FoG-Care: a fog computing and blockchain architecture for global sharing of healthcare data - Costa, Humberto Jorge de Moura (2022)
Devido aos recentes avanços nas áreas de sistemas distribuídos e cuidados de saúde, os dados dos pacientes podem estar dispersos em locais distantes. No entanto, é provável que ocorram erros de processamento e transmissão à medida que os conjuntos de dados se tornam maiores e mais complexos. Diversas soluções baseadas em Cloud Computing têm sido propostas para gerenciar dados de saúde. Essas soluções apresentam muitos desafios de implementação no campo de cuidados de saúde, como escalabilidade, privacidade de dados e identificação global de pacientes. Assim, tecnologias como Fog Computing e Blockchain apresentam-se como umaalternativa para reduzir a complexidade do gerenciamento de dados de saúde e aumentar sua confiabilidade. Desta forma, percebemos que o principal desafio a ser enfrentado seria como os serviços de saúde podem se beneficiar de uma arquitetura computacional que suporte padrões para identificação global de ativos e compartilhamento de informações geograficamente distribuídas considerando escalabilidade, latência e privacidade. A contribuição científica e propor um modelo de arquitetura baseado em Blockchain e Fog Computing que atenda a esses requisitos e eventuais limitações. A metodologia consiste em propor e implementar um protótipo de uma arquitetura de software de saúde chamada Fog-Care, avaliando métricas de desempenho como latência, throughput e send rate de contratos inteligentes do blockchain em um cenário proposto de uma campanha global de vacinação. Este software inclui um modelo de identidade única global chamado ID-Care, que suporta a identificação global de indivíduos unicos com várias combinações de documentos, dados biometria e a utilização do padrão global do setor de saúde chamado GS1. A avaliação é um cenário de caso de uso baseado em uma campanha de vacinação integrada nos 5 principais destinos turísticos mais visitados do mundo. A avaliação de desempenho demonstrou que a latência mínima gasta menos de 1 segundo para ser executada, e a média dessa métrica cresce em progressão linear. Questões de compartilhamento de dados, privacidade, identificação e o uso de um modelo de identificação global para saúde podem ajudar a reduzir custos, tempo e esforços, especialmente no contexto de ameaças à saúde, onde agilidade e suporte financeiro devem ser priorizados. A partir dos resultados, podemos inferir que é crucial adicionar mais nós na Fog, como um por estado, para suportar o aumento da demanda de transações em uma blockchain com nós dispersos para suportar a escalabilidade; a latência média das transações é de apenas alguns segundos, até mesmo 100 solicitações simultâneas por peer são consideradas; à medida que a taxa de envio aumenta, aproximadamente metade das transações são processadas nesse momento, de acordo com os resultados do throughput; a privacidade pode ser suportada e tratada globalmente com blockchain através da escrita de contratos inteligentes de blockchain que representam esses recursos; a ausência de mutação e integridade do ledger do blockchain em um ambiente global de saúde pode ajudar a proteger a privacidade dos pacientes; a identificação única e global de pessoas e recursos é necessária e pode ser feita com os padrões GS1 adequadamente; a utilização de uma arquitetura global de identificação para a saúde pode gerar várias sugestões úteis nas políticas públicas de saúde dependendo das especificidades de cada país e dos dados de saúde compartilhados com os participantes, sendo possível implementar melhores decisões políticas e uma estratégia de saúde coordenada com resultados mais rápidos e previamente disponíveis.