Последнее время в геометрической прогрессии увеличилось количество болеющих людей, которым не требуется постоянно находиться в стационаре. Среди них особенно много пожилых. Чтобы обеспечить достаточный уровень медицинского обслуживания для пациентов, которым требуется удалённый медицинский мониторинг и консультативная помощь, появилось множество мобильных и веб-приложений для передачи данных о состоянии здоровья. В таком сценарии эти люди могут эффективно лечиться в домашних условиях, не занимая места в больницах и не перегружая всю систему здравоохранения. Этот подход может обеспечить качественно медицинское обслуживание на дому посредством использования передовых технологий, таких как Интернет вещей медицинских устройств (IoMT). Эта технология может отслеживать и передавать конфиденциальные данные о состоянии здоровья пациентов под наблюдением врачей, но есть проблема — устройства могут быть уязвимы для различных хакерских атак.
В недавно разработанной системе интеграции блокчейна в специализированное приложение, медицинские датчики могут передавать полученные зашифрованные данные о состоянии здоровья через мобильное приложение врачу для обеспечения конфиденциальности. Затем создаются три блокчейн консорциума для балансировки нагрузки транзакций и сокращения их задержки. Специализированные выделенные сервера в нескольких дата-центрах хранят учётные данные системных объектов (устройств), рецепты и рекомендации врачей для каждого пациента, в соответствии с реалтайм-данными о самочувствии, передаваемыми через мобильные приложения, и вся история медицинского лечения.
Кроме того, биометрические данные используются для обеспечения аутентификации и повышения безопасности предлагаемой медицинской системы. Но при желании эту функцию можно отменить. Результаты исследований после шести месяцев работы показывают, что предлагаемая система превосходит подобные существующие приложения. В первую очередь, предлагаемая модель потребляла меньше ресурсов и быстрее обрабатывала информацию. Кроме того, сам принцип технологии блокчейн обеспечивает надёжный уровень конфиденциальности.
Чтобы защитить передаваемые данные от хакеров, которые могут использовать данные в вредоносных целях, было изобретено множество решений. Шифрование данных о состоянии здоровья — очень полезный способ защиты передаваемых данных, но он не гарантирует целостности данных; данные могут быть украдены, повреждены или даже удалены. Таким образом, блокчейн стал подходящей технологией для решения проблем безопасности и обеспечения целостности данных для нескольких чувствительных к данным приложений, таких как здравоохранение, финансы, авторское право, мультимедиа и т. д.
Это децентрализованная и неизменяемая база данных «именованный реестр» со связанными блоками в виде связанного списка и управляемая криптографическими протоколами. Блокчейн ассоциируется с устойчивостью, неизменностью цепочек записей и устойчивостью к несанкционированному вмешательству.
К Интернету вещей в здравоохранении (IoMT) предъявляются следующие жёсткие требования безопасности. Общие решения, как правило, включают в себя:
- инфраструктура открытых ключей и цифровые сертификаты;
- безопасность индикаторов производительности приложений;
- надёжно защищаемое управление идентификацией;
- аппаратная безопасность;
- надёжное шифрование;
- сетевая безопасность и т. д.
При таких наборах требований, затраты на обеспечение безопасности огромного количества медицинских персонализированных устройств Интернета вещей является непомерно дорогостоящим.
IoMT обеспечивают передачу данных о состоянии здоровья через различные типы интернет-соединений на сервер, а поэтому требования безопасности предъявляются также к серверным платформам, на которых сохраняются медицинские данные.
Чтобы врачи могли принять правильное своевременное решение, необходимы интеллектуальные решения для устранения задержек. А огромное количество пациентов и большой объем генерируемых данных IoMT требуют их целостности и конфиденциальности.
Три типа блокчейн-записей были созданы для разделения транзакций между заинтересованными сторонами в сфере здравоохранения, чтобы обеспечить доступ только тем из них, у кого есть соответствующее разрешение. Разделение блокчейна на три цепочки сократило задержку генерации блоков:
- Chain1 записывает учётные данные субъектов;
- Chain2 записывает биометрические сигналы пациентов и рекомендации врачей;
- Chain3 записывает текущий процесс и всю историю лечения.
При этом децентрализованное хранилище создано для реализации контроля доступа и управления без вмешательства третьей стороны.
Отменяемая биометрия считается новым методом, который, в процессе проверки и аутентификации, использует преобразованные или деформированные версии биометрических данных, таких, как изображение лица, отпечаток пальца, сканирование радужной оболочки глаза или сравнение характеристик голоса. Это повышает конфиденциальность пользователей и сохраняет высокий уровень производительности биометрических систем. На основании результатов этапа проверки биометрических данных принимается решение о том, разрешить или ограничить доступ пользователю.
Процесс состоит из двух этапов: регистрация и проверка. На первом этапе регистрации биометрические данные преобразуются или искажаются, чтобы скрыть детали, и сохраняются для последующего сравнения. На втором этапе проверки новые биометрические данные преобразуются и сравниваются с сохранёнными для проверки. Отменяемая биометрия направлена на повышение защиты конфиденциальности и безопасности шаблонов в существующих биометрических системах. В этом поле биометрический шаблон человека искажается таким образом, что исходные данные недоступны злоумышленнику, но распознавание личности все равно может быть произведено. Отменяемая биометрия превосходит обычные методы аутентификации, поскольку они предлагают искажённую аппроксимацию исходной составляющей — в этом случае злоумышленники не могут предсказать исходную версию.
Сети блокчейна можно разделить на частные, публичные и консорциумные. Частные блокчейны дешевле, имеют более короткое время блокировки и могут ограничивать чтение, запись, проверку и проверку доступа к транзакциям. Публичные блокчейны не требуют каких-либо разрешений и позволяют узлу в сети читать и создавать транзакции. Блокчейн консорциума — это частично децентрализованная сеть блокчейнов, в которой набор узлов авторизован и отвечает за консенсус в такой сети.
Каждая персона, желающая зарегистрироваться в системе, должно загрузить изображение своего лица, которое применяется к отменяемому биометрическому вейвлет-алгоритму преобразования.
Искажённая версия отменяемых биометрических данных затем используется для создания учётной записи для объекта, и ему предоставляется пара ключей, которая хранится вместе с отменяемым преобразованным изображением лица в Chain1. Данные о состоянии здоровья собираются с помощью датчиков IoMT, встроенных или носимых пациентами. Затем информация шифруется и передаётся врачам через мобильное приложение для быстрого реагирования, поскольку от этого может зависеть жизнь пациента.
Проанализировав расшифрованные данные, врач даёт пациенту некоторые рецепты и рекомендации. Chain2 хранит эту важную врачебную информацию. Медсестры и лица, осуществляющие уход, следуют данным указаниям врача. Chain3 хранит все этапы, включая предоставление прописанных лекарств, отметки фармацевтов (если требуется) и инструкции врачей для медицинских работников подотчётного звена.
Если случай не критический и состояние наблюдаемого в норме, врач рекомендует пациенту рецепт и лекарство. Если случай критический, врач может принять решение о переводе пациента в стационар или интенсивную терапию и попросить его лечь в больницу. В этом случае вся информация о состоянии здоровья больного передаётся в соответствующее медицинское учреждение.