如今衛(wèi)生機構面臨著越來越多的公眾監(jiān)督與部門監(jiān)管，迫切需要建立起患者與衛(wèi)生部門的有效信任機制。電子病歷是醫(yī)療機構對患者進行臨床診療、指導干預等醫(yī)療服務的完整記錄，不僅是醫(yī)院信息系統(tǒng)的核心組成，更是醫(yī)療糾紛治理過程中的重要佐證。

“聯(lián)盟區(qū)塊鏈”作為區(qū)塊鏈技術的3.0階段，在“分布式存儲、點對點傳輸、加密與共識”等基礎之上，實現(xiàn)了“跨機構可信協(xié)同”的“社會編程框架”。將其用于診療核心數(shù)據(jù)（這里尤指電子病歷）的創(chuàng)新治理：無人值守（算法自治）、數(shù)據(jù)可信（迭代加密）、多機構共識（機構聯(lián)盟及協(xié)商校驗）、數(shù)據(jù)自主（患者授權查閱）。可實現(xiàn)“多中心化”的電子病歷可信存儲與校驗系統(tǒng)，在保障患者權益的同時，也將極大地提升醫(yī)院和衛(wèi)生管理部門的公信力。

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區(qū)塊鏈的技術本質及其三個發(fā)展階段

近年來，在外界看來非常神秘的加密數(shù)字貨幣（如比特幣等）等產品與相關的社會事件，讓一種叫作“區(qū)塊鏈”的技術走進了公眾的視野。區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)了多方參與、智能協(xié)同、分布式對等、共享與透明的網(wǎng)絡規(guī)則，不僅成為了前沿金融科技的核心代表技術，并逐漸受到社會各個行業(yè)領域甚至是政府機關和國際組織的高度重視，在國務院印發(fā)的《“十三五”國家信息化規(guī)劃》中，區(qū)塊鏈技術亦被首次列入，并迎來了重大的發(fā)展機遇。區(qū)塊鏈甚至被認為是自互聯(lián)網(wǎng)誕生以來最為顛覆性的技術。

古往今來，人類的無數(shù)發(fā)明都是為了建立信任，例如古代的“兵符”，近現(xiàn)代的電話、電報、數(shù)字證書等；事實上，區(qū)塊鏈技術的本質就是建立信任的新型工具（第五代加密技術），從其誕生以來已經(jīng)歷了三個階段：

（1）2009年1月3日，以比特幣為代表的產品橫空出世，區(qū)塊鏈技術初次得到關注；除了比特幣產品，沒有技術框架，不能進行定制化開發(fā)（只能在比特幣產品上進行二次開發(fā)，僅限于數(shù)字貨幣）。事實上，比特幣只是通過算法保障和賦予了三個貨幣屬性：基于“工作量證明”的共識算法，其哈希難度賦予了稀缺性；分布式存儲與基于時序的密碼記賬賦予了持久性；挖礦的獎賞機制賦予了群體性。

（2）2013年底，VitalikButerin發(fā)布并推出了名為“Ethereum/以太坊”的開源的區(qū)塊鏈底層系統(tǒng)，像安卓一樣，以太坊提供了非常豐富的API和接口，能讓任何人能在區(qū)塊鏈上實現(xiàn)智能合約并快速開發(fā)出各種各樣的區(qū)塊鏈應用。目前已經(jīng)有超過200多個應用在以太坊上開發(fā)。

（3）隨著區(qū)塊鏈技術的進一步發(fā)展，其去中心化、數(shù)據(jù)防偽等功能在其他領域也逐步受到重視。區(qū)塊鏈不再局限于金融領域，而是擴展到仲裁、公證、域名、審計、醫(yī)療、郵件、投票、簽證、物流等整個社會領域，為實現(xiàn)社會治理提供了新的理念和模式，這就是“區(qū)塊鏈3.0”，也被稱為“社會化編程技術框架”。區(qū)別于比特幣和以太坊為代表的“公有鏈”技術平臺，又陸續(xù)誕生了以R3Corda為代表的“私有鏈”技術平臺、以Hyperledger名下的Fabric為代表的“聯(lián)盟鏈”平臺。

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“聯(lián)盟區(qū)塊鏈+電子病歷治理”應用系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

如圖1所示，是“聯(lián)盟區(qū)塊鏈+電子病歷數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)”的具體技術架構設計。需要強調的是，虛線框中的系統(tǒng)與衛(wèi)生服務（醫(yī)院）機構是一一對應的（醫(yī)院有幾家，虛線框中的系統(tǒng)就存在幾套；以2家醫(yī)院+2家行政機構形成的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡為例，虛線框中的系統(tǒng)就應該獨立實施2套。對于區(qū)塊鏈網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)量為N的情況，可以綜合加以類推（已建成區(qū)域統(tǒng)一衛(wèi)生信息數(shù)據(jù)庫的情況例外）。

如圖2所示，是該系統(tǒng)在宏觀上的應用展示：將來自電子病歷的診療核心信息的哈希摘要存貯在區(qū)塊鏈上，利用區(qū)塊數(shù)據(jù)不可篡改和聯(lián)盟節(jié)點廣播的特點，一旦電子病歷被修改過，即可做到電子病歷數(shù)據(jù)在全網(wǎng)范圍內的異地仲裁和可信比對。該系統(tǒng)已經(jīng)投放在深圳市南山區(qū)醫(yī)院集團作為科研測試使用，測試結果表明：無論是司法機構、仲裁機構又或者是用戶，都可以通過查詢和比對原始存證HASH和數(shù)據(jù)庫中對應數(shù)據(jù)HASH，可以一種“絕對不可抵賴”的方式有效仲裁診療數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)篡改行為，能有效地提高醫(yī)療糾紛過程中的治理效能和公信力。

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從網(wǎng)絡技術和信息安全層面解決公有鏈，將是下一步重點研究的方向

本項目架設在深圳市南山區(qū)人民醫(yī)院內網(wǎng)，開辟了四個節(jié)點以模擬衛(wèi)生服務和管理機構，經(jīng)閉環(huán)測試表明可以有效地服務于醫(yī)療糾紛治理中的數(shù)據(jù)采信與取證問題；在進一步通過安全與性能、管理效能評測后，未來將很快部署在實際生產環(huán)境中，必能極大地提高衛(wèi)生服務與行政機構的公信力。

本項目的大部分工作還處于科研初期階段，今后還需要繼續(xù)在以下方面進行更加深入、細劃、綜合的研究。

（1）“主鏈+側鏈”前沿應用的探索與研究。本項目雖然實現(xiàn)了一個基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療糾紛治理系統(tǒng)，但其本質上只是保障電子病歷信息不被篡改的技術手段；如能進一步基于“主鏈+側鏈”的技術架構，將電子病歷的哈希摘要和文本信息（加密）分別存儲在區(qū)塊鏈（病歷哈希鏈和病歷鏈）上，則不僅可以做到數(shù)據(jù)的篡改比對監(jiān)督，還能做到電子病歷數(shù)據(jù)在全網(wǎng)節(jié)點范圍內的異地仲裁與可信查閱。

（2）基于公有鏈社會治理應用的探索與研究。區(qū)塊鏈架構是一種分布式的架構，其部署模式有公共鏈、聯(lián)盟鏈、私有鏈三種，對應的是去中心化分布式系統(tǒng)、部分去中心化分布式系統(tǒng)和弱中心分布式系統(tǒng)。對于本項目這種典型的去中心化、建立信任的社會治理應用來說，采用公有鏈在制度層面是最佳選擇，然而公有鏈技術在運營機制的管理層面（獎勵機制的行政可替代方案）、運行效能的技術層面存在著瓶頸。從公共管理與行政管理的角度，探索公有鏈的行政運營機制；從網(wǎng)絡技術和信息安全層面解決公有鏈（例如“閃電網(wǎng)絡”“隔離見證”等新技術），將是下一步重點研究的方向。

（3）區(qū)塊鏈共識算法體系理論的完善與發(fā)展。共識算法簡單來說就是讓不同節(jié)點上的數(shù)據(jù)保持一致性與正確性，是去中心化協(xié)同應用的重要基礎和構筑區(qū)塊鏈信任特性的基礎。本項目使用的Fabric框架基于經(jīng)典的PBEF（拜占庭容錯）算法，然而Fischer-Lynch-Paterson定理已經(jīng)證明：“在一個多進程異步系統(tǒng)中，只要有一個進程不可靠，那么就不存在一個協(xié)議能保證有限時間內使所有進程達成一致”。由此可見在異步通信的情況下，PBEF算法的應用并不樂觀；然而分布式系統(tǒng)又不能完全依靠同步通信（性能和效率非常低）。因此尋找一種實用的解決拜占庭將軍問題的算法仍然是分布式計算領域中的一個重要問題。

（4）項目實施過程中，存在著區(qū)塊鏈底層技術平臺選型難、兼容性差等諸多問題。本項目課題組成員已著手合作開發(fā)用于快速開發(fā)區(qū)塊鏈應用的區(qū)塊鏈中間件產品。中間件能封裝多種異構的區(qū)塊鏈技術平臺，向區(qū)塊鏈應用提供統(tǒng)一的API接口，使得實際項目可以隨時切換區(qū)塊鏈底層技術平臺，也不用再去研究和擔心編程語言、設計風格、適用場景中存在著不確定性等風險問題。