[发明专利]一种保护数据安全的BCMCPS框架

说明书

本发明公开了一种保护数据安全的BCMCPS框架，框架包括物理层、数据存储层、系统应用层，重点介绍了BCMCPS框架在每一层上的具体构造和功能应用，包括系统中医疗数据的采集和传输过程、物理层的基本构件、数据存储层设备数据和医疗数据存储结构的实现、系统应用层的医疗应用等。该框架成功地将区块链技术和MCPS技术相融合，解决了传统MCPS采用集中式的数据存储结构，将全部数据存储于一个中心数据库中，一旦中心数据库遭到入侵，所有数据将面临严重威胁的问题，在保护数据的同时还可以达到数据备份的目的，此外，医疗数据还具有不可篡改性、可追溯性、可靠性、可共享性、可认证性。

技术领域

本发明涉及区块链技术和MCPS技术领域，具体涉及一种保护数据安全的BCMCPS框架。

背景技术

MCPS中保存着大量的医疗数据，关系着病人的隐私和安全，传统的MCPS采用集中式的数据存储结构，将全部数据存储于一个中心数据库中，一旦中心数据库遭到入侵，所有数据将面临严重的威胁，而区块链的分布式和区块上链式存储能很好地阻止非法者的入侵，在保护数据的同时还可以达到数据备份的目的。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种保护数据安全的BCMCPS框架，能够解决传统MCPS集中式存储存在的问题，同时能够保护数据安全。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种保护数据安全的BCMCPS框架，包括物理层、数据存储层、系统应用层，其特征在于：物理层可以实现医疗数据的采集和传输至上层节点，数据存储层上可以实现节点间数据的传输、存储，系统应用层在医疗数据的基础上可以实现具体的医疗应用。

优选的，BCMCPS框架中物理层的物理构件为低功率、低存储的感知设备和传输设备。

优选的，物理构件可以实现对物理实体及外部环境的状态感知和控制，可以将物理世界的信息转化为网络数据，基础的物理构件包括物理实体、传感器、执行器以及与外界交互的装置，具有采集和传输医疗数据的功能。

优选的，BCMCPS框架数据存储层中的网络节点互联互通，可以实现全局范围内的资源自组织、自配置、自决策、自优化，提高资源优化配置的广度、深度和精度。

优选的，网络节点可以根据异构数据转化规则实现异构数据的统一，同时对新加入的物理设备进行审核认证，统一节点之间的联结规则，维护该层的数据区块并记录物理设备之间的连接方式和传输方式，完成区块的备份、存储以及相关信息的查询。

优选的，BCMCPS框架中系统应用层是人与系统交互的最终形态，可以实现包括实时监控、远程诊疗、网络会诊、电子病历这些医疗领域的一系列应用，使系统更加智能化、多样化。

与现有技术相比，本发明的优点是：

(1)利用区块链技术进行数据传输和存储较为安全，同时能解决MCPS中存在的一些数据安全问题：1)数据的不可篡改性；2)数据的可追溯性；3)数据的真实性；4)数据的可靠性；5)数据的可共享性；6)数据的可认证性。

(2)节点之间互通，数据存储在各个节点中，可以实现数据共享和数据备份。

(4)共识采用数字签名的方式实现一致性的认证，规避采用其他复杂共识算法对资源和数据的浪费，还可以节约共识时间，提高系统效率。

(3)存储采用两条数据链分开存储，一条是设备管理数据的链式存储结构，另一条是医疗数据的链式存储结构，优点是便于存储、管理和查询数据。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是BCMCPS的分层框架图；

图2是系统过程模型图；