What is Exonum and how it can used for Healthcare system?

エクソナムは、企業、政府、組織がブロックチェーンを自社で開発することなくブロックチェーンの恩恵を享受できるブロックチェーン技術です。アムステルダムを拠点とする開発チームは、高いセキュリティを持つビザンチン型コンセンサスのブロックチェーンを作成し、スマートコントラクトをサポートしています。このブロックチェーンは、政府への登録から電子投票、サプライチェーン管理まで幅広い用途に適応可能です。

ちなみに、「Exonum」という名前は、「多様なマーケットプレイスで価値を表すために伝統的に使用されるアイテム」を指す「Exonumia」という言葉に由来します。会社はExonumという名前を選んだ理由を「価値のあるもの、任意のデジタルアセットを表現、保存、交換、保護できるから」と述べています。

公式ウェブサイトによれば、エクソナムは、セキュリティ、パフォーマンス、並行性の最高レベルを達成するために、Rustプログラミング言語を中核として使用しています。Rustはその速度とセキュリティで知られています。

エクソナムは他のブロックチェーン技術と同様に動作します。ハッカーが攻撃対象とする集中型サーバーはなく、一度ブロックチェーンに記録されたデータを変更することはできません。データは不変で、簡単に監査可能な分散型データベースに保持されます。

エクソナムの主なイノベーションの1つは、コンセンサスアルゴリズムです。エクソナムは、カスタムビルトのビザンチン型コンセンサスアルゴリズムを使用し、ノードの故障や悪意のある行為に対してもデータを安全に保持します。多くのノードが危険にさらされても、エクソナムは安全に保たれます。ブロックチェーンネットワーク内のすべてのノードのうち、1/3がオフラインまたは危険にさらされても、エクソナムのブロックチェーンは機能を維持します。

エクソナムのブロックチェーンは、グローバルな分散ネットワーク内で1秒あたり3,000トランザクションを処理でき、クリアリングの遅延時間は2.5秒です。特定のケース（企業内ネットワーク内でのみ）では最大15,000 TPSを処理できます。

エクソナムの別の重要なイノベーションは、ライトクライアントです。エクソナムはクライアント側のソフトウェアをオンラインで公開しており、ブラウザ、デスクトップ、モバイル環境にクライアントを簡単に移植できるJavaScriptを使用しています。

ここまでの説明を元に、エクソナムのブロックチェーンが医療データの処理とこの貴重なデータを不正アクセスや盗難からどのように迅速に保護できるかを見てみましょう。

機密医療情報

現在、医療のデジタル化により、患者から製薬会社まで、医療システムの全参加者がデータを電子的な形式で交換できるようになっています。

例えば、電子医療記録（EMR）により、医師や患者が自身の診療履歴に簡単にアクセスできるようになりました。これらの解決策は台湾やエストニアなどで成功裏に使用されています。EMRは医療に新たな可能性を開拓していますが、個人データのセキュリティを保証するために新しいアプローチが必要とされています。

人間の健康に関するデータはサイバー犯罪者にとって非常に魅力的なものです。2016年のポネモン・インスティテュートの調査によれば、調査対象の医療機関の管理者の89%が過去数年間に少なくとも1回の情報漏洩を経験したと報告しています。米国保健人間サービス省（HHS）などの州機関や1996年の医療保険携帯性および説明責任法（HIPAA）のような法律は、医療記録の保護方法について助言していますが、漏洩は依然として発生しています。

ブロックチェーンは医療分野の個人データセキュリティの問題を解決するのに役立ちます。分散型のレジストリは医療記録の交換プロセスを正式化し、患者が健康指標をより多くのコントロールできるようにします。

エクソナムベースの医療エコシステム

理想的な医療エコシステムは、ブロックチェーンとクラウドストレージで構成されます。医療データの小さなファイルはブロックチェーンに格納され、大きなファイルはクラウドに格納されます。クラウドには、CTやMRIの画像など、数十メガバイトを占有するかもしれないボリュームのある医療データが保存されます。クラウドにアップロードされるすべてのデータは暗号化されます。

医療データエコシステムは以下の四つのユーザーグループに分かれます：

・ ユーザー（患者）- 患者自身または許可された第三者（医療センターなど）がシステムに医療データをアップロードします。

・ バリデーター – ユーザーがアップロードしたデータの品質と正当性をチェックします。

・ クライアント（医師） – 患者データを調査し、健康状態の報告書を作成します。

・ 製薬およびバイオテクノロジー企業や研究機関 – 匿名化されたユーザーデータへのアクセスを取得できます。

データ処理

最初のステップは、ユーザーがデータをクラウドにアップロードすることです。そのデータはチェックされ、匿名化され（患者IDが削除され）、対称暗号化を使用して暗号化されます。その後、Shamirアルゴリズムを使って、暗号化キーが保持者（種類のフルブロックチェーンノードの一種）に直接認証された通信チャネルを介して送信されます。これにより、必要な場合に保持者がユーザーデータを復号化できるようになります。

同時に、クラウドにデータがアップロードされたことを他のエコシステム参加者に通知するためのサービストランザクションが生成されます。このトランザクションには公開鍵、データの種類に関する情報、およびクラウド内のデータへのリンクが含まれています。電子署名を行った後、情報はブロックチェーンに記録されます。

ネットワーク参加者は、コンセンサスアルゴリズムの助けを借りて、トランザクションをブロックチェーンに追加するかどうかを決定します。バリデーターノードは情報をチェックし、データのハッシュと検証の結果を含むサービストランザクションを生成します。データが検証された後、それはブロックチェーンに記録されます。その後、患者に関する情報は他の参加者に利用可能になります。

次に、医師が研究や診断のためにデータが必要な場合は、リクエストを作成し、バリデーターに送信します。バリデーターはリクエストをブロックチェーンに追加し、保持者に対して医師に対してクラウドからデータを復号化するための暗号キーを送信するよう指示します。製薬会社、研究機関、政府医療機関、監督機関に対しても同様のプロセスが適用されます。

次のステップ

エクソナムのブロックチェーンは、医療情報のための単一（分散型ですが）のデータベースになり得ます。将来的には、医師が電子記録からデータを提供するだけでなく、医療IoTガジェットからもデータが記録されるようになるでしょう。ブロックチェーンには、診断センターからの集団検査の結果や臨床薬物試験の情報なども記録できます。

ネットワーク内のすべての病院（国全体、システム全体など）は患者データへの認可されたアクセスを受け取ることになります。これにより、医師は迅速に臨床試験の結果を共有し、重篤な疾患の治療薬の開発を加速することができるようになるでしょう。

エコシステムのいくつかのコンポーネントは既に実際に成功裏にテストされており、私たちは放射線学分野の医療データの交換のためにExonumをベースとした最初のプライベートブロックチェーンを作成しました。このソリューションは放射線科医の作業を簡素化し、画像の解析時間を短縮し、研究用の単一のデータベースへのアクセスを提供しています。

私たちの医療エコシステムのおかげで、将来的には臨床患者が自身の医師の訪問や医療サービスを追跡し、健康の変化を監視し、医師が処方した薬の影響を評価できるようになることを期待しています。単一のブロックチェーンベースのエコシステムは、疾患の診断を迅速化し、診断の誤りを減らし、治療プロセスをより透明化することに役立つでしょう。