Ein modifiziertes und effektives Blockchain-Modell für E-Healthcare-Systeme

Die Entwicklung von E-Healthcare-Systemen erfordert die Anwendung fortschrittlicher Technologien, wie z.B. Blockchain-Technologie. Die größte Herausforderung bei der Anwendung von Blockchain-Technologie im E-Healthcare-Bereich besteht darin, die Auswirkungen der Verzögerungen zu berücksichtigen, die aus den Blockchain-Verfahren während der Kommunikations- und Abstimmungsphasen resultieren. Die Auswirkungen der Latenz in Blockchains beeinflussen negativ die Effizienz, Leistung, Echtzeitverarbeitung und Dienstgüte der Systeme. Daher schlägt diese Arbeit ein modifiziertes Modell einer Blockchain vor, das Verzögerungen in kritischen Situationen im Gesundheitswesen vermeidet. Zunächst analysiert diese Arbeit die Spezifikationen von Gesundheitsdaten und -prozessen, um Gesundheits-transaktionen nach ihrer Natur und Sensibilität zu studieren und zu klassifizieren. Zweitens wird das Konzept eines fairen Proof-of-Stake-Konsensprotokolls für die Blockerstellung und Richtigkeitsverfahren eingeführt, anstelle bekannter Verfahren wie Proof-of-Work oder Proof-of-Stake. Drittens präsentiert die Arbeit ein vereinfachtes Verfahren zur Blockverifizierung, bei dem Transaktionen in drei Kategorien entsprechend der Zeitgrenze und dem Vertrauensniveau klassifiziert werden. Folglich gibt es drei Arten von Blöcken, da jede Kategorie in einer spezifischen Art von Block gespeichert wird. Die Ideen von Zeitgrenzen und Vertrauenswürdigkeit passen zu kritischen Gesundheitssituationen und den Autoritätsleveln in Gesundheitssystemen. Daher reduzieren wir den Validierungsprozess der vertrauenswürdigen Blöcke und Transaktionen. Alle vorgeschlagenen Modifikationen tragen zur Reduzierung der Rechenkosten, zur Beschleunigung der Verarbeitungszeiten sowie zur Verbesserung von Sicherheit und Datenschutz bei. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die gesamte Ausführungszeit mit einer modifizierten Blockchain im Vergleich zu traditionellen Blockchain-Modellen um etwa 49 % reduziert wird. Zudem wird die Anzahl der Nachrichten mit der modifizierten Blockchain im Vergleich zum traditionellen Blockchain-Modell um etwa 53 % reduziert.