IPFS可寻址存储模式与区块链医疗保健

IPFS星际文件系统（InterPlanetary File System）是点对点分布式系统，使用相同的文件系统连接所有网络。确切的说，IPFS是内容可寻址的P2P超媒体分发协议，是升级的Web协议。利用IPFS来存储医疗信息将意味着提供者之间不需要信任，并且患者不会遇到无法访问个人医疗记录的单点故障。

P2P文件共享有趣且容易。IPFS拥有搭建P2P医疗记录网络的潜力，使记录共享和访问更加容易。

怎样处理医疗保健领域医疗记录链接失效的问题？什么是链接失效（link rot）？链接失效是个别网站或互联网上的超链接指向已永久不可用的网页、服务器或其他资源的过程。

医疗信息是存在的，但访问却很困难。统一医疗档案访问失败是可以接受的，也就是说患者需要收集散落在全国各地的个人医疗档案。

缺乏可互操作性会影响患者。IPFS提供了一种新的信息获取方法，也是医疗记录链路失效的潜在解决方案。

医疗保健领域的Napster

BitTorrent、LimeWire（gasp）、Napster、FastTrack、eDonkey、Gnutella和Vuze等都是支持文件共享的著名开源点对点（P2P）客户端或产品。BitTorrent和Gnutella支持任何文件的下载。可以使用这些客户端通过互联网交换视频、音乐和软件文件。

然而Napster却是中心化模式。Napster模式中，对等计算机将在核心中央服务器中注册，并提供它们的文件共享列表。对等点体向保留所有可用文件总索引的中央服务器发送查询请求。中央服务器将查询计算机连接到具有所请求文件的对等点。

这种方法的优点是中央服务器总是知道文件的位置，搜索是快速和高效的，并且答案保证是正确的。Napster模型的问题（除了我们明显知道的）是它依赖于中心化服务器，导致单点故障。这个问题被放大了，因为中心化服务器需要有足够的算力来处理所有查询，这个设置如果不能适当扩展，可能导致不可靠的服务。

P2P共享是为了更健康的明天

与中心化服务器相关的限制带来了Gnutella。这是Nullsoft被AOL收购之后不久，公司Justin Frankel和Tom Pepper开发的，Gnutella是第一个主要的P2P客户端。

原先的开发者宣布推出Slashdot，但它被AOL以法律问题为由停止了。数千人已经下载了分布式点对点网络客户端，并且协议被反向工程，开源代码的复制品很快在互联网上出现。AOL后来在GNUGNU General Public License（GPL）上发布了源代码。

这有什么关联呢？今天，不能共享记录的一个原因是因为存储医疗信息的系统、数据库和格式很多。医疗保健行业的P2P方法将使我们更接近统一的医疗记录，一个异构系统可以访问的记录。

创意1：异构系统使用相同的文件结构，实现医疗记录的分布式访问。

IPFS：互联网升级的基础

在医疗信息的非结构化信息交换中如何获得数据？我们有拍字节的个人基因组记录需要托管，有实时媒体流需要捕获。这些海量数据集如何链接呢？

IPFS星际文件系统（InterPlanetary File System）是点对点分布式系统，使用相同的文件系统连接所有网络。确切的说，IPFS是内容可寻址的P2P超媒体分发协议，是升级的Web协议。

节点之间没有信任，没有单点故障。这听起来像是医疗保健领域需要的东西吗？利用IPFS来存储医疗信息将意味着提供者之间不需要信任，并且没有让患者无法访问个人医疗记录的单点故障。

区块链增加价值的核心原则是默克尔树（Merkle tree）或哈希树。Merkle是一种结构，其中每个非叶节点都有标签，该标签是其子节点的值（叶）或子节点标记的值。也就是说，每个分支或链接取决于先前的分支，类似于树的分支及其树叶。

IPFS是一个全球分布式文件系统，形成一个广义的Merkle-DAG，也就是一个有向无环图，其对象彼此链接（通常只是通过它们的加密哈希相连，一个唯一的ID）。

IPFS和医疗记录的迷宫

此数据结构是一般的认证数据结构ADS的替代品。ADS的最初优点是搭建一个数据结构，其操作可以由一个不可信认证装置来执行。了解ADS的历史价值使得IPFS的好处更容易理解。

可以说，每个病人都可以利用任何提供者的信息，创建个人医疗记录列表，所有列表都有一个地址，类似于您最喜欢的网络浏览器中的书签地址。

创意2：具有永久地址的可寻址医疗记录（也就是有永久存储地的医疗记录）。

个人医疗记录的版本控制

IPFS是分布式版本控制的哈希值文件系统。IPFS的基本原则是所有数据是同一个Merkle DAG的一部分，它是一个带有内容寻址超链接的内容寻址区块存储模式。个人信息所在位置无关紧要。只要地址结构是标准化的，该信息就可以从任何平台、数据库或系统获得。

与传统的提供者到提供者网络系统不同，使用IPFS没有特权节点。IPFS是分布式哈希表（DHT）、BitTorrent、Git和自我认证文件系统（Self-Certified Filesystems）的整合结果。IPFS协议还包含一组七个子协议或原则，可以合成先前的点对点概念，组成IPFS的基础。

１、身份：对等节点身份

２、网络：管理与其他对等点的连接

３、路由：定位对等点和存储对象需要的信息

４、交换：管理区块如何分布的协议

５、对象：Merkle-DAG，内容可寻址的不可篡改的对象和链接

６、文件：版本控制的文件系统

７、命名：使用内容寻址DAG对象的可变命名（永久对象）

８、应用程序：在IPFS上运行的应用程序利用最近连接的Web

IPFS堆栈是八个元素的组合：（每个节点的）身份+网络+路由（分布式哈希表）+数据交换（BitTorrent）+merkledag（git）+命名（自我认证文件系统）+应用程序（Web）。这些元素一起构成IPFS堆栈，将用于医疗记录可访问性的标准化。IPFS是您尚未发现的最有影响力的数据结构。搭建新的应用程序？那就必须考虑IPFS的兼容性。建立以创新数据为中心的价值？如果说的不是IPFS，那么就是走错了方向。

搭建数据结构网络（IoSD）

身份确保相连的对等会交换公钥。公钥和私钥使用密码加密。网络解决传输协议、网络可靠性、连接性、完整性和真实性（检查发送方的公钥）。路由确保对等点可以找到其他对等点，并且哪些对等点可以服务于其他对等点（技术上使用基于S/Kademlia和Coral的分布式松散哈希表DSHT）。数据交换使用基于BitTorrent的BitSwap协议来发送和接收分布式数据区块。对象基于分布式哈希表和BitSwap（用于快速存储和分发区块的点对点系统）。嵌入在源文件中的目标的加密哈希将Merkle-DAG链接对象连接起来。其中大部分可使用Git数据结构，但Merkle-DAG还可以提供上下文寻址（包括链接）、防篡改和重复数据删除等优势。文件是一组对象（数据区块、列表区块、集合、数据采集和提交树（版本历史快照））。命名确保对象是永久的，可以通过其哈希恢复命名信息，当然还有其他属性。最后是应用程序，可以在互联网上运行，并利用IPFS的原理和特性来创建连接数据（对象和区块）的Merkle链接网络。

任何修改、更新或调整将按顺序列出。病人可以收到通知，并且可以访问个人医疗记录的每一个新增信息，也就是提供永远不会放错位置的纵向历史医疗记录。

创意3：IPFS将影响每个2020年之前部署的医疗保健应用程序

医疗保健领域将经历数据结构的变革，保存患者和临床诊疗信息。转变不会是通过颠覆性技术，而是通过基础技术。想想企业和技术基础如何转变，开始在你的组织内逐步转型。

作者：Peter B. Nichol   |   编译者：Annie_Xu   |   来源：Cio