生老病死，沒(méi)有人能夠繞得開(kāi)醫(yī)院。

而在數(shù)字化時(shí)代里，醫(yī)療的數(shù)字化意味著海量的傳統(tǒng)信息需要變成數(shù)據(jù)，其中會(huì)涉及大量的隱私保護(hù)的問(wèn)題。面對(duì)隱私與數(shù)據(jù)安全，區(qū)塊鏈在身份可信、數(shù)據(jù)可信、行為可信等方面的特性，使其能夠在隱私數(shù)據(jù)安全與匿名流轉(zhuǎn)方面有了更多的施展空間。

近期，由微眾銀行、深圳大學(xué)微眾金融科技學(xué)院聯(lián)合主辦的2021年微眾銀行第三屆金融科技高校技術(shù)大賽（FinTechathon2021）落下帷幕。此次大賽再次涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的青年才俊，而在區(qū)塊鏈賽道中，關(guān)山口男子職業(yè)技術(shù)學(xué)院聯(lián)創(chuàng)分部憑借“醫(yī)鏈——面向隱私保護(hù)的醫(yī)藥大數(shù)據(jù)可信流轉(zhuǎn)溯源解決方案”成功奪得冠軍。賽后，CSDN記者采訪了該團(tuán)隊(duì)，來(lái)聽(tīng)他們對(duì)于作品的思考與見(jiàn)解。

? 高手過(guò)招，須知賽事虛實(shí)

“關(guān)山口男子職業(yè)技術(shù)學(xué)院”是華中科技大學(xué)學(xué)子對(duì)母校的坊間昵稱，此次的冠軍隊(duì)伍命名則延續(xù)昵稱之妙，取名為“關(guān)山口男子職業(yè)技術(shù)學(xué)院聯(lián)創(chuàng)分部”，由三女一男組成。關(guān)于隊(duì)伍組建的來(lái)源，隊(duì)長(zhǎng)王為紅如此介紹：“我們想做一個(gè)產(chǎn)品化的東西，而本科時(shí)所在的華中科技大學(xué)聯(lián)創(chuàng)團(tuán)隊(duì)的特點(diǎn)與氛圍讓組建一支分工多樣的團(tuán)隊(duì)成為可能?！?/span>

分工多樣且明確是該冠軍隊(duì)伍的一個(gè)特色：隊(duì)長(zhǎng)香港科技大學(xué)碩士王為紅負(fù)責(zé)產(chǎn)品經(jīng)理及部分開(kāi)發(fā)，香港大學(xué)博士張誠(chéng)儒負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)，華中科技大學(xué)學(xué)生陳潔負(fù)責(zé)視覺(jué)設(shè)計(jì)，華中科技大學(xué)學(xué)生鄢寧負(fù)責(zé)交互設(shè)計(jì)。盡管分工清晰，但團(tuán)隊(duì)一致認(rèn)為，對(duì)于一款優(yōu)秀的產(chǎn)品而言，除了技術(shù)實(shí)力，還需要有美觀的用戶界面與友善的用戶體驗(yàn)，因此團(tuán)隊(duì)始終把關(guān)注點(diǎn)不僅僅放在技術(shù)開(kāi)發(fā)上，還極關(guān)注設(shè)計(jì)和用戶體驗(yàn)。

王為紅說(shuō)，作品主體由隊(duì)伍獨(dú)立完成，但華中科技大學(xué)副教授代煒琦對(duì)項(xiàng)目提供了頗有建設(shè)性的意見(jiàn)，對(duì)最終答辯起到很大的幫助。此外，張誠(chéng)儒表示其導(dǎo)師Allen Au及學(xué)長(zhǎng)Xinyu Li也對(duì)作品中密鑰可重新隨機(jī)化設(shè)計(jì)提供了靈感。

當(dāng)然，打鐵還需自身硬，真正在賽場(chǎng)上一決高下的時(shí)刻依然需要依靠于自身的技術(shù)實(shí)力。張誠(chéng)儒稱本次比賽圍繞FISCO BCOS命題，因此需要對(duì)其部署、合約開(kāi)發(fā)、應(yīng)用接入有深入了解，一方面，團(tuán)隊(duì)通過(guò)FISCO BCOS開(kāi)源社區(qū)提供的完備的技術(shù)文檔學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，受益匪淺；另一方面，在賽程中，團(tuán)隊(duì)積極聽(tīng)取了FISCO BCOS開(kāi)源社區(qū)舉辦的賽前培訓(xùn)講座，也是很有幫助的，“原本我們?cè)谇昂蠖碎_(kāi)發(fā)上較為輕車熟路，比賽過(guò)程中，通過(guò)學(xué)習(xí)，我們加大了對(duì)密碼學(xué)算法等相關(guān)新技術(shù)的關(guān)注，充分學(xué)習(xí)了微眾銀行區(qū)塊鏈自研的一系列即時(shí)可用、場(chǎng)景式隱私保護(hù)解決方案WeDPR，這對(duì)整個(gè)項(xiàng)目有很大的提升作用?！?/span>

“能成為冠軍還有一些特殊的技巧?！标悵嵎Q，本次決賽為36小時(shí)的黑客馬拉松，但受疫情影響，兩位身在香港的選手無(wú)法親臨現(xiàn)場(chǎng)，而是由負(fù)責(zé)視覺(jué)設(shè)計(jì)的她和負(fù)責(zé)交互設(shè)計(jì)的鄢寧前往現(xiàn)場(chǎng)參與?，F(xiàn)場(chǎng)氛圍緊張、嚴(yán)肅，所有參賽隊(duì)伍都爭(zhēng)分奪秒，極其認(rèn)真地在不斷打磨最后的作品，每一個(gè)小時(shí)都過(guò)得很緊張，甚至晚上的時(shí)候，有很多同學(xué)為了呈現(xiàn)出最好的作品直接在會(huì)場(chǎng)過(guò)夜，非常耗費(fèi)精力。相比之下，遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)緊張環(huán)境的張誠(chéng)儒則能在更為輕松的環(huán)境中發(fā)揮出最優(yōu)異的狀態(tài)，反而更有信心。團(tuán)隊(duì)通過(guò)積極的配合與協(xié)作，最終達(dá)到期望的效果。

與此同時(shí)，線上參賽也有一些限制，團(tuán)隊(duì)主要通過(guò)以下方法解決：首先將作品的使用場(chǎng)景以真人參與的形式錄制為視頻，以此更直觀地展示作品的美觀與易用；其次就是在PPT的制作上下大功夫，確保簡(jiǎn)明扼要、重點(diǎn)突出，輔助線上答辯的效果。

王為紅說(shuō)：“此次比賽中，我們不僅收獲了頭銜與獎(jiǎng)金，更是一個(gè)很好的開(kāi)始?！?/span>

??將FinTech用于醫(yī)療產(chǎn)業(yè)，為隱私與安全而戰(zhàn)

醫(yī)鏈能夠奪冠，與其過(guò)硬的產(chǎn)品呈現(xiàn)能力和技術(shù)實(shí)力強(qiáng)相關(guān)，那么這款作品究竟是緣何產(chǎn)生的呢？決賽現(xiàn)場(chǎng)，他們?yōu)樗腥酥v述了一個(gè)完整的故事。

醫(yī)療信息存在著明顯的“角落問(wèn)題”，簡(jiǎn)單來(lái)講，患者看過(guò)的病，可能再也找不到記錄；有時(shí)候就診記錄也存在泄露風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2019年時(shí)，我國(guó)就曾有近28萬(wàn)條患者記錄被泄露。此外，藥品供應(yīng)鏈的數(shù)據(jù)隱私無(wú)法得到保護(hù)，藥品本身的安全性和可靠性就很難得到保障。針對(duì)病歷信息流轉(zhuǎn)和藥品供應(yīng)鏈這兩個(gè)環(huán)節(jié)的隱私泄露問(wèn)題，冠軍團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新地提出了密鑰可重新隨機(jī)化的代理重加密方案，以及基于零知識(shí)證明與聚合簽名的溯源方案，以解決上述隱私安全問(wèn)題。

這一作品又是如何發(fā)揮效用的呢？在決賽現(xiàn)場(chǎng)，團(tuán)隊(duì)給大家講述了一個(gè)場(chǎng)景化的故事：小紅去醫(yī)院看病，診療結(jié)束后，病歷先由醫(yī)生簽了名，保證數(shù)據(jù)上鏈前的完整性和可信度；接著病歷文件被醫(yī)生加密后上傳到分布式存儲(chǔ)中，所有數(shù)據(jù)得以電子化保存；小紅只需要將文件鑰匙上鏈即可掌握自己的醫(yī)療信息；等到她去藥房取藥時(shí)，只要點(diǎn)開(kāi)醫(yī)鏈，就能找到歷史就診記錄，再掃描藥房的身份碼，鏈上的重加密合約就會(huì)將鑰匙重加密成可以由藥房解密的模式，小紅無(wú)需下載歷史就診記錄，藥房即可通過(guò)區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)安全地訪問(wèn)相關(guān)數(shù)據(jù)。

這一流程的價(jià)值還在于其全程采用了匿名模式，其數(shù)據(jù)分享流程無(wú)從得知，泄露風(fēng)險(xiǎn)大幅降低。同時(shí)，由于區(qū)塊鏈的開(kāi)放性和代理重加密的特點(diǎn)，醫(yī)鏈在設(shè)計(jì)時(shí)把代理重加密的AFGH方案進(jìn)行了擴(kuò)展，用戶只需要保存一個(gè)主密鑰對(duì)，即可動(dòng)態(tài)派生無(wú)數(shù)會(huì)話密鑰對(duì)。

需要保護(hù)數(shù)據(jù)的不僅僅是用戶個(gè)人，還有藥品。醫(yī)鏈在藥品溯源方面指向了供應(yīng)鏈上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)藥品生產(chǎn)出來(lái)時(shí)，生產(chǎn)商記錄相關(guān)的生產(chǎn)信息，為數(shù)據(jù)生成擁有溯源碼的證明，將數(shù)據(jù)上鏈；當(dāng)藥品到達(dá)運(yùn)輸公司手中，工作人員掃描溯源碼填信息，對(duì)生產(chǎn)商填寫(xiě)的信息進(jìn)行多重簽名并數(shù)據(jù)上鏈；到達(dá)藥房時(shí)，相同的操作被執(zhí)行，且合約利用零知識(shí)證明，只會(huì)在確認(rèn)擁有溯源碼后才會(huì)為供應(yīng)鏈追加數(shù)據(jù)。同時(shí)只有協(xié)作方以zk-STARK（零知識(shí)的可伸縮性透明知識(shí)論證）協(xié)議提供所需證明時(shí)，鏈上溯源信息才能被查詢或新增，有效防止惡意窺探。

在方案中，作為一種密碼證明技術(shù)，zk-STARK使用戶可以與第三方共享經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的數(shù)據(jù)或執(zhí)行計(jì)算，而無(wú)需將數(shù)據(jù)或計(jì)算透露給第三方。其優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需可信初始化，便可保障只有相關(guān)權(quán)限人才能看到相關(guān)信息。此特性契合了區(qū)塊鏈多中心化的環(huán)境，同時(shí)保證了后量子安全；同時(shí)，作品還采用了BLS簽名方案，所有供應(yīng)鏈參與者的簽名在鏈上被聚合為常數(shù)個(gè)，減少了區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)開(kāi)銷，同時(shí)加快了驗(yàn)證的效率。

賽后，張誠(chéng)儒還對(duì)協(xié)議和簽名方案的選擇進(jìn)行了解釋。他認(rèn)為，zk-STARK與BLS均有相應(yīng)的底層庫(kù)，但由于需要同時(shí)運(yùn)行在瀏覽器與區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)中，因此對(duì)庫(kù)的選取也要進(jìn)行考量。本作品分別選取了 winterfell 庫(kù)與 herumi/bls庫(kù)。前者對(duì)運(yùn)算電路的構(gòu)造進(jìn)行了一定的抽象，但開(kāi)發(fā)者需要自行記錄執(zhí)行軌跡并定義Arithmetization的過(guò)程。同時(shí)，前者以 Rust 編寫(xiě)，需要自行編譯為WebAssembly，以實(shí)現(xiàn)在瀏覽器上運(yùn)行。后者雖提供了預(yù)編譯的WebAssembly文件，但其膠水代碼缺少部分接口，需要熟悉其原始 API 并補(bǔ)全接口?？傊瑑蓚€(gè)庫(kù)各有優(yōu)劣，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，如何恰到好處地使用二者仍有一定的難度，而且需要熟悉各種語(yǔ)言之間的聯(lián)系與轉(zhuǎn)換。

總體來(lái)看，上圖展示了醫(yī)鏈的系統(tǒng)架構(gòu)和工作量。在作品中，患者與醫(yī)生、與供應(yīng)鏈成員之間均以二維碼交互，團(tuán)隊(duì)搭建了設(shè)計(jì)美觀的前端頁(yè)面供各端用戶使用。各類數(shù)據(jù)在上鏈時(shí)使用了相應(yīng)的密碼學(xué)算法以保證過(guò)程中的安全性。其中，體積較大的數(shù)據(jù)通過(guò)IPFS客戶端保存于節(jié)點(diǎn)中，記錄則通過(guò)合約SDK調(diào)用相應(yīng)的合約上鏈。在編程語(yǔ)言上，除了運(yùn)用Solidity以外，為保證效率與內(nèi)存安全，合約還采用了微眾銀行區(qū)塊鏈開(kāi)源的智能合約編程語(yǔ)言Liquid和預(yù)編譯合約的形式編寫(xiě)。

張誠(chéng)儒對(duì)此解釋稱，由于Solidity并非通用的編程語(yǔ)言，表達(dá)能力有限，在開(kāi)發(fā)時(shí)便使用了Liquid與預(yù)編譯合約，以此提供相應(yīng)密碼學(xué)算法的支持，同時(shí)保證效率。Liquid給FISCO BCOS提供了強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，開(kāi)發(fā)者可以根據(jù)實(shí)際需求自行定制，是一個(gè)非常不錯(cuò)的體驗(yàn)。

??面向未來(lái)，想象激發(fā)

每一場(chǎng)開(kāi)發(fā)向大賽的最終目的毫無(wú)疑問(wèn)是為行業(yè)帶來(lái)新的解決方案，或者孵化新的產(chǎn)品以成為市場(chǎng)中的“驕子”。尤其近些年來(lái)，國(guó)家越來(lái)越重視醫(yī)療大數(shù)據(jù)，要求充分利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等信息化技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新探索，同時(shí)希望以技術(shù)來(lái)保障用戶隱私。由此來(lái)看，醫(yī)鏈帶著光環(huán)出發(fā)，其前景無(wú)疑是廣闊的。

張誠(chéng)儒表示，近年來(lái)隱私保護(hù)受到越來(lái)越多人的關(guān)注，一方面，《數(shù)據(jù)安全法》、《個(gè)人信息保護(hù)法》等保護(hù)信息安全、數(shù)據(jù)隱私的法律法規(guī)陸續(xù)出臺(tái)；另一方面亦有越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到隱私保護(hù)與商業(yè)利益其實(shí)并不矛盾。醫(yī)鏈想解決的就是，如何在保證聯(lián)盟鏈的優(yōu)勢(shì)前提下，同時(shí)保護(hù)各個(gè)成員及用戶的隱私。

在團(tuán)隊(duì)看來(lái)，醫(yī)鏈為醫(yī)療、醫(yī)藥、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)以及溯源時(shí)的隱私保護(hù)都提供了新的思路，同時(shí)作為“口袋中的醫(yī)療”，其數(shù)字化程度大幅提高，能夠通過(guò)一個(gè)二維碼就將就診記錄、健康信息等通通管理起來(lái)。同時(shí)，醫(yī)鏈讓線上就診和線下取藥都變得更加容易。此外，醫(yī)藥廠商、銷售商都可以安心上鏈，實(shí)現(xiàn)信息流通和監(jiān)管。醫(yī)鏈甚至可以幫助實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療資源從發(fā)達(dá)城市向鄉(xiāng)村的流動(dòng)，使得科研機(jī)構(gòu)的醫(yī)療大數(shù)據(jù)價(jià)值得到更加深入地挖掘，其前景十分廣闊。

團(tuán)隊(duì)一直表示，本次比賽帶來(lái)的不僅有光環(huán)，還有經(jīng)驗(yàn)的積累， 希望能夠參與下屆金融科技高校技術(shù)大賽，并且一定會(huì)推薦身邊的同學(xué)一起來(lái)參與。

三屆以來(lái)，微眾銀行FinTechathon大賽始終保持了高度的開(kāi)放性，不局限于某個(gè)特定的場(chǎng)景，而是給予選手更多發(fā)揮空間，受到越來(lái)越多高校學(xué)子的青睞。