技术领域
[0001] 本
发明涉及区块链应用领域，特别是涉及一种基于区块链技术的信息管理方法及系统。
背景技术
[0002] 对于在医疗领域中广泛应用的医疗设备，其管理系统一般需要通过相关设备搜集各医疗设备的使用记录、清洗消毒记录、储存记录、维修记录等，并配置
数据库来存储搜集到的各种数据，但这些数据易遭受攻击，数据安全不易保证，同时数据的真实
可追溯性也很难保证，数据有被篡改的可能，无法满足医疗行业对相关数据信息的安全监管要求。
[0003] 区块链(Blockchain)是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密
算法等计算机技术的新型应用模式。狭义来讲，区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以
密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的
分布式账本。
[0004]
附图1所示为传统区块链的
基础架构模型，包含数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层。数据层包含记录信息的数据区块，以及保证数据正确性和完整性的链式结构、时间戳以及加密算法等。网络层用来实现网络中各
节点间的通信，节点间通过维护一个共同的账本来保持通信的一致性。共识层负责提供一种机制让分散的节点在去中心化的条件下保证区块的有效性。
[0005] 激励层用激励机制来鼓励全网
挖矿，从而维持足够大的全网算
力，保证安全可靠的去中心化。合约层利用算法和代码实现信息记录的方式和细节。应用层实现信息记录的保存和读取功能。
[0006] 图1所示的区块链系统是基于
工作量证明的共识机制，但基于工作量证明的共识机制需要网络中节点的总算力要足够大，以保证不会出现算力集中的情况，但大量的算力会消耗大量的资源，而且保证大量的算力一般要有相应的激励机制，比如挖矿机制，但作为应用于医疗领域的医疗设备，若组成以自身为区块链节点的区块联盟链，该区块联盟链数量有限且每个区块链节点都有义务监督其他区块链节点，每个医疗设备均可参与运算，因此，不需激励机制，各成员也会维护区块链的运行。
发明内容
[0007] 本发明旨在至少解决
现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于区块链技术的信息管理方法及系统。
[0008] 为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种基于区块链技术的信息管理方法，包括：
[0009] 以医疗设备的处理中心作为区块链节点，多个医疗设备的处理中心之间以联盟链方式连接；
[0010] 各区块链节点获取所属医疗设备的信息，将所述信息生成区块，在所述区块中加入时间戳，将加入时间戳的区块广播至其他区块链节点；
[0011] 其他区块链节点接收加入时间戳的区块并利用协商和验证机制进行核对达成共识后，将所述区块加入区块链中，若不能达成共识，不将所述区块加入区块链中；所有区块链节点共享所述区块链内容。
[0012] 上述技术方案的有益效果为：利用各区块链节点对所属医疗设备信息自己生成区块的方法，不需要保证全网具有较大的算力，不需要激励层，避免了算力和资源浪费。利用区块链技术去中心化、不可篡改、可追溯的特点，能够提升医疗设备数据管理的安全性，完整性和可追溯性。
[0013] 在本发明的一种优选实施方式中，区块链节点对接收的区块利用协商和验证机制进行核对进行核对达成共识的方法为：
[0014] 区块链节点间通过验证公钥和私钥的方式建立有效连接；
[0015] 发送区块的区块链节点和接收区块的区块链节点之间通过约定的校验法对区块进行验证；
[0016] 其他区块链节点接收到区块后对区块进行验证，若验证通过，反馈数值为1的状态位至生成区块的区块链节点，若验证不通过，反馈数值为0的状态位至生成区块的区块链节点；
[0017] 生成区块的区块链节点对接收到的状态位数值进行累加，当累加值大于区块链节点数量的A％时，认为已达成共识，当累计值小于等于区块链节点数量的A％时，认为没有达成共识，所述A为0-100之间的数。
[0018] 上述技术方案的有益效果为：区块链节点间对区块进行校验，确保了区块的数据有效性。区块链节点不必进行大量运算，解决了工作量证明机制的资源浪费问题，同时可以保证比较稳定的区块出块时间，达到减少系统开销，保证数据一致性的效果。
[0019] 在本发明的一种优选实施方式中，所述区块包括
区块头和区块体；
[0020] 所述区块头包含时间戳、父哈希值、
根哈希值、块哈希值，不包含激励机制中数学域难题的解和求解数学域难题的难度系数；
[0021] 所述区块体包含组成所述信息的多个数据值、以及求取的每个数据值的哈希值；
[0022] 所述父哈希值是对区块链上前一区块的整体求取的哈希值；根哈希值是利用当前区块体中所有哈希值生成的数据；块哈希值是对当前区块的整体求取的哈希值。
[0023] 上述技术方案的有益效果为：没有激烈层之后，各节点不需要解题，节省了算力、资源和时间，另外减少了区块的数据量；保证区块链上的信息都是不可篡改的，并按一定时序排列。
[0024] 在本发明的一种优选实施方式中，所述根哈希值的生成过程包括：
[0025] 设区块体中包含有n个数据值，n为正整数，通过哈希加密算法分别对n个数据值进行加密运算获得n个第一密文；
[0026] 生成n个随机数列，将第一密文与随机数列一一混合并将混合后的数据通过哈希加密算法进行加密运算，获得n个第二密文；
[0027] 将n个第二密文组成数列并通过哈希加密算法进行加密运算，并将获得的密文作为根哈希值。
[0028] 上述技术方案的有益效果为：提高了数据值
保密性和安全性。
[0029] 在本发明的一种优选实施方式中，由医疗设备的处理中心构成的区块链网络由数据层、网络层、共识层、合约层、应用层组成。
[0030] 上述技术方案的有益效果为：去除了激励层，共识层由上传信息的节点生成区块，所有节点对该区块进行验证，验证通过后达成共识，共识层到合约层之间就不需要耗费全网大量的算力。
[0031] 在本发明的一种优选实施方式中，所述信息包含医疗设备的使用记录、清洗消毒记录、储存记录和维修记录。
[0032] 上述技术方案的有益效果为：对医疗设备的信息进行全面管理。
[0033] 在本发明的一种优选实施方式中，区块链节点共享区块链内容的方法为：
[0034] 第一区块链节点向邻近的第二区块链节点发送信息获取
请求，第二区块链节点对所述信息获取请求进行校验，若校验合格，返回所述信息获取请求对应的区块链内容至第一区块链节点，若校验不合格，忽略第一区块链节点发送的信息获取请求。
[0035] 上述技术方案的有益效果为：对接收到的信息获取请求进行了数据可靠性校验；从相邻区块链节点获取区块链内容而非从本身存储中的数据获取，避免了被篡改；两个方面均提高了安全性。
[0036] 为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种信息管理系统，包括多个作为区块链节点的医疗设备的处理中心，与各处理中心通信的Web
服务器；
[0037] 所述处理中心之间通过web服务器以联盟链方式连接通信；
[0038] 所述处理中心包括存储区块链内容的存储单元。
[0039] 上述技术方案的有益效果为：该系统通过各区块链节点对所属医疗设备信息自己生成区块，不需要保证全网具有较大的算力，不需要激励层，避免了算力和资源浪费。利用区块链技术去中心化、不可篡改、可追溯的特点，能够提升医疗设备数据管理的安全性，完整性和可追溯性。
附图说明
[0040] 图1是传统区块链的基础架构模型示意图；
[0041] 图2是本发明一种优选实施方式中基于区块链技术的信息管理方法的流程示意图；
[0042] 图3是本发明一种优选实施方式中区块链网络模型架构；
[0043] 图4是本发明一种优选实施方式中区块结构示意图；
[0044] 图5是本发明一种优选实施方式中网络拓扑结构示意图；
[0045] 图6是本发明一种优选实施方式中获取医疗设备信息的过程示意图；
[0046] 图7是本发明一种优选实施方式中系统结构示意图。
具体实施方式
[0047] 下面详细描述本发明的
实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0048] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“
水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或
位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0049] 在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0050] 本发明公开了一种基于区块链技术的信息管理方法，在一种优选实施方式中，该方法包括：
[0051] 以医疗设备的处理中心作为区块链节点，多个医疗设备的处理中心之间以联盟链方式连接；
[0052] 各区块链节点获取所属医疗设备的信息，将信息生成区块，在该区块中加入时间戳，将加入时间戳的区块广播至其他区块链节点；
[0053] 其他区块链节点接收加入时间戳的区块并利用协商和验证机制进行核对达成共识后，将该区块加入区块链中，若不能达成共识，不将该区块加入区块链中；所有区块链节点共享该区块链内容。
[0054] 在本实施方式中，医疗设备优选但不限于为医疗检测设备、医疗
治疗设备，医疗检测设备可为
电子内窥镜系统、胶囊内窥镜系统、PH值检测系统、B超监测仪等，医疗治疗设备可为电刀设备、
吸引管系统等。
[0055] 在本实施方式中，生成区块链的过程如图2所示，当医疗设备的处理中心收到如镜体、冷
光源等设备的信息后，将信息处理后生成区块，将区块通过网络广播给其他所有节点(其他医疗设备的处理中心)，向全网广播该区块包含的带有时间戳的信息，并由全网其他节点核对该区块中的信息，核对正确后该区块被写入区块链中，信息记录完成。
[0056] 在本实施方式中，如图3所示，由医疗设备的处理中心构成的区块链网络由数据层、网络层、共识层、合约层、应用层组成。数据层包含记录信息的数据区块，以及保证数据正确性和完整性的链式结构、时间戳以及加密算法等。网络层用来实现网络中各节点间的通信，节点间通过维护一个共同的账本来保持通信的一致性。共识层负责提供一种机制让分散的节点在去中心化的条件下保证区块的有效性。合约层利用算法和代码实现信息记录的方式和细节。应用层实现信息记录的保存和读取功能。去掉激励层后，共识层由上传信息的节点生成区块，所有节点对该区块进行验证，验证通过后达成共识，节点间通过区块头保证区块的有效性。
[0057] 在一种优选实施方式中，区块链节点对接收的区块利用协商和验证机制进行核对达成共识的方法为：
[0058] 区块链节点间通过验证公钥和私钥的方式建立有效连接；
[0059] 发送区块的区块链节点和接收区块的区块链节点之间通过约定的检验法对区块进行验证；
[0060] 其他区块链节点接收到区块后对区块进行验证，若验证通过，反馈数值为1的状态位至生成区块的区块链节点，若验证不通过，反馈数值为0的状态位至生成区块的区块链节点；
[0061] 生成区块的区块链节点对接收到的状态位数值进行累加，当累加值大于区块链节点数量的A％时，认为已达成共识，当累计值小于等于区块链节点数量的A％时，认为没有达成共识，A为0-100之间的数,优选的，A为50。
[0062] 在本实施方式中，约定检验法优选但不限于为CRC检验法或MD5校验法。
[0063] 在本实施方式中，CRC检验法的过程为：每个区块链节点根据IP地址建立通讯后，在发送端(广播区块的区块链节点)将待发送的区块转换为二进制码序列，根据CRC(循环冗余校验码，Cyclic Redundancy Check)校验法生成多位CRC码并添加在二进制码序列后，构成一个新的二进制码序列，将新的二进制码序列广播出去，在接收端(其他区块链节点)根据原来的二进制码序列和CRC码之间所遵循CRC校验法规则进行检验，以判断传送中是否出错，保证区块数据的有效性。
[0064] 在本实施方式中，MD5校验法为消息
摘要算法(MD5Message-Digest Algorithm)，为现有技术。
[0065] 在本实施方式中，密钥验证是通过公钥和私钥验证后，建立节点间的有效链接。
[0066] 在一种优选实施方式中，如图4所示，区块包括区块头和区块体；
[0067] 区块头包含时间戳、父哈希值、根哈希值、块哈希值，不包含激励机制中数学域难题的解和求解数学域难题的难度系数；
[0068] 区块体包含组成该信息的多个数据值、以及求取的每个数据值的哈希值；
[0069] 父哈希值是对区块链上前一区块的整体求取的哈希值；根哈希值是利用当前区块体中所有哈希值生成的数据；块哈希值是对当前区块的整体求取的哈希值，并用作区块链上后一区块的父哈希值。
[0070] 在本实施方式中，求取的每个数据值的哈希值可采用现有的哈希加密算法进行。
[0071] 在本实施方式中，时间戳是区块生成的时间；父哈希值是区块链上前一区块的哈希值；块哈希值是后一区块的父哈希值；根哈希值是根据区块体中的所有哈希值根据既定规则生成的唯一标识值，如可以是通过sha-3算法，对区块体中的所有哈希值进行加密运算得到。多个数据值组成了管理系统上传的使用记录、清洗消毒记录、储存记录、维修记录等记录信息，数据值可按照时序排列；数据值对应的哈希值为通过哈希函数对数据值处理后的值，从而保证区块链上的信息都是不可篡改的。
[0072] 在一种优选实施方式中，根哈希值的生成过程包括：
[0073] 设区块体中包含有n个数据值，n为正整数，通过哈希加密算法分别对n个数据值进行加密运算获得n个第一密文；
[0074] 生成n个随机数列，将第一密文与随机数列一一混合并将混合后的数据通过哈希加密算法进行加密运算，获得n个第二密文；
[0075] 将n个第二密文组成数列并通过哈希加密算法进行加密运算，并将获得的密文作为根哈希值。
[0076] 在本实施方式中，哈希加密算法优选但不限于选择哈希加密函数SHA256或SHA512等；随机数列可通过基于加密的伪随机数生成器生成，它们可以和区块的时间戳绑定存储在web服务器，同时也被存储于每个医疗设备的处理中心的存储单元中；数列混合的方法可为错位插入混合，不足位数补1。
[0077] 在一种优选实施方式中，区块链节点共享区块链内容的方法为：
[0078] 第一区块链节点向邻近的第二区块链节点发送信息获取请求，第二区块链节点对该信息获取请求进行校验，若校验合格，返回该信息获取请求对应的区块链内容至第一区块链节点，若校验不合格，忽略第一区块链节点发送的信息获取请求。
[0079] 在本实施方式中，为避免获取到在传送中出错的信息获取请求，保证其数据有效性，第一区块链节点和第二区块链节点之间对信息获取请求进行数据校验，优选但不限于采用CRC校验法或MD5校验法。
[0080] 在一种优选实施方式中，信息包含医疗设备使用记录、清洗消毒记录、储存记录和维修记录。
[0081] 在本实施方式中，如图6所示为获取医疗设备信息的过程示意图，医疗设备的处理中心获取信息数据分为自动读取和手动录入相结合的方式。自动读取可采用有线传输或无线传输的方式将数据发送到医疗设备的处理中心，比如当医疗设备为内窥镜装置时，自动读取包括：
[0082] 读取
图像处理器的数据信息，比如图像处理器ID，诊疗信息，操作者信息，状态信息，时间信息等；
[0083] 读取冷光源的数据信息，比如冷光源ID，光源灯使用状态信息，气路信息，时间信息等；
[0084] 读取镜体及附件的ID信息，镜体状态信息，时间信息等；包括读取清洗机状态信息，清洗记录信息，清洗消毒/灭菌的操作者信息，时间信息等。
[0085] 采用自动读取和/或手动录入的方式将储存信息和维修信息上传到管理系统中，储存信息包括图像处理器、冷光源、镜体、附件等设备的存储状态，有效期信息，待检信息，入库出库信息等；维修信息包括维修记录，维修等级，维修时间，维修
费用等信息。信息自动采集可通过自动扫码识别或视频识别或ID卡识别等自动识别方式及其对应的设备自动搜
集信息数据。
[0086] 在一种优选实施方式中，节点间的网络拓扑结构如图5所示为扁平式的网络拓扑结构，区块链上运行的去中心化应用程序由
智能合约和后端代码构成，所有的服务与逻辑都运行于区块链中，由应用程序来调用智能合约代码，智能合约被广播到所有的区块链节点上并被运行，最后通过区块将信息打包进区块，并通过区块同步实现全网一致性。
[0087] 本发明还公开了一种信息管理系统，在一种优选实施方式中，如图7所示，该系统包括多个作为区块链节点的医疗设备的处理中心，与各处理中心通信的Web服务器；
[0088] 处理中心之间通过web服务器以联盟链方式连接通信；处理中心包括存储区块链内容的存储单元。
[0089] 在本实施方式中，医疗设备的处理中心与web服务器进行通信，其他医疗设备的处理中心也为web服务器提供网络服务
接口，医疗设备的处理中心之间以联盟链方式连接，从而实现去中心化，对于web服务器来说，医疗设备的处理中心与传统存储医疗设备信息的数据库功能相似，具有存储和提供数据的功能，但医疗设备的处理中心中的数据信息是去中心化存储的，有效的提升了数据的安全性。
[0090] 医疗设备的设备使用记录、清洗消毒记录、储存记录、维修记录等记录信息全部被本信息管理系统上传至区块链上，在需要读取这些数据时只需在各处理中心进行查询操作即可，通过区块链保存的数据可以认为是真实可靠的，并且可追溯。
[0091] 在本
说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0092] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、
修改、替换和变型，本发明的范围由
权利要求及其等同物限定。
