微服务的具有哈希函数的位置数据和用户微服务的具有哈希函数的位置数据，以及
中间件，被配置为连接用户微服务和配置文件微服务。
该管理系统提供对存储在多个先前存在的分布式独立多模型数据库中的数据的集中访问，具有高度的安全性，并且数据的合法所有者不会失去所有权；该数据库体系结构为每个预先存在的数据库或节点提供了多个用户微服务，这些微服务负责创建专门与从预先存在的数据库中与用户相关的数据相关的用户特定图形数据库(GDB)，并管理与管理系统的访问和通信。图形数据库中的数据存储在现有数据库服务器上并加密。管理系统仅被授权访问用户的微服务，并接收加密数据，而无法访问先前存在的数据库中的其他数据；因此，实现了高水平的安全性。
每个配置文件微服务都与一个用户关联，该用户最好拥有或正式授权访问先前存在的数据库中的某些数据。在传统的安排中，如果托管数据库的实体允许，用户将能够访问单个数据库并手动提取相关信息。这造成了两个主要问题：第一，一旦允许用户访问数据库，他就可以访问数据库中的任何记录，包括其他用户的敏感数据，从而危及数据库的隐私和安全；第二，用户必须手动请求并从每个单独的数据库中提取相关数据；因此，从多个数据库中提取数据将花费时间和资源。
本发明克服了这些困难，并提供了一种通过用户界面具有单一认证过程的集中式数据库管理系统、具有索引的键值数据库，以及处理管理系统和分布式数据库体系结构之间的通信的中间件。配置文件微服务提供对权限、数据请求以及与数据库架构的通信的全面管理。该管理系统由云服务器托管；云服务器应该被理解为包括处理器、存储介质和互联网访问的计算机或计算机系统，并被配置为托管和运行数据库管理系统。
在本申请中，微服务应被理解为本领域公知的微服务结构的每个软件应用程序或元素。在本发明中，所有微服务都与用户有关；例如，每个用户可能只有一个配置文件微服务，而每个用户可能有多个用户微服务；特别地，对于每个用户，每个节点都有一个用户微服务。配置文件和用户应被理解为如第一类微服务和第二类微服务的简单方便名称。配置文件微服务将始终具有比用户微服务更高的层次结构，并有权读取用户微服务生成的加密文件。
图形数据库或GDB应被理解为非关系数据库或纯图形数据库，该数据库包括节点和向量，并存储与用户相关的数据；GDB的节点必须被理解为图的顶点，或通过向量或边连接到其他顶点的离散数据元素，与引用这些预先存在的数据库的节点不同。
键值数据库应被理解为一个哈希函数表，包括存储在与每个唯一用户相关的图形数据库中的每个数据记录的位置的至少一个索引，以及其他相关数据。
中间件是一种元素，被配置为启用和管理数据库架构，尤其是用户微服务与管理系统之间的通信和数据传输。
本发明对于具有属于自主或独立卫生机构的多个松散相关或独立数据库的卫生系统中的患者记录的管理特别适用。患者是相关数据(如患者记录、病史等)的合法所有者，可以访问存储在单独医院数据库中的信息，并保持对这些数据的所有权；此外，医生或类似人员也可以访问其患者的数据，条件是医生已授予数据合法所有者权限。
在特定实施例中，用户界面是基于Web的用户界面。基于Web的界面确保任何用户都可以访问世界上任何地方的信息，前提是用户具有所需的权限。
在一个特定的实施例中，键值数据库被配置为分布式账本。更具体地说，键值数据库被配置为区块链的分布式账本(distributed iedger)，因此任何试图操纵恶意用户存储的信息的行为都可以被经授权的用户报告和跟踪。
在一个特定的实施例中，键值数据库包括用公钥加密算法加密的键值对。作为额外的安全措施，使用非对称加密系统对键值数据库进行加密，该系统包括至少一个公钥和一个私钥。
在一个特定实施例中，键值数据库包括键值数据库管理器。
在一个特定实施例中，该系统还包括由中间件控制的低可用性备份数据库。
在一个特定实施例中，中间件部分存储在预存关系数据库的服务器中。优选的，中间件的一部分分布在现有数据库服务器的节点上，并存储在相应的数据库服务器中，具有更高的集成度。
在一个特定实施例中，中间件被配置为对等网络。
在一个特定实施例中，中间件被配置为在图形数据库的节点之间进行无主异步复制。
在一个特定实施例中，中间件被配置为根据预设的循环顺序执行多播查询。
在一个特定实施例中，至少一个配置文件微服务包括一个中间数据库，该中间数据库被配置为存储图形数据库的数据、存储用户微服务的利用哈希函数确定的存储地址和/或被配置为存储解密密钥。中间数据库是用于存储各种数据的小容量用户特定数据库，如微服务位置和加密/解密密钥；这些中间数据库充当信息的本地存储，并允许更快地访问用户的查询。
在本发明的第二个方面中，本发明提供了一种计算机系统，其包括配置为存储和执行根据第一发明方面的管理系统的云服务器。计算机系统包括至少一个具有互联网连接的云服务器，以及可选的附加计算机和/或类似设备，例如便携式设备、平板电脑、智能手机等。
在本发明的第三个方面中，本发明提供了一种分布式多模型数据库体系结构，包括多个用户微服务，每个用户微服务与多个预存关系数据库相连接，每个用户微服务都与一个用户关联，用户微服务被配置为创建、存储和管理包含有节点和边缘的图形数据库，图形数据库包含与连接到用户微服务的预存关系数据库关联的与用户相关的数据；每个用户微服务包括一个加密文件，该加密文件通过用户微服务进行解密，加密文件包含创建和存储带有与相关用户相关的数据的图形数据库的指令；用户微服务存储在连接到用户微服务的预存关系数据库的服务器上；图形数据库被配置为仅通过用户微服务访问。
用户微服务使用各自的加密文件创建或构建图形数据库；这种加密文件包括用于任务的特定指令，并经过加密以避免安全威胁。因此，无论现有数据库的类型如何，分布式多模型数据库体系结构都有利地提供了一个具有标准化模型的替代数据库。
在一个特定的实施例中，加密文件使用公钥加密算法进行加密。公钥加密算法有利地提供了一种高度安全的非对称加密系统，该系统可以抵抗大多数攻击尝试，而不需要高成本的处理负载或处理时间。
在一个特定的实施例中，加密文件包括一个或多个用户数据、哈希函数、元数据、加密密钥。加密文件有利地存储了创建或构建图形数据库的指令，以及确保访问图形数据库和信息安全的其他有用数据；此外，加密文件可以直接存储某些数据，而不是简单地指向不同的地址。
在一个特定实施例中，加密文件被编码为JSON文件。JSON格式的文件优选地包括创建或构建图形数据库的指令，以及未直接存储在图形数据库中的加密数据的哈希函数位置、元数据和加密密钥；未直接存储在图形数据库中的此类数据的示例有DICOM文件、高分辨率视频或大文件。
在一个特定的实施例中，图形数据库中的数据使用公钥加密算法进行加密。有利地，GDB数据的加密避免了访问数据库的恶意用户的任何可能的攻击。
在一个特定的实施例中，图形数据库中的数据根据DICOM和/或HL7 FHIR医疗标准进行编码。遵守DICOM和/或HL7 FHIR等医学标准，可确保来自不同来源的数据的兼容性，例如来自医院、诊所、研究中心和/或大学的内部数据库的数据。此外，在一个实施例中，中间件包括被配置为输出具有来自数据库的数据的标准兼容文件的导出接口。
在一个特定的实施例中，图形数据库中的数据被编码为JSON文件。JSON格式是一种非常通用的文件格式，可确保微服务的互操作性和与现有数据库的兼容性。
在本发明的第四个方面中，本发明提供了一种使用本发明第一个方面的管理系统、具有本发明第三个方面的分布式多模型数据库架构的管理方法，其中该方法包括以下步骤：通过配置文件微服务接收来自用户界面的数据请求；通过配置文件微服务发出请求，将一个或多个图形数据库中的数据定位到键值数据库，通过配置文件微服务将数据请求和数据定位传输到中间件，通过中间件将数据请求传输到存储所请求数据的图形数据库中的一个或多个用户微服务，通过中间件接收来自一个或多个用户微服务的加密数据，通过中间件将加密数据传输到配置文件微服务。
在本发明的第五个方面中，本发明提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质包括指令，当由计算机执行时，这些指令使计算机执行以下步骤：
通过配置文件微服务接收来自用户界面的数据请求；通过配置文件微服务发出请求，将一个或多个图形数据库中的数据定位到键值数据库，通过配置文件微服务将数据请求和数据定位传输到中间件，通过中间件将数据请求传输到存储所请求数据的图形数据库中的一个或多个用户微服务，通过中间件接收来自一个或多个用户微服务的加密数据，通过中间件将加密数据传输到配置文件微服务。
附图说明
通过参考附图对示例性实施例的以下详细描述，将更充分地理解上述提到的和其他的优点与特征，这些附图将通过说明而非限制的方式来考虑，其中：
图1是本发明实施例的一种管理系统的示意图。
图2是本发明实施例的一种数据库体系结构的示意图。
图3是本发明实施例的另一种数据库体系结构的示意图。
图4是本发明实施例的一种管理系统和数据库体系结构的示意图。
图5是本发明实施例的一种管理系统的物理结构和数据库体系结构的示意图。
具体实施方式
本发明特别适用于管理存储在医疗机构的多个本地数据库中的医疗数据，例如医院、诊所等；这些数据库通常包含大量患者的数据，其中大多数包含敏感数据；在传统的体系结构中，访问单个患者的数据需要允许所有患者访问整个数据集，并且需要单独访问每个数据库。因此，用户既有患者，也有医生和研究人员，他们希望从各种来源获得匿名数据。
图1显示了管理系统(1)的优选实施例；管理系统(1)包括多个配置文件微服务(3)，在该图中仅表示了其中的三个，它们彼此连接并连接到用户界面(2)。用户界面(2)优选地是可从具有互联网连接的任何设备访问的Web应用程序。
在一个可选实施例中，配置文件微服务(3)由一组平台即服务(PaaS)软件产品的容器群集，该软件产品使用操作系统级虚拟化，以在称为容器的包中交付软件。这些容器彼此隔离，并捆绑它们自己的软件、库和配置文件；容器可以通过定义明确的通道相互通信。所有容器都由单个操作系统内核运行，因此使用的资源比虚拟机少。在用户希望将数据永久存储在云服务器(10)上的情况下，配置文件微服务(3)还包括中间数据库。在实践中，配置文件微服务(3)充当用户的虚拟表示，并对用户拥有的数据具有完全的权限。
在本实施例中，键值数据库(4)是一个基于区块链的哈希函数表，其中包括每个用户的数据在数据库体系结构(20)中的位置。中间件(5)是一种分布式数据库管理系统——NoSQL，具有对等体系结构，在多个数据节点之间提供高可用性，在安装在预存关系数据库(30)内的节点和管理系统(1)之间进行异步无主复制。中间件(5)可以通过循环调度系统对多个用户微服务(11)执行多播查询；唯一响应查询的用户微服务(11)是包含数据并经用户授权共享数据的用户微服务(11)。
分布式多模型数据库体系结构(20)的整体架构如图3所示，它表示四个数据库(30)或节点。分布式多模型数据库体系结构(20)本质上是具有多个预存关系数据库(30)的联合数据库，这些预存关系数据库(30)的数据由多个用户微服务(11)在用户的基础上以这样的方式管理，即仅从预存关系数据库(30)中提取用户拥有的某些数据，所有这些都根据加密文件(13)的指令在用户专用图形数据库(12)中重新排列并用公钥加密算法进行加密。
图3显示了数据库体系结构(20)的简化视图，其中每个预存关系数据库(30)有四个数据库(30)和一个用户微服务(11)，而通常每个数据库(30)将与多个用户微服务(11)相关联，通常每个用户有一个。图2显示了其中一个数据库架构结构(20)的一个节点可能实施的视图，该节点具有一个数据库(30)和四个用户微服务(11)；此外，每个用户微服务(11)都连接到其对应的图形数据库(12)和加密文件(13)。
图4显示了管理系统(1)以及由两个单独节点表示的分布式多模型数据库体系结构(20)。
图5显示了管理系统(1)和分布式数据库体系结构(20)的优选实现方式；该图显示了位于云服务器(10)上的配置文件微服务(3)、键值数据库(4)和部分中间件(5)；本示例中的用户界面(2)是一个Web应用程序。另一方面，数据库服务器(31)(图5中仅示出一个单元)承载用户微服务(11)，图5中仅表示一个单元、预存在的数据库(30)以及中间件(5)的一部分。在图形数据库(12)中，数据结构由文档中具有树状结构的图来实现，该文档将对子节点中“父”节点的引用进行存储。“父引用模式”将每个树节点存储在一个文档中；除了树节点之外，文档还存储节点、父节点的标识或ID。数据建模中的关键挑战是平衡应用程序需求、数据库引擎性能特征和数据检索模式。与SQL或传统数据库不同的是，在插入数据之前必须确定和声明表的模式，图形数据库集合默认情况下不要求其文档具有相同的模式。
单个集合中的文档不需要具有相同的字段集，并且集合中各个文档的字段的数据类型可能不同。若要更改集合中文档的结构，例如添加新字段、删除现有字段或将字段值更改为新类型，文档将更新为新结构。这种灵活性使得将文档映射到实体或对象变得容易。每个文档都可以调整所代表实体的数据字段，即使该文档与集合中的其他文档有很大的差异。为图形数据库应用程序设计数据模型时，关键策略围绕着文档结构以及应用程序如何表示数据之间的关系。
在一个优选示例中，数据库体系结构(20)不仅与DICOM和HL7等医疗标准兼容，中间件(5)还包括这些格式的导出接口，因此数据库体系结构(20)完全兼容现有的医院系统，并且独立于软件服务提供商。
此外，只有通过用户微服务(11)才能访问数据，并且条件是该请求得到相应密钥的正式授权。数据以这样的方式加密，配置文件微服务(3)总是具有更高的权限来解密数据。
通过树建立的层次结构，以及从一个节点到另一个节点在每一时刻建立必要的数据结构的成本，可以知道数据的位置。因此，Dijkstra算法是构建数据网络的首选算法。使用最小路径算法，即用于确定节点之间的最短路径的算法。一旦知道每个节点(医院)中文件的位置，就可以执行算法来重建相同的数据树。如果任何节点发生文件路径更改，我们将不得不使用相同的模式重建树。为了在正式授权用户请求后请求数据记录，管理系统(1)执行以下步骤：通过配置文件微服务接收来自用户界面的数据请求；通过配置文件微服务发出请求，将一个或多个图形数据库中的数据定位到键值数据库，通过配置文件微服务将数据请求和数据定位传输到中间件，通过中间件将数据请求传输到存储所请求数据的图形数据库中的一个或多个用户微服务，通过中间件接收来自一个或多个用户微服务的加密数据，通过中间件将加密数据传输到配置文件微服务。
本发明还包括：
1.一种分布式多模型数据库体系结构(20)的管理系统(1)，分布式多模型数据库体系结构(20)包括：
多个用户微服务(11)，每个用户微服务(11)与存储在各自服务器(31)上的多个预存关系数据库(30)相连接，每个用户微服务(11)都与一个用户关联，用户微服务(11)被配置为创建、存储和管理包含有节点和边缘的图形数据库(12)，图形数据库(12)包含与连接到用户微服务(11)的预存关系数据库(30)关联的与用户相关的数据；
每个用户微服务包括一个加密文件(13)，该加密文件通过用户微服务(11)进行解密，加密文件包含创建和存储带有与相关用户相关的数据的图形数据库(12)的指令，每个用户微服务(11)存储在连接到用户微服务(11)的预存关系数据库(30)的服务器(31)上，以及图形数据库(12)被配置为仅通过用户微服务(11)访问；
其中管理系统(1)存储在云服务器(10)上，管理系统(1)包括：
用户界面(2)，
多个配置文件微服务(3)，其中每个配置文件微服务(3)都与单个不同用户关联，其中每个配置文件微服务(3)与至少另一个配置文件微服务(3)连接，并且每个配置文件微服务(3)被配置为解密与配置文件微服务(3)相关联的用户微服务(11)的加密文件(13)，
键值数据库(4)，与配置文件微服务(3)连接，配置为存储每个图形数据库(12)的具有哈希函数的位置数据、配置文件微服务(3)的具有哈希函数的位置数据和用户微服务(11)的具有哈希函数的位置数据，以及
中间件(5)，被配置为连接用户微服务(11)和配置文件微服务(3)。
2.根据前述的管理系统(1)，其中用户界面(2)是基于Web的用户界面。
3、根据前述任一项的管理系统(1)，其中键值数据库(4)被配置为分布式账本。
4、根据前述任一项的管理系统(1)，其中键值数据库(4)包括用公钥加密算法加密的键值对。
5、根据前述任一项的管理系统(1)，其中键值数据库(4)包括键值数据库管理器。
6、根据前述任一项的管理系统(1)，其中管理系统(1)还包括由中间件(5)控制的低可用性备份数据库。
7、根据前述任一项的管理系统(1)，其中中间件(5)部分存储在存储有预存关系数据库(30)的服务器(31)中。
8、根据前述任一项的管理系统(1)，其中中间件(5)被配置为对等网络。
9、根据前述任一项的管理系统(1)，其中中间件(5)被配置为在图形数据库(12)的节点之间进行无主异步复制。
10、根据前述任一项的管理系统(1)，其中中间件(5)被配置为根据预设的循环顺序执行多播查询。
11、根据前述任一项的管理系统(1)，其中至少一个配置文件微服务(3)包括一个中间数据库，中间数据库被配置为存储图形数据库(12)的数据、存储用户微服务(11)的利用哈希函数确定的存储地址和/或被配置为存储解密密钥。
12、一种计算机系统，包括云服务器(10)，云服务器(10)被配置为存储并运行如前述任一项的管理系统(1)。
13、一种分布式多模型数据库体系结构(20)，包括多个用户微服务(11)，每个用户微服务(11)与存储在各自服务器(31)上的多个预存关系数据库(30)相连接，每个用户微服务(11)都与一个用户关联，用户微服务(11)被配置为创建、存储和管理包含有节点和边缘的图形数据库(12)，图形数据库(12)包含与连接到用户微服务(11)的预存关系数据库(30)关联的与用户相关的数据；每个用户微服务(11)包括一个加密文件(13)，加密文件(13)通过用户微服务(11)进行解密，加密文件(13)包含创建和存储带有与相关用户相关的数据的图形数据库(12)的指令；用户微服务(11)存储在连接到用户微服务(11)的预存关系数据库(30)的服务器(31)上；图形数据库(12)被配置为仅通过用户微服务(11)访问。
14、根据前述的分布式多模型数据库体系结构(20)，其中，加密文件(13)使用公钥加密算法进行加密。
15、根据任一项前述的分布式多模型数据库体系结构(20)，加密文件(13)包括一个或多个：用户数据、哈希函数、元数据、加密密钥。
16、根据任一项前述的分布式多模型数据库体系结构(20)，加密文件(13)被编码为JSON文件。
17、根据任一项前述的分布式多模型数据库体系结构(20)，图形数据库(12)中的数据使用公钥加密算法进行加密。
18、根据任一项前述的分布式多模型数据库体系结构(20)，图形数据库(12)中的数据根据DICOM和/或HL7 FHIR医疗标准进行编码。
19、根据任一项前述的分布式多模型数据库体系结构(20)，图形数据库(12)中的数据被编码为JSON文件。
20、一种如前述的分布式多模型数据库体系体系结构(20)的管理方法，该管理方法通过任一项前述的管理系统(1)实现，该管理方法包括：
通过配置文件微服务(3)接收来自用户界面(2)的数据请求；通过配置文件微服务(3)发出请求，将一个或多个图形数据库(12)中的数据定位到键值数据库(4)，通过配置文件微服务(3)将数据请求和数据定位传输到中间件(5)，通过中间件(5)将数据请求传输到存储所请求数据的图形数据库(12)中的一个或多个用户微服务(11)，通过中间件(5)接收来自一个或多个用户微服务(11)的加密数据，通过中间件(5)将加密数据传输到配置文件微服务(3)。
21.一种计算机可读介质，包括指令，当由计算机执行时，这些指令使计算机执行以下步骤：
通过配置文件微服务(3)接收来自用户界面(2)的数据请求，通过配置文件微服务(3)发出请求，将一个或多个图形数据库(12)中的数据定位到键值数据库(4)，通过配置文件微服务(3)将数据请求和数据定位传输到中间件(5)，通过中间件(5)将数据请求传输到存储所请求数据的图形数据库(12)中的一个或多个用户微服务(11)，通过中间件(5)接收来自一个或多个用户微服务(11)的加密数据，通过中间件(5)将加密数据传输到配置文件微服务(3)。
Claims (21)
1.一种分布式多模型数据库体系结构(20)的管理系统(1)，其特征在于，
所述分布式多模型数据库体系结构(20)包括：
多个用户微服务(11)，每个所述用户微服务(11)与存储在各自服务器(31)上的多个预存关系数据库(30)相连接，每个所述用户微服务(11)都与一个用户关联，所述用户微服务(11)被配置为创建、存储和管理包含有节点和边缘的图形数据库(12)，所述图形数据库(12)包含与连接到所述用户微服务(11)的所述预存关系数据库(30)关联的与用户相关的数据；
每个用户微服务包括一个加密文件(13)，该加密文件通过所述用户微服务(11)进行解密，加密文件包含创建和存储带有与相关用户相关的数据的图形数据库(12)的指令，每个用户微服务(11)存储在连接到所述用户微服务(11)的预存关系数据库(30)的服务器(31)上，以及所述图形数据库(12)被配置为仅通过用户微服务(11)访问；
其中管理系统(1)存储在云服务器(10)上，管理系统(1)包括：
用户界面(2)，
多个配置文件微服务(3)，其中每个配置文件微服务(3)都与单个不同用户关联，其中每个配置文件微服务(3)与至少另一个配置文件微服务(3)连接，并且每个配置文件微服务(3)被配置为解密与配置文件微服务(3)相关联的用户微服务(11)的加密文件(13)，
键值数据库(4)，与配置文件微服务(3)连接，配置为存储每个图形数据库(12)的具有哈希函数的位置数据、配置文件微服务(3)的具有哈希函数的位置数据和用户微服务(11)的具有哈希函数的位置数据，以及
中间件(5)，被配置为连接用户微服务(11)和配置文件微服务(3)。
2.根据权利要求1所述的管理系统(1)，其特征在于，所述用户界面(2)是基于Web的用户界面。
3.根据权利要求1所述的管理系统(1)，其特征在于，所述键值数据库(4)被配置为分布式账本。
4.根据权利要求1所述的管理系统(1)，其特征在于，所述键值数据库(4)包括用公钥加密算法加密的键值对。
5.根据权利要求1所述的管理系统(1)，其特征在于，所述键值数据库(4)包括键值数据库管理器。
6.根据权利要求1所述的管理系统(1)，其特征在于，所述管理系统(1)还包括由所述中间件(5)控制的低可用性备份数据库。
7.根据权利要求1所述的管理系统(1)，其特征在于，所述中间件(5)部分存储在存储有所述预存关系数据库(30)的所述服务器(31)中。
8.根据权利要求1所述的管理系统(1)，其特征在于，所述中间件(5)被配置为对等网络。
9.根据权利要求1所述的管理系统(1)，其特征在于，所述中间件(5)被配置为在所述图形数据库(12)的节点之间进行无主异步复制。
10.根据权利要求1所述的管理系统(1)，其特征在于，所述中间件(5)被配置为根据预设的循环顺序执行多播查询。
11.根据权利要求1所述的管理系统(1)，其特征在于，至少一个所述配置文件微服务(3)包括一个中间数据库，所述中间数据库被配置为存储所述图形数据库(12)的数据、存储所述用户微服务(11)的利用哈希函数确定的存储地址和/或被配置为存储解密密钥。
12.一种计算机系统，包括云服务器(10)，所述云服务器(10)被配置为存储并运行如权利要求1-11任一项所述的管理系统(1)。
13.一种分布式多模型数据库体系结构(20)，其特征在于，包括多个用户微服务(11)，每个所述用户微服务(11)与存储在各自服务器(31)上的多个预存关系数据库(30)相连接，每个所述用户微服务(11)都与一个用户关联，所述用户微服务(11)被配置为创建、存储和管理包含有节点和边缘的图形数据库(12)，所述图形数据库(12)包含与连接到所述用户微服务(11)的所述预存关系数据库(30)关联的与用户相关的数据；每个所述用户微服务(11)包括一个加密文件(13)，所述加密文件(13)通过所述用户微服务(11)进行解密，所述加密文件(13)包含创建和存储带有与相关用户相关的数据的所述图形数据库(12)的指令；所述用户微服务(11)存储在连接到所述用户微服务(11)的预存关系数据库(30)的所述服务器(31)上；所述图形数据库(12)被配置为仅通过所述用户微服务(11)访问。
14.根据权利要求13所述的分布式多模型数据库体系结构(20)，其特征在于，所述加密文件(13)使用公钥加密算法进行加密。
15.根据权利要求13中任一项所述的分布式多模型数据库体系结构(20)，其特征在于，所述加密文件(13)包括一个或多个用户数据、哈希函数、元数据、加密密钥。
16.根据权利要求13所述的分布式多模型数据库体系结构(20)，其特征在于，所述加密文件(13)被编码为JSON文件。
17.根据权利要求13所述的分布式多模型数据库体系结构(20)，其特征在于，所述图形数据库(12)中的数据使用公钥加密算法进行加密。
18.根据权利要求13所述的分布式多模型数据库体系结构(20)，其特征在于，所述图形数据库(12)中的数据根据DICOM和/或HL7 FHIR医疗标准进行编码。
19.根据权利要求13所述的分布式多模型数据库体系结构(20)，其特征在于，所述图形数据库(12)中的数据被编码为JSON文件。
20.一种如权利要求13至19中任一项所述的分布式多模型数据库体系结构(20)的管理方法，所述管理方法通过权利要求1至11中任一项所述的管理系统(1)实现，其特征在于，所述管理方法包括：
通过所述配置文件微服务(3)接收来自所述用户界面(2)的数据请求；通过所述配置文件微服务(3)发出请求，将一个或多个所述图形数据库(12)中的数据定位到所述键值数据库(4)，通过所述配置文件微服务(3)将所述数据请求和所述数据定位传输到所述中间件(5)，通过所述中间件(5)将所述数据请求传输到存储所请求数据的图形数据库(12)中的一个或多个所述用户微服务(11)，通过所述中间件(5)接收来自一个或多个所述用户微服务(11)的加密数据，通过所述中间件(5)将所述加密数据传输到所述配置文件微服务(3)。
21.一种计算机可读介质，包括指令，当由计算机执行时，这些指令使计算机执行以下步骤：
通过配置文件微服务(3)接收来自用户界面(2)的数据请求，通过配置文件微服务(3)发出请求，将一个或多个图形数据库(12)中的数据定位到键值数据库(4)，通过所述配置文件微服务(3)将所述数据请求和所述数据定位传输到中间件(5)，通过所述中间件(5)将所述数据请求传输到存储所请求数据的图形数据库(12)中的一个或多个用户微服务(11)，通过所述中间件(5)接收来自一个或多个所述用户微服务(11)的加密数据，通过所述中间件(5)将所述加密数据传输到所述配置文件微服务(3)。
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| ESU202032593 | 2020-11-27 | ||
| ES202032593 | 2020-11-27 | ||
| PCT/ES2021/070271 WO2022112624A1 (es) | 2020-11-27 | 2021-04-23 | Sistema y método de gestión para una arquitectura de base de datos multimodelo distribuida |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116917881A true CN116917881A (zh) | 2023-10-20 |
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Family Applications (1)
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- 2021-04-23 WO PCT/ES2021/070271 patent/WO2022112624A1/es active Application Filing
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