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HealthyBroker:基于区块链跨多云的可信电子医疗代理服务（七）

2019-12-30 区块链研究员来源：区块链网络

导读：电子医疗(eHealth)是由世界卫生组织(WHO)定义为“利用信息和通信技术促进健康”的一种现代卫生保健服务模式。该模式旨在帮助实施以患者为中心的整体护理(也称为“共享护理”)，这是现代医疗服务的核心。今天，云计算能力的进步已经被广泛地纳入医疗保健服务，以促进以患者为中心的协作式护理。然而，跨多云提供电子医疗(eHealth)服务，实现以病人为中心的医疗，需要一个值得信任的代理架构。本文通过提出HealthyBroker解决了这些数据安全和信任方面的挑战，这是一种新的、可构建信任的代理架构，适用于多云环境。通过评估信任关系并使用中立的、防篡改的分布式区块链分类账对其进行跟踪，可以为护理团队提供一个可信、透明的生态系统，从而促进信息共享和以患者为中心的护理的明智决策。

接上文：HealthyBroker:基于区块链跨多云的可信电子医疗代理服务（六）

图3、图4和图5分别用伪代码、流程图和交互图表示了HealthyBroker的主要算法。系统工作流程如下。一旦用户的服务请求到达，系统就会计算该服务的每个提供者的可信度，并发送这些提供者的列表及其信誉级别。用户根据所需的信任级别选择提供者。系统要求用户通过给出负面或正面的反馈来对其最后一个事务进行评价。一旦收到反馈，就根据提供给用户的实时监控QoS进行检查。如果反馈是正确的，用户的可信度水平在增加一个，反之亦然。

图3 HealthyBroker流程图

图4 HealthyBroker算法伪代码

图5 用户和HealthyBroker模型之间的交互

5.评价方法

为了评估HealthyBroker，在NetBeans集成开发环境(IDE) 8上使用点对点(P2P)模拟器构建一个多云模型。实验设置了与患者治疗相关的50,000个事务、25,000个医疗文件、50个护理团队成员作为用户。并设置了以下三种恶意行为，它们在云环境中的存在比例不同(从10%到70%):

? 简单恶意:此恶意模型向向其发送有效服务的护理团队成员提供负面反馈。此外，他们提供不真实的文件。

? 孤立恶意反馈:这个恶意模型向来自病人信任的护理团队之外的匿名用户提供正反馈，该用户向他们发送了一个无效的文件。

? 恶意反馈集合:此恶意模型表示相互了解的协作用户集合。这些集合中的每个用户都向这些集合中的所有用户提供高信任值，并向所有其他用户提供低信任值。

用于计算信任的阈值(定义在式(3)中)是实验变量，可以根据信任级别进行调优。在本文中，我们对这些值的定义如下:

? ρ表示高信任提供者的声誉阈值(y) > 0.8。

? μ表示中信任提供者的声誉阈值(y) > 0.4。

? ε表示低信任提供者的声誉阈值(y) > 0.01。

? φ表示新提供者的声誉阈值(y) = 0。

并以轻量级信任算法为基准，考虑以下三个性能指标:

? 准确性:该测度通过计算平均绝对偏差(MAD)，检验提出的代理算法是否能够准确地提供信任测度:

(4)

其中Rep(y)是供应商y的声誉【公式(2)】，Rep(y)??是供应商y的声誉均值，n是供应商y收到的反馈数量。

? 服务时间:此度量指定从系统接收用户请求到服务交付的时间。

? 反馈可靠性:这个指标表示从非恶意用户那里收到的用户反馈的数量。

6.结果与讨论

为了评估HealthyBroker系统，我们将其与基准测试(轻量级信任算法)进行了比较。表1、表2和表3以及图6、图7和图8分别给出了考虑简单、孤立和集合恶意用户模型的MAD测度的结果。从表中可以明显看出，降低恶意用户模型的比例会导致MAD的增加。与轻量级信任相比，HealthyBroker的准确性也有所提高。这些图更清楚地说明了HealthyBroker和轻量级信任算法之间的差异，分别在恶意的集合用户、孤立用户和无经验用户被引入系统的情况下。最初使用恶意用户的比例很小(10%)，后来逐渐增加到70%。所有数据的结果都清楚地表明，HealthyBroker的表现远远好于基准。这是因为HealthyBroker考虑直接和间接信任参数，而轻量级信任算法只考虑间接参数。