Os engenheiros da Vanderbilt desenvolveram e validaram com sucesso a viabilidade de tecnologias baseadas em blockchain para segurança, compartilhamento confidencial de registros médicos de pacientes em um estudo de caso que demonstra como o blockchain pode resolver um enorme desafio de saúde.

A interoperabilidade de TI em saúde tem sido uma meta indescritível, com silos de dados entre hospitais, clínicas, farmácias, e pagadores dificultando a troca de informações. O estudo de caso da Vanderbilt mostra como a tecnologia de blockchain pode agilizar o processo com segurança.

Significativamente, os pesquisadores também estão fazendo parceria com uma empresa de Nashville que planeja usar a tecnologia blockchain para enfrentar as crises de dependência de opióides do país.

Esses desenvolvimentos são parte de um esforço maior do Vanderbilt's Institute for Software Integrated Systems para abordar os problemas e a promessa do blockchain de uma maneira holística. Os pesquisadores criaram uma gama de recursos significativos, incluindo uma arquitetura que suporta o acesso seguro a informações para padrões de design para melhores práticas, verificação matemática de que o código subjacente está correto, e uma base de teste para os pesquisadores testarem suas ideias.

Além de saúde, eles estão trabalhando em casos de teste de blockchain com smart, cidades conectadas, aplicações de rede de energia, e gestão de riscos de fornecedores.

"Há alguns anos, as pessoas pensavam que as tecnologias de blockchain resolveriam todos os problemas imagináveis, "disse Cornelius Vanderbilt Professor de Engenharia Douglas C. Schmidt." As pessoas estão percebendo que esse objetivo simplesmente não é realista e agora estão olhando com mais cuidado quando e onde essas tecnologias podem ser úteis. "

Além do exagero e dos altos preços do Bitcoin, a tecnologia blockchain convencional tem sido problemática para aplicações generalizadas. Sua base técnica existe há décadas, com base no conceito de público, livro-razão distribuído. O código subjacente em si é problemático e o modelo convencional não oferece suporte a grandes volumes de transações com restrições de tempo rigorosas.

Mas o poder potencial da tecnologia blockchain na área de saúde - particularmente o compartilhamento de dados do paciente para oferecer suporte a diagnósticos e tratamentos mais oportunos - está se aproximando.

Compartilhamento de dados médicos sem intermediário

O estudo de caso, que envolveu um conselho de tumor de hospital rural, bem como a arquitetura blockchain que suporta a troca segura de informações são discutidas no artigo da equipe, "FHIRChain:Aplicando Blockchain para compartilhar dados clínicos com segurança e escala." Ele está disponível como uma pré-impressão e foi submetido ao Computational and Structural Biotechnology Journal.

Pesquisadores da Vanderbilt e Varian Medical Systems avaliaram o FHIRChain, como eles apelidaram a tecnologia. Pronunciado como "fogo, "FHIR significa Fast Healthcare Interoperability Resources.

O objetivo deles era projetar um sistema baseado em blockchain que obedecesse aos padrões estabelecidos pelo Escritório do Coordenador Nacional de Tecnologia da Informação em Saúde - chamado de Roteiro de Interoperabilidade em todo o país compartilhado.

As empresas de saúde normalmente contratam terceiros para trocar informações médicas de pacientes com segurança, disse a co-autora do estudo Dana Zhang, um Ph.D. em ciência da computação da Vanderbilt. candidato. Este intermediário terceirizado atua como o agente de confiança, que verifica as transações seguras. Por exemplo, Hospital A, envia informações de saúde para um agente confiável, que o envia para um especialista em câncer na Clínica B.

Em contraste, FHIRChain é uma troca sem confiança, sem terceiros centralizados. A equipe da Vanderbilt / Varian prevê um sistema de chaves públicas e privadas que permitem que um médico ou clínica identificada tenha acesso a informações de saúde no Hospital A por um período de tempo específico. Pense em e-mails de redefinição de senha que exigem ação dentro de 24 horas.

Nesse cenário, os próprios dados nunca saem do Hospital A.

Zhang, que estagiou na Varian, uma empresa de dispositivos médicos e software com sede na Califórnia, bem como o Center for Medical Interoperability, com sede em Nashville, disse que a equipe queria usar o blockchain como um mecanismo de acesso descentralizado para facilitar a troca permitida de registros médicos. O estudo de caso não é diferente de um paciente que deseja uma segunda opinião sobre uma questão médica de um especialista externo porque os membros do conselho estão espalhados geograficamente.

"O problema sempre é levar os dados para outro médico, "disse ela." Nesta abordagem, os dados são abertos por um período de tempo temporário (com uma chave de descriptografia), mas a instalação ou médico original ainda é o proprietário dos dados. "

As chaves, ou longo, senhas complexas geradas pelo sistema, torna o acesso aos dados mais fácil, mas também dá a todas as partes, incluindo o paciente, confiança na segurança do sistema.

Equilibrando descentralização e confidencialidade

As tecnologias Blockchain fornecem uma rede ponto a ponto descentralizada, o que envolve algumas compensações. Pesquisadores da Vanderbilt e de outros lugares estão concentrando seus esforços em aplicações em domínios onde a desintermediação (isto é, não ter autoridade central) é mais importante do que a confidencialidade estrita, Schmidt disse.

"A ideia é que há força nos números, "ele disse." Porque você não quer ninguém no comando, você está disposto a abrir mão de alguma confidencialidade. Você deve saber que a Parte A vendeu algo para a Parte B e, embora não saiba quem eles são, você sabe que alguma transação ocorreu. "

Esse sistema é "adulterado, "Schmidt disse.

Na área de ajuda humanitária, onde o blockchain já está sendo testado, a prioridade é garantir que a ajuda chegue às mãos certas, para os propósitos certos, e ninguém está cozinhando os livros. As aplicações em energia renovável envolvem a manutenção de um registro de quem está comprando e vendendo energia de seus painéis solares e parques eólicos para a rede.

O esforço mais amplo da Vanderbilt é abordar os fundamentos do blockchain. Isso inclui o desenvolvimento de "contratos inteligentes" mais seguros, que são a base da tecnologia. Jules White, um professor associado de ciência da computação, disse uma meta-análise de 20, 000 contratos inteligentes encontrados 8, 000 com problemas de segurança.

"Os principais bugs vieram dos criadores das plataformas de blockchain, " ele disse.

No entanto, a permanência faz parte da teoria clássica do blockchain - a ideia de que cada etapa em uma transação é uma entrada do razão que não pode ser alterada. Quando problemas, incluindo violações graves de segurança, superfície as correções não são fáceis.

Os especialistas da Vanderbilt estão atacando esse problema de várias frentes, incluindo o desenvolvimento de uma base de teste segura onde pesquisadores e desenvolvedores podem testar suas ideias.

"Se você não pode mudar nada, como você aprende com seus erros?" disse Abhishek Dubey, professor assistente de ciência da computação e engenharia da computação. "Estamos criando um ambiente no laboratório contendo ferramentas para construir contratos inteligentes de blockchain e garantir que estejam corretos."

Anastasia Mavridou, um pesquisador pós-doutorado da equipe, concentra-se em contratos inteligentes corretos pelo projeto. Técnicas matemáticas avançadas podem provar a solidez do código; a cama de teste, ou fundição, usa "receitas" de blockchain verificadas como ponto de partida e examina o novo código com base em padrões conhecidos por serem livres de falhas.

O aplicativo gera código, bem como o valida.

O avanço da tecnologia de blockchain é uma prioridade de Nashville

Aproveitando os componentes do trabalho anterior feito para DARPA, dispositivos médicos, e segurança de satélite, Os especialistas da Vanderbilt no Institute for Software Integrated Systems desejam acelerar o desenvolvimento da tecnologia de blockchain segura para resolver alguns problemas espinhosos com transações que envolvem ativos digitais.

O impulso abrangente também contribui para a reputação de Nashville como um centro de inovação de TI na área de saúde, incluindo tecnologias com raízes nos fundamentos do blockchain. Briovation, empresa-mãe da Jumpstart Foundry, por exemplo, lançou recentemente um fundo de investimento para tecnologias blockchain específicas para saúde. Music City ocupa a 17ª posição em uma lista de áreas metropolitanas para empregos em blockchain nos EUA, de acordo com um estudo recente da CyrptoFundResearch - à frente de Oakland, Santa Clara e Washington D.C.

O Centro de Interoperabilidade Médica, um laboratório cooperativo de pesquisa e desenvolvimento sem fins lucrativos fundado pelos principais sistemas de saúde, é baseado aqui, com o objetivo de simplificar o compartilhamento de dados entre sistemas e tecnologias médicas. Provedores de TI de saúde têm seus próprios produtos relacionados a blockchain proprietários em andamento e, até certo ponto, no mercado.

Pesquisadores de Vanderbilt, Contudo, Aborde aplicativos baseados em blockchain a partir de uma mentalidade de código aberto. Eles já estão trabalhando com os líderes de desenvolvimento econômico da cidade, que consideram o desenvolvimento de tecnologia blockchain para saúde vital para a competitividade da cidade.

Grande Nashville é o lar de empresas de saúde com US $ 84 bilhões em receita anual, e a indústria está pronta para uma ruptura tecnológica. A profunda experiência de Vanderbilt nessa área está entre os ativos que Nashville está aproveitando para liderar a ruptura - não segui-la ou ficar para trás.