Deep Health Chain（簡稱DHC，元鏈）是一個去中心化的醫(yī)療健康服務平臺，打破以醫(yī)療機構為中心的傳統(tǒng)服務模式，建立基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療數(shù)據(jù)價值共享網(wǎng)絡，讓每個人可以獲取全球優(yōu)質的醫(yī)療資源和服務。

全球醫(yī)療健康的平均開支占GDP的比重達9.9%，美國占GDP的比重高達17%，全球醫(yī)療費用呈逐年遞增態(tài)勢，但患者獲取的醫(yī)療服務質量差，誤診率居高不下，全球范圍依然存在“看病難，看病貴”的問題。大數(shù)據(jù)和區(qū)塊鏈、AI的結合和飛速發(fā)展，日益在各個行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。

醫(yī)療數(shù)據(jù)和上述技術結合，必將顛覆醫(yī)療行業(yè)格局，重構醫(yī)療行業(yè)的價值分配。DHC及其生態(tài)伙伴擁有30+大型醫(yī)療機構和數(shù)百家其他醫(yī)療機構的醫(yī)療數(shù)據(jù)，擁有頂級的區(qū)塊鏈、AI、大數(shù)據(jù)的技術專家及醫(yī)療專家。DHC搭建一條自主的公有鏈，利用智慧合約、去中心化分布式存儲、POS共識機制、同態(tài)加密和差分隱私等技術解決醫(yī)療數(shù)據(jù)的隱私保護和安全交換，構建DHC數(shù)據(jù)市場和應用市場。

DHC-基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療健康服務平臺

1.DHC的使命

DHC打造一個去中心化的醫(yī)療健康服務平臺，打破以醫(yī)療機構為中心的傳統(tǒng)服務模式，建立基于區(qū)塊鏈的醫(yī)療數(shù)據(jù)價值共享網(wǎng)絡，讓每個人可以獲取全球優(yōu)質的醫(yī)療資源和服務。

2 DHC的設計理念

DHC是在滿足醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的可靠性、擴展性和安全性等要求的同時，實現(xiàn)醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的安全存儲與使用，發(fā)揮出數(shù)據(jù)的最大價值。DHC平臺提供豐富的API和SDK便于各種應用程序和服務便捷地訪問平臺上的醫(yī)療健康數(shù)據(jù)，吸引更多的醫(yī)療機構、患者、協(xié)力廠商機構加入醫(yī)療健康服務生態(tài)平臺。

·可靠性

DHC將醫(yī)療健康數(shù)據(jù)存儲在分布式數(shù)據(jù)存儲空間中，從根本上防止了數(shù)據(jù)的丟失，其哈希值將被記錄在區(qū)塊鏈中以驗證數(shù)據(jù)的完整性，當數(shù)據(jù)被強行變更或偽造時，會進行有效性驗證并恢復數(shù)據(jù)原始情況。這就使得醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的所有人也無法隨意更改已保存的信息，保證了醫(yī)療健康數(shù)據(jù)的完整性和可靠性。只有通過DHC平臺認證才有權生成新的醫(yī)療記錄，并且所有的生成過程都會被記錄，可供追溯。另一方面，醫(yī)療服務提供者若想查看他人的醫(yī)療信息，也必須完成認證流程，并在獲得信息所有者授權后才可查看。

·安全性

DHC通過底層區(qū)塊鏈加密技術、去中心化的管理，以及智慧合約，最大限度地降低信息泄露的可能性，將訪問醫(yī)療數(shù)據(jù)的權限由醫(yī)療服務提供者移交給患者本人，使得只有本人才可以支配自己的醫(yī)療數(shù)據(jù)，自由設置醫(yī)療數(shù)據(jù)的存取權限并記錄在區(qū)塊鏈上，減少泄露途徑，消除醫(yī)療機構泄露大量患者健康數(shù)據(jù)的可能。

·擴展性

DHC平臺上存儲的數(shù)據(jù)和信息可以為各種醫(yī)療應用提供自由連接，醫(yī)學圖像信息、患者診療信息都有統(tǒng)一的標準。DHC平臺支持DICOM、HL7、CDA等多種國際標準協(xié)定，同時平臺還提供標準的API和SDK實現(xiàn)數(shù)據(jù)授權獲取，用于醫(yī)療服務開發(fā)，具備高自由度和可擴展性。

DHC技術實現(xiàn)

1.DHC平臺構架介紹

1.1 DHC應用層

DHC應用層將應用分為生態(tài)應用以及平臺應用。生態(tài)應用對建立在平臺上的所有應用程序進行管理，包含網(wǎng)頁、DAPP等多種形式的應用程序。平臺為開發(fā)者提供豐富的SDK和API，簡化開發(fā)流程及難度、提升開發(fā)效率。

平臺中為使用者提供了原生應用，如錢包，數(shù)據(jù)市場和應用市場，平臺參與者可在錢包中進行轉賬、查看個人交易記錄，可直接或間接的通過數(shù)據(jù)市場貢獻數(shù)據(jù)獲得收益或消費數(shù)據(jù)花費Token。應用市場為平臺開發(fā)者提供了應用發(fā)布系統(tǒng)，協(xié)力廠商醫(yī)療服務者可以上傳應用提供服務獲得收益，應用使用者可以使用Token獲取應用提供的服務。

1.2 DHC服務層

DHC服務層提供連接應用層與核心層的應用開發(fā)服務，協(xié)力廠商應用開發(fā)者或機構可以通過API或SDK便捷的使用DHC平臺提供的核心服務進行DAPP開發(fā)，這些服務封裝了開發(fā)中需要的常見服務元件，對應用開發(fā)者掩碼了底層區(qū)塊鏈、網(wǎng)絡和共識等細節(jié)，讓他們開箱即用，自由組合，專注業(yè)務，提升效率。這些服務包括DHC使用者體系、DHC Token體系、智慧合約、特定場景的合約范本、數(shù)據(jù)授權服務、存儲服務、權限控制服務等。

1.3 DHC核心層

DHC核心層利用區(qū)塊鏈技術完成醫(yī)療數(shù)據(jù)的索引與存儲，DHC公鏈上存儲數(shù)據(jù)的hash索引值，具體內容利用IPFS進行分布式存儲；通過基于DVM的智慧合約控制數(shù)據(jù)的授權、使用與追蹤；各驗證節(jié)點采用POS共識機制，利用Tendermint分布式共識算法達成一致性。

在DHC底層區(qū)塊鏈中，當某一節(jié)點發(fā)生交易時，將交易數(shù)據(jù)簽名后廣播（Broadcast）至區(qū)塊鏈網(wǎng)絡，驗證節(jié)點按照共識規(guī)則進行數(shù)據(jù)驗證，驗證通過后的數(shù)據(jù)會被打包寫入新的區(qū)塊中并通過P2P網(wǎng)絡同步（Sync）至其他節(jié)點。

2. DHC區(qū)塊鏈設計

區(qū)塊鏈是DHC平臺的核心所在，DHC平臺通過擴展以太坊實現(xiàn)一條自主的公有鏈，保障業(yè)務的高可擴展、系統(tǒng)的高性能、數(shù)據(jù)的高安全：

2.1智能合約

升級以太坊合約體系構建DVM（DHC Virtual Machine），使其更適合醫(yī)療場景的數(shù)據(jù)權限控制與流轉和應用開發(fā)；由于醫(yī)療數(shù)據(jù)的敏感性，需要限定數(shù)據(jù)的使用場景，因此DHC平臺通過智慧合約預置合規(guī)模板并可不斷添加，平臺內的各角色都在這些特定的場景進行數(shù)據(jù)授權和使用。

2.2共識機制

以太坊目前的POW共識機制效率低下，網(wǎng)絡擁堵嚴重，DHC鏈采用POS共識機制，利用Tendermint分布式共識算法實現(xiàn)，保障系統(tǒng)的高可用和高性能。

Tendermint主要包含區(qū)塊鏈共識引擎和通用的應用界面。共識引擎確保相同的交易在每個機器中都按照相同的順序被記錄下來。應用界面讓交易可以被任何程序設計語言編寫的程序處理。Tendermint共識引擎基于循環(huán)投票機制進行工作，一個回合被分成3個處理步驟：驗證者提出一個塊、發(fā)送提交意圖、簽名后提交一個新區(qū)塊。假設少于1/3的驗證者是拜占庭，Tendermint保證安全永遠不會被破壞——也就是，驗證者（2/3以上）永遠不會在同一個高度提交沖突的區(qū)塊。因此，基于Tendermint的區(qū)塊鏈永遠不會分叉。

Tendermint的明確屬性包括：

·可證明的活躍性

·安全閾值：1/3的驗證者

·公有/私有鏈兼容

·即時的最終確定性：1-3秒，取決于驗證者數(shù)量

·一致性優(yōu)先

·在弱同步性網(wǎng)絡的共識安全

2.3安全機制

為了嚴格保護使用者的數(shù)據(jù)隱私，所有的數(shù)據(jù)產(chǎn)生、維護、貢獻、使用都通過系統(tǒng)制定的智慧合約控制，另外采用同態(tài)加密保障數(shù)據(jù)無法被帶出DHC平臺之外使用，通過差分隱私保障無法推導出個體數(shù)據(jù)，通過加密存儲、控制訪問IPFS中的數(shù)據(jù)權限等方式，保障數(shù)據(jù)不被泄露。

在敏感性數(shù)據(jù)場景，可以使用多重簽名技術，保障數(shù)據(jù)經(jīng)過多人授權后才能獲得查閱或使用權限。

2.4 DHC存儲

醫(yī)院診療記錄檔每例存儲不超過10兆，而醫(yī)療圖像數(shù)據(jù)存儲動輒數(shù)百兆甚至更大，部分機構每年存儲都超幾萬兆，若想將大容量數(shù)據(jù)完整的存儲在區(qū)塊鏈中是很困難的，IPFS原理可完美解決難題！它是一種點對點式的分布式系統(tǒng)，將檔切分式存儲，沒有存儲上的限制。并且IPFS特殊的網(wǎng)絡特性滿足CDN的要求，很好的建立可共享的分布式數(shù)據(jù)庫。DHC鏈上存儲數(shù)據(jù)的hash索引值，具體數(shù)據(jù)進行加密處理后存儲在IPFS系統(tǒng)，數(shù)據(jù)使用者獲得數(shù)據(jù)所有者的授權后，通過Oakley算法交換加密秘鑰，然后利用Rijndael對稱加密算法進行授權數(shù)據(jù)加密傳輸。

2.5 DHC鏈性能優(yōu)化

結合雷電網(wǎng)絡、sharding等技術進一步優(yōu)化DHC鏈性能，目標理論TPS達100000+，并可水準擴展。

2.6 DHC跨鏈應用

公有鏈數(shù)量增長迅速，未來沒有一條公有鏈能完成所有的事情，因此DHC從一開始就抱著開放的態(tài)度和外部公有鏈進行銜接，結合Polkadot等跨鏈技術，讓基于其他公有鏈開發(fā)的應用也可以使用DHC鏈數(shù)據(jù)和服務，DHC鏈也可以使用外部公有鏈的優(yōu)秀特征和技術。

2.7降低應用開發(fā)成本

提供豐富的API、SDK、預置合約、服務元件，支持java、go、javascript、sodility等主流開發(fā)語言，提供便捷的調試平臺和工具，最大化降低開發(fā)者成本。

DHC生態(tài)模型

在DHC平臺，各個參與者通過數(shù)據(jù)的分享與使用、Token的獲取與消耗有效銜接在一起，共同構建、完善DHC生態(tài)系統(tǒng)。

1.DHC生態(tài)系統(tǒng)

DHC生態(tài)系統(tǒng)包含兩個非常重要的生態(tài)市場--數(shù)據(jù)市場和應用市場。數(shù)據(jù)市場，數(shù)據(jù)貢獻者可以授權貢獻自己指定的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)使用者可以購買自己需要的數(shù)據(jù)；協(xié)力廠商機構和開發(fā)者購買數(shù)據(jù)后可以進行分析研究、應用開發(fā)，然后將開發(fā)的DAPP和服務發(fā)布在應用市場，供其他生態(tài)參與者購買使用。

DHC生態(tài)系統(tǒng)圍繞數(shù)據(jù)與應用展開一系列活動，與數(shù)據(jù)相關的參與者包括：驗證節(jié)點、數(shù)據(jù)貢獻者、數(shù)據(jù)消費者，數(shù)據(jù)的生產(chǎn)與使用過程伴隨著DHC Token的產(chǎn)生與轉移，與應用相關的參與者包括：應用開發(fā)者、應用使用者，應用的開發(fā)與使用過程同樣伴隨著DHC Token的產(chǎn)生與轉移。

2.DHC Token機制

DHT（Deep Health Token）是DHC平臺為保障生態(tài)有效運轉發(fā)行的Token，在DHC生態(tài)中的任何活動，都需要DHT串聯(lián)起來，因此設計一套公平、公正、合理的Token機制非常重要。

2.1 DHT激勵池

DHC系統(tǒng)中，每天由DHC平臺產(chǎn)生DHT放入Token池用于分配給原始數(shù)據(jù)貢獻者，每天Token池的Token數(shù)量隨著時間推移逐漸減少。Token按照算法模型分配，當天未分配完的Token計入到下一天的Token池中。

2.2 驗證節(jié)點

在DHC生態(tài)中，經(jīng)過認證的機構或者協(xié)力廠商可以成為DHC鏈的驗證節(jié)點，驗證節(jié)點負責鏈的數(shù)據(jù)驗證和打包并可獲得對應的Token報酬，而為了防止驗證節(jié)點作弊獲利，每個驗證節(jié)點需要抵押一定額度的DHT在系統(tǒng)中，有作弊行為時會被扣除相應數(shù)量的Token，被扣完后機構會被納入黑名單直至再次充值DHT，因此作弊的成本非常高。

另外驗證節(jié)點機構進行了原始數(shù)據(jù)抽取和數(shù)據(jù)標準化工作，然后開發(fā)提供數(shù)據(jù)管理DAPP給使用者，使用者利用DAPP將自己的數(shù)據(jù)貢獻到DHC數(shù)據(jù)市場。

2.3 數(shù)據(jù)貢獻者

DHC生態(tài)中數(shù)據(jù)的所有權歸使用者，使用者可以決定是否把數(shù)據(jù)貢獻出來用于特定的用途（智慧合約限定），使用者貢獻數(shù)據(jù)可以獲得DHT獎勵，獲取的DHT可以在應用市場中購買服務。對于使用者貢獻的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)根據(jù)POQ（Proof of Quality，有效質量證明）模型分配當天的DHC貢獻Token池。

POQ模型根據(jù)使用者貢獻的數(shù)據(jù)維度和各維度的重要度占比，以及貢獻數(shù)據(jù)與已有數(shù)據(jù)的相似度打分得出使用者貢獻數(shù)據(jù)可獲得的Token數(shù)量。

醫(yī)療數(shù)據(jù)的維度包含：病歷診斷描述、處方記錄、圖像檢查、化驗結果、生命體征監(jiān)控信息等，醫(yī)院維度包含：二級醫(yī)院、三級醫(yī)院、特大三甲醫(yī)院的診療數(shù)據(jù)等；病變類型維度包含：常見病、疑難病、罕見病、傳染病等，各維度指標在DHC系統(tǒng)中都會有權重值和權重占比，設公有n個評價指標，每個指標的權重值為V，每個指標的占比為R，另外，系統(tǒng)會計算貢獻數(shù)據(jù)與已有數(shù)據(jù)的相似度S，則一個使用者貢獻數(shù)據(jù)獲取的Token數(shù)量為：

2.4 數(shù)據(jù)消費者

協(xié)力廠商機構或者開發(fā)者可以在數(shù)據(jù)集市中購買使用者授權的數(shù)據(jù)用于分析研究、應用開發(fā)等，購買數(shù)據(jù)需要按照數(shù)據(jù)的場景和數(shù)量支付DHT。使用數(shù)據(jù)需消耗的Token采用POT（Proof of Times，有效次數(shù)證明）模型計算得出，POT模型根據(jù)一段時間內數(shù)據(jù)的使用頻次分階梯收費，一段時間內被使用次數(shù)越多的數(shù)據(jù)表示越有價值，數(shù)據(jù)消費者需要為其付出更高的成本，數(shù)據(jù)貢獻者可以獲取更多的回報。

使用數(shù)據(jù)需要花費的Token數(shù)量如下模型計算：

2.5應用開發(fā)者

有分析能力和開發(fā)能力的機構或個人都可以使用數(shù)據(jù)集市的數(shù)據(jù)進行分析和開發(fā)，開發(fā)的應用可以發(fā)布在應用市場供用戶或者機構使用，應用可以自由設置收費模式，也可限定使用的范圍。

2.6 應用消費者

使用者或機構可以在應用市場選擇自己需要的應用，可能需要支付一定數(shù)量的DHT用于應用服務費。DHC平臺在主鏈未上線之前，Token采用以太坊ERC20 Token，主鏈上線之后切換到主鏈上的DHT。