Hệ Thống Trao Đổi và Giao Dịch Dữ Liệu Hồ Sơ Sức Khỏe Dựa Trên Blockchain và NFT

Khóa luận trình bày hệ thống trao đổi và giao dịch dữ liệu hồ sơ sức khỏe dựa trên công nghệ blockchain và NFT, đảm bảo an toàn thông tin.

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

khóa luận tốt nghiệp

2022

94
8
0

Phí lưu trữ

35 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CẢM ƠN

1. TÓM TẮT KHÓA LUẬN

2. Giới thiệu tổng quan đề tài

2.1. Các vấn đề của các hệ thống EHR hiện tại

2.2. Vấn đề về chia sẻ và bất đối xứng của dữ liệu

2.3. Vấn đề về quyền riêng tư

2.4. Tính khoa học và tính mới của đề tài

2.5. Mục tiêu nghiên cứu

2.6. Phạm vi nghiên cứu

2.7. Cấu trúc Khóa luận tốt nghiệp

3. Cơ sở lý thuyết và các nghiên cứu liên quan

3.1. Blockchain

3.1.1. Sơ lược về Blockchain

3.1.2. Những khái niệm cơ bản của Blockchain

3.1.3. Kiến trúc và cơ chế đồng thuận của Blockchain

3.1.3.1. Cơ chế đồng thuận Proof of Work
3.1.3.2. Cơ chế đồng thuận PoS
3.1.3.3. Cơ chế đồng thuận Practical Byzantine Fault Tolerance

3.1.4. Phân loại Blockchain

3.1.5. Ethereum Request for Comments-721

3.1.6. Ethereum Request for Comments-1155

3.2. Các giao thức của NFT

3.2.1. Giao thức Top-to-Bottom

3.2.2. Giao thức Bottom-To-Top

3.3. IPFS - InterPlanetary File System

3.4. Attribute-Based Encryption (ABE)

3.5. Phân tích thuật toán

3.6. Các công trình nghiên cứu liên quan

4. Phương pháp thực hiện

4.1. Tổng quan thiết kế hệ thống

4.2. Người dùng

4.2.1. Thách thức và hướng triển khai Blockchain

4.2.1.1. Thách thức khi ứng dụng vào lĩnh vực đời sống cộng đồng
4.2.1.2. Blockchain - Thách thức về năng lượng và chi phí tiêu thụ

4.2.2. Triển khai lớp Blockchain

4.2.3. Thách thức và hướng triển khai NFT

4.2.3.1. NFT - Vấn đề công khai siêu dữ liệu
4.2.3.2. NFT - Nguy cơ giả mạo siêu dữ liệu
4.2.3.3. Triển khai NFT theo chuẩn ERC-1155 với giao thức Bottom-To-Top

4.2.4. Hợp đồng thông minh

4.2.5. Lớp mã hóa và lưu trữ

4.2.5.1. Thách thức và hướng triển khai lưu trữ dữ liệu
4.2.5.2. Thách thức về khả năng lưu trữ dữ liệu của Blockchain
4.2.5.3. Quyền riêng tư và quản lý truy cập dữ liệu
4.2.5.4. Triển khai cấu trúc Policy Tree của ABE
4.2.5.5. Vấn đề xử lý đa dạng dữ liệu với ABE
4.2.5.6. Kết hợp ABE, SHA, AES để mã hóa dữ liệu
4.2.5.7. Kết hợp ABE, SHA, AES để giải mã dữ liệu
4.2.5.8. Đánh giá tổng quan về mô hình mã hóa kết hợp
4.2.5.9. Kết hợp mã hóa, lưu trữ IPFS và Merkle Tree

4.3. Luồng hoạt động của hệ thống với Smart Contract

4.3.1. Lưu trữ dữ liệu

4.3.2. Cấp quyền và thu hồi quyền truy cập

4.3.3. Cung cấp bảng ghi

4.4. Triển khai hệ thống và thực nghiệm

4.4.1. Hiện thực hệ thống và cài đặt

4.4.2. Kết quả thực nghiệm trên mô hình

5. Đánh giá và kết luận

Tài liệu tham khảo

Tóm tắt

I. Tổng quan về Hệ Thống Giao Dịch Dữ Liệu Hồ Sơ Sức Khỏe Dựa Trên Blockchain

Hệ thống giao dịch dữ liệu hồ sơ sức khỏe dựa trên BlockchainNFT đang trở thành một xu hướng quan trọng trong lĩnh vực y tế. Công nghệ này không chỉ giúp bảo mật thông tin mà còn tạo ra một môi trường minh bạch cho việc chia sẻ dữ liệu. Việc ứng dụng Blockchain trong y tế mang lại nhiều lợi ích, từ việc bảo vệ quyền riêng tư của bệnh nhân đến việc tối ưu hóa quy trình quản lý hồ sơ sức khỏe.

1.1. Khái niệm về Blockchain và NFT trong Y Tế

Blockchain là một công nghệ lưu trữ dữ liệu phân tán, trong khi NFT trong hồ sơ sức khỏe cho phép xác thực và bảo vệ quyền sở hữu dữ liệu. Sự kết hợp này tạo ra một hệ thống an toàn và hiệu quả cho việc quản lý thông tin y tế.

1.2. Lợi ích của Hệ Thống Giao Dịch Dữ Liệu Y Tế

Hệ thống này giúp tăng cường tính minh bạch trong y tế, cho phép bệnh nhân kiểm soát dữ liệu của mình. Đồng thời, nó cũng giảm thiểu rủi ro về việc lạm dụng thông tin cá nhân bởi các tổ chức y tế.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Quản Lý Dữ Liệu Sức Khỏe

Mặc dù có nhiều lợi ích, nhưng việc triển khai hệ thống giao dịch dữ liệu hồ sơ sức khỏe vẫn gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như bảo mật dữ liệu sức khỏe và quyền riêng tư của bệnh nhân cần được giải quyết triệt để.

2.1. Thách Thức Về Bảo Mật Dữ Liệu

Dữ liệu sức khỏe là thông tin nhạy cảm, do đó việc bảo vệ nó khỏi các cuộc tấn công mạng là rất quan trọng. Công nghệ Blockchain cung cấp một giải pháp an toàn nhưng vẫn cần có các biện pháp bổ sung để đảm bảo an toàn tối đa.

2.2. Quyền Riêng Tư và Sự Đồng Thuận Của Bệnh Nhân

Bệnh nhân cần được thông báo rõ ràng về cách dữ liệu của họ sẽ được sử dụng. Việc thiếu sự đồng thuận có thể dẫn đến sự không tin tưởng vào hệ thống, ảnh hưởng đến việc áp dụng công nghệ này.

III. Phương Pháp Giải Quyết Vấn Đề Bằng Công Nghệ Blockchain

Công nghệ Blockchain có thể giải quyết nhiều vấn đề trong quản lý dữ liệu sức khỏe thông qua việc cung cấp một nền tảng an toàn và minh bạch. Việc áp dụng các hợp đồng thông minh (Smart Contracts) cũng giúp tự động hóa quy trình giao dịch dữ liệu.

3.1. Ứng Dụng Hợp Đồng Thông Minh Trong Quản Lý Dữ Liệu

Hợp đồng thông minh cho phép tự động hóa các giao dịch mà không cần sự can thiệp của bên thứ ba. Điều này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu rủi ro sai sót trong quá trình quản lý dữ liệu.

3.2. Tích Hợp NFT Để Tăng Cường Quyền Kiểm Soát

Việc sử dụng NFT cho phép bệnh nhân có quyền kiểm soát dữ liệu của mình. Họ có thể chuyển nhượng quyền sở hữu dữ liệu cho các tổ chức nghiên cứu mà không lo ngại về việc lạm dụng thông tin.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hệ Thống Giao Dịch Dữ Liệu Y Tế

Hệ thống giao dịch dữ liệu hồ sơ sức khỏe dựa trên BlockchainNFT đã được thử nghiệm và áp dụng trong nhiều lĩnh vực y tế. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng công nghệ này có thể cải thiện đáng kể quy trình chăm sóc sức khỏe.

4.1. Các Nghiên Cứu Thành Công Trong Lĩnh Vực Y Tế

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng Blockchain trong y tế giúp cải thiện tính chính xác và bảo mật của hồ sơ sức khỏe. Các tổ chức y tế đã bắt đầu áp dụng công nghệ này để tối ưu hóa quy trình làm việc.

4.2. Kết Quả Đạt Được Từ Việc Ứng Dụng Công Nghệ

Kết quả từ các ứng dụng thực tiễn cho thấy rằng hệ thống này không chỉ giúp bảo vệ dữ liệu mà còn tạo ra giá trị kinh tế cho bệnh nhân thông qua việc cho phép họ kiếm tiền từ dữ liệu của mình.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Hệ Thống Giao Dịch Dữ Liệu Y Tế

Hệ thống giao dịch dữ liệu hồ sơ sức khỏe dựa trên BlockchainNFT hứa hẹn sẽ mang lại nhiều thay đổi tích cực cho ngành y tế. Tương lai của công nghệ này sẽ phụ thuộc vào việc giải quyết các thách thức hiện tại và mở rộng ứng dụng trong thực tiễn.

5.1. Triển Vọng Phát Triển Công Nghệ Blockchain Trong Y Tế

Công nghệ Blockchain có tiềm năng lớn trong việc cải thiện quy trình chăm sóc sức khỏe. Việc phát triển các ứng dụng mới sẽ giúp tối ưu hóa việc quản lý dữ liệu và bảo vệ quyền lợi của bệnh nhân.

5.2. Tương Lai Của NFT Trong Quản Lý Dữ Liệu Sức Khỏe

NFT có thể tạo ra một mô hình mới cho việc quản lý dữ liệu sức khỏe, cho phép bệnh nhân trở thành chủ sở hữu dữ liệu của chính mình. Điều này sẽ tạo ra một môi trường công bằng hơn trong việc sử dụng thông tin y tế.

10/07/2025
Khóa luận tốt nghiệp an toàn thông tin hệ thống trao đổi và giao dịch dữ liệu hồ sơ sức khỏe dựa trên blockchain và nft

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Giới thiệu tổng quan dé tài này. Với những dữ liệu này, bệnh nhân có thể chuyển đổi nó thành NFT và dé cử NFT của mình đến các tổ chức nghiên cứu như Bộ Y Tế, Viện nghiên cứu Huyết học, hoặc là các nhóm nghiên cứu sinh đang nghiên cứu về bệnh sốt xuất huyết và các hệ quả của căn bệnh này,. Một khi NFT được chuyển nhượng, ngoài các khoản lợi phí thu được thì bệnh nhân cũng được nhận một loại chứng nhận từ phía tổ chức nghiên cứu.

Và đồng thời, chứng nhận này cũng gián tiếp chuyển cho các tổ chức đã góp phần xây dựng nên khối dữ liệu bên trong NFT. Với những giấy chứng nhận đóng góp như vậy, các tổ chức và cá nhân sẽ phan nào khẳng định vị thé, sự đáng tin của mình ở trong hệ thống Healthcare-NFT nay. Day là một sự hợp tác có cung, có cầu, cả đôi bên đều có lợi. Nếu sự chuyển đổi mô hình kỹ thuật số này thực sự được diễn ra, bệnh nhân có thể nhận lại được giá trị thích đáng từ dữ liệu của chính mình thay vì để các công ty thu lợi từ họ như mô hình truyền thống.

Nếu mở rộng hơn nữa, nó có thể tạo ra nhiều giá trị khác để nâng cao vị thế và lòng tin của các thực thể cùng tham gia vào hệ thống. Nó sẽ là một bộ mặt hoàn toàn mới cho thời đại sức khỏe kỹ thuật số này.4 Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu, thiết kế, và xây dựng hệ thống trao đổi và giao dich dữ liệu hồ sơ y tế Healthcare-NFT dựa trên công nghệ Blockchain có khả năng: ¢ Kiểm soát truy cập, lưu trữ hồ sơ bệnh án và được hỗ trợ giao diện người dùng thông qua Web App. © Điểm nổi bật đó là việc tạo và trao đổi NET cho phép các cá nhân có quyền hạn kiểm soát cao hơn về dit liệu của mình khi họ được phép quản ly dữ liệu cá nhân và tạo ra các NET số hóa dữ liệu sức khỏe, từ đó cung ứng cho các đối tượng quan tâm và cần sử dụng dữ liệu. ¢ Không chỉ phục vụ cho nhu cầu của các cá nhân trong xã hội, các đối tượng tham gia vào việc xây dung dt liệu cho NFT cũng được nhận lại những NFT nhằm ghi nhận sự đóng góp dữ liệu cho hệ thống Healthcare-NFT.

Những NET chứng nhận ấy sẽ đóng góp phần nào trong việc khẳng định giá trị của tổ chức, và mang lại tiểm năng rat lớn trong bối cảnh Smart City — một bối 5 Chương 1. Giới thiệu tổng quan dé tài cảnh xã hội được hỗ trợ nhiều hơn nhờ công nghệ hóa, và cần nhiều hơn nữa sự đáng tin của các công dân, các tổ chức 1.5 Phạm vi nghiên cứu Với các mục tiêu đã đặt ra ở trên, tôi đã đặt ra một số phạm vi nghiên cứu của dé tài như sau © Tìm hiểu về các hệ thống EHR hiện nay cùng các điểm yêu đang tổn tại. © Nghiên cứu về việc ứng dụng Blockchain trong việc quản lý các bản ghi dữ liệu nhằm phục vụ cho việc lưu trữ dữ liệu. Đặc biệt là vấn dé kiểm soát truy cập dữ liệu trên các nền tảng phân tán nói chung và Blockchain nói riêng.

® Nghiên cứu về NET và những điểm cốt lõi của nó trong thị trường NFT. Quan trọng nhất là khả năng ứng dụng, cách triển khai NET trong một hệ thống Blockchain. © Nghiên cứu vẻ cách triển khai sàn thương mại điện tử có khả năng giao dich NET như Binance, OpenSea. © Tìm hiểu thêm về các khả năng phát triển khác của NET để có thêm những định hướng về mặt lâu dài.

Tuy nhiên, phạm vi nghiên cứu đã được mở rộng hơn khi hệ thống quản lý hồ sơ sức khỏe này cần mối quan tâm nhiều hơn về việc chia sé dit liệu và quản lý truy cập. Do vậy, tôi đã có thêm những nghiên cứu mới của mình trong quá trình thực hiện đề tài này. ¢ Nghiên cứu về hệ thống lưu trữ bên ngoài Blockchain nhằm giảm áp lực về lưu trữ và chỉ phí tính toán cho hệ thống Blockchain © Nghiên cứu về kỹ thuật mã hóa hỗ trợ quản lý truy cập Chương 1. Giới thiệu tổng quan dé tài 1.6 Cau trúc Khóa luận tốt nghiệp Qua những gì đã giới thiệu về tổng quan của đề tài thực hiện trong khoá luận tốt nghiệp,câu trúc nội dung bản báo cáo của Khoá luận tốt nghiệp này sẽ được sắp xếp như sau: ° Chương] Giới thiệu tổng quan đề tài.

° Chương Cơ sở lý thuyết và các nghiên cứu liên quan. ° Chương] Phương pháp giải quyết, thực hiện. ° Chương|} Triển khai hệ thống. se Chương|5! 5 Kết luận, kế hoạch P phát triển.

Chương 2 Cơ sở lý thuyết và các nghiên cứu liên quan 21 Blockchain 2.1 Sơ lược về Blockchain Công nghệ chuỗi khối đã đi vào nhận thức của công chúng với ứng dụng đầu tiên của nó - Bitcoin. Tiền điện tử Bitcoin được thành lập vào năm 2009 và hiện có giá trị vốn hóa thị trường hơn 100 tỷ USD. Trong hơn một thập kỷ qua, công nghệ Blockchain đã phát triển đáng kể và hiện được triển khai trong một loạt các kịch bản, bao gồm Ethereum, Hyperledger Fabric,. chúng cho phép các nền tang phân tán hoạt động với tính linh hoạt chưa từng có (15).

Do đó, nhiều nhà nghiên cứu đã tin rằng công nghệ blockchain có nhiều tiềm năng đột phá hơn nữa ngoài việc sử dụng nó trong tiền điện tử.2 Những khái niệm cơ bản của Blockchain * Giao dich (Transaction): Một quy trình thay đổi trạng thái của sổ cái blockchain. Tùy thuộc vào ứng dụng, giao dịch có thể là chuyển giao bất kỳ tài sản có giá trị nào hoặc thực hiện hợp đồng thông minh. ¢ Khối (Block): Nó bao gồm một tiêu dé khối và một dữ liệu khối. Tiêu dé bao gồm thông tin siêu dữ liệu của khối, chang hạn như băm gốc cây merkle, băm của khối trước đó, tem thời gian và phiên bản khối trong khi dữ liệu bao gồm một tập hợp các giao dịch hợp lệ Chương 2.

Cơ sở lý thuyết và các nghiên cứu liên quan © Mã băm gốc của cây Merkle (Merkle Tree Root Hash): Tat cả các giao dich trong khối được băm riêng lẻ bằng cách sử dụng một thuật toán băm. Các giá trị băm này sau đó được kết hợp theo từng cặp và được băm lại cho đến khi thu được một giá trị băm duy nhất. Giá trị này được gọi là giá trị băm gốc cây merkle. ¢ Mã băm của khối (Block Hash): Nó là mã định danh duy nhất của một khối cụ thể và được lấy bằng cách băm tiêu đề khối hai lần.

se Mã băm của khối trước đó (Previous Block’s Hash): Nó là hàm băm của khối đứng trước khối hiện tại trong chuỗi. Khối trước được gọi là khối cha của khối hiện tại. ¢ Dấu thời gian (Timestamp): Nó cho biết thời gian khối được tạo. ¢ Phiên bản khối (Block version): Nó chỉ ra phiên bản của các quy tắc xác thực được tuân theo bởi mạng blockchain.

* Nut (Node): Một mạng blockchain điển hình có ba loại nút khác nhau, đó là nút đơn giản, nút đầy đủ và nút khai thác. ® Khai thác (Mining): La quá trình thêm các giao dịch hợp lệ vào một khối va phát khối đó lên mạng. ° Khối Genesis (Genesis Block): Đây là khối đầu tiên trong mạng blockchain và nó không có bất kỳ khối mẹ nào. Tất cả các khối sau trong chuỗi được liên kết với khối gốc.

Khối genesis thường bao gồm câu hình cho các đặc tính mạng, giao thức đồng thuận được sử dụng, quyền kiểm soát truy cập, hàm băm, khoảng thời gian tạo khối và kích thước khối. Kiến trúc và cơ chế đồng thuận của Blockchain Về nguyên lý hoạt động, Blockchain cung cấp một phương tiện để lưu trữ thông tin theo trật tự thời gian trên một cơ sở dữ liệu phi tập trung. Thông tin trên cơ sở dữ liệu tập trung nay chỉ được thay đổi và cập nhật trên toàn bộ các nút mạng khi và chỉ khi quy trình thỏa thuận giữa các nút thành công và cho ra một kết quả đồng nhất. Blockchain đạt được sự đồng nhất này bằng cách liên kết các giao Chương 2.

Cơ sở lý thuyết và các nghiên cứu liên quan dich để tạo thành các khối (Block) và thêm khối vào câu trúc dt liệu tuyến tính hiện có (Chain). Cấu trúc di liệu tuyến tinh này được phát triển trên nền tang cây Merkle và con trỏ bam. Cau trúc dữ liệu này rất nhạy cảm với sự sai khác về dữ liệu, giúp dé dang phát hiện các thao tác bat thường hoặc cau trúc bat đồng nhất giữa các nút mạng với nhau. Khi cấu trúc này đồng nhất với nhau trên các nút mạng khác nhau với một tỉ lệ chiếm đa số, thỏa thuận lúc này được coi là thành công.

Quy trình thỏa thuận này được diễn ra và cho ra một kết quả thống nhất thông qua cơ chế đồng thuân (Consensus Mechanism). Thông qua cơ chế đồng thuận, các giao dịch được xác thực, khối mới được tạo ra và được nồi vào chuỗi. Hay nói cách khác, cơ chế đồng thuận được sử dụng bởi những nút mạng Blockchain để chấp nhận một trạng thái sẽ được cập nhật vào sổ cái phân tán Cơ ché đồng thuận Proof of Work Thuật toán đồng thuận Proof of Work liên quan đến việc giải một câu đồ khó tính toán để tạo ra các khối mới trong chuỗi khối Bitcoin. Nói một cách thông thường, quá trình này được gọi là “khai thác” và các nút trong mạng tham gia vào hoạt động khai thác được gọi là thợ dao’.

Động lực cho các giao dịch khai thác nằm ở phần thưởng kinh tế, trong đó các thợ đào cạnh tranh được thưởng 12,5 bitcoin (tại thời điểm viết bài này; phần thưởng này sẽ giảm một nửa giá trị hiện tại theo thời gian) và một khoản phí giao dịch nhỏ. Cơ ché đồng thuận Proof of Stake Day là giải pháp thay thé phổ biến nhất cho PoW. Ethereum đã chuyển từ PoW sang PoS đồng thuận. Trong loại thuật toán đồng thuận này, thay vì đầu tư vào phần cứng dat tiền để giải một câu đồ phức tạp, người xác nhận dau tư vào các đồng tiền của hệ thống bằng cách khóa một số đồng tiền của họ làm tiền cược.

Sau đó, tất cả các trình xác thực sẽ bắt đầu xác thực các khối. N gười xác thực sẽ xác nhận các khối bằng cách đặt cược vào nó néu họ phát hiện ra một khối mà họ nghĩ có thể được thêm vào chuỗi. Dựa trên các khối thực tế được thêm vào trong Blockchain, tất cả những người xác nhận sẽ nhận được phần thưởng tương ứng với các khoản đặt cược của họ và số tiền đặt cược của họ cũng tăng lên tương ứng.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Hệ Thống Giao Dịch Dữ Liệu Hồ Sơ Sức Khỏe Dựa Trên Blockchain và NFT" trình bày một giải pháp tiên tiến cho việc quản lý và bảo mật dữ liệu sức khỏe thông qua công nghệ blockchain và NFT. Hệ thống này không chỉ giúp bảo vệ quyền riêng tư của người dùng mà còn tạo ra một nền tảng minh bạch và an toàn cho việc chia sẻ thông tin y tế. Những lợi ích mà tài liệu mang lại cho độc giả bao gồm khả năng nâng cao tính bảo mật, giảm thiểu rủi ro gian lận và cải thiện khả năng truy cập thông tin sức khỏe một cách hiệu quả.

Để mở rộng thêm kiến thức về các khía cạnh liên quan, bạn có thể tham khảo tài liệu Luận văn thạc sĩ luật học bảo đảm quyền riêng tư trong hoạt động phòng chống đại dịch covid19 tại việt nam và một số quốc gia, nơi thảo luận về quyền riêng tư trong bối cảnh đại dịch. Ngoài ra, tài liệu Khóa luận tốt nghiệp công nghệ thông tin hệ thống khuyến khích xây dựng mô hình chẩn đoán bệnh tim mạch sử dụng blockchain và học liên kết sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về ứng dụng blockchain trong y tế. Cuối cùng, bạn cũng có thể tìm hiểu thêm về Khóa luận tốt nghiệp an toàn thông tin phương pháp chia sẻ bảo mật hồ sơ bệnh án điện tử fhir bằng blockchain, tài liệu này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cách bảo mật hồ sơ bệnh án điện tử. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức và hiểu rõ hơn về các ứng dụng của công nghệ trong lĩnh vực sức khỏe.