区块链的应用,物联网在医疗和医疗领域:应用程序,挑战,和未来的观点

文摘

物联网(物联网)是最近信息技术的创新之一,它打算互连物理世界和数字世界。它引入了一个机灵的愿景通过使对象之间的通信通过互联网和人类。物联网有多样化的应用在几乎所有的领域,如智能健康、智能交通、智能城市,等等。在医疗应用程序中,物联网减轻医生和病人之间的交流,后者可以远程诊断在紧急情况下通过身体传感器网络和可穿戴传感器。然而,使用物联网在医疗保健系统中可能导致违反了患者的隐私。因此,应考虑安全。区块链是当今热门的研究主题之一,可应用于物联网的大多数场景。一些主要的原因使用卫生保健系统中的区块链是其突出的特点,即。、分散、不变性、安全和隐私和透明度。本文的主要目的是提高医疗系统的功能使用物联网等新兴和创新的计算机技术和区块链。所以,一开始,简要介绍物联网的基本概念和区块链。之后,物联网的适用性和区块链在医学领域中探索三大areas-drug跟踪、远程医疗和医疗记录管理。 At last, the challenges of deploying IoT and Blockchain in healthcare systems are discussed.

1。介绍

医疗保健行业是一个重要的关心所有的发展中国家以及发达国家因为这个部门直接关注人的社会福利和生活。医疗行业的研究和发展应该是一个持续的过程,因为它将有助于提高生活的质量,各种健康问题和疾病斗争。与最近的进步和技术的发展,医疗行业的改善可以轻易看到。医疗保健和医疗部门的现有能力可以进一步提高了最新的和创新的引入计算机技术在医疗保健领域。这些先进的计算机技术可以帮助医生和医护人员在各种疾病的早期诊断。检测的准确性疾病在早期阶段也可以大大提高使用这些先进的计算机技术。

各种新兴的和革命性的计算机技术已经被用于其他领域有着神奇的结果。这些技术包括物联网、区块链、机器学习、数据挖掘、自然语言处理(NLP),图像处理,云计算,和许多更多。

物联网是指一切与互联网连接。这里的一切包括汽车、家用电器和其他物品与电子、嵌入式软件、传感器、执行器,和连接,使这些东西连接,收集和交换数据。凯文·艾什顿被认为是物联网的父亲(1),包括网络连接超出标准的设备,如台式电脑、笔记本电脑、智能手机和平板电脑,任何范围的传统哑或noninternet-enabled物理设备和日常用品。领先的技术在物联网传感器,云,无线技术和安全性。

物联网的基本生命周期包括四个部分:(1)收集的数据通过设备的帮助下传感器;(2)收集的数据存储在云分析;(3)分析数据然后发送回装置;和(4)设备相应的行为2]。物联网是适用于很多领域,从而使我们的生活舒适。物联网的主要应用是智能家居、智能城市,农业、智能零售、无人驾驶汽车、医疗保健。每一个技术的安全仍然是一个至关重要的方面,起着至关重要的作用在物联网网络的顺利运转。加强物联网安全的一些正在进行的项目包括方法提供数据机密性和身份验证、访问控制在物联网网络隐私和用户之间的信任和事情,安全和隐私政策的执行。物联网的安全问题时由于粗心导致漏洞程序设计,网络安全问题的一个重要原因。

在物联网体系结构中,物联网的适当的初始化是在物理层,这样完成的任何未经授权接收方不能访问系统。物联网体系结构由五层组成:感知层、网络层、中间件层、应用程序层和业务层(3]。每一层都有其目的和问题。物联网的主要安全目标至关重要的机密性,完整性和可用性(CIA)。基于漏洞,在物联网有四类攻击:“物理攻击,”“软件攻击,“网络攻击,”和“加密攻击。”

1.1。物理攻击

(我)节点回火:攻击者,通过改变妥协节点,获取加密密钥(2)物理损伤:损伤导致拒绝服务(DOS)攻击者的攻击身体危害物联网系统组件(3)恶意代码注入:通过这种攻击中,攻击者可以完全控制的物联网系统(iv)在RFID射频干扰:攻击者发送噪音信号对射频信号,这些信号用于RFID通信(v)社会工程:攻击者获取用户敏感信息的物联网系统来实现他的目标(vi)睡眠不足:关闭节点是攻击者的主要目的(七)在网络节点干扰:这种攻击可以通过使用干扰机干扰无线通信

1.2。软件攻击

(我)网络钓鱼攻击:这是一个普遍的攻击。攻击者使用假网站来获取用户的私人信息。(2)病毒、蠕虫、木马、间谍软件、和意识到:这些实体的到来会损害系统通过电子邮件附件传播恶意代码,从互联网上。蠕虫可以复制本身没有人类的参与。(3)恶意脚本:这种攻击是用于访问系统。(iv)DOS:对手的主要目的是阻止用户。

1.3。网络攻击

(我)流量分析攻击:获取网络信息,攻击者截获和分析信息。(2)射频识别欺骗:攻击者恶搞射频识别信号,改变了信息,并给出错误的信息系统。系统接受错误的信息,这是由攻击者修改。(3)天坑攻击:这是一个非常常见的一种攻击。这种攻击的主要目的是把假的相邻节点的路由信息。(iv)女巫攻击:攻击者插入恶意节点内部的网络,而网络中一个节点需要多个节点的身份。

1.4。加密攻击

这种攻击的主要目的是获取私钥,这是与对方交流时所使用的两个设备。(我)边信道:在这种攻击中,当信息从用户转移到服务器,反之亦然,那么攻击者揭示了一些额外的信息(2)密码分析攻击,在这种攻击中,攻击者解码来自不可读的消息格式可读的格式不知道的关键(3)中间人攻击:攻击者继续观察之间的通信节点窃取敏感信息

在文献中存在各种安全建议。不过,安全仍是在物联网网络关注的话题,因为现有的挑战集中、单点故障,等。因此,一个新的和新兴的技术称为区块链以及物联网可以用于加强物联网的安全。区块链的强度可以引入物联网技术提高其安全性和使它成为一个更安全的网络通过移除的挑战和问题集中在现有的安全技术和引入分散使用区块链的概念。

区块链是一种点对点的分布式网络,不需要第三方的事务和沟通(4]。所有的交易都是独立的和孤立的从其他交易。流行和背后的技术革命cryptocurrency是区块链的概念。Cryptocurrency被认为是高度安全的,unhackable。这同一区块链的概念可以用于其他网络的安全增强。区块链,一个公共分布式总帐系统是向每个人开放。区块链是一个公开的记录列表存储数据和时间顺序。块是一个容器,交易细节。每个块包含数据,前面的块的散列,的散列块有关。它有两个部分:标题和事务细节。 The header contains information regarding the block. “Timestamp” keeps a record of the time at which the block was created. “Difficulty level” decides how hard it will be to mine a block. “Merkle Root” represents the fingerprints of all the transactions stored in the block, and “NONCE” is the solution to the mathematical puzzle in the Proof-of-work algorithm.

1.4.1。动机

在本文中,两个新兴技术、物联网和区块链,集成,他们的可能性和应用在医疗保健行业探索。物联网技术在医疗保健可以用于应用程序(如远程监控病人的健康。的病人需要定期关注可以被医生远程监控使用物联网传感器部署在他们的身体和环境。同样,区块链技术在医疗保健可以处理药品可追溯性的问题,医疗记录管理,等。然而,物联网是容易受到安全攻击攻击完整性、隐私、机密性和可用性。单独使用物联网在医疗行业的应用,比如远程病人监控会导致病人数据泄漏、数据操作在其传播,等等,而在最坏的情况下,病人的生命。所以,区块链技术可以随着物联网在医疗保健,加强医疗保健行业的能力,确保安全和隐私的病人的记录。

然而,引进新技术和新兴技术在任何行业都可以产生一些问题和挑战。所以,这是至关重要的识别这些问题和挑战,特别是在医疗保健行业,人们的生活直接相关。在这篇文章中,部署区块链的可能性,探讨了物联网在医疗保健行业,以及各种新医疗应用程序可能使用这些创新技术。部署的各种挑战和问题这两个新兴技术在医疗保健领域然后详细介绍。

1.4.2。本文的主要贡献

(1)使用区块链和物联网技术的可能性和福利提高医疗保健和医疗部门一直在探索(2)各领域的应用在医疗物联网和区块链可以应用(3)各种挑战的使用物联网和区块链技术在医疗保健领域探索和提出

2。检查技术和策略

本节阐述了激励因素以及评估策略使用进行这项研究区块链和物联网在医疗保健领域。

2.1。复习计划

阶段参与这个文献综述区块链的使用和物联网技术在医疗保健和医疗部门包括建立一个评估策略,从不同的在线下载研究文章来源,文章的质量分析,解释和列举的观察结果评审,记录检查的结果,最后提出各种研究的挑战和未来的研究方向。

2.2。研究调查问卷

本调查所涉及的初始步骤进行框架的不同研究问卷和激励因素,并寻找不同的在线研究数据库相关的文章。表1使研究问题的集合计划所需的动机和行为调查使用的区块链和物联网在医疗行业。

2.3。的信息来源

进行综述,各种可能的相关资源寻找所需的咨询和相关研究这项研究中所需的资源。各种在线来源如施普林格(http://www.springer.com),谷歌科学指引(http://www.sciencedirect.com),IEEE探索(http://www.ieeeexplore.ieee.org)、学者(scholar.google.com),和在线教程,如Edureka、国家技术强化学习计划(NPTEL)对于理解概念,等等,已经咨询了在这个研究。

2.4。搜索关键字

这穷举搜索了解利用区块链的可能性和物联网技术在医学和医疗部门包括定性和定量研究论文从2008年到2020年。然而,它主要包括2016年后的论文。研究物联网开始长回来,但区块链的概念,介绍了从2009年开始。研究论文从期刊、会议、研讨会,大学论文、研讨会、等等,都包含在这篇评论。

最初,共有79篇论文在物联网,区块链自己的适用性在医疗保健行业中提到使用关键字检索表2应用特定的包含和排除标准后,过滤器根据标题、摘要、全文,出版商价值,等等,有减少到22日论文质量。各种“区块链和物联网在医疗保健”等搜索字符串已被用于搜索文件。表3显示各种参数考虑名单和排除不相关的文章。排除标准名单的质量和相关的文章在图所示1。

3所示。区块链技术和相关的概念

区块链是一个新兴的技术使用在许多不同的网络,确保网络的安全性和可靠性。区块链技术也鉴于各种事务管理系统的偏好,并取代当前现有的事务管理系统。

与当前银行系统的问题如下:(我)高交易费用(2)双支出(3)银行已经哭的同义词

其分散功能区块链已经解决了与中央银行和相关的问题是比特币背后的主要技术。区块链是一个公共分布式数据库保存加密的分类帐(5]。有一个中枢协调系统在一个集中的体系结构中,每个节点连接到中央协调系统。所有节点之间的信息共享,通过,批准通过中枢协调系统。在这个平台,所有这些个人依赖节点会断开如果中央协调平台失败。因此,从集中式系统开关向分散的系统是需要一个小时。在分散式系统中,将会有一个以上的协调员。在分散式系统中,每个节点都被视为一个协调员。,没有集中的权威。每个节点与其他节点,这个系统不依赖于任何特定的协调员。

区块链由一个连锁块,每个块的集合所有最近的交易发生和验证。详细的和通用的区块链结构如图2,块显示的顺序,每一块密码地相连。所有这些事务细节都存储在每个块,和合并计算散列码基于块存储在块中。一旦验证事务,这个街区成为永久区块链的一部分,和链式持续增加。

区块链是一个领先的技术,只有第二受欢迎的比特币。比特币的工作使用区块链可以帮助更好地理解区块链技术。比特币是第一个分散的数字货币Santoshi Nakamoto[2009年推出的6]。比特币使用各种加密技术以及数学概念,确保创建,以及比特币的管理,限制和保护。算法和加密技术是用来保持定期更新。的总帐系统跟踪多少比特币交易是电子和高度安全,这莱杰被称为区块链。

在区块链,有各种各样的关键概念。其中一个是以前的散列码。每个块都必须指定与之关联的散列码,这是作为一个块的识别因素。这个散列创建一个非常复杂的散列算法。哈希每笔交易的细节发生了必须完成块的一部分。块中包含的事务细节在十六进制值称为Merkle根头。

与区块链相关联的另一个重要概念是块的价值或工作证明。这种数学方法附加到块,以确保这是有效的阻止。

让我们举一个例子来理解区块链是如何工作的。假设一个想寄钱B。事务表示为一个块,块是网络中每个节点的广播。之后,有一群足够的矿工,有权批准交易。在得到批准从矿工解决概念证明,事务添加到区块链,最后,B得到了钱。

一块是一个区块链的关键部分,所有最近的交易记录,一旦完成,进入区块链作为一个永久的数据库。区块链是由三个技术。首先,区块链使用私钥加密安全身份和哈希函数使区块链不可变的。它使用一个P2P网络,确保与区块链(完全一致7,8]。

假设一个人试图让一个细微的变化有关的事务或一块区块链的一部分,然后改变块不能添加或反映在区块链,因为大多数人在网络最初的区块链,这改变了块不能被接受。

创建的项目区块链有很多协议和安全特性。可靠性是最首选语言编写区块链计划。在任何区块链,每一笔交易中得到的验证和确认创建一个新的块记录以及时间信息,日期,参与者,和被传播。每个用户的一部分区块链本身拥有完整的区块链。矿工验证每个事务参与区块链后,解决一个复杂的数学难题,一旦解决,验证事务和维护在分类帐。

3.1。类型的区块链

区块链的三种类型公共、私人和财团。一个公共区块链类似于比特币,世界上任何人都可以成为的一部分。谁是区块链的一部分,是一个矿工可以读取和写入数据到这个区块链。

然而,私人区块链很受限制。通常,一个中央的人有专有权验证事务和添加一个新的块区块链。

一个财团区块链之间是公共和私人区块链。而不是一个人,有一群人核实并添加事务。

总之,区块链使用数学来创建一个安全、分布式分类,使事务没有第三方。

3.2。分散的应用程序

分散的应用程序的中心部分区块链。它承诺将处理与集中式系统的所有问题。分散的架构是用户调用智能合同。Ethereum智能合约是一个分散的平台。它提出了在2013年和2015年发布。令牌的值Ethereum区块链叫做醚,在乙cryptocurrency交易所上市。聪明的合同包含所有的规则相关的服务提供包含状态信息,它包含数据智能合同(9]。聪明的合同是一个自动化的计算机协议用于数字促进、验证、执行法律合同的谈判或性能通过避免中间体和直接验证合同在一个分散的平台。计算机科学家和译码者尼克•萨博在1996年推出的这个词。他声称智能合约的帮助下实现公共分类帐。

分散的应用程序是以下的优点(1)自治。你是一个同意;不需要代理或律师(2)信任。整个blockchain-based分散的应用程序和数据文件加密使用先进的加密技术,和所有的数据是分布在一个分散的网络,是由一个共同的分类帐。如果数据破坏或改变了,那么它将被拒绝的分类帐的成员(3)备份。区块链,文件复制并存储在许多地方(4)精度。智能合约更快、更便宜和避免错误出现的从繁琐的手工工作

3.3。一些应用程序支持的区块链

一个区块链钱包类似于一个银行账户。它允许我们接受比特币,存储它们,然后发送给其他人。区块链功能有很多,例如,安全、瞬时交易,货币转换,和可访问性。有各种类型的区块链钱包:

3.3.1。基于私钥的位置

这是我们的私钥存储。热的钱包就是私钥的区块链计划最终是存储在一个基于云计算的服务器。冷的钱包:所有交易细节会得到第一个散列,,只有事务散列prorogated整个网络。关于安全特性,一个寒冷的钱包比炎热的钱包更安全。

3.3.2。根据设备和客户端

在线在这个类别,有桌面钱包,钱包、手机钱包,钱包和身体。

除了使用cryptocurrency区块链技术有其适用性在银行等其他领域,支付和转移,医疗、执法、投票,物联网,在线音乐、房地产、和许多更多。

3.4。特有的功能区块链

区块链各种独特和突出功能分散,透明度,开源的,自治,不变性,和匿名性,使它成为一个独特的和强大的技术,以确保安全,以及可靠性,IoT-inspired网络医疗(10]。许多方面都需要在研究区块链的概念。的一些关键特性支持区块链技术如图3和如下。

3.4.1。公共分布式分类帐

每个人都能够理解的数据在一个区块链。,只要你是网络的一部分,你可以访问的整个历史交易区块链成立以来已经发生了。任何增加区块链必须批准的用户。大多数网络内的成员必须批准任何增加区块链。这是“公共”的一部分分类帐(11]。Hyperledger可以被认为是一个软件,每个人都可以使用它来创建一个个性化的区块链服务。Hyperledger网络,只有政党直属的分类帐和更新通知。

3.4.2。哈希加密

在区块链,以确保安全散列加密。区块链利用哈希函数来执行加密。标题中包含的事务细节在十六进制值称为Merkle根。为了确保安全,区块链还包括数字签名。用户提供自己的私钥和公钥。

3.4.3。矿业

矿工收集所有事务,人们通过网络发送给对方,只有有效的事务被传递到其他节点。每个矿工需要几个收集事务,并把它们放在一个新形成的块。

3.4.4。权力下放

区块链的重要特性之一是权力下放。分散意味着数据不依赖或存储在中央部分。相反,数据存储在每个块的区块链。交易没有传达到各个节点由中央权威。每一块作为验证数字分类帐。许多研究领域应用区块链消除集中的概念和切换到分权的概念,例如,云计算,物联网,边缘计算和大数据(12]。

3.4.5。不可变的

不变的是不能改变的东西。它是一个重要的功能的区块链块不能被改变。不变性是通过工作证明的概念。工作证明是通过开采和矿工是改变目前的工作。现时标志是一个不同的值来创建一个独特的散列地址块,小于目标散列值。工作证明计算的概率是非常低。许多试验获得工作的有效证明。只有一个可能改变块当攻击者控制了超过51%的节点同时13]。

3.4.6。达成一致协议

这个词自治协议是基于共识。共识意味着协议确保最新的块添加到链正确(13]。分类一致性和用户安全目的,共识算法实现了(14]。有许多共识机制给出了表4(15]。

3.4.7。匿名

匿名性是指namelessness,也受到区块链的特性。匿名集分为两部分:一是发送方匿名集,另一个是接收者匿名集。这个例子工作当一个用户将数据发送给其他用户;它不显示用户的真实身份。相反,它与其他用户通过使用区块链通信地址。在这个过程中,一个用户不知道其他用户的真实身份(13,14]。

3.4.8。增强的安全

一切都是区块链,所以隐私的解决方案是通过散列加密。区块链可以带来安全和增加有一定的好处比传统系统(15,16]。理解哈希加密,我们需要了解的内容块。一块是一个容器控制事务细节。块有两个部分:标题和事务细节。块中包含的事务细节六角头的值称为Merkle根。区块链利用哈希函数执行加密(17]。

3.4.9。持久性

在区块链,称为采矿是一个主要的特性。矿业的概念验证事务,迅速发出的无效的交易(14]。矿业公司是第一个发现的人nonce值落在目标要求。

3.4.10。可追溯性

可追溯性的销售链,找出产品的起源和遵循的序列。可追溯性是一个块的安排区块链中的每个块与相邻的两个街区通过散列键(9]。

3.4.11。货币属性

区块链是一种点对点的网络。不需要第三方交易。所有的交易都是独立的第三方。在cryptocurrency区块链,使用事务,其发行量是固定的。所有区块链2.0和3.0的活动应用程序有货币的性质9]。

4所示。物联网及相关概念

4.1。物联网的体系结构

物联网的基本架构是一样的TCP / IP架构。有许多因素在物联网体系结构中需要关注像可伸缩性、互操作性、可靠性和QoS。物联网的基本结构由许多层(18,物联网被描述在图的通用体系结构4。感知层:首先是感知层,也称为设备层。在这一层中,传感器,收集环境信息。传输层:传输传感器在不同层之间的数据通过网络(如无线3 g,局域网和RFID。处理层:这一层存储、分析和处理大量的数据。模块和概念,比如数据库、云计算和大数据用于这一层。应用程序层:这一层负责向用户提供特定于应用程序的服务。业务层:管理整个物联网系统,包括应用程序、业务和利润模型和用户隐私。这一层也有助于在未来的行动和业务策略。

除了上述物联网总体架构,许多其他架构内置文学由不同的人员来满足不同需求的应用程序。第一个NDN架构是雅各布森等人提出的。19,20.]。NDN管理许多功能的物联网的网络层,例如,数据聚合,安全,等等。物联网异构应用程序的集合。有很多可以满足需求的物联网应用程序NDN,例如,由于低功率运行,提倡这种观点的团体NDN的节点提供数据到一个不同的消费者。NDN有助于提高网络的能源效率。NDN的有许多特征,有助于实现物联网的主要需求。能源效率网络缓存也可以。同样,对于可靠性、网络使用缓存和多路径路由功能。数据完整性NDN的也是一个特征物联网安全的目的。

在另一个工作(21),作者讨论了一般的物联网架构的要求和重要性在物联网的服务质量(QoS)是专注。论述了物联网的各种任务,即。,inquiry task, control task, and monitoring tasks. The monitoring tasks have different service requirements. The main requirements of QoS are service awareness. The architecture of QoS is divided into three layers: Application layer, Network layer, and Perception layer. One factor, which needs to be focused on, is Interoperability. Interoperability is the interconnection between devices. This concept covers the major applications of IoT, and this concept of interconnectivity is required at each of these layers: data model, messages, and network [22]。这是修改后的版本的建筑,因为在现有的体系结构中,有一个端到端的消息传递的概念,但这种架构实现智能解决方案通过集成web技术与现有的架构。下一个列表中的体系结构是软件定义网络架构,用于一个更安全的网络。SDN-based物联网架构与多个SDN域(可伸缩23]。互操作性的工作,也关注在前面的架构。

4.2。通信技术在物联网

聚合物联网异构网络和设备完成。集中决策关于物联网,可靠的网关之间的通信和事情是至关重要的24]。物联网网关作为传感领域之间的通信和网络领域。无线个域网、蓝牙、无线技术是用于连接智能物联网网关的事情(25]。

物联网网关需要在两种情况:当连接之间发生不同的传感领域无线个域网、蓝牙、传感和网络领域之间的联系,例如,无线个域网和3 g。常用的通信标准和技术应用于物联网通信有如下:

4.2.1。准备NFC

它是短途的无线通信技术。当两个具备nfc功能的设备彼此非常接近,大约4厘米左右,他们可以使用无线电波进行通信。NFC的操作模式,是卡模拟模式,点对点模式,和读/写模式。一些有用的NFC应用程序文件共享、移动支付、信息共享使用智能海报、名片。除此之外,它可以用于家庭自动化,图书馆系统,和医疗保健26]。在家里,自动关掉灯,关闭门,关闭空调使用NFC可以执行。

4.2.2。射频识别

射频识别是一种有效的技术在无线电频率或无线电波。该技术用于自动识别对象。在这里,对象可以是任何东西。对象可以书在图书馆或任何项目你购买从购物中心,也可以是你的车,等。他们不仅可以使用跟踪对象,而且还会追踪人类,鸟类和动物。它非常类似于条形码中使用的技术。所不同的是,条形码是一种视线的技术但RFID技术不是一个视线。射频识别系统包含两个组件,即RFID阅读器和射频识别标签。有两个RFID标签,即主动和被动标记。使用射频识别人跟踪的情况下,校车跟踪、停车选择、医疗、供应链管理和制造业。

4.2.3。V2V

V2V WIFI无线协议类似叫做专用短程通信。当DSRC与GPS相结合,形成低成本技术。V2V通信系统提供了一个360度观看同样的装备车辆的通信范围内。传播消息目前常见的所有车辆包括GPS位置,车辆速度加速度,标题,和车辆控制等信息传输状态制动状态和方向盘的角度,和车辆的路径历史和预测的路径。V2V不包括当前的技术,如导航、互联网接入、助理服务,倒车摄像头,和其他先进的技术。当司机需要V2V提供至关重要的信息。V2V为司机提供360度的意识。个人信息安全系统保持匿名,不跟踪你的车辆。司机通过显示器看到警告防止潜在的危害。它给警告停止危机警报,交叉运动帮助,不通过应用程序、盲点警告。

4.2.4。无线个域网技术

无线个域网是一个小的包设备较低数据速率和低功耗27]。家庭网络的类别下。无线个域网技术标准为控制和传感器网络。它是基于内部IEEE 802.15.4无线个域网创建的提供服务联盟。无线个域网的层结构是应用程序层,堆栈和硅。栈部分包括三个层次,即API,安全,和网络。在硅谷,有两层,即MAC和物理层。为客户应用程序层,无线个域网联盟下的堆栈和硅内部受到IEEE 802.15.4。提供服务

4.2.5。无线网络

无线设备电脑和其他设备通过无线通信信号。Wifi无线保真的代表。IEEE无线的标准,但它是一个商标的Wifi联盟。它通常被用于无线局域网。手机,城市,家庭,一切都是通过无线信号传播的。

4.2.6。蓝牙

蓝牙是一个很好的沟通媒介在早期。这是开放标准发展的个人区域网络。这种技术具有低功耗,低成本,和一个短程。蓝牙设备可以与其他蓝牙设备交换信息广播。蓝牙可以帮助创建一个小型的网络设备,接近彼此。

无线个域网的比较、蓝牙、射频识别和NFC涉及不同的领域中完成表5。

4.3。好处/物联网的应用

物联网设备有责任确保发送的消息和数据设备到达目的地。物联网应用程序启用设备和设备之间的相互作用或人力和设备(28]。域的描述提供了物联网的主要应用领域总结表6。

物联网装备众多的领域,每天数以百万计的设备连接。物联网技术应用于日常生活中各种日常事物联网喜欢网上购物,可穿戴技术、智能手机、汽车、家庭照明,家用电器等。

物联网在医疗保健:医疗行业面临的各种问题和挑战,可以使用物联网(处理29日]。此外,使用物联网医疗能力可以增强多种的。在医疗保健行业,缺乏实时数据,缺乏智能卡设备,不准确的标准分析和远程监控等增强的患者,可以使用物联网成为可能。物联网可能是所有这些问题的答案。

智能城市、农业、工业自动化和灾害管理有几个可以使用领域物联网。一些应用程序和领域物联网可以进入使用如图5。

4.4。物联网的挑战

虽然经历很多论文,发现物联网有一些突出的挑战,需要考虑。物联网的主要问题是安全问题,隐私问题,互操作性问题,物联网的标准问题,法律问题,监管权利问题,新兴经济问题、发展问题(5]。

4.1.1。安全性和隐私

事情是由漏洞的安全问题由粗心的程序设计。漏洞意味着内在弱点设计、配置、实施和管理的网络或系统使它容易受到威胁30.]。物联网中有许多与安全性相关的挑战:设计实践和不安全的法律发展物联网设备,即。组类似的设备,具有相同的特点。也没有给出足够的信息来维护或升级物联网系统。由于许多设备的循环,一个设备是受到其他设备。正如前面所讨论的,安全设计需要三样东西,即机密性、完整性和可用性,被称为中央情报局(31日]。

对于隐私关注的问题,没有固定的规则对数据用户,收集到的数据通过物联网设备不受保护。用户数据可能是容易被盗窃。你可以跟踪/监控任何人,当你连接247在互联网上。利用物联网,欠发达地区必须执行的政策要求和技能要求。

10/24/11。体系结构

一个主要挑战是选择物联网的体系结构。体系结构的选择是非常困难的,因为不同的体系结构需要根据需要(32]。因此,有机会发展新的架构或修改现有的一个。

4.4.3。法律和监管的权利问题

就像隐私,有很多法律和监管问题围绕物联网。QoS是通过无线网络实现的,但它需要关注云计算。

4.4.4。数据提取和管理

数据提取不断从复杂的环境中无法提取。例如,如果有一个丘陵地区,那里没有网络,那么如何提取数据。例如,药物是保持在一个特定的温度。没有保证药物维持在相同的温度。如果错过了1度温度,药物可能会被宠坏的。没有担保的确切的数据。

4.4.5。功率要求

最多90%的物联网设备是由一个电池。电池会活多久?有充电的能力吗?有一些绿色的充电方法从太阳风等渠道?因此,电力需求也在物联网的主要挑战。

4.4.6。复杂

在物联网中,许多技术的研究是非常重要的。它是不容易的;其中许多专家和团队合作是必要的。很多技术需要走到一起,所以不能说我已经建立了物联网产品。物联网产品,需要一个团队和专家需要在特定的技术工作。

4.4.7。云存储和异构设备

存储也面临的主要挑战。存储数据的地方,在本地服务器上或者在云上吗?我们使用特定的云存储?如果是的,那么购买或将数据存储在免费的云服务。所有这些决定都是非常重要的。生成大量的数据通过物联网传感器和设备;如何管理这些数据,如何处理数据的异构特性的主要挑战28]。在物联网中,存在许多不同的应用程序,很难处理异构应用程序在一个架构。

4.5。挑战与物联网区块链的使用

区块链与物联网的集成是非常有益的功能和应用领域物联网可以大大增加。然而,不同技术的集成网络中可以引入一些挑战考虑每个网络技术的不同限制(33,34]。区块链是一个新兴技术和各种限制,像巨大的存储需求。物联网有自己的限制,涉及到大量的数据在这个网络;这些限制会影响技术集成。

的一些挑战区块链技术的使用以及物联网网络可伸缩性、存储、缺乏技能,法律问题,和聪明的合同35]。

可伸缩性和存储区块链已经是一个挑战,但物联网的背景下,他们成为一个更大的挑战36]。物联网网络包含大量节点和区块链尺度差时,许多网络中的节点。

物联网设备存储容量较低但分布式分类包含记忆随着时间的流逝,随着节点数的增加,增加了记忆。

缺乏技能也是一个主要挑战当区块链结合物联网,物联网是几乎在每一个领域。区块链技术是新的,而且很少有人知道这个技术(9]。许多人认为区块链只是用于比特币。

区块链是一个新的领域,与不同的国家没有任何法律或法规遵循的先例,这是一个严重的问题对于制造商和服务提供商。这一挑战也是一个区块链与物联网相结合的主要问题。

5。集成的区块链和物联网技术在医疗保健

全国各地的患者数量增加一天的患者数量的增加,它已经成为难以提供全面的医疗护理。在过去的几年中,医疗保健的质量有所提高的帮助下物联网和可穿戴设备(37]。远程病人监护的主要形态解决医疗问题。可穿戴设备用于收集和传输数据到医院,和物联网设备发挥重要作用在远程病人监控38]。这些设备的主要目的是提供重要信息,如呼吸模式的一个人,血糖水平和血压健康提供者(39]。

医疗设备用于数据收集数据可以分为四个部分:(一)固定医疗设备:这些设备用于特定的物理位置,(b)医学嵌入式设备:这些设备被放置在人体内部,(c)医学可穿戴设备:这些设备规定的医生,和(d)可穿戴的健康监测设备:这些设备是戴在身体。RPM的主要动机是受到黑客攻击的安全数据。使用安全数据、区块链技术。区块链有助于确保数据从许多网络攻击通过分权的概念。与智能合同区块链也验证了数据。

医疗保健是一个物联网系统应用程序需要独特的额外需求互操作和数据传输保护病人的信息。互操作性指共享与其他数据源的数据的过程。集中的概念包括限制实现互操作性。物联网是基于集中,数据被存储在云数据不安全。区块链结合物联网面临的安全问题可以克服医疗应用程序(40]。许多实验已经在区块链完成关于医疗(41]。

6。不同的区块链和物联网在医疗中的应用

区块链有助于维护和分享病人的医疗记录,医院和卫生服务提供者。有许多医疗应用程序:

6.1。药物可追溯性

药物可追溯性通常是在一个集中的方式等条件隐私、身份验证的数据和系统的灵活性不实现42]。为了克服药物可追溯性的问题,又实现了许多分散模型。的真实性和可追溯性数据的隐私,Blockchain-based系统提出了(43称为Drugledger]。Drugledger集区块链药物药品供应链的可追溯性。Drugledger维护两个流的药物:药物的物理流结合供应链和信息流动的药物分类网络的形式药品连锁网络。这个系统改变了以往的传统建筑,通过将服务提供者为三个不同的部分:CSP,证书服务提供者;QSP、查询服务提供者;ASP,基础服务提供者。限制:药品可追溯性的场景,如本文所示,非常简单,但实际生活的场景比较复杂。未来工作:比较药物可追溯性的提出了框架与一些现有的框架,找出哪个框架更安全的DoS攻击。

物联网与区块链集成时使系统更加安全可靠。在医疗领域,许多框架提出了关于可追溯性的药物或病人监护系统。作者在44]介绍了一个框架,以避免药物通过跟踪供应链中的每个药物欺诈。的主要目的是减少使用区块链假药。主要的两种技术用于提高药物的可见性和可追溯性是区块链和RFID。限制:实现是没有完成。

透明的药物,Gcoin区块链模型(G代表全球治理)提出了(45),这个模型也改变了药物从调节供应链系统监测和检查的药物,这意味着政府模型结合刀(分权自治组织)。区块链是用来建立一个双方可以相互信任的氛围。有很多方法可以实现区块链,但本文财团工作证明用于实现Gcoin区块链。Gcoin区块链跟踪每一个药物一样区块链跟踪比特币。买家和卖家之间建立信任。Gcoin的主要目的是提高效率的数据,这是交换。未来工作:监管的影响分析和系统仿真测试在未来要做。

在印度,每年许多生命风险是由于假药的消费。提出了一个框架(46)系统中探测假药的供应链。这个拟议的框架是基于Hyperledger织物结构,其中一个PC作为客户端,和五台电脑用于订购服务。这个系统是完全基于区块链技术。供应链从药品生产的药品批发当地药品经销商和分销商医院/诊所和零售商店管理使用区块链,这有助于追踪假药。这个系统在各种场景中测试像偷来的毒品,审计的药物在零售商或分销商,假药分布。拟议的系统比较他们的性能与另一个现有的系统在许多参数,如抵抗单点故障,假冒药品检测、转移医学检测、药物短缺检测、易于操作、利益相关者的参与,透明度、隐私、安全、和不变性。限制:该系统不能够找到并消除非法药品的消费。未来工作:这个框架可以在很多领域实现像快递货物跟踪和选举管理。

的药物,是一种很常见的威胁,制造的药物是没有收到的药房,取而代之的是一个假冒供应链的方法。供应链的方法不能够跟踪罪魁祸首负责药物替换因为在每一步的信息被删除。2006年印度大部分的制造假药,据估计,大约35%的假药销售世界各地。为了克服这些问题,作者(47使用区块链)引入了一个框架。区块链更加透明,因为即使是一个单用户改变或做任何交易,它将反映给所有的用户。区块链是分权的概念,没有中央权威需要验证交易。在两个平台上实现:作者分析结果:Ethereum Hyperledger。使用Ethereum区块链:在Ethereum区块链,每个操作都需要费用。商给出的钱来执行事务和维护Ethereum网络。没有必要知道你的客户什么在这个过程中,导致一个盲点,告诉我们关于人操作帐户。它需要很长时间。Ethereum每秒可以处理100个事务(TPS),这是不可行的。区块链使用Hyperledger:这个过程不需要费用,这使得它可行的生产事务,和什么是可用的。 Certificate authority in this process manages the identity. Hyperledger is the private Blockchain and takes care of throughout and transaction per second.

6.2。病人监护/电子健康记录(二)

根据国际标准化组织电子健康记录病人数据存储在数字格式、交换和数据安全,只能通过授权机构(48,49]。它包含私人信息对一个人的健康问题,和它的主要目标是维护和为患者提供高效的服务。有许多Blockchain-based EHR系统:(一)Medrec:这是一个分散的记录管理模型。区块链模型用于认证、机密性和数据共享(50,51]。这个模型使用的所有特性Blockchain-like智能合约和分散数据的概念。(b)通过宝石健康网络数据共享:共享数据是一个大问题在传统的系统中,为了克服这些问题,并提供一个安全的环境,同时将用户的数据,宝石健康使用网络51,52]。这个网络是用来删除数据集中的概念,包括分权化的概念。宝石健康网络框架是完全基于分权的概念,和宝石网络的主要特征是所有记录下这个网络是透明的,和任何变更的记录将反映所有用户的网络。(c)Healthbank:它是一个平台,商店和安全地管理卫生信息。这是一个新的初创企业,也为他们的贡献提供了一些激励患者(52]。(d)OmniPHR:公共卫生记录(PHR)为患者提供了一个工具来访问他们的数据。这个模型开发更新记录和区分电子健康记录和PHR [40]。

一个实时Blockchain-based病人监护系统提出了(53使用智能合同)。这个系统获得数据,并使用病人的数据更相关的形式。聪明的合同用于安全目的和评估病人收集的信息的物联网医疗设备。私人区块链用于快速交易。限制:时间是主要的方面,但有一些延迟而验证区块链中的每个块。每个节点维护的安全也是一个主要挑战。未来工作:提出系统的实现是以Ethereum区块链。在未来,Hyperledger和其他区块链平台将用于这个拟议的框架。

区块链,结合物联网的时候,总是给一个更安全的网络。有一些区块链特性由于物联网网络变得更加安全,如分布式分类的概念,算法公开密匙加密,共识。透明度是通过分散的数据区块链的概念。为远程病人监控系统,提出了一个框架(54使用区块链技术)。之前提出的框架,本文讨论了积极和保障福利的区块链结合物联网,还讨论了实际障碍时生成的区块链与物联网集成。框架的工作原理来消除障碍和给一个更安全的网络。未来工作:实现这个模型用于测试性能。

提供医疗服务,有很多设施,如医院、药店。危险的疾病通常声称人类的生活。为病人提供的资源,它是强制性的持续监测病人的健康。连续监测病人健康,有许多框架哪些病人需要穿IoT-based监控设备。这些设备收集他们的医疗数据并将其存储在云中。现在医疗已成为非常受欢迎的,但主要问题是为病人提供安全的数据。在许多情况下注册对医疗数据泄漏时将数据存储在云中(55]。许多国家非常特定的关于病人的隐私和安全的数据。在欧洲,健康保险流通与责任法案(HIPAA)是用来保护医疗的病人数据,保证传输数据以一种安全的方式(56]。监控病人的生命体征,提出一个框架(51确保医疗数据。框架的目的是基于医疗设备阅读病人的生命体征和分享信息的授权医生和医院在一个安全的区块链网络。超级卡尺,由Linux基金会,用于评估性能每秒的事务,事务延迟和资源使用。未来工作:互操作性也是医疗体系的一个重要方面。未来的工作将包括检查的性能与不同的物联网框架系统的互操作性。

有许多应用物联网使用。医疗监控也是一个应用程序的物联网设备互联,数据共享和集合应该在一个安全的环境。织物Hyperledger,区块链框架,提出了57)安全的医疗保健应用程序。使用区块链技术,该框架提供了分布式和安全访问所有数据收集的设备。限制:它并不涵盖所有的物联网的安全方面。它不考虑物联网中的攻击。未来工作:创建一个更安全健康监测框架,该框架基于攻击来实现更多的功能。

物联网可以使用不同的传感器监测病人的健康。从人体通过传感器收集的信息的处理和分析。从传感器的数据传输到云有隐私的威胁,回火的数据和数据操作。为了解决这些问题,作者在58)提出了一个架构来应对这些威胁结合区块链和物联网。区块链中的每个块包含病人的隐私数据。本文简单地适用安全和透明的区块链医院和患者之间的数据传输。局限性:本文描述的基本工作区块链如何让系统更高效,但没有提供具体的例子来保护健康记录。

6.3。管理医疗记录和其他数据

监测医疗记录的传统方法需要改变。现在,互联网的使用在医疗保健系统使其更有效率。互联网智能对象可以很容易地存储和处理数据等任何格式的音频、图像或文本。有效地利用医疗资源,提高病人的健康质量,物联网是用于医疗保健。使用医疗应用程序与物联网地址很多缺点喜欢安全,隐私问题,其他问题就像医生建议患者不必要的药物和测试利润动机。为了防止这些医疗问题,医疗行业物联网的一个框架使用区块链提出了(59]。在这个框架中,每个数据生成的散列来防止数据变更。这个框架保证了病人,任何弊端关于医疗记录不能被完成。它关注的透明度记录和数据的安全。限制:事务时间医疗应用程序是一个非常重要的方面。这个框架不关注事务时间。未来工作:这个框架确保没有非法行为或弊端但不做试验在通信所需的成本。所以,在未来,一个实验在通信所需的成本将被执行。

从物联网安全数据传输设备在医疗保健系统提出了(60使用区块链技术)。区块链技术有助于识别用户相关的事务。区块链技术用于医疗保健的隐私和安全数据和病人向医生提供准确和正确的数据。限制:实现是没有完成。未来的工作:检查是否实现框架和框架是否安全。

物联网是重要的在各个领域的应用程序需要快速的结果,收集的数据,存储的数据和有效的使用这些数据。现在,物联网也由医疗应用程序更新。各种IoT-based可穿戴设备被用在医疗应用程序。但是,这些设备不安全,有可能泄漏的数据或数据误用。为了减少这种风险,物联网技术与区块链技术来提供一个更安全的网络。减少各种攻击,如DOS,修改的数据,挖掘攻击,医疗和存储攻击,提出了一种系统(61年]。混合结构实现,以确保数据的安全性和隐私。这个系统被称为混合因为区块链结合的私钥,公钥和先进的加密功能。该系统由五个部分组成:(1)重叠网络:网络中所有节点应该验证和认证;(2)云存储:数据的用户分组的形式,和系统不需要存储任何第三方;(3)医疗服务提供者:这些公司提供服务时接收警报的健康问题;(4)智能合同:这些条件设置为特定框架;(5)医疗可穿戴物联网设备:这些设备持续监测患者和收集所有的信息。限制:区块链技术是资源受限的不适合许多物联网设备。有一些问题在Blockchain-technology-related成本; it requires high bandwidth and more computational power. Future work: To explore more security issues and to provide the implementation of this conceptual framework.

所有节点在保健医疗物联网系统的综合结果。它确保病人数据的高效的交付过程。但是,它不给一个值得信赖的网络安全。一个值得信赖的医疗物联网框架提出了(62年),聪明的合同进行身份验证和验证其他节点。该框架命名为分散医疗物联网的信任模型的互操作性。这个框架分为层:第一层,所有的数据进行收集和更改数据的传感器和致动器是用于这一层。第二层是用来传输数据通过网关和网络。第三层是健康边缘层,这一层是应用程序之间的技术和水平。最后一层是应用程序层。未来工作:人工智能和深度学习技术被用于培训进行身份验证和识别模式提高框架。

表7在文献中列出了各种提出框架使用区块链和物联网技术为加强医疗保健行业的能力。

7所示。使用区块链Healthcare-Derived工业物联网的挑战

的主要挑战区块链的使用技术,物联网在医疗保健和医疗部门,如下:

7.1。互操作性

医疗保健意味着相互交换信息的互操作性区块链网络。它的主要挑战是由于大型多样的提供者和由于其开阔的自然(63年]。可以有不同的球员像医院、保险公司、医生、私人医生,等等。在医疗部门,确保适当的互操作性可能是一个挑战。

7.2。安全

分权的概念更安全,也有与之关联的一些缺点。在分散的区块链,数据分布在公共分类帐,可能导致隐私泄露。区块链提供了一个人们知道或相互信任的氛围,可以安全地共享数据。然而,在某些情况下,它可以失败的例子中,如果51%的共识成为恶意节点。许多病人可以在分享他们的个人医疗信息不舒服由于安全原因63年]。

7.3。可伸缩性和存储要求处理

几乎不可能保持每个人的数据。医疗记录的形式通常是文档,图片,和实验报告。无数的病人的医疗记录的数字存储需要巨大的存储容量。每个人的医疗事务与相同的记录存储在一个分布式的方式存储在多个位置需要巨大的存储容量和可能影响医疗系统(64年]。

7.4。缺乏标准化

区块链是一种流行的技术,在许多国家采用。在域和网络安全的概念,信任,和跟踪能力,使用区块链。适当的标准化协议,技术等,是非常重要的。方面像数据、大小和格式可以被发送到区块链,哪些数据可以存储在区块链应该明确定义(65年,66年]。

7.5。犹豫医院和相关实体之间共享信息

很多医院可以不愿意分享他们的处方和其他医疗记录,如在盈利的情况下,他们希望从不同的客户收取不同的费用。同样,医院和保险公司可以不愿意分享他们的数据,因为它可以为医院竞争优势的保持与自己有关的费用数据。至关重要的是建立双方之间的信任和说服他们分享他们的数据到一个更好的医疗系统(67年]。

7.6。犹豫和缺乏信任的病人分享他们的病史

信任建立在一个关键的利益相关者,病人是非常重要的成功的技术驱动的医疗和卫生保健系统。许多病人可以不情愿,不愿分享和公开他们的医疗记录在公共领域与第三方实体。所以,非常需要建立信任和信心的病人的安全和隐私方面整个区块链和IoT-driven医疗保健系统。

7.7。缺乏技能的医生和医护人员

问医生和其他医护人员从纸转向技术可以是一个巨大的挑战。使用电子病历和处方代替纸质处方可以是一个挑战。例如,医生通常不会填填一些不必要的字段在日常实践形式。然而,在电子记录的情况下,医生不能省略字段标记为强制性的。区块链等类似的,依靠技术和物联网远程监控可以提高问号在许多医生对其准确性和效率。这个技术驱动的医疗保健的精度、效率和性能取决于医生的技能和培训。因此,将这些技术付诸实践之前,适当的培训和技能需要的医生需要使用这些技术构建的信心。

7.8。数据所有权和问责制

数据所有权和问责制在部署其他挑战区块链和物联网技术在医疗保健领域。将数据,将授予权限分享别人的私人卫生相关的数据,并将所有权是主要的问题吗?

8。结论

在当今世界,实现物联网技术在农业等各个领域,医疗、智能城市,等医疗领域,物联网被带入使用应用程序像定期监测患者的健康,药物可追溯性,等等。然而,在物联网存在各种安全问题,可以解决通过集成物联网区块链。区块链是一个分散的技术,可以用来提高系统的安全。区块链技术和医疗保证病人的敏感与健康有关的记录保持远离任何类型的篡改和泄漏。

在这篇文章中,一个是尝试列举不同的可能方式,物联网技术以及区块链可以集成到医疗部门改善总体性能和加强当前医疗行业。医疗的三大应用领域,即(一)远程监控病人的健康,(b)药物的可追溯性,和(c)病历管理,物联网和区块链技术的适用性进行了探讨。此外,部署的各种可能的挑战和问题这两个革命性的技术,即。在医疗保健行业,物联网和区块链,探索和讨论。

基于这项研究,可以明确表示,这两种技术有巨大的潜力在医疗保健行业,一旦集成将彻底改变整个医疗行业。表8提供调查的这篇文章中使用缩写的列表。

数据可用性

没有数据被用来支持本研究。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

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