[发明专利]一种基于区块链的电子病历共享与可验证系统

权利要求书

1.一种基于区块链的电子病历共享与可验证系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1：患者和满足条件的医护人员向HIS注册，HIS使用zk-SNARKs技术生成一份零知识证明π；

S2：在经过治疗后，DO生成电子病历EMR，使用索引算法PEKS()，抽取索引后，再使用NR-MHT构建Merkle树；

S3：经过步骤S2后DO使用公钥pk对其医疗数据EMR执行加密算法Encrypt()获得密文D_Emr，随后将密文D_Emr存储到IPFS服务器，以实现医疗数据的“链下”存储；

S4：DO提交一份交易至区块链网络，并执行数字签名算法AuthSign()对该交易进行签名，该交易记录的是医疗数据的哈希值，以实现医疗数据的“链上”存储；

S5：当用户和医护人员需要检索电子病历时，需要首先验证自己的身份：他首先需要根据智能合约的计算要求构造数字电路C，随后基于自己的医疗数据执行零知识证明生成算法Prove生成可信的零知识证明π提交至智能合约进行验证；

S6：DU提交该零知识证明π至智能合约后，智能合约将通过零知识证明验证算法Verify()自动验证病人提交的零知识证明π、哈希值h′与智能合约保存的零知识证π′、结果集R′以及哈希值h′是否一致；

S7：如果零知识证明验证通过，DU输入想要检索的关键词w′，运行陷门生成算法，生成陷门tw，将陷门tw，上传至HIC，HIC执行搜索算法，然后输出结果d；

S8：为保证病历的完整性，需要进行两次验证；第一次：智能合约收到时后，执行verify()功能，检查HIC返回给DU的hashi′_pfs是否与MapAddr中存储的哈希地址相同；第二次验证为Merkle树验证，两次验证通过即可将病历文件返回给DU。

2.一种基于区块链的电子病历共享与可验证系统，其特征在于，包括五个部分：医院信息中心(HIC)、数据拥有者(DO)、数据使用者(DU)、智能合约(SC)、IPFS；

所述医院信息中心(HIC)由医院信息部门或者卫生部门组成，主要负责部署和初始化智能合约，生成公私钥对、将符合条件的医生(监管人员)注册到智能合约、运行算法、验证零知识证明和相应的计算操作；

所述数据拥有者主要角色为患者和医生(或医院相关人员)他们生成电子病历，并且计算电子病历密文和关键字密文索引，并将关键字索引上传HIC；

所述数据使用者得到患者授权的角色，可以是患者自己、医院的医生、护士、研究员等，主要工作为将自己想搜索的关键词计算成搜索陷门，对病历进行搜索，并对病历进行完整性验证；

所述智能合约执行患者和医生的注册，将加密病历上传IPFS，验证数据完整性，它将通过一个预定义的过程来执行上述功能；

所述IPFS服务器用来存储电子病历的加密文件，并且返回已上传加密病历的哈希地址给智能合约SC，输入地址，IPFS将返回密文给数据使用者。

3.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的共享与可验证系统步骤S1，其特征在于，所述zk-SNARKs技术为：非交互式零知识证明。

4.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的共享与可验证系统步骤S2，其特征在于，所述NR-MHT技术为:基于数字排名的Merkle哈希树,经典MHT(Merkle hash tree)的每个叶节点只能维护一个数据块，而NR-MHT的每个叶节点可以存储多个数据块。

5.根据权利要求1所述的一种基于区块链技术的共享与可验证系统步骤S7，其特征在于，所述搜索算法为:基于格的可搜索加密(NTRU-PEKS)。