(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 202210343031.1 (22)申请日 2022.03.31 (71)申请人 安徽师范大学 地址 241000 安徽省芜湖市镜湖区北京东 路1号 (72)发明人 王涛春　吴青山　沈慧敏　陈付龙　 陈建　谢冬　胡鹏　罗永龙　 (74)专利代理 机构 南京匠桥专利代理有限公司 32568 专利代理师 程鹏 (51)Int.Cl. H04L 67/10(2022.01) H04L 67/1097(2022.01) H04L 67/12(2022.01) H04L 9/40(2022.01)H04L 9/32(2006.01) (54)发明名称 一种基于区块链的医疗物联网数据共享方 法及系统 (57)摘要 本发明涉及物联网技术领域， 具体涉及一种 基于区块链的医疗物联网数据共享方法及系统， 包括： 对申请加入的用户进行身份认证； 身份验 证通过后， 通过授权模块判断能够进入私有链； 同意进入私有链后， 多个数据处理节 点接受用户 发送的属于自己的数据处理合约， 数据处理节点 向授权模块申请访问资源系统， 授权模块接到申 请后发送访问令牌； 用访问令牌作为调用应用程 序编程接口的参数访问源数据； 获得源数据后， 经过计算， 选取相同结果最多的结果作为最终结 果， 数据处理节点将最终结果用数字签名进行加 密处理并发送给私有链中的医院端； 接受医院端 发送的经过私钥加密的需求结果和公钥。 本发明 利用合约技 术， 保证了数据的安全性。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 114710490 A 2022.07.05 CN 114710490 A 1.一种基于区块链的医疗物联网数据共享方法， 其特 征在于， 包括： 对申请加入的用户进行身份认证； 身份验证通过后， 通过授权模块判断能够进入私有链； 同意进入所述私有链后， 多个数据处理节点接受用户发送的属于自己的数据处理合 约， 所述数据 处理节点向所述授权模块申请访问资源系统， 所述授权模块接到申请后 发送 访问令牌； 多个所述数据处理节点接受所述访问令牌， 用访问令牌作为调用应用程序编程接口的 参数访问源数据； 获得源数据后， 多个所述数据处理节点进行计算得到多个结果， 经过结果分析， 选取相 同结果最多的结果作为最 终结果， 所述数据处理节点将最终结果用数字签名进行加密处理 并发送给 所述私有链中的医院端； 接受所述医院端发送的经 过私钥加密的需求结果和公钥。 2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的医疗物联网数据共享方法， 其特征在于， 所 述方法还包括： 通过物联网设备将从患者身上采集医疗数据， 并将采集的数据经过加密处 理后发送到资源系统。 3.根据权利要求2所述的一种基于区块链的医疗物联网数据共享方法， 其特征在于， 所 述物联网设备至少包括传感器、 智能医疗检测设备、 智能手机、 P C终端和RFID射频识别装置 中的一种或多种。 4.根据权利要求1所述的一种基于区块链的医疗物联网数据共享方法， 其特征在于， 所 述身份认证采用数字签名方式进行认证， 定义一个身份ID， 表示为ID(SK， PK)， 患者的身份 为ID(DHsk， DHpk)， 数据处理节点的身份为ID(DPsk， DPpk)， 用户的身份为ID(Usk， Upk)， 处理后 结果的ID表示为ID(PRsk， PRpk)同时定义一个身份函数用于密钥分发、 签名以及身份验证， 表示为F(K， S， V)， 通过K产生一对密钥对， 将公钥广播到链上， 用于之后的验证， 通过S进行 数字签名， 私钥加密， 公钥解密， 通过私钥加密， 公钥解密的V方法对请求操作的一方进 行身 份验证。 5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的医疗物联网数据共享方法， 其特征在于， 所 述资源系统为网络文件系统， 应用在UNIX环境下， 能够支持在不同类型的系统之间通过网 络进行文件 共享。 6.根据权利要求1所述的一种基于区块链的医疗物联网数据共享方法， 其特征在于， 所 述数据处理节点为受指 令集扩展保护的数据处理节点处理数据， 所述指令集扩展从硬件级 别提供安全可靠的代码运行环境。 7.根据权利要求2所述的一种基于区块链的医疗物联网数据共享方法， 其特征在于， 所 述方法还包括： 所述物联网设备与用户之间通过集群式的结构进行数据共享， 所述集群式 的结构具体 计算过程如下： 在短距离内， 方程式(1)用于根据距离和环境特 征计算传输能量， 近距离时b＝2； 当D<DL时， T＝DS×Db (1) 对于长距离， 使用等式(2)(b＝ 4)； 当D>DL时， T＝E×DS×Db (2) 通过等式(3)计算每 个物联网设备接收的数据包的消耗能量；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114710490 A 2R＝E×DS (3) 通过等式(4)计算每 个物联网设备的当前能量； A＝T×R (4) 剩余能量 通过等式(5)计算， 其中Ei是每 个IoT节点的一次能量； C＝Pei－A (5) 其中公式中的相关参数有T为传输能量、 DS为数据包大小、 b为通道中的能量耗散(近距 离时b＝2)、 D为两个节点之间的距离、 DL为距离的阈值、 E为接收数据包所需的能量、 R为接 收数据消耗的能量、 A为每个物联网的当前能量、 Pei为每个IoT节点的最初能量、 C为计算剩 余能量。 8.根据权利要求1所述的一种基于区块链的医疗物联网数据共享方法， 其特征在于， 所 述方法还 包括通过状态机来 监督共享过程的变化。 9.根据权利要求8所述的一种基于区块链的医疗物联网数据共享方法， 其特征在于， 所 述状态机包括： 长度为7的记录元组， 表示为Rec(Record)＝(RecID， T， UserID， RSID， HosID， NodeID， CurSt)， RecID表示记录标识元组， UserID表示用户， RSID表示资源系统， HosID表示医院， NodeID表示数据处 理节点， CurSt 表示共享的当前状态； 长度为5的子状态元组， 表示为ST(Substate)＝(x,y,p,r,tl)， 其中x和y是共享数据的 参与者， p是达到子状态的前提， r表 示当条件p满足时产生的结果， t l表示时间限制， 如果超 过了时间限制， 则认 为共享事务已过期， 子状态的取值范围为{B， S， Ex， SH}， 其中B状态 为满 足时间限制， 条件p也满足， 只需等待结果r， S状态表示所有条件均满足， 已经达到此状态， Ex不满足时间限制， 满足条件p但没有结果， 表示共享事务失效， SH表示整个数据共享完成； 长度为3的操作元组， 表示为OP(operation)＝(OPEx， Object， Input)， 其中OPEx表示操 作的执行者， Object表示操作对象， input表示操作所需的输入， OP的取值范围是{ false， true}， false表示操作失败， t rue表示操作成功； 长度为4的智能合约元组， 表示为SC(Smart Contract)＝(STn， ∑， FN)， 其中STn＝{ST1， ST2， ST3， ........， STn}， 是子状态的有限集合， ∑是操作OP的集合， ∑的操作会改变STn中 ST的值， 从而导致智能合约状态发生变化， FN为最终的状态， 取值范围为{E， SH}， E表 示共享 事务被认为过期， SH说明数据共享已完成。 10.一种执行如权利要求1所述的一种基于区块链的医疗物联网数据共享方法的系统， 其特征在于， 包括： 身份验证模块： 用于对申请加入的用户进行身份认证； 授权模块： 用于身份验证通过后， 判断能够进入私有链； 数据处理节点： 同意进入所述私有链后， 多个数据处理节点接受用户发送的属于自 己 的数据处理合约， 所述数据 处理节点向所述授权模块申请访问资源系统， 所述授权模块接 到申请后 发送访问令牌， 用访问令牌作为调用应用程序编程接口的参数访问源数据， 获得 源数据后， 多个所述数据处理节点进 行计算得到多个结果， 经过结果分析， 选取相同结果最 多的结果作为最 终结果， 所述数据处理节点将最 终结果用数字签名进 行加密处理并发送 给 所述私有链中的医院端； 用户端： 用于 接受所述医院端发送的经 过私钥加密的需求结果和公钥。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114710490 A 3