Lohkoketju SOTE-järjestelmissä

Transkriptio

1 Lohkoketju SOTE-järjestelmissä Lohkoketjujen soveltuvuus SOTE-käyttöön & yleistä lohkoketjuista Santeri Tani

2 Tilaisuuden sisältö Otsikkosivu 1 lohkoketjuista ja älysopimuksista 2 Lohkoketjun vahvuudet 3 Lohkoketjun heikkoudet 4 5

3 lohkoketjuista ja älysopimuksista Lohkoketju Hajautettu (distributed) tietokanta Koostuu muuttumattomista, järjestyksessä toisiinsa linkitetyistä datalohkoista Lohkoketjuun tallennettu tieto fyysisesti ja digitaalisesti samaan aikaan useissa eri paikassa verkon solmukohtina toimivissa tietokoneissa

4 Lohkoketju on: Luottamukseton Sisällöllisesti validoitu Transaktion luojan identiteetin piilottava Muuttumaton

5 Älysopimukset Lohkoketjuteknologian viimeisimpiä merkittäviä kehitysaskelia Arvon- tai datansiirron automatisoiva ohjelma, protokolla tai skripti Turing-täydellisesti ohjelmoitavissa Autonomisesti aktivoitavissa (esimerkiksi transaktioiden yhteydessä); tiettyjen ehtojen täytyttyä suoritetaan operaatio x Kryptograsesti allekirjoitettuja

6 Älysopimukset: esimerkkejä Toimijoidenvälisen kirjanpidon automatisointi Valuutan- ja tiedonsiirrot tiettyjen ehtojen tai funktioiden täytyttyä Yritystoiminnot toteuttava hajautettu autonominen organisaatio (DAO) Myös esimerkiksi verkkotunnusten rekisteröintijärjestelmät ja äänestystoiminnot

7 Lohkoketjun vahvuudet Laajennettavuus Autonomisuus Luottamuksettomuus Muuttumattomuus Hajautettuneisuus

8 Laajennettavuus Otsikkosivu Jo olemassaoleva laitteisto voidaan asettaa lohkoketjuverkon solmukohdaksi Solmun ei ole pakko sisältää koko lohkoketjua Vaatimuksena kone ja verkkoyhteys SOTE-lohkoketju voisi toimia yhdessä muiden julkisten ja yksityisten palvelujen kanssa (Kela, lääkermat, vakuutusyhtiöt...)

9 Autonomisuus ja automaattisuus Hoitohistoria Hoitosuunnitelma Lokitiedot siitä, mitä, missä, milloin ja kuka on potilasta hoitanut Tulevaisuus: voidaan yhdistää tekoälypohjaisiin hoitosuunnitelmiin (IBM Watson jne.), jolloin ihmisten rooli terveydenhuollossa pienenee huomattavasti. Parempaa hoitoa vailla inhimillisiä virheitä

10 Luottamuksettomuus Lohkoketjun tärkeimpiä ominaisuuksia Tieto talletettu useaan solmuun Tiedon lisääminen vaatii validointia kussakin solmussa käyttäjien ei tarvitse luottaa yksittäisen solmun ylläpitäjään Lohkoketju on hajautettu käyttäjien ei tarvitse luottaa yksittäiseen palveluntarjoajaan Lohkoketju varastoi tiedon pysyvästi ja muuttumattomana käyttäjien ei tarvitse luottaa edes toisiinsa

11 Muuttumattomuus Yksinkertaistetusti: Lohkoketju koostuu lohkoista Esim. raja-arvon alittavia tiivistefunktioita laskeva solmu löytää lohkon Uusi lohko sisältää viittauksen edelliseen lohkoon uniikkina tunnisteena toimivaan tiivisteeseen Edellisten lohkojen muuntaminen invalidoisi kaikki sitä seuraavat lohkot, sillä tällöin edellisen lohkon tiiviste muuttuisi

12 Lohkoketjuun tallennettu data on siis muuttumatonta ja viimeisin lisäys on ajan tasalla Muuttumattomuus estää yleisen väärinkäytön, kuten yksittäisten asiakkaiden potilastietojen luvattoman muokkaamisen, poistamisen, sekä hoitomerkintöjen väärentämisen Voidaan toteuttaa vahvan tunnistautumisen vaativana käytönseuranta Aikaleimaaminen miten kukin SOTE-järjestelmässä vaikuttava henkilö on toiminut milläkin hetkellä

13 Hajautettuneisuus Otsikkosivu Kuva: Paul Baranin (1964) kaavioita erilaisista verkkojen toteutustavoista

14 Hajautettuneisuus Otsikkosivu Hajautettu verkko on: Toimintavarma mikään maanlaajuista sähkökatkoa pienempi yksittäinen tapahtuma ei pystyisi keskeyttämään hajautetun järjestelmän toimintaa Ei yksittäistä vikakohtaa Kuljettaa dataa nopeammin, lähempää ja varmemmin Data siellä missä sitä tarvitaan, nouto lähimmiltä ja tehokkaimmilta solmuilta

15 Lohkoketjun heikkoudet 1 Massaluettavuus 2 Konsensusmekanismit

16 Massaluettavuus Otsikkosivu Lohkoketjun ulkopuoliselle tasolle lohkoketjun sisältö vaikeasti massaluettavissa Skreippaus ja tiedon haravointi joissakin lohkoketjutoteutuksissa hankalaa Voidaan tulkita myös eduksi luvaton käsiksipääsy ihmisluettavaan potilasdataan ilman potilaan yksityistä salausavainta, esim. bugia hyväksikäyttäen erittäin vaikeaa Useat älysopimusalustat ratkaisevat tämän ongelman erottamalla ns. maailman tilan (world state) ja transaktiolohkoketjun toisistaan erillisiksi kokonaisuuksiksi

17 Julkisten lohkoketjujen konsensusmekanismit Määrittävät mitkä lohkot lisätään lohkoketjuun ja mikä lohkoketjun senhetkinen tila on Kriittinen osa luottamuksetonta verkkoratkaisua Ilman toimivaa konsensusmekanismia tulee olla keskitettyä järjestelmää muistuttava luottamussuhde joidenkin toimijoiden välillä (hajautettuneisuuden pienempi aste) Useat älysopimusalustat ratkaisevat tämän ongelman erottamalla ns. maailman tilan (world state) ja transaktiolohkoketjun toisistaan erillisiksi kokonaisuuksiksi

18 Proof-of-Work (PoW) Suosii ongelmatapauksissa niitä lohkoja, joiden louhinnassa on käytetty eniten laskentatehoja Lohkonmuodostus tietyn raja-arvon alittavia tiivistefunktioita laskemalla Vaikeustaso skaalautuu laskentatehon mukaan Äärimmäisen epäedullinen energiatehokkuudeltaan

19 Proof-of-Stake (PoS) Suosii ongelmatapauksissa niitä lohkoja, joiden louhinnan takana on eniten panostettua krypto-omaisuuseriä Erittäin hankala toteuttaa laaja-alaisesti skaalautuvasti Vaatii minimaalisen määrän laskentatehoa

20 Julkinen lohkoketju ei ole kannattava lohkoketjutyyppi SOTE-järjestelmään konsensus- ja insentiiviongelmien vuoksi. Mielekkäät vaihtoehdot: Yksityinen lohkoketju Hybridi-/konsortiumilohkoketju (!)

21 Lainsäädännön vaatimukset ja lohkoketjut Tässä osiossa tutkitaan sekä vaatimuksia, jotka lohkoketjuteknologia täyttää hyvin, että niitä, joissa lainsäädäntö ja lohkoketjut eivät täysin kohtaa. Lähteenä osiossa käytetään lakia sosiaali ja terveydenhuollon asiakastietojen sähköisestä käsittelystä (L 159/2007) ja lakia potilaan asemasta ja oikeuksista (L 785/1992).

22 Lakisääteisesti kompliantit ominaisuudet Tunnistautuminen tiedon näkyvyyden määrittely yksityiseen avaimeen liitettävällä älysopimuksella Käytönseuranta julkinen avain transaktioiden yhteydessä Häiriöttömyys hajautetun järjestelmän kaataminen tai muu häirintä vaatisi koko verkkoa ravisuttaman tapahtuman, jollainen aiheuttaisi ongelmia mille vain järjestelmälle

23 Lakisääteisesti epäkompliantit ominaisuudet Tietojen poistettavuus (L 159/2007 Ÿ5 ja L 785/1992 Ÿ12) lohkoketjut ovat muuttumattomia Tiedon salassapito (L 785/1992 Ÿ13) Tietoja ei saa jakaa henkilöille, jotka eivät osallistu asiakkaan hoitoon. Lohkoketjussa sisältö tallentuu kaikkiin lohkoketjuverkon solmukohtiin

24 Alkuperäiskappaleen yksilöinti [s]ähköisestä asiakirjasta tulee olla vain yksi alkuperäinen tunnisteella yksilöity kappale (L 159/2007 Ÿ4). Hajautetussa järjestelmässä tämä aiheuttaa perustavanlaatuisia ongelmia, ja lainopillista ambiguiteettiä. Kela ylläpitää Lain mukaan kansaneläkelaitos toimii potilaan tiedonhallintapalvelun ylläpitäjänä ja rekisterinpitäjänä (L 159/2007 Ÿ14a). Voidaan tarkastella tämän vaatimuksen järkevyyttä lohkoketjupohjaisen ratkaisun mahdollisuuksien valossa. Lohkoketju on sitä vahvempi, mitä useampia solmuja ja louhijoita sillä on

25 Lohkoketjut osana kokonaisarkkitehtuuria Arvonsiirto Lääkintälaitteiden resurssiviisas kiertotalous

26 Lohkoketju osana kokonaisarkkitehtuuria Kuva: Kansallisen SOTE-ratkaisun palvelualusta

27 Lohkoketju osana kokonaisarkkitehtuuria Kuva: Kansallisen SOTE-ratkaisun palvelualusta Oranssi=koko järjestelmä tietokannat mukaanlukien Punainen=tietokannat lohkoketjun ulkopuolella, liikenne älysopimuksilla. Realistisin vaihtoehto Sininen=Laillinen. Kirjanpidollinen kokonaisuus.

28 Lohkoketju osana kokonaisarkkitehtuuria Kuva: Isaacus-palvelumalli

29 Lohkoketju osana kokonaisarkkitehtuuria Kuva: Isaacus-palvelumalli Oranssi=koko järjestelmä tietokannat mukaanlukien Punainen=tietokannat lohkoketjun ulkopuolella, liikenne älysopimuksilla. Realistisin vaihtoehto Sininen=Laillinen. Kirjanpidollinen kokonaisuus.

30 Lohkoketju osana kokonaisarkkitehtuuria

31 Arvonsiirto Otsikkosivu Älysopimusten automatisoima maksuverkko esimerkiksi Kelan, lääkeyritysten, sekä muiden julkisten ja yksityisten toimijoiden välillä Maksut, luvat ja eri toimijoiden välinen kommunikaatio nykyisen terveydenhuoltoprosessin eniten hidastavia tekijöitätämä voisi olla ratkaisu

32 Esimerkkejä Otsikkosivu 1 Ylioppilasterveydenhuolto joutuu tilaamaan yksityiseltä röntgenpalvelun. Ylioppilasterveydenhuollon työntekijä lähettää lohkoketjuun herätteen, jolloin mikäli ennalta määritellyt ehdot ja vaatimukset täyttyvät asiaanliittyvät luvat ja maksut hoidetaan automaattisesti. Potilas voi suoraan edetä yksityisen toimijan röntgeniin. 2 Potilaalle määrätään lääkekuuri. Lääkäri lähettää lohkoketjuun herätteen, tapahtumasta tallentuu lohkoketjuun ja potilaan hoitohistoriaan merkintä, älysopimus hakee asianmukaiset luvat, ilmoittaa Kelalle ja vakuutusyhtiöille, ja mahdollisesti suorittaa lääkkeen maksutapahtuman näiden toimesta. Kaikki toiminnallisuus tapahtuu välittömästi ja reaaliaikaisesti. Potilas voi noutaa lääkkeensä.

33 Julkisen hallinnon tietohallinnon neuvottelukunta JUHTA:n JHS 152-suosituksen mukaiset BPMN-prosessikaaviot

34 Lääkintälaitteiden resurssiviisas kiertotalous Lohkoketjuilla voidaan lääkkeiden alkuperän ja sijainnin seurannan (Counterfeit Medicine Project) lisäksi hallinnoida lääkintälaitteita Kun jokainen laite lisätään osaksi lohkoketjua uniikilla tunnisteella, siitä voidaan jakaa monenlaista tietoa Sijainti, käyttöaste, kunto ja hinta ovat arvokkaita tietoja, joiden avulla voidaan arvioida laitteen tarvetta, hankintojen kannattavuutta, sekä pitää kirjaa siitä, missä laite on Helpoiten forkattavissa: lohkoketjuun kirjatut lääkintälaitteet voidaan listata verkkokauppaa muistuttavaan rajapintaan, joka mahdollistaisi lääkintälaitteiden resurssiviisaan kiertotalouden

35 Vastaavanlaista logistiikkatoiminnallisuutta Accenture+HyperledgerLääkkeiden seuranta Counterfeit Medicine ProjectLääkkeiden alkuperän ja sijainnin seuranta Deloitte RubixToimitusketjun laajempi seuranta

36 Esimerkki Otsikkosivu Keski-Suomen keskussairaalassa on erittäin matalan käyttöasteen röntgenlaite. Viitasaaren terveyskeskuksen sairaala tarvitsee vastaavanlaista laitetta. Lohkoketju hakee tai arvioi itse laitteelle määriteltyjen parametrien mukaan sopivan hinnan, jolla se siirretään Viitasaaren terveyskeskuksen sairaalaan.

37 Lääkintälaitteiden resurssiviisaalla kiertotaloudella voidaan säästää merkittäviä määriä hankintabudjeteista ja optimoida sairaaloiden ja terveyskeskuksien laitteistotilannetta. Ylimääräiset ja pienen käyttöasteen lääkintälaitteet voidaan uudelleensijoittaa ja myydä sinne, missä niille on suurin tarve.

38 Kiitos! Otsikkosivu Huom! Diat sekä SOTE-raportti voidaan toimittaa pyynnöstä. Kysymyksiä?