区块链技术在中医药数据交换与共享中的研究

上官学奎

(山西省信息产业技术研究院有限公司，山西 太原 030012)

1 绪论

中医药学是凝聚着中华民族智慧的最伟大的发明，是我国的骄傲。近年来，尤其是新冠病毒肆虐期间，中医药学发挥着无可替代的作用，同时，为贯彻关于“在抗击疫情斗争中体现山西担当”的指示精神，“防、控、治、研”，四环联动，着力发挥中医药优势，全力保证中医药全流程、全链条参与到对抗疫情的各项工作中，勇当抗击疫情的中医药先锋。

此次新冠疫情的救治过程表明，无论是在疫情防控还是临床救治上，坚持中西医并重，推动中医药深度、全过程参与救治，能够提升治疗效果，为打赢疫情防控人民战争、总体战、阻击战贡献重要力量。但是此次疫情防治也暴露了中医药学在研究方面的一个弱态，就是中医药学与当前主流信息技术的结合研究很少，实践和探索方面也比较匮乏，在疫情防治中，总是能快速检索出西药的名称和地点，但是无法快速为需要者提供中医药材支持。

因此，实现中医药信息资源共享和交换这一课题的研究必不可少且迫在眉睫。

2 国内外研究现状

2.1 区块链

20世纪初，SatoshiNakamoto提出了比特币，即相互不信任的人之间可以使用比特币代替普通货币进行交易。区块链正是源于比特币的底层技术。

信息化网络为我们提供了便捷，但不规则性、不安全性、不稳定性是信息化网络的典型特征。区块链的应用则是让信息化网络变得更有秩序、更安全、更稳定。

区块链客观来说，是数据库的一种形式。它能将大量数据进行记录和整理，并将这些数据全部存储在一个区块中。它将传统数据库中以表格存储数据的模式改变成为以区块存储数据。每个区块拥有自己的哈希值和前一区块的哈希值，以此来链接区块组成区块链。区块链结构如图1所示。

图1 区块链结构

从图1中可以看出，区块链就是区块加链接两部分构成。在区块链中，数据以电子化的形式永久储存，形成数据存储块，就是区块。每个区块就像是账本中的一页，每页数据在这个账本中按照时间的先后顺序自动排列。我们将区块的结构分为头部和体部，区块头中存放识别信息，至少需存放两个哈希值，即“前一区块哈希值”和“本区块哈希值”，“本区块哈希值”和下一个区块的“前一区块哈希值”保持一致，这样就形成了相邻两个区块的串联，最终得到一个链接结构。区块头中最重要的就是“本区块哈希值”，他可以简单类比我们的身份证编码，并且通过这个唯一编码可以追溯到链条上的所有区块。

2.2 中医药信息资源交换与共享

20世纪90年代初我国启动了金卫工程，建立了中医药信息网络。信息网络的建立和发展促进了中医药材数据共享的理论研究。但就目前国内中医药信息共享和交换的实践探索方面，研究匮乏，且仅局限于医药文献方面，与人们实际的日常生活联系非常少。

区块链作为保障能源数据安全、综合能源发展安全建设的底座，用于解决多方协作时信息共享、过程追溯和隐私保护等问题，通过建设底层技术平台，解决信息共享意愿弱、交易过程不透明、隐私不能得到保护等问题。区块链的基础架构可以分为六层，包括数据层、网络层、共识层、激励层、合约层、应用层。每一层分别完成一项核心的功能，各层之间互相配合，从而实现了一个去中心化的信任机制。

区块链在信息交换与共享方面的优势得天独厚，应用到中医药信息共享中是里程碑式的研究成果。区块链可构架信息交流通道并对供应链信息影响因素进行合理化分析，在供应链体系支撑中具有信息监管和参与功能。在中医药供应链业务体系改造模型不变的基础上，区块链流程结构信息可协调中医药供应链业务，提高其动态管理能力及信息传递效率。区块链可匹配整合监管和协调决策，形成信息业务共享体系，分担供应链管理中的全链条认证工作，促进中医药信息的共享交换。在中医药供应链业务主体竞争背景下，区块链信息机制的介入可调整信息结构，保障信息安全，提供交互性重组和能力优化共享机制。区块链对中医药供应链管理模式具有基础性支持作用。区块链在中医药供应链管理中的应用价值信息安全加密技术和共信息高效传播是中医药供应链运行环节最重要的价值。而成本与收益比例影响中医药供应链信息共享机制完整性。区块链技术可有效提高中医药供应链运转效率，在供应链管理体系中起关键作用。在区块链数据共享基础上，决策价值的提升可对供应链业务产生深远影响。相对于普通中医药供应链数据信息共享途径，区块链的介入可进一步优化投资与收益的相对比例，促进信息共享与安全。同时，从中医药供应链信息的存储控制以及检索等方向可进一步分析区块链数据业务选择途径。中医药供应链管理体系促使区块链多源数据应用价值得到充分发挥。区块链技术对中医药共享交换产生多方面影响，可促进其业务信息体系应用，推动中医药供应链信息共享体制尽快建立。

3 可行性分析

3.1 协调组织管理的可行性

目前，山西省内各个中医药研究所和企业内部都对自己内部的药材进行着井然有序的管理。建立“山西省中医药信息共享与交换平台”只需要在此基础上建立一个管理数据中心的团队，负责管理数据，协调组织联系各单位管理中医药材的管理人员即可，这是可行的。

3.2 技术规范问题

中医药信息资源共享的高级形式是计算机网络上共享，我们建立这一平台也是为了实现山西省中医药信息的共享与交换，这对各中医药信息机构的网络化建设提出了较高的要求。在我们建立“山西省中医药信息共享与交换平台”的过程中，我们将不断完善技术规范，做到技术规范可行。

3.3 人员技术问题

随着我国互联网技术的普及，山西省内中医药研究所以及中医药企业内部都有很多计算机技术人才，有很强的计算机管理知识和技能，早已打破中医药信息机构长期以来延续的传统管理方法和手段，平台开发后投入应用，企业内部人员也可以很好的操作。

4 基于区块链的中医药信息交换平台搭建

以区块链技术为数据库核心技术，构建山西省分布式中医药信息资源共享网络平台。平台在各大医院信息中心和有需求的中医药供应厂商均可部署，最终实现山西省内所有中医药材信息的共享和交换。

4.1 中医药信息采集与整合

4.1.1 中医药信息采集

构建山西省分布式中医药信息资源共享网络平台，中医药数据采集需覆盖山西省内所有中医院，实现山西省内所有中医药材信息的共享和交换，如图2所示。

图2 中医药信息共享与交换网络图

4.1.2 中医药数据信息化处理

中医药数据集是指有统一格式规范，能够通过计算机采集、整合、存储和展现，冗余度尽可能小，保证数据密切度高，而又有较高的数据独立性。

设计编码格式：中医药信息编码遵循唯一性、匹配性、可扩充性、简洁性的编码基本原则,参考与之相关的国家标准，尽可能与国家标准一致或兼容。为平台以后融合进国家系统，或和其他省份的中医药信息的共享与交换做准备。层级数目暂为3层，用字母和数字的混合编码，便于计算机处理，如图3。

图3 中医药信息的唯一标识格式

要求山西省内所有参与中医药信息共享与交换的机构都将本机构内所有中医药的信息按照图3的格式进行整理，单位标识为机构组织代码的第9位到第14位，ZY(中医)，药材标识方式：药材名称缩写，如党参DangS,蒲公英PuGY。

该平台收集的中医药数据信息将涵盖山西省内所有中医药科研院所，中医医院，药材公司等，所有参与中医药信息共享与交换的企业都需要将本单位所有的中医药按平台设计的统一格式进行编码汇总，将每一种中医药材都用唯一的字符串进行标识，并提交至公司信息处理中心。便于平台开发者采集。

数据上链流程如图4所示。

图4 中医药信息数据流程图

4.2 中医药数据信息区块链的生成

中医药数据信息区块化如图5所示。

图5 中医药信息数据上链解析图

如图5所示，数据信息传输接口负责接收中医药信息编码，并对编码数据进行加密、交易、定时获取数据信息、解析数据信息、形成区块链并上链。数据传输路径做好加密隔离，保证其他任何人或服务无权访问该路径。

4.3 基于区块链结构的平台搭建

中国高等教育文献保障系统是我国广泛应用的公共服务体系之一，也是目前国内实现信息共享交换的成功案例平台，笔者通过研究该系统的实现方式、数据爬取、数据共享交换方式，实现中医药材数据信息的共建、互换、共知。参照该系统的体系，设计“山西省中医药信息共享与交换平台”，实现山西省中医药信息的共享与交换，平台框架如图6。

图6 山西省中医药信息共享与交换平台

建立“山西省中医药信息共享与交换平台”。该平台可以承担山西省中医药信息的共享交换工作。该平台从数据共享方法、共享内容、权益分配等多方面入手，研制中医药科学数据共享的政策，建立科学数据共享的章程，维护了数据的拥有者、管理者和使用者的权益，确保了中医药科学数据共享交换能持续稳定地开展下去。山西省中医药信息共享与交换平台为用户提供了一个统一的全局范围内的数据检索环境的信息共享平台。该平台可提供对分布式数据库和数据集的统一管理、数据查询检索服务、数据延伸服务等。

建立“山西省中医药信息共享与交换平台”包括中医药信息资源的表示、整理整合、选择平台搭建的技术和框架，完成需求分析的系统功能。搭建方式参考中国高等教育文献保障系统，以“一个基于区块链的数据库、分区部署、院企合作、数据共享”为建设宗旨，建立“山西省中医药信息共享与交换平台”，平台搭建中必须考虑保证整个系统的紧密集成和性能、安全、资源共享等问题。

在中医药信息共享和交换的建设中实行合理分工，重点建设山西省中西药信息库，搭建平台，解决技术难题，最后再转化成科技成果。从信息资源共享交换的角度促进山西省中医药事业的产学研合作。

5 结语

本文分析了目前大数据研究中前沿技术-区块链的技术理论，以及区块链技术与中医药信息资源交换与共享的结合与应用。促进区块链在中医药信息资源交换与共享中的实践应用，同时为中医药、区块链应用研究提供新思路。