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

• Tác giả: Nguyễn Thành Tiến
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Văn Hậu
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ sư ngành An toàn thông tin
• Đề tài: Hệ thống trao đổi và giao dịch dữ liệu hồ sơ sức khỏe dựa trên Blockchain và NFT
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• 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

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 Blockchain và NFT 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 Blockchain và NFT 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 Blockchain và NFT 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.