一种生成医疗数据区块链的共识机制制造技术

本发明专利技术属于公开了一种生成医疗数据区块链的共识机制，包括下列步骤：步骤一、构建医疗数据的联盟链，包括医疗机构节点和行政部门中心节点，所述行政部门中心节点对加入的医疗机构节点进行秘钥分配和地址生成；步骤二、进行信誉评分构建；步骤三、每个候选节点获取信誉评分，对各个节点提供的奖励评分进行加密，加密方法包括秘钥加密法和同态加密法，解密后计算获得最终的信誉评分；步骤四、基于零知识证明实现对信誉评分进行验证，证明所得信誉评分的真伪。本发明专利技术中所有关于节点的信息就算被恶意节点获取也很难泄露其隐私，同时还防止了网络中伪造节点的出现。整个验证过程都是密文状态，在匿名状态下极大保护了隐私与匿名投票的环境。环境。环境。

【技术实现步骤摘要】
一种生成医疗数据区块链的共识机制


[0001]本专利技术属于区块链
，具体涉及一种生成医疗数据区块链的共识机制。

技术介绍

[0002]为了实现城镇社区卫生所、各大医院等不同医疗机构间的数据共享，保护患者的隐私的问题，保障医疗机构的商业机密，提高医疗水平和质量，医疗数据安全问题的研究变得非常重要。区块链技术的出现为医疗数据的安全和隐私提供了解决方案，成为了当前医疗领域研究的热点之一。
[0003]一是城镇社区卫生所与医院机构之间患者的数据不能共享，造成患者在不同医疗机构就医时，医生对患者的历史病历无法查阅等问题，这不仅容易提升医生误诊率，而且为了了解患者历史病情，医生不得不给患者重复进行相关检查，加重患者就医成本，同时造成医疗资源的极度浪费。二是各大医疗机构都建有自己的患者医疗数据中心，但是医疗数据的安全性和隐私性一直是医疗领域关注的焦点问题，医疗数据中包含着患者的个人信息，如姓名、身份证号、联系方式等，这些信息一旦泄露将会给患者带来巨大的损失和麻烦。三是目前现有的共识机制应用在医疗区块链中还存在不少问题，如以算力为主的共识机制需要强大的算力支持且出块速度慢，不符合实用场景，以Dpos权益为主的共识机制比较适用于现实场景，但该机制存在不信任与垄断选票等问题，候选节点通过现有的信息暗示投票节点或者恶意节点在掌握候选节点的信息后进行恶意攻击，从而威胁医疗数据的安全。如何保证节点在投票与出块中的隐匿性，依旧是现有技术有待解决的问题

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种生成医疗数据区块链的共识机制，用于解决现有技术中存在不信任与垄断选票等问题，候选节点通过现有的信息暗示投票节点或者恶意节点在掌握候选节点的信息后进行恶意攻击，从而威胁医疗数据的安全的问题。
[0005]所述的一种生成医疗数据区块链的共识机制，包括下列步骤：
[0006]步骤一、构建医疗数据的联盟链，所述联盟链包括医疗机构节点和行政部门中心节点，所述行政部门中心节点对加入的医疗机构节点进行秘钥分配和地址生成；
[0007]步骤二、进行信誉评分构建，所述信誉评分包括节点作为参与投票节点获得的投票奖励评分、节点作为委托节点获得的出块奖励评分和节点作为委托节点出块时其他N
‑
1个验证节点给出的验证评分；
[0008]步骤三、每个候选节点获取信誉评分，此过程中对各个节点提供的奖励评分进行加密，加密方法包括秘钥加密法和同态加密法，候选节点对加密后的奖励评分解密后计算获得最终的信誉评分；
[0009]步骤四、基于零知识证明实现对信誉评分进行验证，通过同态隐藏加法的性质，在不提供任何候选节点有效的明文信息下，证明所得信誉评分的真伪。
[0010]优选的，所述步骤一包括下列子步骤：
[0011]步骤1.1、表示行政部门的中心节点在审批后会给加入的医疗机构节点分配一个公钥PK
d
与私钥SK
d
，其中下标d代表对应的某一节点；
[0012]步骤1.2、取公钥前n位再加一个随机数S
d
取Hash作为该节点的地址，地址表示为Hash(PK
d
(n)+S
d
)；
[0013]步骤1.3、行政部门中心的一个节点信息表中加入该节点的相关信息；所述相关信息包括：地址Hash(PK
d
(n)+S
d
)、公钥PK
d
以及投票与出块奖励PK
d
(R
vo
)以及由同态加密法加密的密文Enc(R
v
)与Enc(R
o
)；
[0014]步骤1.4、在选举阶段，每个节点对外发布自己的信息，该信息主要包含节点地址Hash(PK
d
(n)+S
d
)与信誉评分R
d
；
[0015]由中心节点在每一轮出块后基于同态加密法Enc对R
v
和R
o
分别加密计算得到密文Enc(R
v
)与Enc(R
o
)；在每一轮结束后，R
v
与R
o
由所述中心节点进行计算与分配，即对R
v
与R
o
求和后通过公钥PK
d
加密得到投票与出块奖励PK
d
(R
vo
)，R
vo
＝R
v
+R
o
。
[0016]优选的，所述步骤二中，信誉评分R
d
是候选节点拉票的唯一信息，所述信誉评分的计算公式1为：R
d
＝R
v
+R
o
+R
s
，R
v
、R
o
、R
s
三部分具体如下：
[0017]R
v
：作为参与投票节点获得的投票奖励评分；
[0018]R
o
：作为委托节点出块获得出块奖励评分，在某一轮没有出块时对现有节点的出块奖励评分按照约定进行扣除惩罚；
[0019]R
s
：作为委托节点出块，其他N
‑
1个验证节点给出的验证评分，该验证评分为最近一轮出块的评分。
[0020]优选的，每个验证节点主要从网络延时t1、规定出块时间T内所消耗的等待时间t2这两个方面给出评价，所述验证评分的计算公式2为：
[0021][0022]t1
d
表示某一验证节点d的网络延时，m为参与验证的验证节点数量，验证节点数量不大于当前委托出块节点外的其他验证节点的数量N
‑
1；在出块验证阶段，如果某一验证节点d的等待时长t2
d
超过规定出块时间T，则该验证节点给出的评分即为零，如果所有验证节点给出的评分为零，则表明当前委托节点没有出块，中心节点则会根据R
s
为零，对当前委托节点扣除一定的出块奖励评分。
[0023]优选的，中心节点在节点信息表中更新信息以便该对应节点获取相应评分，对应节点通过SK
d
私钥解密获取R
vo
本方法中加入一个评分链，将这些验证节点的评价数据上链；委托节点在打包医疗数据区块的之前，将前一个委托节点的评分数据预先上链。
[0024]优选的，所述步骤三包括下列子步骤：
[0025]步骤3.1、每个正在委托出块的节点在出块完成后，剩余的N
‑
1个验证节点都会对此次的出块进行验证评分，记作单节点验证评分R
sd
，对R
sd
采用同态加密法Enc进行加密得到对应的同态加密密文Enc(R
sd
)，同时采用当前委托节点的公钥PK
d
对R
sd
加密得到公钥加密密文本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生成医疗数据区块链的共识机制，其特征在于：包括下列步骤：步骤一、构建医疗数据的联盟链，所述联盟链包括医疗机构节点和行政部门中心节点，所述行政部门中心节点对加入的医疗机构节点进行秘钥分配和地址生成；步骤二、进行信誉评分构建，所述信誉评分包括节点作为参与投票节点获得的投票奖励评分、节点作为委托节点获得的出块奖励评分和节点作为委托节点出块时其他N
‑
1个验证节点给出的验证评分；步骤三、每个候选节点获取信誉评分，此过程中对各个节点提供的奖励评分进行加密，加密方法包括秘钥加密法和同态加密法，候选节点对加密后的奖励评分解密后计算获得最终的信誉评分；步骤四、基于零知识证明实现对信誉评分进行验证，通过同态隐藏加法的性质，在不提供任何候选节点有效的明文信息下，证明所得信誉评分的真伪。2.根据权利要求1所述的一种生成医疗数据区块链的共识机制，其特征在于：所述步骤一包括下列子步骤：步骤1.1、表示行政部门的中心节点在审批后会给加入的医疗机构节点分配一个公钥PK
d
与私钥SK
d
，其中下标d代表对应的某一节点；步骤1.2、取公钥前n位再加一个随机数S
d
取Hash作为该节点的地址，地址表示为Hash(PK
d
(n)+S
d
)；步骤1.3、行政部门中心的一个节点信息表中加入该节点的相关信息；所述相关信息包括：地址Hash(PK
d
(n)+S
d
)、公钥PK
d
以及投票与出块奖励PK
d
(R
vo
)以及由同态加密法加密的密文Enc(R
v
)与Enc(R
o
)；步骤1.4、在选举阶段，每个节点对外发布自己的信息，该信息主要包含节点地址Hash(PK
d
(n)+S
d
)与信誉评分R
d
；由中心节点在每一轮出块后基于同态加密法Enc对R
v
和R
o
分别加密计算得到密文Enc(R
v
)与Enc(R
o
)；在每一轮结束后，R
v
与R
o
由所述中心节点进行计算与分配，即对R
v
与R
o
求和后通过公钥PK
d
加密得到投票与出块奖励PK
d
(R
vo
)，R
vo
＝R
v
+R
o
。3.根据权利要求2所述的一种生成医疗数据区块链的共识机制，其特征在于：所述步骤二中，信誉评分R
d
是候选节点拉票的唯一信息，所述信誉评分的计算公式1为：R
d
＝R
v
+R
o
+R
s
，R
v
、R
o
、R
s
三部分具体如下：R
v
：作为参与投票节点获得的投票奖励评分；R
o
：作为委托节点出块获得出块奖励评分，在某一轮没有出块时对现有节点的出块奖励评分按照约定进行扣除惩罚；R
s
：作为委托节点出块，其他N
‑
1个验证节点给出的验证评分，该验证评分为最近一轮出块的评分。4.根据权利要求3所述的一种生成医疗数据区块链的共识机制，其特征在于：每个验证节点主要从网络延时t1、规定出块时间T内所消耗的等待时间t2这两个方面给出评价，所述验证评分的计算公式2为：
t1
d
表示某一验证节点d的网络延时，m为参与验证的验证节点数量，验证节点数量不大于当前委托出块节点外的其他验证节点的数量N
...

【专利技术属性】
技术研发人员：冒海波，张庆虎，印川，
申请(专利权)人：南通理工学院，
类型：发明
国别省市：