[发明专利]一种基于区块链和联邦学习的医疗数据安全共享方法

权利要求书

1.一种基于区块链和联邦学习的医疗数据安全共享方法，其特征在于：其包括以下步骤：

步骤1，参与方共同部署区块链网络，并由运营企业搭建医疗数据共享平台，作为数据提供方的医疗机构在本地构建用于联邦学习建模的计算中心；

步骤2，各参与方在医疗数据共享平台上进行注册认证以及权限分配，并共同制定智能合约后选择对应的节点进行链码部署，医疗数据共享平台配置有一套用户认证和权限管理体系；

步骤3，作为数据使用方在平台上进行数据目录查询，在线搭建模型并发起数据共享请求，等待作为数据提供方的任意参与方进行数据授权；

步骤4，数据提供方收到数据共享申请后，通过智能合约进行数据授权，并下载模型完成计算准备后将状态信息上链；

步骤5，数据使用方通过链上查询实时非阻塞监听其他数据提供方是否均出于计算准备状态；等待所有数据提供方均处于计算准备状态时，则向所有数据提供方的数据中心发送启动本地模型训练的指令；

步骤6，数据提供方一旦收到模型启动指令，启动本地模型训练，非阻塞监听所有参与方的计算状态；并在所有参与方均已上传本地计算的参数后触发聚合计算的智能合约；

步骤7，聚合计算合约将所有加密参数进行解密后聚合计算，并将计算结果上链记录；

步骤8，数据提供方通过链上查询实时非阻塞监听每轮聚合计算状态；监听到每轮聚合计算结果则更新本地模型，继续下一轮模型训练，如此迭代进行直到模型效果或模型误差在规定范围中；

步骤9，医疗数据共享平台实时更新区块链数据使用情况，以供参与方参阅并使用。

2.根据权利要求1所述的一种基于区块链和联邦学习的医疗数据安全共享方法，其特征在于：参与方包括运营企业、医疗机构和监管方，运营企业责医疗数据共享平台开发和维护。

3.根据权利要求1所述的一种基于区块链和联邦学习的医疗数据安全共享方法，其特征在于：步骤1中参与方部署区块链网络的同时共同协定数据共享标准，明确数据目录、数据结构等细节，以保证数据交易的规范性。

4.根据权利要求1所述的一种基于区块链和联邦学习的医疗数据安全共享方法，其特征在于：步骤2中基于Fabric CA、数字签名、加密算法技术配置用户认证和权限管理体系。

5.根据权利要求1所述的一种基于区块链和联邦学习的医疗数据安全共享方法，其特征在于：步骤2中由监管方负责身份证书、交易密钥的颁发，同时负责用户的身份权限验证，具有合法身份的用户才能在平台上进行数据共享交易，用户注册和平台初始化相关流程信息均进行上链记录。

6.根据权利要求1所述的一种基于区块链和联邦学习的医疗数据安全共享方法，其特征在于：步骤4中数据提供方登录平台下载模型及模型哈希摘要，将模型和授权数据传输到本地数据中心，此时完成计算准备状态并进行上链。

7.根据权利要求1所述的一种基于区块链和联邦学习的医疗数据安全共享方法，其特征在于：步骤6模型训练每轮计算后，数据提供方的区块链节点利用私钥对参数加密，将加密参数和模型哈希一起记录到区块链账本；数据提供方的区块链节点同时启动非阻塞监听机制，实时动态监测链上各节点的每轮迭代计算情况，当监听到所有参与方均已上传本来计算的参数，则触发聚合计算的智能合约。

8.根据权利要求1所述的一种基于区块链和联邦学习的医疗数据安全共享方法，其特征在于：步骤7的具体步骤为：

步骤7-1，聚合计算前验证各参与方的模型哈希值，以保证各参与方是使用数据使用方搭建的模型，保证模型的一致性；

步骤7-2，聚合计算前链上查询聚合计算状态，只有处于非结束计算状态才能进行；

步骤7-3，访问监管方提供的Restful接口，查询到对应的备案后，获取各参与方公钥并利用各参与方公钥对加密参数分别解密，进而执行聚合计算；

步骤7-4，将聚合计算结果和状态为结束计算的计算状态记录到区块链，并在此访问Restful接口注销本轮备案。

9.根据权利要求1所述的一种基于区块链和联邦学习的医疗数据安全共享方法，其特征在于：步骤9中参与方登录医疗数据共享平台查阅各节点的发布的数据资产、区块链详细信息、对数据共享交易进行溯源查看、对实现联邦学习模型训练的链上追溯以用于模型优化。