БЛОКЧЕЙН В ЗДРАВООХРАНЕНИИ: ВСЕСТОРОННИЙ ОБЗОР ПРИЛОЖЕНИЙ И ПРОБЛЕМ БЕЗОПАСНОСТИ

УДК 004.738.5:614:005.8

 

БЛОКЧЕЙН В ЗДРАВООХРАНЕНИИ:

ВСЕСТОРОННИЙ ОБЗОР ПРИЛОЖЕНИЙ И ПРОБЛЕМ БЕЗОПАСНОСТИ

 

Р.А. Гаппоев, студент

Казанский (Приволжский) федеральный университет

(420008, Россия, РТ, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18)

E-mail: r.gappoev21@yandex.ru

 

В.О. Бурков, студент

Казанский (Приволжский) федеральный университет

(420008, Россия, РТ, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18)

E-mail: Bobah-2001@mail.ru

 

К.И. Бастанова, студент

Казанский (Приволжский) федеральный университет

(420008, Россия, РТ, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18)

E-mail: bastanov116@yandex.ru

 

Аннотация. Технология блокчейн открывает новые возможности для отрасли здравоохранения, обеспечивая повышенную безопасность данных, целостность, прозрачность и операционную эффективность. В этой статье всесторонне рассматриваются приложения, преимущества, ограничения и проблемы блокчейна в здравоохранении. Блокчейн обеспечивает конфиденциальность данных пациентов при соблюдении таких правил, как HIPAA и GDPR, а его неизменность гарантирует целостность данных. Кроме того, блокчейн упрощает операции, сокращая количество мошенничеств и ошибок при выставлении счетов и обработке претензий. Несмотря на свой потенциал, блокчейн сталкивается с техническими сложностями, нормативными барьерами и проблемами масштабируемости. Взаимодействие между различными системами здравоохранения остается сложной задачей, а потребление энергии вызывает озабоченность в некоторых реализациях блокчейна. Решение этих проблем, а также содействие создания и внедрения являются важнейшими шагами на пути к полной реализации революционного потенциала

Ключевые слова: блокчейн, здравоохранение, безопасность данных, конфиденциальность данных, функциональная совместимость, смарт-контракты.

 

Введение

Технология блокчейн – это децентрализованный цифровой реестр, который регистрирует транзакции на множестве компьютеров для обеспечения безопасности, прозрачности и неизменности данных. Изначально задуманный как основа криптовалют, таких как Биткоин, его уникальные свойства – децентрализация, криптографическая безопасность и устойчивость к несанкционированному доступу – позволили ему применяться в различных областях, помимо финансов [14]. По своей сути блокчейн – это представляет собой цепочку блоков, каждый из которых содержит несколько транзакций. Как только блок завершен, он связывается с предыдущим блоком, образуя цепочку блоков, которые отображают каждую транзакцию, совершенную в истории этого блокчейна. Это обеспечивает не только целостность записанных данных, но и их доступность и проверяемость всеми участниками сети без необходимости в центральном органе [10].

В сфере здравоохранения технология блокчейн обещает революционизировать способы хранения, обмена и управления медицинскими записями, решение давних проблем, таких как фрагментация данных, безопасность и конфиденциальность для пациентов [7]. Неизменяемый характер блокчейна делает его идеальной платформой для ведения единой, защищенной от несанкционированного доступа версии медицинских карт пациентов, к которой авторизованные стороны могут получить безопасный доступ. Эта технология также предлагает решения для улучшения прослеживаемости фармацевтических препаратов и предметов медицинского назначения, обеспечения подлинности и борьбы с подделками. Кроме того, блокчейн может упростить административные процессы в здравоохранение, например выставление счетов и управление претензиями, за счет автоматизации, обеспечения безопасности транзакций и снижения вероятности мошенничества [16].

Цель этого обзора – изучить многогранное применение технологии блокчейн в здравоохранении и критически проанализировать связанные с этим проблемы безопасности. Изучая текущую литературу и появляющиеся практики, этот обзор направлен на то, чтобы дать целостное представление о том, как блокчейн может решить некоторые из наиболее насущных проблем в мире. здравоохранение, включая конфиденциальность данных, уязвимости в системе безопасности и необходимость обеспечения функциональной совместимости между различными системами здравоохранения. Кроме того, в нем рассматриваются ограничения и потенциальные проблемы интеграции блокчейна в экосистемы здравоохранения, что дает представление о будущих направлениях исследований, разработок и внедрения.

Этот обзор охватывает широкий спектр применений блокчейна в здравоохранении, от управления данными пациентов и обеспечения целостности цепочки поставок до процессов страхования и не только. В нем будут рассмотрены различные модели блокчейна (например, публичные, частные, консорциумные) и их пригодность для различных применений в здравоохранении с учетом уникальных требований сектора здравоохранения в отношении конфиденциальности данных, соответствия нормативным требованиям и операционной эффективности. Хотя такой подход позволяет получить всестороннее представление о предмете, быстро развивающаяся природа технологии блокчейн и ее применения в здравоохранении означает, что после завершения этого обзора могут появиться новые разработки. Кроме того, обзор скорее осветит, чем разрешит продолжающиеся дебаты о лучших практиках внедрения блокчейна в здравоохранении, признавая необходимость дальнейших эмпирических исследований и нормативных указаний в этой зарождающейся области.

Общие сведения и основы технологии блокчейн

Технология блокчейн – это технология распределенного учета (DLT), которая поддерживает записи в сети компьютеров, но без центрального реестра или единого администратора.  Этот инновационный подход к ведению учета основан на нескольких основополагающих принципах.

Технология блокчейн характеризуется децентрализацией, гарантирующей, что она не контролируется одним субъектом, а распределяется по сети компьютеров (узлов), каждый из которых хранит копию бухгалтерской книги [8]. Этот децентрализованный характер устраняет уязвимость единой точки сбоя, повышая целостность и безопасность данных. Прозрачность и неизменяемость являются фундаментальными атрибутами блокчейна. Каждая транзакция, записанная в блокчейне, прозрачна и может быть проверена всеми участниками.  Как только транзакция добавляется в блокчейн, она становится неизменяемой, что означает, что ее нельзя изменить или удалить. Эта неизменяемость гарантирует целостность реестра, что делает его надежный источник информации [9].

Безопасность – это ключевая особенность технологии блокчейн, достигаемая с помощью криптографических хэш-функций. Каждый блок в блокчейне содержит уникальный хэш предыдущего блока, создавая безопасную и защищенную от несанкционированного доступа связь между блоками. В сочетании с механизмами консенсуса, такими как proof-of-work или proof-of-stake, блокчейн обеспечивает проверку подлинности и безопасность транзакций, что делает его очень устойчивым к подделке и мошенничеству. Смарт-контракты — это самоисполняющиеся контракты заранее определенными условиями, закодированными непосредственно в коде. Эти контракты автоматически обеспечивают соблюдение согласованных условий при выполнении определенных условий. Смарт-контракты облегчают автоматизированные транзакции, не требующие доверия, уменьшая потребность в посредниках и повышая эффективность и безопасность соглашений в рамках экосистемы блокчейна [3].

Эволюция блокчейна и его применение в здравоохранении

Эволюцию технологии блокчейн можно проследить с момента ее зарождения, когда в 2009 году был создан Биткоин как одноранговая система электронных денежных средств. Однако потенциальные области применения блокчейна быстро вышли за рамки криптовалют. Разработчики и исследователи начали изучать, как его свойства могут помочь в решении проблем в различных секторах, включая здравоохранение.

В сфере здравоохранения путь блокчейна начался с обещания создания безопасных и совместимых электронных медицинских карт (EHRs) [1]. Возможность создавать неизменяемый, общедоступный реестр данных о пациентах позволила решить проблемы фрагментации данных, нарушений безопасности и обеспечения конфиденциальности пациентов. Со временем сфера применения расширилась и теперь включает отслеживание лекарственных средств, борьбу с контрафактными лекарствами, управление цепочками поставок в здравоохранение и содействие безопасному и прозрачному обмену данными для научных исследований и клинических испытаний [6].

Типы блокчейнов и их значение для здравоохранения

Сети блокчейнов можно разделить на три основных типа, каждый из которых имеет свои особенности и значение для здравоохранения [2]:

1. Публичные блокчейны: это открытые сети, в которых любой может участвовать и вносить свой вклад в процесс согласования. Биткойн и Эфириум являются яркими примерами. В сфере здравоохранения публичные блокчейны обеспечивают высочайший уровень прозрачности, но вызывают опасения по поводу конфиденциальности и масштабируемости из-за их открытого характера.

2. Частные блокчейны: Управляемые одной организацией, частные блокчейны контролируют, кто может участвовать в сети. Этот тип более масштабируемый и обеспечивает большую конфиденциальность, чем общедоступные блокчейны, что делает его подходящим для управления конфиденциальными медицинскими данными, доступ к которым должен быть ограничен уполномоченными лицами.

3. Консорциумные блокчейны: они полу-децентрализованы и управляются группой организаций, а не единой структурой. Консорциумные блокчейны обеспечивают баланс между открытостью публичных блокчейнов и контролем частных. Они особенно актуальны для совместных проектов в области здравоохранения с участием множества заинтересованных сторон, таких как больницы, исследовательские институты и страховые компании, где совместное управление выгодно [12].

Каждый тип блокчейна по-разному подходит для медицинских приложений. Публичные блокчейны обеспечивают беспрецедентную прозрачность и безопасность, что делает их идеальными для управления цепочками поставок фармацевтических препаратов. Частные блокчейны обеспечивают конфиденциальность и контроль, необходимые для управления записями пациентов и конфиденциальными медицинскими данными. Консорциум блокчейны хорошо подходят для совместной работы в сфере здравоохранения, обеспечивая безопасный и эффективный обмен данными между различными организациями при сохранении контроля и конфиденциальности.

Выбор типа блокчейна зависит от конкретного приложения в сфере здравоохранения, нормативных требований и необходимости обеспечения конфиденциальности, масштабируемости и совместимости. Поскольку сектор здравоохранения продолжает развиваться, внедрение технологии блокчейн предоставляет возможность решить давние проблемы, прокладывая путь к более безопасным, эффективным и ориентированным на пациента системам здравоохранения.

Применение блокчейна в здравоохранении

1. Управление данными пациентов. Технология блокчейн предлагает преобразующий подход к управлению данными пациентов, решая важные вопросы безопасности, целостности данных и взаимодействия. Используя блокчейн, поставщики медицинских услуг могут создавать децентрализованные и неизменяемые записи о пациентах, гарантируя, что медицинские записи безопасны, защищены от несанкционированного доступа и доступны только авторизованным лицам. Эта технология облегчает создание единой медицинской карты пациента, которая может обновляться в режиме реального времени, предоставляя всестороннее представление об истории болезни пациента различным поставщикам медицинских услуг и учреждениям [17]. 

Взаимодействие - давняя проблема в здравоохранении – значительно улучшается благодаря блокчейну.  Это позволяет системам здравоохранения и приложениям безопасно обмениваться данными о пациентах и получать к ним доступ, улучшая координацию медицинской помощи и ее результаты.  Кроме того, криптографическая защита блокчейна обеспечивает конфиденциальность пациентов и соблюдение такие нормативные акты, как 323-ФЗ позволяют пациентам контролировать, кто может получить доступ к их медицинской информации, повышая доверие и безопасность при управлении медицинскими данными [7].

2. Управление цепочками поставок. Фармацевтическая цепочка поставок полна проблем, включая подделку лекарств, отсутствие прозрачности и неэффективность. Технология блокчейн решает эти проблемы, предоставляя безопасную и прозрачную платформу для отслеживания производство, дистрибуция и продажа фармацевтических препаратов и предметов медицинского назначения. Каждая транзакция в цепочке поставок – от производства до доставки конечному потребителю – регистрируется в блокчейне, создавая неизменную историю прохождения продукта.

Такая прослеживаемость позволяет заинтересованным сторонам проверять подлинность лекарственных средств, снижая риск попадания поддельных лекарств на рынок. Кроме того, блокчейн может повысить эффективность цепочки поставок за счет автоматизация процессов и сокращение потребности в посредниках, тем самым снижая затраты и улучшая доступ к основным лекарственным средствам [6].

3. Клинические испытания и научные исследования. Блокчейн может значительно повысить целостность, прозрачность и эффективность клинических испытаний и научных исследований. Надежно записывая все данные испытаний на блокчейн, исследователи могут гарантировать, что данные не будут изменены или фальсифицированы, сохраняя целостность результатов исследования. Эта неизменяемая запись данных помогает укрепить доверие между участниками, регулирующими органами и общественностью.

Блокчейн также упрощает управление согласием пациентов с помощью смарт-контрактов, которые могут автоматически обеспечивать соблюдение соглашений о согласии и обеспечивать использование данных пациентов в соответствии с их предпочтениями. Кроме того, блокчейн облегчает прозрачную отчетность о результатах испытаний, упрощая обмен данными с регулирующими органами, участниками и более широким научным сообществом, тем самым продвигая медицинские исследования и инновации [22].

4. Управление страхованием и выставлением счетов. В сложной среде выставления счетов в сфере здравоохранения и страховых выплат блокчейн предлагает решения для оптимизации процессов, снижения административных издержек и минимизации мошенничества. Автоматизируя выставление счетов и обработку претензий с помощью смарт-контрактов, блокчейн может гарантировать, что транзакции будут выполняться только при соблюдении определенных условий, что сокращает количество ошибок и несоответствий.

Эта автоматизация ускоряет время обработки и повышает прозрачность, поскольку каждая транзакция регистрируется в системе блокчейн. Такая прозрачность снижает вероятность мошенничества, поскольку аудит и проверка транзакций становятся проще. Кроме того, блокчейн может способствовать прямому и безопасному взаимодействию между поставщиками медицинских услуг и страховщиками, еще больше упрощая процесс выставления счетов и рассмотрения претензий

5. Телемедицина и удаленный мониторинг. Поскольку телемедицина и дистанционное наблюдение за пациентами становятся все более распространенными, особенно в связи с глобальными изменениями, в кризисных ситуациях технология блокчейн может сыграть решающую роль в обеспечении безопасности этих цифровых медицинских услуг. Блокчейн может защитить передачу данных о пациентах, собранных с устройств удаленного мониторинга, гарантируя, что эти данные защищены от несанкционированного доступа и доступны только авторизованным поставщикам медицинских услуг.  Этот безопасный обмен данными имеет решающее значение для сохранения конфиденциальности пациентов и доверия к телемедицинским услугам. Кроме того, блокчейн позволяет создавать безопасные, децентрализованные идентификаторы пациентов, которые могут упростить доступ к телемедицинским услугам и обеспечить точную привязку медицинских данных к нужному пациенту, повышая качество и безопасность удаленного оказания медицинской помощи [10].

Проблемы безопасности блокчейна в здравоохранении

1. Конфиденциальность данных. Одной из важнейших задач при внедрении технологии блокчейн в здравоохранении является обеспечение конфиденциальности данных пациентов при соблюдении строгих нормативных стандартов, таких как 323-ФЗ «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации». Эти правила предусматривают защиту конфиденциальной информации о пациентах и прав отдельных лиц на их данные. Благодаря неизменяемости и прозрачности данных, блокчейн создает уникальные проблемы в этом отношении, поскольку после того, как данные записаны, они не могут быть изменены или удалены, что потенциально противоречит праву на забвение, предусмотренному GDPR [3]. 

Чтобы решить эти проблемы конфиденциальности, блокчейн-приложения для здравоохранения часто используют передовые криптографические методы, такие как доказательства с нулевым разглашением или частные или консорциумные блокчейны, доступ к которым контролируется и регулируется. Тем не менее, обеспечение соответствия этих решений требованиям законодательства при сохранении безопасности, а целостность данных пациентов остается серьезной проблемой.

2. Уязвимости в системе безопасности. Хотя блокчейн известен своими функциями безопасности, некоторые уязвимости могут представлять опасность, особенно в приложениях здравоохранения, связанных с конфиденциальными данными. Например, 51%-ная атака, при которой один объект получает контроль над более чем половиной вычислительной мощности сети, теоретически может изменить транзакции в общедоступном блокчейне. Хотя такие атаки более эффективны против небольших и менее защищенных сетей, потенциальные последствия для целостности медицинских данных являются серьезный. Смарт-контракты и автоматизированные соглашения, выполняемые на блокчейне, представляют собой еще один источник уязвимостей. Ошибки в коде смарт-контрактов могут быть использованы для манипулирования результатами или доступа к несанкционированным данным. Обеспечение безопасности смарт-контрактов и отсутствия в них уязвимостей имеет решающее значение, особенно когда они используются для обработки конфиденциальной медицинской информации или автоматизации критически важных процессов в здравоохранении [5].

3. Проблемы совместимости и масштабируемости. Достижение функциональной совместимости между различными блокчейн-системами и существующими ИТ-инфраструктурами здравоохранения является важной задачей. Медицинские данные сложны и неоднородны, охватывают различные форматы и стандарты. Интеграция блокчейн-решений с устаревшими системами требует такого уровня стандартизации и совместимости, которого трудно достичь, учитывая начальную стадию создания решений для взаимодействия блокчейнов. Эти проблемы могут препятствовать бесперебойному обмену данными между различными блокчейн-сетями и традиционными информационными системами здравоохранения, ограничивая потенциальные преимущества технологии блокчейн в здравоохранении [11]. 

Масштабируемость является критической проблемой для блокчейн-сетей, особенно в приложениях для здравоохранения, которые требуют быстрой и эффективной обработки огромных объемов данных. Большинство блокчейн-архитектур с трудом справляются с большими объемами транзакций без ущерба для производительности или безопасности. Это ограничение может повлиять на медицинские приложения, которые зависят от доступа к данным и их обработки в режиме реального времени, такие как телемедицина и удаленный мониторинг пациентов. Поиск масштабируемого блокчейн решения, способного удовлетворить растущие потребности сектора здравоохранения в данных, остаются серьезной технической проблемой [13].

4. Нормативно-правовые проблемы. Внедрение блокчейна в здравоохранение сталкивается с различными юридическими и регулятивными препятствиями. Децентрализованный характер блокчейна усложняет применение существующей нормативно-правовой базы, которая, как правило, предназначена для централизованных организаций.  Вопросы, касающиеся юрисдикции, ответственности и соблюдения требований законодательства, еще предстоит полностью решить.  Более того, стремительное развитие технологии блокчейн опережает разработку конкретных правовых стандартов и положений, создавая неопределенность для поставщиков медицинских услуг и разработчиков блокчейна. Эти проблемы регулирования усугубляются необходимостью соответствия блокчейн-систем требованиям законодательства в области здравоохранения, которые значительно различаются в разных юрисдикциях.  Работа в этой сложной нормативно-правовой среде требует тщательного планирования и сотрудничество с экспертами в области права для обеспечения эффективности и соответствия требованиям медицинских приложений на основе блокчейна. 

В заключение, хотя технология блокчейн предлагает многообещающие решения многих проблем отрасли здравоохранения, необходимо учитывать серьезные проблемы безопасности. Обеспечение конфиденциальности данных, устранение уязвимостей в системе безопасности, достижение функциональной совместимости, решение проблем масштабируемости и ориентирование в нормативно-правовой базе имеют решающее значение для успешного выполнения интеграция блокчейна в системы здравоохранения.  По мере развития технологии и постепенного обсуждения этих проблем блокчейн может значительно повысить безопасность, эффективность и прозрачность медицинских услуг.

Преимущества блокчейна в здравоохранении

Интеграция технологии блокчейн в системы здравоохранения дает множество преимуществ, обещая решить некоторые из наиболее острых проблем отрасли. Используя блокчейн, здравоохранение может извлечь выгоду из повышения безопасности и конфиденциальности данных, целостности и прозрачности данных, повышения операционной эффективности и значительного сокращения случаев мошенничества и ошибок.

Встроенные в технологию блокчейн функции безопасности предлагают надежное решение для удовлетворения насущных потребностей отрасли здравоохранения таких как безопасность обработки данных и конфиденциальность. Благодаря передовым криптографическим технологиям блокчейн обеспечивает шифрование данных пациентов и их хранение в распределенной сети, что делает их практически неуязвимыми для несанкционированного доступа и кибератак. Этот децентрализованный подход устраняет отдельные точки сбоя, значительно снижая риск утечки данных.  Кроме того, блокчейн обеспечивает детальный контроль доступа, предоставляя пациентам большую автономию в отношении своих данных.  Пациенты могут контролировать, кто, при каких обстоятельствах и на какой срок имеет доступ к их медицинской информации, в соответствии с правилами конфиденциальности и повышая доверие к системам здравоохранения [19].

Технология блокчейн обеспечивает целостность и прозрачность медицинских данных благодаря своему неизменяемому реестру.  Как только информация записана в блокчейн, ее невозможно изменить или удалить, что гарантирует точность медицинских записей и защиту от несанкционированного доступа. Эта неизменяемость имеет решающее значение для клинических испытаний, записей пациентов и других конфиденциальных медицинских данных требующий высокого уровня доверия и верификации. Прозрачность достигается без ущерба для конфиденциальности, поскольку блокчейн-сети могут быть спроектированы таким образом, чтобы заинтересованные стороны могли проверять транзакции и подлинность данных, не раскрывая конфиденциальную информацию.  Этот аспект особенно полезен в фармацевтических цепочках поставок и клинических исследованиях, где заинтересованные стороны должны проверять целостность данных и процессов [18].

Блокчейн может упростить многочисленные административные и операционные процессы в здравоохранении, что приведет к увеличению эффективность и снижение затрат. Автоматизируя рутинные задачи, такие как ввод данных о пациентах, выставление счетов и обработка претензий с помощью смарт-контрактов, поставщики медицинских услуг могут свести к минимуму ошибки, допущенные вручную, и административные издержки. Такая автоматизация ускоряет процессы и сокращает время и ресурсы, затрачиваемые на устранение несоответствий и разрешение споров.  Кроме того, блокчейн облегчает беспрепятственный обмен данными между разрозненными системами здравоохранения и учреждений, улучшая координацию и сокращая издержки в оказании медицинской помощи пациентам. Такая совместимость необходима для создания более интегрированной и эффективной экосистемы здравоохранения, в которой информация беспрепятственно передается поставщикам, плательщикам и пациентам [24].

Прозрачность и проверяемость блокчейна имеют решающее значение для снижения уровня мошенничества и ошибок в секторе здравоохранения.  Способность технологии безопасно и точно регистрировать транзакции и данные делает ее эффективным инструментом борьбы с мошенничеством с выставлением счетов, мошенничество со страховкой и контрафактные лекарственные препараты.  Заинтересованные стороны могут отслеживать происхождение, перемещение и подлинность лекарств в цепочке поставок и проверять точность данных о выставлении счетов и претензиях. Кроме того, использование смарт-контрактов позволяет автоматизировать и обеспечивать выполнение контрактов и соглашений, что еще больше снижает вероятность мошенничества и ошибок. Эта автоматизация гарантирует, что платежи, претензии и другие транзакции обрабатываются только в определенных случаях, соблюдаются условия, сводящие к минимуму риск повторных претензий, и защищает от неправильного выставления счетов и несанкционированного доступа к услугам.

Ограничения и проблемы

Несмотря на многообещающий характер, внедрение технологии блокчейн в здравоохранении сопряжено с определенными ограничениями и проблемами. К ним относятся технические сложности, нормативные препятствия и проблемы, связанные с внедрением, масштабируемостью, энергопотреблением и сложностью системы.

1. Технические проблемы, связанные с внедрением блокчейна в здравоохранении, многогранны.  Во-первых, сложность интеграции создает значительное препятствие. Интеграция блокчейна с существующими ИТ-системами здравоохранения и инфраструктура – это сложная задача, требующая тщательного планирования и реализации для обеспечения совместимости с различными форматами данных, стандартами и устаревшими системами. Во-вторых, достижение функциональной совместимости между блокчейн-сетями и системами здравоохранения остается сложной задачей.  Медицинских данные характеризуются своей неоднородностью и фрагментацией, что затрудняет создание стандартизированных интерфейсов и протоколов, облегчающих бесперебойный обмен данными. И, наконец, обеспечение безопасности смарт-контрактов имеет первостепенное значение. Уязвимости в коде смарт-контрактов могут привести к их использованию и финансовым потерям. Необходимы постоянные усилия по совершенствованию аудита и тестирования смарт-контрактов, что снижает риск нарушений безопасности.

2. Нормативно-правовые проблемы. Ориентируясь в нормативно-правовом поле блокчейна в здравоохранении, приходится сталкиваться с многочисленными проблемами.  Во-первых, существует неопределенность в области регулирования, поскольку основа для технологии блокчейн продолжает развиваться. Действующие нормативные акты могут они недостаточно охватывают отличительные особенности и тонкости блокчейна, что требует привлечения юридической экспертизы и тесного сотрудничества с регулирующими органами.  Во-вторых, обеспечение соблюдения правил конфиденциальности данных, таких как 323-ФЗ, остается важной задачей. Баланс между прозрачностью, присущей блокчейну, и необходимостью защиты конфиденциальных данных пациентов является постоянной дилеммой, особенно в отношении таких принципов, как правильность и контроль доступа к данным. Наконец, установление ответственности и подотчетности в рамках блокчейн-сетей может быть сложной задачей, особенно в случае утечек данных или споров. Поэтому создание всеобъемлющей правовой базы становится необходимым условием для укрепления доверия пациентов и защиты интересов всех заинтересованных сторон, участвующих в блокчейн-инициативах в сфере здравоохранения.

3. Масштабируемость, энергопотребление и сложность. В сфере масштабируемости, динамики энергопотребления и сложного управления мир технологии блокчейн раскрывает свои возможные сложности.  Масштабируемость, являющаяся серьезной проблемой, становится особенно очевидной в публичных блокчейн-сетях.  По мере роста числа транзакций и участников возникает зловещая угроза перегрузки сети, из-за чего механизмы обработки транзакций работают медленнее.  Тем не менее, на горизонте появляются надежды в виде инновационных решений, таких как сегментирование и масштабирование 2 уровня, которые обещают преодолеть проблему масштабируемости.

Между тем, ненасытный энергетический аппетит блокчейнов proof-of-work (PoW), типичными представителями которых являются Биткоин и Эфириум, разжигает экологические проблемы, которые звучат повсюду.  Решением является переход к более энергоэффективным механизмам согласования, таким как proof-of-stake (PoS). В условиях такой сложности центральное место занимает управление, особенно в консорциумах и децентрализованных сетях, где процессы принятия решений на основе консенсуса, обновления протоколов и корректировки проверяют характер участников сети, что приводит к обсуждение, которое может быть столь же медленным, сколь и спорным. На фоне этих сложных махинаций взаимодействие с пользователем становится важнейшей проблемой. Блокчейн-интерфейсы и кошельки, несмотря на свою мощь, могут быть непонятны пользователям, не обладающим техническими знаниями, что диктует необходимость повышения удобства использования и создания интерфейсов, требующих широкого внедрения, что особенно важно в сфере здравоохранения, где удобство использования является краеугольным камнем успеха.

4. Проблемы, связанные с внедрением. В сфере проблем, связанных с внедрением, возникает множество препятствий. Во-первых, это огромные затраты. Разработка и интеграция блокчейн-решений в здравоохранении может быть сложной с финансовой точки зрения задачей. Для небольших медицинских организаций эти затраты представляют собой существенные барьеры, ограничивающие их доступ к преимуществам технологии блокчейн. Во-вторых, на первый план выходит необходимость в образовании и профессиональной подготовке.  Медицинские работники и заинтересованные стороны оказываются в ситуации, когда они должны пройдите курс обучения, чтобы разобраться в тонкостях технологии блокчейн и множестве ее применений. Преодоление этого пробела в знаниях становится ключевым фактором успешного внедрения, создавая портрет просвещенных медицинских работников. Наконец, сопротивление переменам становится грозным противником. В сфере здравоохранения, где часто преобладают традиции, внедрение блокчейна сопряжено с необходимостью преодоления инерции и предполагаемых рисков. Основа инновации должны освещать путь вперед, побуждая медицинских работников и организации использовать потенциал решений, основанных на блокчейне [24].

Выводы

В заключение хотелось бы отметить, что технология блокчейн имеет огромные перспективы для революционного преобразования отрасли здравоохранения. Ее потенциал в области повышения безопасности данных, конфиденциальности, целостности и прозрачности, оптимизации операций в сфере здравоохранения и сокращения масштабов мошенничества значителен. Однако внедрение блокчейна в здравоохранение сопряжено с определенными трудностями. Необходимо тщательно учитывать технические сложности, неопределенность в регулировании, масштабируемость, энергопотребление и сложность системы. Важнейшей проблемой остается совместимость различных систем здравоохранения и устаревшей инфраструктуры, а также соблюдение правил конфиденциальности данных.

Тем не менее, по мере развития технологии блокчейн и развития отрасли здравоохранения эти проблемы могут быть преодолены благодаря постоянным исследованиям, сотрудничеству и инновациям. Устраняя эти ограничения и используя преимущества блокчейна, сектор здравоохранения имеет потенциал для создания более безопасного, эффективного и централизованная экосистема, ориентированная на пациента и которая приносит пользу как поставщикам медицинских услуг, так и пациентам. Будущее здравоохранения таит в себе захватывающие возможности, поскольку технология блокчейн продолжает формировать ландшафт отрасли.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Abed, S. e., Jaffal, R., Mohd, B.J., & Al-Shayeji, M. (2021). An analysis and evaluation of lightweight hash functions for blockchain-based IoT devices. Cluster Computing, 24, 3065-3084.
2. Abu-Elezz, I., Hassan, A., Nazeemudeen, A., Househ, M., & Abd-Alrazaq, A. (2020). The benefits and threats of blockchain technology in healthcare: A scoping review. International Journal of Medical Informatics, 142, 104246.
3. Abugabah, A., Nizamuddin, N., & Alzubi, A.A. (2020). Decentralized telemedicine framework for a smart healthcare ecosystem. Ieee Access, 8, 166575-166588.
4. Ahmad, R.W., Salah, K., Jayaraman, R., Yaqoob, I., Ellahham, S., & Omar, M. (2021). The role of blockchain technology in telehealth and telemedicine. International Journal of Medical Informatics, 148, 104399.
5. Akanfe, O., Lawong, D., & Rao, H.R. (2024). Blockchain technology and privacy regulation: Reviewing frictions and synthesizing opportunities. International Journal of Information Management, 76, 102753.
6. Aljaloud, A., & Razzaq, A. (2023). Modernizing the Legacy Healthcare System to Decentralize Platform Using Blockchain Technology. Technologies, 11(4), 84.
7. Attaran, M. (2022). Blockchain technology in healthcare: Challenges and opportunities. International Journal of Healthcare Management, 15(1), 70-83.
8. Bhutta, M.N.M., Khwaja, A.A., Nadeem, A., Ahmad, H.F., Khan, M.K., Hanif, M.A., Cao, Y. (2021). A survey on blockchain technology: Evolution, architecture and security. Ieee Access, 9, 61048-61073.
9. Bonnah, E., & Shiguang, J. (2020). DecChain: A decentralized security approach in Edge Computing based on Blockchain. Future Generation Computer Systems, 113, 363-379.
10.  Hang, L., Kim, B., Kim, K., & Kim, D. (2021). A permissioned blockchain-based clinical trial service platform to improve trial data transparency. BioMed research international, 2021.
11.  Han, R., Sui, Z., Yu, J., Liu, J., & Chen, S. (2021). Fact and fiction: Challenging the honest majority assumption of permissionless blockchains. Paper presented at the Proceedings of the 2021 ACM Asia Conference on Computer and Communications Security.
12.  Hasselgren, A., Kralevska, K., Gligoroski, D., Pedersen, S.A., & Faxvaag, A. (2020). Blockchain in healthcare and health sciences—A scoping review. International Journal of Medical Informatics, 134, 104040.
13.  Jabbar, R., Fetais, N., Krichen, M., & Barkaoui, K. (2020). Blockchain technology for healthcare: Enhancing shared electronic health record interoperability and integrity. Paper presented at the 2020 IEEE International Conference on Informatics, IoT, and Enabling Technologies (ICIoT).
14.  Komalavalli, C., Saxena, D., & Laroiya, C. (2020). Overview of blockchain technology concepts. In Handbook of research on blockchain technology (pp. 349-371): Elsevier.
15.  Kuznetsov, A., Oleshko, I., Tymchenko, V., Lisitsky, K., Rodinko, M., & Kolhatin, A. (2021). Performance analysis of cryptographic hash functions suitable for use in blockchain. International Journal of Computer Network & Information Security, 13(2), 1-15.
16.  Laroiya, C., Saxena, D., & Komalavalli, C. (2020). Applications of blockchain technology. In Handbook of research on blockchain technology (pp. 213-243): Elsevier.
17.  Llamas Covarrubias, J.Z., & Llamas Covarrubias, I.N. (2021). Different types of government and governance in the blockchain. Journal of Governance and Regulation, 10(1).
18.  Malamas, V., Kotzanikolaou, P., Dasaklis, T.K., & Burmester, M. (2020). A hierarchical multi blockchain for fine grained access to medical data. Ieee Access, 8, 134393-134412.
19.  Mazlan, A.A., Daud, S.M., Sam, S.M., Abas, H., Rasid, S.Z.A., & Yusof, M.F. (2020). Scalability challenges in healthcare blockchain system—a systematic review. Ieee Access, 8, 23663-23673.
20.  Quasim, M.T., Radwan, A.A.E., Alshmrani, G.M.M., & Meraj, M. (2020). A blockchain framework for secure electronic health records in healthcare industry. Paper presented at the 2020 International Conference on Smart Technologies in Computing, Electrical and Electronics (ICSTCEE).
21.  Sharma, Y., & Balamurugan, B. (2020). Preserving the privacy of electronic health records using blockchain. Procedia Computer Science, 173, 171-180.
22.  Uddin, M. (2021). Blockchain Medledger: Hyperledger fabric enabled drug traceability system for counterfeit drugs in pharmaceutical industry. International Journal of Pharmaceutics, 597, 120235
23.  Velmovitsky, P.E., Bublitz, F.M., Fadrique, L.X., & Morita, P.P. (2021). Blockchain applications in health care and public health: increased transparency. JMIR Medical Informatics, 9(6), e20713.
24. Zeng, S.-Q., Huo, R., Huang, T., Liu, J., Wang, S., & Feng, W. (2020). Survey of blockchain: principle, progress and application. Journal on Communications, 41(1), 134-151.

 

REFERENCES

1.   Abed S. e., Jaffal R., Mohd B.J., & Al-Shayeji M. (2021). An analysis and evaluation of lightweight hash functions for blockchain-based IoT devices. Cluster Computing, 24, 3065-3084.

2.   Abu-Elezz I., Hassan A., Nazeemudeen A., Househ M., & Abd-Alrazaq A. (2020). The benefits and threats of blockchain technology in healthcare: A scoping review. International Journal of Medical Informatics, 142, 104246.

3.   Abugabah A., Nizamuddin N., & Alzubi A.A. (2020). Decentralized telemedicine framework for a smart healthcare ecosystem. Ieee Access, 8, 166575-166588.

4.   Ahmad R.W., Salah K., Jayaraman R., Yaqoob I., Ellahham S., & Omar M. (2021). The role of blockchain technology in telehealth and telemedicine. International Journal of Medical Informatics, 148, 104399.

5.   Akanfe O., Lawong D., & Rao H.R. (2024). Blockchain technology and privacy regulation: Reviewing frictions and synthesizing opportunities. International Journal of Information Management, 76, 102753.

6.   Aljaloud A., & Razzaq A. (2023). Modernizing the Legacy Healthcare System to Decentralize Platform Using Blockchain Technology. Technologies, 11(4), 84.

7.   Attaran M. (2022). Blockchain technology in healthcare: Challenges and opportunities. International Journal of Healthcare Management, 15(1), 70-83.

8.   Bhutta M.N.M., Khwaja A.A., Nadeem A., Ahmad H.F., Khan M.K., Hanif M.A., Cao Y. (2021). A survey on blockchain technology: Evolution, architecture and security. Ieee Access, 9, 61048-61073.

9.   Bonnah E., & Shiguang J. (2020). DecChain: A decentralized security approach in Edge Computing based on Blockchain. Future Generation Computer Systems, 113, 363-379.

10. Hang L., Kim B., Kim K., & Kim D. (2021). A permissioned blockchain-based clinical trial service platform to improve trial data transparency. BioMed research international, 2021.

11. Han R., Sui Z., Yu J., Liu J., & Chen S. (2021). Fact and fiction: Challenging the honest majority assumption of permissionless blockchains. Paper presented at the Proceedings of the 2021 ACM Asia Conference on Computer and Communications Security.

12. Hasselgren A., Kralevska K., Gligoroski D., Pedersen S.A., & Faxvaag A. (2020). Blockchain in healthcare and health sciences—A scoping review. International Journal of Medical Informatics, 134, 104040.

13. Jabbar R., Fetais N., Krichen M., & Barkaoui K. (2020). Blockchain technology for healthcare: Enhancing shared electronic health record interoperability and integrity. Paper presented at the 2020 IEEE International Conference on Informatics, IoT, and Enabling Technologies (ICIoT).

14. Komalavalli C., Saxena D., & Laroiya C. (2020). Overview of blockchain technology concepts. In Handbook of research on blockchain technology (pp. 349-371): Elsevier.

15. Kuznetsov A., Oleshko I., Tymchenko V., Lisitsky K., Rodinko M., & Kolhatin A. (2021). Performance analysis of cryptographic hash functions suitable for use in blockchain. International Journal of Computer Network & Information Security, 13(2), 1-15.

16. Laroiya C., Saxena D., & Komalavalli C. (2020). Applications of blockchain technology. In Handbook of research on blockchain technology (pp. 213-243): Elsevier.

17. Llamas Covarrubias J.Z., & Llamas Covarrubias I.N. (2021). Different types of government and governance in the blockchain. Journal of Governance and Regulation, 10(1).

18. Malamas V., Kotzanikolaou P., Dasaklis T.K., & Burmester M. (2020). A hierarchical multi blockchain for fine grained access to medical data. Ieee Access, 8, 134393-134412.

19. Mazlan A.A., Daud S.M., Sam S.M., Abas H., Rasid S.Z. A., & Yusof M.F. (2020). Scalability challenges in healthcare blockchain system—a systematic review. Ieee Access, 8, 23663-23673.

20. Quasim M.T., Radwan A.A.E., Alshmrani G.M.M., & Meraj M. (2020). A blockchain framework for secure electronic health records in healthcare industry. Paper presented at the 2020 International Conference on Smart Technologies in Computing, Electrical and Electronics (ICSTCEE).

21. Sharma Y., & Balamurugan B. (2020). Preserving the privacy of electronic health records using blockchain. Procedia Computer Science, 173, 171-180.

22. Uddin M. (2021). Blockchain Medledger: Hyperledger fabric enabled drug traceability system for counterfeit drugs in pharmaceutical industry. International Journal of Pharmaceutics, 597, 120235.

23. Velmovitsky P.E., Bublitz F.M., Fadrique L.X., & Morita P.P. (2021). Blockchain applications in health care and public health: increased transparency. JMIR Medical Informatics, 9(6), e20713.

24  Zeng S.-Q., Huo R., Huang T., Liu J., Wang S., & Feng W. (2020). Survey of blockchain: principle, progress and application. Journal on Communications, 41(1), 134-151.

 

Материал поступил в редакцию 18.03.25

 

 

BLOCKCHAIN IN HEALTHCARE:

A COMPREHENSIVE REVIEW OF APPLICATIONS AND SECURITY ISSUES

 

R.A. Gappoev, Student

Kazan (Volga Region) Federal University

(Russia, 420008, RT, Kazan, Kremlevskaya str., 18)

E-mail: R.gappoev21@yandex.ru

 

V.O. Burkov, Student

Kazan (Volga Region) Federal University

(Russia, 420008, RT, Kazan, Kremlevskaya str., 18)

E-mail: Bobah-2001@mail.ru

 

K.I. Bastanova, Student

Kazan (Volga Region) Federal University

(Russia, 420008, RT, Kazan, Kremlevskaya str., 18)

E-mail: bastanov116@yandex.ru

 

Abstract. Blockchain technology opens up new opportunities for the healthcare industry by providing enhanced data security, integrity, transparency, and operational efficiency. This article comprehensively examines the applications, advantages, limitations, and challenges of blockchain in healthcare. Blockchain ensures the confidentiality of patient data while complying with regulations such as HIPAA and GDPR, and its immutability guarantees data integrity. In addition, blockchain simplifies operations by reducing fraud and errors in billing and claims processing. Despite its potential, blockchain faces technical challenges, regulatory barriers, and scalability challenges. The interaction between different healthcare systems remains challenging, and energy consumption is a concern in some blockchain implementations. Addressing these issues, as well as promoting education and adoption, are crucial steps towards realizing the full potential of the revolution.

Keywords: Blockchain; Healthcare; Data security; Data privacy; Interoperability; Smart contracts.