基于區塊鏈的康養健康檔案跨領域安全共享模型研究

摘要：隨著人口老齡化的加劇，養老服務需求激增，傳統的康養服務模式面臨挑戰，數字化、科技化成為轉型的必然選擇。區塊鏈技術以其安全、不可篡改、透明共享等特性，為康養服務提供了新的解決方案。文章提出一種基于區塊鏈技術的康養健康檔案跨領域安全共享模型，旨在解決康養服務中數據管理復雜、隱私保護不足及共享風險高等問題。模型通過雙鏈結構設計，實現了康養檔案的加密存儲與安全共享，既保障了數據隱私與安全，又促進了多方協同合作，有效解決了信息孤島問題，推動了康養行業的創新協同發展，提升了康養服務的便捷性、舒適性和人性化水平。

關鍵詞：區塊鏈；智慧康養；健康檔案；信息安全共享；多方協同

中圖分類號：G203文獻標志碼：A

0引言

隨著人口老齡化的加劇，我國養老服務人口激增，日益增長的養老服務需求為傳統的康養服務模式帶來了巨大挑戰，康養服務數字化、科技化轉型升級刻不容緩?？叼B人員的健康檔案是康養服務的重要基礎，龐雜的養老健康檔案信息，不易管理的同時還面臨著隱私信息泄露、數據篡改等風險，從而影響部分老年人參與智慧康養的積極性。數據信息的共享是多方協同的智慧康養服務模式發展的重要支撐，是協同服務式可持續發展的重要決定性因素。因此，完善智慧康養的關鍵環節，防止數據泄露和篡改，促進康養信息安全協同共享，顯得尤為重要。

區塊鏈技術因其安全可信、不可篡改和透明共享等特點，在康養領域得到了廣泛應用。本文針對當前康養行業發展所面對的康養人員數據信息供需困難問題，構建了基于區塊鏈的康養檔案跨領域安全共享模型；通過健康數據、康養資源和康養主體的相互鏈接，推動康養人員健康檔案的安全開放共享；同時，建立了多方協同康養服務模式，以實現服務資源的優勢互補合和精準匹配，完善健康大數據，為用戶提供更便捷、舒適、人性化的康養服務，從而推動康養行業的創新協同發展和服務管理質量的穩步提升。

1研究背景概述

11智慧康養現狀

隨著我國人口老齡化趨勢的加劇，60歲及以上人口占比已達189%，65歲及以上人口占比142%。據統計，到2050年，全球65歲及以上的老年人口將達到16億。隨著人口老齡化的浪潮和老年人健康意識的增強，康養需求將出現井噴式增長。智慧康養是集養老服務發展的技術創新、模式創新和管理創新于一體的新模式，符合未來養老產業的發展趨勢，作為康養產業發展的高級階段，其核心在于集成應用互聯網、大數據、云計算、人工智能等技術，以提供便捷、舒適、人性化的養老服務［1］。智慧康養模式的發展，對于提高養老服務供給效率和質量，對產業升級及結構調整具有重要意義。尤其是在應對我國康養服務供給水平低、內容單一、資源緊缺等問題上，顯示出其獨特的優勢。

智能化服務資源供給引導機制是現階段的研究重點，發展智慧康養服務模式，首先要全面掌握服務老年人的生活狀態和健康狀況，通過智能傳感技術的應用，系統能夠實時感知人體狀況，建立康養人員健康檔案，為后續的服務資源匹配奠定基礎。然而，確保這些檔案數據的準確性、完整性以及隱私安全，成為迫切需要解決的問題。同時，隨著政府、高等院校、第三方康養服務機構、社區管理機構以及醫療機構科研企業的廣泛參與，如何在保障檔案信息安全的前提下實現其共享，構建起多方協同的康養服務模式，實現供需的精準匹配，充分發揮各參與主體的服務優勢，也變得尤為關鍵。

12區塊鏈技術應用現狀

區塊鏈技術，作為一項創新的分布式賬本解決方案，依托于塊鏈式數據結構來存儲信息并依賴分布式節點間的共識算法來確保數據的生成與更新，通過密碼學手段保障數據在傳輸和訪問過程中的安全［2］。任何需要數據存儲的系統或應用，都可以使用區塊鏈技術，達到不可篡改、可溯源、多節點共同治理的效果，在解決數據共享體系建設和保障數據安全，具有廣闊的應用前景和巨大的開發潛力［3］。在國外，區塊鏈技術已應用于個人健康檔案管理當中，構建了一個分布式且能夠實現數據互操作的系統，允許患者自主搜集和管理個人健康信息，允許授權訪問方可合法合規訪問數據信息。同時，推出了一個跨國界的平臺，整合了多樣化的醫療服務數據，協調醫患等多方參與主體間的健康信息交換權限［4-5］。與國外類似，近年來國內區塊鏈相關應用領域不斷擴展，迅速滲透至各個行業，如醫療、金融、政務、工業、養老等。在康養領域，利用區塊鏈技術，實現醫療機構、康養服務機構、智能采集穿戴設備等服務終端和老年用戶之間的數據連接和信息互通，優化了康養服務的便捷性，顯著提高了老年人的養老服務體驗。盡管應用領域各異，但服務對象在隱私保護方面的需求是一致的。通過去中心化的結構，區塊鏈能夠有效防止數據篡改，確保數據的完整性和可信度；智能合約功能可以實現自動化的交易和合約執行，減少人為干預和錯誤，從而進一步提升數據共享的安全性。

綜上所述，區塊鏈在隱私保護、數據安全和共享方面的優勢，為解決數據共享體系建設和保障數據安全提供了新的解決方案。運用區塊鏈技術，能有效解決智慧康養服務中健康檔案管理難、易泄露、共享風險大等問題，促進康養資源的透明化和共享，通過建立信任機制，實現資源的優化配置，提高資源利用率。

2技術原理

交易發生時，區塊鏈網絡中的節點會收集這些交易，將其打包成具有特定結構的數據集，即區塊。每個區塊都包含一個時間戳，記錄著交易的具體時間，且每個新添加的區塊都會加強前一個區塊的驗證，從而增強整個區塊鏈的安全性。隨后，節點將這些區塊廣播至網絡中，全網的節點會接收這些區塊并進行順序的共識驗證和內容檢查，節點負責長期存儲這些經過驗證的賬本數據，提供回溯檢驗等功能；同時為上層應用提供賬本訪問接口，確保數據的持久性和可訪問性，一旦區塊通過驗證，它們就會被添加到區塊鏈上，形成一條連續的數據鏈［6］。通過這一系列流程，區塊鏈技術實現了一個去中心化、透明且安全的交易記錄系統。區塊數據的結構如圖 1所示。

在此結構下，每位老年用戶都配備了一個數據鏈，承擔著數據的內部記錄、保存、驗證和共享。區塊頭中，上一個區塊的哈希值確保了區塊之間的鏈接，時間戳則標記了區塊生成的具體時刻，版本號反映了當前區塊的版本細節，Merkle樹的根節點則匯總了區塊內所有交易的哈希值，隨機數服務于工作量證明機制的計算；康養領域的檔案數據共享依托于分布式存儲解決方案，利用點對點網絡實現數據的同步與交換，以鏈狀結構編排數據，每個區塊嵌入了前一區塊的哈希值，同時采用Merkle樹機制來管理數據的保存和共享過程中的哈希值［7］。這種存儲方式不僅可以保證數據的安全性和可靠性，還可以提高系統的可擴展性和抗攻擊性［8-9］。

區塊鏈技術以其分布式存儲、不可篡改性和增強的安全性，為康養健康檔案的安全共享和多方協同提供了有效的解決方案，確保了數據的完整性和可靠性，為構建高效、安全的區塊鏈健康檔案模型提供了堅實的基礎。

3基于區塊鏈的健康檔案安全共享模型構建

基于協同共享理念，針對康養健康檔案系統共享過程中不同數據源采集數據的真實性、完整性、隱私性和不可篡改等數據管理需求，為推動康養人員健康檔案跨領域安全開放共享，引入區塊鏈技術構建基于區塊鏈的健康檔案跨領域安全共享模型，通過為用戶建立終生健康檔案，將健康信息存儲于區塊鏈的不同節點，這樣在跨領域、跨機構享受康養服務時，只須通過本人授權，服務機構即可調用存儲在區塊鏈網絡中的健康檔案，所有服務機構人員可共同維護康養人員的健康檔案，無論是本人還是不同的服務機構，均可在任意時刻、地點操作康養人員的檔案信息，實現跨領域跨機構的健康安全共享，打破“信息孤島”，充分發揮各康養服務主體優勢，實現服務資源的優勢互補和供需精準匹配，保證康養行業持續健康發展和服務管理質量穩步提升。

31共享模型架構設計

共享模型架構設計如圖2所示。老年用戶的健康數據采集自多個來源：醫療機構提供基礎健康信息，體檢機構記錄詳細健康數據以及智能健康監測設備（如智能手表、智能床墊和健康監測儀器等可穿戴設備）提供動態監測數據。這些數據通過統一標準化處理和數據加密之后；整合入康養健康檔案，存儲于區塊鏈的不同節點中，確保數據的安全性和隱私性。老年用戶通過授權機制，允許數據使用方（如康養服務機構、社區管理機構、醫療機構、科研企業、高等院校、家屬和志愿者等）訪問和查詢健康檔案。數據源節點負責收集數據并上鏈，聯盟鏈節點負責數據的存儲和共享，確保數據的真實性和完整性。通過區塊鏈的智能合約，康養健康檔案在不同數據使用方之間實現安全共享，智能合約自動執行數據訪問控制和權限管理功能，確保只有授權用戶才能訪問相應數據，提高了健康檔案管理的效率和共享的便捷性。通過聯盟鏈的集成，支持數據的高效查詢和訪問，實現康養健康檔案在多元主體間安全共享。

32基于屬性加密的安全控制技術

健康檔案涉及信息量大、數據類別多，包括個人信息、病歷信息、就診信息、醫囑信息、飲食信息等，為了保障在健康檔案共享過程中的共享安全性，通常須根據場景應用需要實現“最小粒度、精準控制”的共享模式。本文將健康檔案數據進行隱私等級劃分，對不同等級的數據設置訪問控制策略，對不同級別健康檔案數據進行公鑰加密［10-11］，利用智能合約功能，在滿足預設條件時自動處理數據［12］；在健康檔案進行共享時，只有當共享對象滿足對應訪問控制策略的級別時，才能通過私鑰解密獲取對應級別的共享數據。

33雙鏈結合健康檔案存儲模式

為實現健康檔案在不同數據使用主體間的跨領域安全共享，采用聯盟鏈的方式進行實現；通過設計共享鏈和存儲鏈，對不同類型的數據鏈設計不同的訪問機制，實現不同管理要求，實現多鏈結合的健康檔案存儲模式。如圖3所示，將康養客戶的全部健康檔案信息采用非對稱加密算法進行加密后存儲于存儲鏈，結合IPFS存儲機制加強健康檔案的可拓展性［13］；共享鏈中保存了存儲鏈中控制權限、信息索引等交易信息的哈希值［14］，采用改進的DPOS共識機制進行輪流記賬，確保共享鏈的出塊效率。

通過將數據在共享鏈和存儲鏈之間進行關聯，結合關鍵字搜索技術與聯盟鏈實現對用戶檔案信息的安全搜索，保證了患者的數據安全和隱私保護，維護了信息的真實性和完整性，實現去中心化、安全性與高效性能［15］。

在智慧康養服務平臺上，當共享主體請求查看電子健康檔案時，存儲鏈上的節點將檔案哈希值提取并發送至平臺。平臺接收到檔案哈希值后，會與存儲在本地的電子健康檔案哈希值進行比對。若比對結果相符，平臺將基于健康檔案生成檔案摘要。隨后，共享鏈上的節點作為代理者，利用生成的代理重加密密鑰對檔案摘要進行加密處理。完成代理重加密后，將加密檔案摘要安全地傳遞給數據共享主體［16］。共享鏈的節點由康養服務機構、醫療機構、科研企業和高等院校等數據共享主體構成，各主體經老年用戶授權后，可查看用戶健康檔案，維護區塊安全，交換數據資源，在不侵犯用戶隱私的前提下實現健康檔案的安全開放和共享，允許健康數據資源跨地區、跨部門、跨行業共享并消除共享中的隔閡。

4結語

區塊鏈技術的引入為智慧康養領域帶來了新的發展機遇，通過數據安全保障、信息共享和資源優化配置，推動了服務模式的創新發展。本文通過構建基于區塊鏈技術的康養健康檔案跨領域安全共享模型，有效解決了傳統康養服務中數據管理復雜、隱私保護不足及共享風險高等問題。利用區塊鏈的不可篡改性、透明性和去中心化特點，實現了康養人員健康檔案的安全開放共享，促進了康養資源與康養主體之間的高效協同，為智慧康養的創新協同發展提供了堅實保障。

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（編輯沈強）