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区块链技术关键词解读:“区块”和“链”

区块链本质上是一个去中心化的分布式数据库,能实现数据信息的分布式记录与分布式存储,区块链是一种把区块以链的方式组合在一起的数据结构,区块链技术使用密码学的手段产生一套记录时间先后的、不可篡改的、可信任的数据库。

作者:刘宗宇来源:动脉网|2018-02-08 17:20

人工智能+区块链的发展趋势及应用调研报告


几个世纪以来,人类社会的商业行为主要依赖于三个方面:等价交换物、交易双方的信任和被证实的身份。

简单地说:正在交换什么,谁在确认?商业领域的信任关系通常要依赖于正直、诚信的个人、中介机构或者其他组织才能建立起来。

然而,一度曾经是直接面对和现实交易的商业行为,今天大多数已经转移到网络上进行。所以,更加有必要要求银行、政府或其他中央机构等第三方机构验证每一方的身份,并建立他们之间所需的信任。

而区块链,就是一种通过建立对现代商业至关重要的信任、问责制和透明度,来支持网络交易和简化业务流程的新技术。

《纽约客》在1993年刊登过漫画家彼得·斯坦因(Peter Stein)的一幅漫画,总结了网络商业中固有的信任限制:“在互联网上,没有人知道你是一条狗”。而且每当有第三方机构出现时,就会出现效率低下的情况,速度下降、成本增加,有时甚至是欺骗。

同时,第三方机构的安全和用户隐私也会受到影响,因为第三方机构的集中信息存储方式容易受到攻击。

二十五年后,世界仍在努力解决如何在交易中,验证双方的身份和建立信任,而不经过第三方机构的商业技术模式。

现在,我们迎来了区块链技术。

现阶段的互联网建立在诸多协议的基础上,比如用于电脑网络通信的TCP/IP协议,用于网页内容的HTTP协议,用于电子邮件的SMTP协议以及用于文件传输的FTP等协议。

而区块链,有可能成为促进信任和验证身份的另一种协议,使得互联网的信息更安全。区块链技术可以通过建立对现代商业至关重要的信任、问责制和透明度,来支持新一代交易应用程序和简化业务流程。

区块链技术的本质,和TPC/IP、HTTP、SMTP协议一样,也是一种互联网安全协议。

设想一下,如果现在我们想要在互联网世界中建立一套没有中心服务器的全球通用数据库,那么一定会面临以下三个亟待解决的安全问题。

问题一:这个数据库如何能够完整存储海量的信息,同时又能在没有中心化结构的体系下保证数据库的完整性?

问题二:如何存储、记录这个的数据库,使得即便参与其中的数据存储节点崩溃之后,我们仍然能保证整个数据库系统的正常运行与信息完备?

问题三:如何使这个完整存储下来的数据库变得可信赖,让我们可以在互联网匿名背景下成功防止诈骗?

针对这三个核心问题,区块链构建了一整套完整的、连贯的数据库技术来达成目的,解决这三个问题的技术也成为了区块链最核心的三大技术。他们分别是“区块+链”、分布式存储和非对称加密算法。

此外,为了保证区块链技术的可进化性与可扩展性,区块链系统设计者还引入了“脚本”的概念来实现数据库的可编程性。我们认为,这四大技术构成了区块链的核心技术。

区块链是一个复杂­­­­­的技术,而且它的出名并不是因为技术本身,而是伴生的电子货币。除了交易、金融的数据存储之外,其他行业的细分领域也需要区块链来保证数据存储的安全性。

如何确保其安全性和流通性,几乎成为了各大行业所忧,而区块链技术的出现恰好为这一广泛存在的问题提供了可行的解决方案。

医疗健康领域的数据安全与流通问题存在已久,而且长久未得到有效解决。随着电子病历、可穿戴设备、传感器、物联网的大规模投入使用,数据量在近几年实现了大规模的爆发,如何实现数据信息的有效记录、追踪、管理。

所以,医疗领域的参与者即使已经搞清楚什么是区块链,更想知道的是区块链究竟应该如何在医疗健康领域落地?在各细分市场的参与方式是什么?可以为我们带来什么?为了解决以上这几个问题,动脉网组织了区块链相关的文章和医疗健康领域的案例解读。

未来一段时间里,动脉网在区块链领域的选题规划如下,除了持续关注区块链技术在医疗领域的发展之外,我们还建立了区块链交流群,添加动脉网会员助手微信(微信号:vcbeat_m,注明区块链)就可以加入,获取更多的区块链资料、企业信息、项目白皮书、线下活动资讯等。

动脉网区块链报道系列一:区块链关键词解读

动脉网区块链报道系列二:区块链医疗健康应用场景解读

动脉网区块链报道系列三:海内外区块链医疗健康企业案例

区块链是什么?

区块链本质上是一个去中心化的分布式数据库,能实现数据信息的分布式记录与分布式存储,区块链是一种把区块以链的方式组合在一起的数据结构,区块链技术使用密码学的手段产生一套记录时间先后的、不可篡改的、可信任的数据库,这套数据库是去中心化存储且数据安全能够得到有效保证的,能够使参与者对全网交易记录的事件顺序和当前状态建立共识。

2017年来,区块链概念大火,但是其技术还是相对比较生涩。很多媒体纷纷用通俗易懂的漫画方式,让人们了解了区块链是怎么一回事。

说得通俗一点,就是区块链由以前的一人记账,变成了大家都一起记账的模式,让帐目和交易更加安全,这就是分布式数据存储。

实际上,和区块链相关的技术名词除了分布式存储,还有去中心化、智能合约、加密算法等概念。这些技术究竟能改变什么?将会为医疗健康领域带来什么变化呢?接下来,我们将一起探讨。

关键词解读(一):“区块”和“链”

想要了解区块链技术的基本原理,首先要弄清楚的就是什么是“区块”,他们是怎么“链”起来的,区块里面记录了什么信息?

区块链(Blockchain)这个词由两个词根组成,一个是“区块”,一个就是“链”,这是从数据的形态对这项技术进行了描述。

区块链技术把数据库中需要存储的数据分成了不同的区块,每个区块通过特定的信息链接到上一区块的后面,前后按时间顺序连接起来呈现一套完整的数据。

每个区块链数据库本质上是一个按照时间顺序串联起来的事件链,它使用协议规定的密码机制进行了认证,保证不会被篡改和伪造。

区块结构

区块是使用密码学方法产生的数据块,数据以电子记录的形式被永久储存下来,存放这些电子记录的文件我们就称之为“区块(block)”。以比特币的区块链为例,它完整记录了网络上的每一笔历史交易,好比是一个银行账本。

每个区块记录了这几个内容:神奇数、区块大小、数据区块头部信息、交易计数、交易详情。

区块链结构

每一个区块都由块头和块身组成。块头用于链接到上一个区块的地址,并且为区块链数据库提供完整性的保证。块身则包含了经过验证的、块创建过程中发生的交易详情或其他数据记录。

区块链的数据存储方式通过两个方式来保证数据库的完整性和严谨性。

第一,每一个区块上记录的交易是上一个区块形成之后、该区块被创建前发生的所有价值交换活动,这个特点保证了数据库的完整性。

第二,在绝大多数情况下,一旦新区块完成后被加入到区块链的最后,则此区块的数据记录就再也不能改变或删除。这个特点保证了数据库的严谨性,即无法被篡改。

链式结构

区块和区块之间是如何“链”起来的呢?主要依靠各个区块之间的数据区块头部信息链接起来,头部信息记录了上一个区块的HASH值(通过散列函数变换的散列值)和本区块的HASH值。本区块的HASH,又在下一个新的区块中有所记录,由此完成了每个区块的信息链。

同时,由于包含了时间戳,区块链还带有时序性。时间越久的区块后面所链接的区块越多,修改该区块所花费的代价也就越高。区块链采用了密码协议,允许计算机(节点)的网络共同维护信息的共享分布式账本,而不需要节点之间的完全信任。

该机制保证,只要大多数网络按照所述管理规则验证发布到分类账(即,链)的块,存储在区块链中的信息可被信任为可靠的。

这确保交易数据在整个网络中一致地复制。分布式存储机制的效果通常意味着网络的所有节点都保存了区块链上存储的所有信息。

这里借用一个形象的比喻,区块链就好比地壳,越往下层,时间越久远,越稳定,不会发生改变。

由于区块链将从创世块以来的所有交易都明文记录在区块中,且形成的数据记录不可篡改,因此任何交易双方之间的价值交换活动都是可以被追踪和查询到的。

这种完全透明的数据管理体系不仅从法律角度看无懈可击,也为现有的物流追踪、操作日志记录、审计查账等提供了可信任的追踪捷径。

区块链在增加新区块的时候,有很小的概率发生“分叉”现象,即同一时间出现2个符合要求的区块。对于“分叉”的解决方法是延长时间,等待下一个区块生成,选择长度最长的支链添加到主链。“分叉”发生的概率很小,多次分叉的概率基本可以忽略不计,“分叉”只是短暂的状态,最终的区块链必然是唯一确定的最长链。

从监管和审计的角度来看,条目可以添加到分布式账本中,但不能从中删除。运行专用软件的通信节点网络以对等方式在参与者之间复制分类账,执行分布式分类账的维护和验证。

在区块链上共享的所有信息都具有可审计的痕迹,这意味着它具有可追踪的数字“指纹”。分类账上的信息是普遍和持久的,并创建可靠的“交易云”,使数据不会丢失,所以这项技术从根本上消除了交易对手之间的单点故障风险和数据碎片差异。

总结起来,区块链的主要特征如下:

1)一个分布式的链接账本,每个账本就是一个“区块”;

2)基于分布式的共识算法来决定记账者;

3)账本内交易由密码学签名和HASH算法保证不可篡改;

4)账本按产生的时间顺序链接,当前账本含有上一个账本的哈希值,账本间的链接保证不可篡改;

5)所有交易在账本中可追溯。

区块所能存储的医疗健康信息

区块链最初是加密货币比特币的基础。比特币区块链上的“交易”代表着金融交易:将特定数量的比特币从一个账户转移到另一个账户的交易记录。任何人都可以通过使用适当的软件工具来检查公共区块链上的交易来验证特定比特币属于哪个账户。

而在医疗健康领域中,哪些信息可以用区块链进行存储来保证安全性?医疗健康的“交易”部分将包括所提供医疗服务的具体事件的记录,可以是病人病历信息,其次还有医院内部信息、设备交换信息、药品流通信息、保险合同信息等,都是需要很高安全保障的重要信息,并且不能被篡改。

医疗机构面临着无法跨平台安全共享数据的问题。在医疗服务商之间建立良好的数据协作,有助于进一步提高诊断准确率,改善治疗效果,降低医疗成本。

基于区块链技术,医疗产业链中的参与方实现对网络访问权限的共享,同时也不会对数据的安全性和完整性造成威胁。

电子健康病历(EHR)

典型的区块链医疗应用

医疗方面,区块链最主要的应用是对个人医疗记录的保存,可以理解为区块链上的电子病历。

如果把病历想象成一个账本,原本它是掌握在各个医院手上的,患者自己并不掌握,所以病人就没有办法获得自己的医疗记录和历史情况,这会对患者就医造成很大的困扰,因为医生无法详尽了解到你的病史记录。

但现在如果可以用区块链技术来保存健康病历、检验数据,就有了个人医疗记录的历史数据库。区块链应用允许个人与患者自己掌握自己的信息。

医生判断、影像、心电图、睡眠模式、血糖等检测数据都能够被调查到,然后记录到区块链上。

看病也好,对自己的健康做规划也好,就有历史数据可供使用,而这个数据真正的掌握者是患者自己,而不是某个医院或第三方机构。

药品防伪

因为药品生产的特殊性,可以先将区块链技术应用这药品的生产销售和环节,把药品的追溯认证纳入到市场监管中。消费者在购买药品的时候通过个人数据的分享上传将购买过程透明化,与区块链相互对照来确保药品的合法性,同时满足监管需求。

保险索赔

目前小额医疗保险理赔通常是投保人先向医院支付医疗费用,然后再从医院获得相关费用文件。之后投保人用这些文件向保险公司理赔,获得理赔金。这个耗时的系统存在的原因是因担心数据泄露而使保险公司无法立即获得医疗数据。不可篡改的区块链平台可以提供更好更安全的数据服务。

区块链技术把有关数据记录分布式存储在区块链上,实现了保险数据保全,数据不可篡改,避免合同争议。即使投保人没有要求支付,该流程也会继续。因为医院医疗费用支付详情和保险合同都是自动验证的,所以赔款的支付也是如此。

保险公司和医院之间搭建的区块链平台将提高该流程效率,降低支付耗时。医院职员可以通过与保险公司共享的账本核对投保人保险信息。保险公司接收医院自动发送的相关文件,并向投保人支付赔偿。

手术病历记录

手术过程的病历记录非常重要,但是在一些医疗事故当中,可能会出现了手术记录被篡改的现象,包括一些民事领域也时常出现举证定责难的情况。而区块链技术则可以记录下完整的手术记录,不可修改的属性可以帮助医疗机构在出现医疗事故之后,通过记录来认定具体责任人。

通过这篇文章,我们了解了“区块”和“链”的概念,以及区块链在医疗健康领域所能记录的信息。接下来在下一篇文章中,我们将对“分布式数据存储”进行解读。

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【责任编辑:庞桂玉 TEL:(010)68476606】

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