(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211199355.9 (22)申请日 2022.09.29 (71)申请人 西南医科 大学附属医院 地址 646000 四川省 泸州市太平街25号 (72)发明人 刘靳波　杨葵　李涛　李光荣　 (74)专利代理 机构 成都知都云专利代理事务所 (普通合伙) 51306 专利代理师 赵正寅 (51)Int.Cl. H04L 67/1061(2022.01) H04L 67/1074(2022.01) H04L 67/1097(2022.01) H04L 67/12(2022.01) H04L 69/22(2022.01) H04L 9/40(2022.01) (54)发明名称 一种面向医学临床检验的类区块链网络 (57)摘要 本发明提供的一种面向医学临床检验的类 区块链网络， 涉及临床检验与区块链技术领域。 本发明通过患者数据加密节点对患者的医学临 床检验数据进行数据加密， 通过加密数据分块节 点进行密文的分块操作， 得到若干数据块； 通过 区块存储网络对这些数据块进行分布式存储， 由 于区块存储网络存储的都是密文数据， 因此可以 对接外部硬件设备提供存储空间， 大大减少院方 成本， 此外， 区块存储网络为云上网络， 在第三方 对数据进行使用时， 无需接入院方的内网， 仅需 向院方和患者进行申请， 便能得到授权， 通过授 权后， 在区块存储网络上便能得到自己想要的数 据。 相较于现有 技术， 本发明具备扩展性高、 维护 成本低、 数据提取便捷的优点。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 115514768 A 2022.12.23 CN 115514768 A 1.一种面向医学临床检验的类区块链网络， 其特征在于， 通过类区块链网络对患者的 医学临床检验数据进行管理、 使用和保存； 所述类区块链网络的使用者包括院方、 患者、 第 三方和区块存储方； 其中， 院方负责医学临床 检验数据的产生， 并与患者共同决定医学临床 检验数据的使用和保存； 患者作为医学临床检验数据的拥有者， 能对自身的医学临床检验 数据进行查看和授权使用； 第三方向 院方和患者进行数据授权申请， 若 得到双方授权， 则能 对指定医学临床 检验数据进行查看使用； 区块存储方对医学临床 检验数据提供加密区块存 储； 所述类区块链网络包括患 者数据加密节点、 加密数据分块节点、 区块存储 网络、 分块数 据管理节点和存储网络管理节 点； 其中， 患者数据加密节点： 用于对患者的医学临床 检验数 据进行数据加密， 得到密钥和密文， 密钥由患者持有， 密文发送给加密数据分块节点； 加密 数据分块节点： 对接收到的密文进行分块操作， 得到若干数据块， 并生成对应的索引列表； 分块数据管 理节点： 用于执行数据块的分发、 调用、 重组和还原密 文； 区块存储网络： 由若干 区块存储方通过协 议组成， 所述区块存储方通过一个或多个区块存储节点对数据块进 行分 布式存储， 在 对数据块进 行存储时， 区块存储节 点划分为固定存储区和 动态调整区； 固定存 储区用于储存指定的数据块且区块存储节点无法进行自主删除， 动态调整区用于存储不定 的数据块且区块存储节点能根据类区块链网络整体的存储情况进 行自主删除和新增； 存储 网络管理节点： 用于管理区块存 储网络的区块存 储节点接入和卸载。 2.根据权利要求1所述的一种面向医学临床检验的类区块链网络， 其特征在于， 所述患 者数据加密节 点包括用户加密模块和数据加密模块； 所述用户加密模块通过S HA256加密 模 块进行部署， 并用于账号匿名化相关联， 对于用户的数据进 行匿名化操作； 数据加密 模块中 设置有AES对称加密 端和RSA公私钥加密端； 所述AES对称加密端用于生 成随机AES秘钥字 符 串， 并对医学临床检验数据进行对称加密， 得到密文， 其中， AES秘钥字符串为非复用密钥， 仅对对应的医学 临床检验数据进行加密； 所述 RSA公私钥加密 端用于对随机AES 秘钥字符串 进行非对称加密， 并得到密钥密文； 非对称加密使用RSA公钥加密随机AES秘钥字符串， RSA 公钥来自获得患者和院方授权的第三方， 获得患者和院方授权的第三方通过自身RSA私钥 对密钥密文 进行解密。 3.根据权利要求1所述的一种面向医学临床检验的类区块链网络， 其特征在于， 所述加 密数据分块节点通过IPFS星际文件系统对患者数据加密节点加密的密文进行去中心化分 片加密处理， 得到若干数据块和索引列表， 所述数据块通过IPFS星际文件系统转化为IPFS 数据分片； 所述IPFS数据分片包括Data和Links， 所述密文按照顺序切割为若干子片， 所述 Data为子片的加密载体， Links保存索引地址； 所述索引列表用于记录所有存储有对应密文 的IPFS数据分片的索引地址， 并， 其中， 索引地址为所保存加密数据的哈希值， 通过密文索 引能寻找对应的分片； 通过索引列表 找到对应的IPFS数据分片解密、 重组得到原 始的密文。 4.根据权利要求3所述的一种面向医学临床检验的类区块链网络， 其特征在于， 所述 区 块存储网络通过如下步骤 对固定存 储区所存 储的数据块进行指定存 储： 步骤A1： 分块数据管理节点接收医学临床检验数据的索引列表； 步骤A2： 分块数据管理节点按照顺序读取索引地址； 步骤A3： 分块数据管理节点将数据块按照顺序打包为数据包， 所述数据包包括数据头 和数据体； 所述数据头包括上一个数据块的索引地址和下一个数据块的索引地址； 所述数权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115514768 A 2据体存储有数据块对应的IPFS数据分片； 其中， 首个数据包的上一个数据块的索引地址为 空， 末尾数据包的下一个数据块的索引地址为空； 步骤A4： 通过步骤A3得到若干数据包， 分块数据管理节点将数据包顺序随机打乱； 步骤A5： 分块数据管理节点向区块存储网络发送询问， 获取能进行指定存储的区块存 储节点； 步骤A6： 通过步骤A5获取 得到预备区块存 储节点列表； 步骤A7： 判断预 备区块存 储节点列表数量是否大于数据包的数量， 若是则执 行下一步， 若否则原地 等待新的区块存 储节点加入预 备区块存 储节点列表； 步骤A8： 将数据包按照随机打乱的顺序， 并以严格一对一的关系随机存储至预备区块 存储节点列表中的区块存 储节点中； 步骤A9： 分块数据管理节点向区块存储网络询问是否所有区块存储节点完成存储， 若 是则执行下一步， 若否则原地 等待所有区块存 储节点完成存 储； 步骤A10： 分块数据 管理节点按照数据头对区块存储节点中的数据包进行回溯， 若能完 整回溯， 则完成指定存 储； 若不能， 则检查回溯中断位置， 并进行排 查。 5.根据权利要求4所述的一种面向医学临床检验的类区块链网络， 其特征在于， 所述 区 块存储网络通过如下步骤 对动态调整区所存 储的数据块进行自主删除和新增： 步骤B1： 读取 各医学临床检验数据对应的数据包； 步骤B2： 计算各数据包的存储 价值Bi； 其中， Bi＝1/di， i为数据包编号， di为数据包 i在区 块存储网络中已被动态调整区存 储的次数； 步骤B3： 各区块存 储节点选择存 储价值Bi高的数据包 存储至动态调整区； 步骤B4： 各区块存储节点选择存储价值Bi最低的数据包， 作为待观察数据包， 若超出预 设时间， 待观察数据包仍 为存储价值Bi最低的数据包， 则区块存 储节点自主删除该 数据包； 步骤B5： 循环重复步骤B1至步骤B4， 完成自主删除和新增。 6.根据权利要求5所述的一种面向医学临床检验的类区块链网络， 其特征在于， 所述分 块数据管理节点 通过如下步骤解密、 重组得到原 始的密文： 步骤C1： 分块数据管理节点获取待原 始的密文对应的索引列表； 步骤C2： 按照索引列表向区块存 储网络索要对应的数据包； 步骤C3： 区块存储网络按照相同的出块概率向各固定存储区和动态调整区索要对应的 数据包； 若成功出块， 则对出块的区块存储节点进 行出块奖励； 固定存储区还根据存储时长 获取存储奖励； 步骤C4： 分块数据管理节点获取索引列表对应的所有数据包， 并对数据包进行解密， 得 到对应的数据头和数据体； 步骤C5： 将数据体中的IPFS数据分片按照数据头中的索引地址所引导的顺序进行重 组， 得到原 始的密文。 7.根据权利要求1所述的一种面向医学临床检验的类区块链网络， 其特征在于， 所述类 区块链网络还包括患者数据写入节点、 院方本地存储节点、 患者数据缓存节点、 患者协 议管 理节点、 院方协 议管理节点、 第三方协 议申请节点； 其中， 患者数据写入节点： 产生患者的医 学临床检验数据， 并记录对应的患者信息； 院方本地存储节 点： 对医学临床 检验数据进行本 地存储， 且仅能通过院方内网进 行调用； 患者数据缓存节点： 对即将上传类区块链网络的医权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115514768 A 3