基于生命數(shù)據(jù)的大健康公鏈生命之花FOLI介紹

生命之花（Flower of Life）是基于生命數(shù)據(jù)的大健康公鏈，利用一主鏈三側(cè)鏈（永久存儲(chǔ)鏈、臨時(shí)存儲(chǔ)鏈、計(jì)算鏈）的四鏈結(jié)構(gòu)解決生命數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析、預(yù)警、交易問(wèn)題。FOLI 核心功能有健康數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、疾病分析、基于大數(shù)據(jù)的預(yù)警和健康數(shù)據(jù)的查詢、搜索和交易。

由于生命數(shù)據(jù)的珍貴、隱秘和多樣性特點(diǎn)，F(xiàn)OLI 采用去中心化設(shè)計(jì)，集成優(yōu)化 P2P 網(wǎng)絡(luò)和 IPFS 的優(yōu)點(diǎn)，保證了文件存儲(chǔ)的有效性。同時(shí)采用多級(jí)訪問(wèn)權(quán)限證明，保證了整個(gè)區(qū)塊鏈的健壯和穩(wěn)定性。

生命數(shù)據(jù)種類多樣、數(shù)量龐大，其數(shù)據(jù)的挖掘需要巨大的計(jì)算能力來(lái)支撐，因此我們將使用 Dadoop（Distributed Hadoop） 來(lái)提供計(jì)算服務(wù)。挖掘算法，可以從永久數(shù)據(jù)鏈讀取生命數(shù)據(jù)，發(fā)送計(jì)算任務(wù)到分布式計(jì)算鏈，中間結(jié)果存儲(chǔ)到臨時(shí)數(shù)據(jù)鏈，結(jié)果回存到永久數(shù)據(jù)鏈，有效的經(jīng)驗(yàn)將被系統(tǒng)應(yīng)用為 EAAS（Experince As A Service），并開(kāi)放給用戶使用。

FOLI 提供了一個(gè)隱私分類的數(shù)據(jù)分享和交易協(xié)議，把用戶的生命數(shù)據(jù)分為普通級(jí)、秘密級(jí)和隱私級(jí)，分別提供不同的訪問(wèn)權(quán)限，支持靈活的數(shù)據(jù)交換。

同時(shí)，F(xiàn)OLI 是一個(gè)開(kāi)放的泛健康公鏈，基于生命數(shù)據(jù)的隱私分級(jí)，結(jié)合智能合約和開(kāi)放接口，可以實(shí)現(xiàn)主體、數(shù)據(jù)、價(jià)值、適配、信任、場(chǎng)景六維基礎(chǔ)的連接。

本文介紹了 FOLI， 它是一個(gè)是以計(jì)算和存儲(chǔ)為中心的去中心化生命數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，基于健康行業(yè)數(shù)據(jù)隱私性強(qiáng)、計(jì)算量大的特點(diǎn)，提出以下創(chuàng)新：

1. 隱私分級(jí)和同態(tài)加密；

2. 永久數(shù)據(jù)鏈、臨時(shí)數(shù)據(jù)鏈、計(jì)算鏈和主鏈，四鏈合一；

3. 引入 Dahoop（Distributed Hadoop） 來(lái)協(xié)同大數(shù)據(jù)計(jì)算，滿足生命數(shù)據(jù)分析需求；

4. 基于 FOLI 的存儲(chǔ)和計(jì)算架構(gòu)，為健康數(shù)據(jù)提供獨(dú)特支持 ， 既能滿足 B 端用戶需求，又能滿足 C 端用戶需求。

FOLI 技術(shù)架構(gòu)

FOLI 整個(gè)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成一個(gè)健康數(shù)據(jù)生態(tài)平臺(tái)，通過(guò)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化采集，在去中心化的健康數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的基礎(chǔ)上，提供基于生命數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)查詢、分析和計(jì)算服務(wù)。數(shù)據(jù)查詢和分析任務(wù)可以在授權(quán)的范圍內(nèi)使用，這些數(shù)據(jù)也可以在 FOLI 中進(jìn)行交易和存儲(chǔ)。FOLI 將連接智能硬件、個(gè)人計(jì)算機(jī)、專用的礦機(jī)來(lái)促成低成本、去中心化的健康數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)和計(jì)算。

FOLI 提供四個(gè)主要的功能：健康數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)計(jì)算和數(shù)據(jù)交易。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)采集和激勵(lì)機(jī)制的引入，獲取巨量的數(shù)據(jù)，通過(guò)去中心化存儲(chǔ)來(lái)保證存儲(chǔ)的容錯(cuò)性要求，通過(guò)分級(jí)的隱私數(shù)據(jù)管理，各種分析算法將直接作用于海量的數(shù)據(jù)而生成有用的結(jié)果，數(shù)據(jù)的產(chǎn)生者也可以通過(guò)交易的形式獲取相應(yīng)的回報(bào)。

1、FOLI 設(shè)計(jì)理念

FOLI 整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理念在于使用激勵(lì)的機(jī)制為健康產(chǎn)業(yè)提供廉價(jià)的存儲(chǔ)和計(jì)算功能，并利用存儲(chǔ)和計(jì)算為泛健康生態(tài)服務(wù)基礎(chǔ)，把醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)直接以 Experience As A Service（經(jīng)驗(yàn)即服務(wù)）的形式呈現(xiàn)。

FOLI將使用Hadoop作為計(jì)算引擎，IPFS作為存儲(chǔ)引擎，F(xiàn)oundationDB作為索引數(shù)據(jù)引擎。計(jì)算鏈負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)計(jì)算，臨時(shí)存儲(chǔ)鏈負(fù)責(zé)存儲(chǔ)非持久性臨時(shí)數(shù)據(jù)，永久數(shù)據(jù)鏈存儲(chǔ)用戶健康數(shù)據(jù)，主鏈負(fù)責(zé)側(cè)鏈之間的協(xié)調(diào)和記賬功能。

2. 多鏈結(jié)構(gòu)

2.1 FOLI 設(shè)計(jì)為四鏈結(jié)構(gòu)

其滿足三個(gè)主要屬性：

1. 主鏈和側(cè)鏈結(jié)構(gòu)；

2. 主鏈和永久存儲(chǔ)側(cè)鏈不可更改，計(jì)算側(cè)鏈和臨時(shí)存儲(chǔ)側(cè)鏈可以更改；

3. 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。

第一個(gè)屬性確定了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主從結(jié)構(gòu)，第二個(gè)屬性可以解決系統(tǒng)的拓展性、容量和延遲問(wèn)題，第三個(gè)屬性確定數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接口和應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。在 FOLI 鏈中，主鏈負(fù)責(zé)交易，側(cè)鏈負(fù)責(zé)計(jì)算和存儲(chǔ)，根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的性質(zhì)，又細(xì)分為了永久存儲(chǔ)側(cè)鏈和臨時(shí)存儲(chǔ)側(cè)鏈。

2.2 永久存儲(chǔ)側(cè)鏈

IPFS、Storj 是流行的分布式存儲(chǔ)協(xié)議，我們?cè)?IPFS 的基礎(chǔ)上，針對(duì)高頻文件和長(zhǎng)尾文件區(qū)別對(duì)待，以最大化的優(yōu)化存儲(chǔ)的效率，實(shí)現(xiàn)線上數(shù)據(jù)和線下存儲(chǔ)的辯證統(tǒng)一。

2.3 臨時(shí)存儲(chǔ)側(cè)鏈

在 FOLI 框架下，將產(chǎn)生大量的中間結(jié)果和狀態(tài)，這些數(shù)據(jù)并不需要保證長(zhǎng)期的一致性，針對(duì)這種特殊的需求，我們將把可改變數(shù)據(jù)，可交換數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在臨時(shí)存儲(chǔ)側(cè)鏈上。

2.4 計(jì)算側(cè)鏈

大多數(shù)常見(jiàn)的區(qū)塊鏈用于記賬，其計(jì)算都是非常簡(jiǎn)單的，包括以太坊在內(nèi)的圖靈機(jī)完備語(yǔ)言 Solidity 也僅限于簡(jiǎn)單的應(yīng)用，這些計(jì)算對(duì)資源的要求很低。但在健康領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)據(jù)查詢，人工智能都需要非常多的計(jì)算機(jī)資源，因此對(duì)于 FOLI 我們?cè)O(shè)計(jì)更通用的數(shù)據(jù)查詢SQL 和 Pig/Hive 任務(wù)。要存儲(chǔ)所有的計(jì)算狀態(tài)顯然是不可能的，所以計(jì)算側(cè)鏈的共識(shí)我們將通過(guò)隨機(jī)驗(yàn)證和驗(yàn)證博弈算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.5 數(shù)據(jù)查詢

數(shù)據(jù)的查詢是非常重要的一個(gè)功能，我們將提供多語(yǔ)言的 API 和Driver 給上層應(yīng)用服務(wù)。

3、FOLI 架構(gòu)設(shè)計(jì)

Bitcoin 作為第一代區(qū)塊鏈的代表，Ethererum 作為第二代區(qū)塊鏈的代表，都使用的單鏈結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)比較簡(jiǎn)單，比特幣主要是貨幣屬性，以太坊可以執(zhí)行簡(jiǎn)單的代碼，但由于其單鏈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其性能受到了很大的制約。FOLI 在比特幣、以太坊和 EOS 基礎(chǔ)上，提出了主鏈和側(cè)鏈相結(jié)合的模式，主鏈負(fù)責(zé)記賬和協(xié)調(diào)，側(cè)鏈負(fù)責(zé)執(zhí)行。

3.1 FOLI 系統(tǒng)架構(gòu)

最 早 的 共 識(shí) 機(jī) 制 是 工 作 量 證 明 （POW），Cynthia Dwork 和 MoniNaor 于 1993 年提出，中本聰在 2009 年首次應(yīng)用到比特幣中。POW 的特點(diǎn)是安全性高、去中心化程度高，最大的缺點(diǎn)是性能差，而且消耗大量的資源用于保證安全性。

為解決 POW 的問(wèn)題，Sunny King 提出了另一類共識(shí)機(jī)制——權(quán)益證明 （POS）。POS 需要每個(gè)礦工抵押虛擬代幣以保證其不作弊，挖礦的難度和其擁有的貨幣數(shù)量成反比。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的速度可以得到提升，不過(guò)這種提升是通過(guò)犧牲安全性得到的，因?yàn)橄乱粋€(gè)出礦節(jié)點(diǎn)被預(yù)測(cè)的概率大大增加。

2013 年 ，BM（Daniel Larimer） 提 出 了 代 理 權(quán) 益 證 明 的 共 識(shí) 機(jī) 制（DPOS）。DPOS 大大減弱了去中心化機(jī)制，通過(guò)代理來(lái)驗(yàn)證交易。這些代理節(jié)點(diǎn)是通過(guò)一幣一選票的形式產(chǎn)生。EOS 是典型的基于 DPOS 的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)。DPOS 的優(yōu)點(diǎn)是速度快，缺點(diǎn)是中心化，這是由其代理節(jié)點(diǎn)的生成機(jī)制和驗(yàn)證機(jī)制決定的。21 節(jié)點(diǎn)架構(gòu)的 EOS 很容易被操控，滋生腐敗。

FOLI的主鏈設(shè)計(jì)基于Verifiable Random Function （VRF） 的DPOS機(jī)制，類似于Algorand（https://people.csail.mit.edu/nickolai/papers/gilad-algorand.pdf ），在保證安全性的同時(shí)又解決了性能問(wèn)題。

永久數(shù)據(jù)側(cè)鏈 （PDSC Permanent Data Side Chain） 是建立在 P2P存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上，用以存儲(chǔ)永不刪除的生命數(shù)據(jù)。

臨時(shí)數(shù)據(jù)側(cè)鏈 （TDSC Temporary Data Side Chain） 也是建立在P2P 網(wǎng)絡(luò)上，用于存儲(chǔ)中間計(jì)算狀態(tài)、結(jié)果以及臨時(shí)高頻訪問(wèn)數(shù)據(jù)。

計(jì)算側(cè)鏈 （TSC Task Side Chain） 是用于解決實(shí)際問(wèn)題的計(jì)算任務(wù)（ 例如智能醫(yī)生診斷，計(jì)算基因缺陷，分析對(duì)比血液元素等），這些實(shí)際任務(wù)將在 FOLI 虛擬機(jī)上運(yùn)行（FVM）。

生命數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在永久數(shù)據(jù)鏈上，計(jì)算側(cè)鏈讀取生命數(shù)據(jù)并運(yùn)行算法，臨時(shí)結(jié)果存儲(chǔ)在臨時(shí)數(shù)據(jù)側(cè)鏈，當(dāng)數(shù)據(jù)被確認(rèn)后，存入永久數(shù)據(jù)鏈，運(yùn)行的過(guò)程中，側(cè)鏈負(fù)責(zé)把 Cost 和交易相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)到主鏈，主鏈負(fù)責(zé)Token 的最后確認(rèn)。

如圖 2 所示，在生命之花網(wǎng)絡(luò)中，主鏈負(fù)責(zé)管理所有的交易和協(xié)調(diào)其他三條側(cè)鏈。主鏈通過(guò)智能合約驅(qū)動(dòng)計(jì)算和存儲(chǔ)，側(cè)鏈的引入可以提高整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算的效率。每條側(cè)鏈擁有其單獨(dú)的共識(shí)機(jī)制，計(jì)算側(cè)鏈?zhǔn)怯每沈?yàn)證數(shù)據(jù)計(jì)算共識(shí)，臨時(shí)存儲(chǔ)側(cè)鏈?zhǔn)怯?PoST（時(shí)空證明），永久存儲(chǔ)側(cè)鏈則是使用 rPoST（ 更新版的 PoST）。主鏈的操作不受側(cè)鏈的影響，而在其上運(yùn)行的智能合約也可以分為四類：

1. 不需要訪問(wèn)存儲(chǔ)和計(jì)算側(cè)鏈的合約（例如轉(zhuǎn)賬，錢(qián)包操作，創(chuàng)建自己的虛擬貨幣等）；

2. 只需要訪問(wèn)存儲(chǔ)的智能合約（例如訪問(wèn)病人的病歷信息）；

3. 只需要訪問(wèn)臨時(shí)存儲(chǔ)和計(jì)算的智能合約（例如對(duì)自有的數(shù)據(jù)進(jìn)行醫(yī)學(xué)模型驗(yàn)證）；

4. 需要臨時(shí)存儲(chǔ)、永久存儲(chǔ)和計(jì)算的智能合約（病情分析，病情預(yù)警等）。

圖 3 就是一個(gè)時(shí)序圖，簡(jiǎn)單的敘述了合約的執(zhí)行過(guò)程。

3.2 主鏈

FOLI 主鏈區(qū)塊生產(chǎn)的流程如圖 4 中描述的過(guò)程。首先在每一輪中 會(huì) 由 一 個(gè) 隨 機(jī) 泉（Random Spring） 產(chǎn) 生 一 個(gè) 隨 機(jī) 數(shù)（Random value）。這個(gè)隨機(jī)數(shù)有兩個(gè)作用，一個(gè)是選出這一輪的區(qū)塊生產(chǎn)人（Block Makers），二是選出這一輪的區(qū)塊公證人（Notary）（圖中的 1 過(guò)程）。在區(qū)塊生產(chǎn)人被選出以后，提議這一輪的新區(qū)塊然后提交給區(qū)塊公證人（圖中 2 過(guò)程）。區(qū)塊公正人接收提議區(qū)塊后將其公證（只有最終被公正的區(qū)塊才能作為新區(qū)塊加入?yún)^(qū)塊鏈），然后將公證的區(qū)塊向全網(wǎng)廣播（圖中 3 過(guò)程），一個(gè)新的區(qū)塊正式生成。在隨機(jī)燈塔收到經(jīng)過(guò)公證的區(qū)塊后，產(chǎn)生下一輪的隨機(jī)數(shù)，然后重復(fù)上一過(guò)程。

通過(guò)引入 VRF 的 DPOS 機(jī)制，在保證安全性的基礎(chǔ)上，大大的提高了交易的確認(rèn)速度和性能。側(cè)鏈?zhǔn)褂煤椭麈溡粯拥?Token， 也可以使用單獨(dú)的 Token，按照一定比率進(jìn)行兌換。

3.3 數(shù)據(jù)側(cè)鏈

數(shù)據(jù)側(cè)鏈?zhǔn)腔?P2P 存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò) IPFS。鏈本身只作為激勵(lì)層，不負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)本身，F(xiàn)OLI 使用時(shí)空證明 PoST 作為數(shù)據(jù)的共識(shí)機(jī)制。PoST 是去中心化分布式存儲(chǔ)的基礎(chǔ)，其優(yōu)勢(shì)包括閃電交易速度、高隱私、低交易費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)數(shù)據(jù)的持久狀態(tài)，F(xiàn)OLI 數(shù)據(jù)鏈分為兩類：一個(gè)是持久數(shù)據(jù)側(cè)鏈，此側(cè)鏈的數(shù)據(jù)是長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)，具有持久性、長(zhǎng)尾性，但對(duì)穩(wěn)定性有很高的要求。另一個(gè)是臨時(shí)數(shù)據(jù)側(cè)鏈，合約執(zhí)行的臨時(shí)數(shù)據(jù)或者具有時(shí)效性的數(shù)據(jù)，將存儲(chǔ)在臨時(shí)數(shù)據(jù)側(cè)鏈，此側(cè)鏈上的數(shù)據(jù)要求訪問(wèn)速度快，訪問(wèn)頻繁。

臨時(shí)數(shù)據(jù)側(cè)鏈對(duì)應(yīng)于傳統(tǒng)的 Cache 緩沖層，持久數(shù)據(jù)側(cè)鏈對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)庫(kù) Persistent 層。

3.4 計(jì)算側(cè)鏈

計(jì)算側(cè)鏈結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)側(cè)鏈類似，當(dāng)客戶端通過(guò) SDK 發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)，請(qǐng)求存儲(chǔ)在鏈上，鏈充當(dāng)一個(gè)任務(wù)分發(fā)池的功能，每一個(gè)礦工都可以從任務(wù)池中獲取任務(wù)，當(dāng)任務(wù)完成以后，任務(wù)的狀態(tài)信息將發(fā)送到計(jì)算鏈來(lái)更新?tīng)顟B(tài)和獲取激勵(lì)。

計(jì)算側(cè)鏈不僅具有 MapReduce Miner，通過(guò)構(gòu)建無(wú)狀態(tài)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，它同樣可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢的任務(wù)。FOLI DB 基于 Orbit DB，使用 IPFS 作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層，IPFS PubSub 來(lái)自動(dòng)同步數(shù)據(jù)庫(kù)。這里MapReduce 和 DB Miner 在同一個(gè)容器中，可以分開(kāi)調(diào)度和管理，也可以聯(lián)合調(diào)度和管理。

3.5 跨鏈通信

在 FOLI 鏈，有幾種不同類型的跨鏈通信：

1. 主鏈，計(jì)算鏈（純計(jì)算任務(wù)，無(wú)中間存儲(chǔ)，適用于自包含數(shù)據(jù)任務(wù)）；

2. 主鏈，永久存儲(chǔ)鏈（純存儲(chǔ)任務(wù)，醫(yī)療數(shù)據(jù)，健康數(shù)據(jù)上傳，下載）；

3. 主鏈，計(jì)算鏈，永久存儲(chǔ)鏈 （ 無(wú)中間存儲(chǔ)，結(jié)果直接作用于永久存儲(chǔ)鏈）；

4. 主鏈，計(jì)算鏈，永久存儲(chǔ)鏈和臨時(shí)存儲(chǔ)鏈。

圖 8 展示了 FOLI 跨鏈協(xié)議在最復(fù)雜的四鏈的情況下的交互，其他類型的跨鏈通信只是四鏈通信的子集。

跨鏈通訊流程：

⑴ 。 任務(wù)或者查詢發(fā)起人，通過(guò)任務(wù)和查詢接口，提交查詢 / 任務(wù)到主鏈。主鏈負(fù)責(zé)：

①驗(yàn)證區(qū)塊狀態(tài)；

②驗(yàn)證跨鏈合約正確性；

③鎖定賬戶余額；

④任務(wù)或者查詢發(fā)送到計(jì)算鏈。

⑵ 。 根據(jù)任務(wù)類型，任務(wù)的執(zhí)行者和驗(yàn)證者都會(huì)把合約代碼和數(shù)據(jù)導(dǎo)入生命之花虛擬機(jī)，并在 FVM 中執(zhí)行計(jì)算和驗(yàn)證。計(jì)算鏈主要負(fù)責(zé)如下功能：

①解析合約代碼和查詢代碼，并分解執(zhí)行；

②讀取寫(xiě)入數(shù)據(jù)鏈，包括臨時(shí)和永久數(shù)據(jù)鏈，合約代碼中會(huì)指定存 儲(chǔ)類型，類似于緩存和磁盤(pán)結(jié)構(gòu)；

③在需要的時(shí)候，把必要的數(shù)據(jù)傳回主鏈。

⑶ 。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)鏈，主要是為了提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，臨時(shí)數(shù)據(jù)鏈重在訪問(wèn)速度和效率，永久存儲(chǔ)鏈重在可用性和完整性。存儲(chǔ)鏈主要功能：

①驗(yàn)證區(qū)塊格式；

②保證底層數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可用性，完整性和安全性；

③通知主鏈有關(guān)數(shù)據(jù)讀寫(xiě)的消息，確保賬號(hào)余額足夠支付存儲(chǔ)費(fèi)用。

⑷ 。 當(dāng)任務(wù)完成后，任務(wù)結(jié)果返回給執(zhí)行人，主鏈記錄狀態(tài)變成完成狀態(tài)，主鏈和不同側(cè)鏈的礦工得到回報(bào)。

4、 計(jì)算驗(yàn)證模型和共識(shí)機(jī)制

健康產(chǎn)業(yè)需要一系列的計(jì)算能力和查詢能力，F(xiàn)OLI 鏈的核心是提供去中心化的計(jì)算、查詢和存儲(chǔ)平臺(tái)。在拜占庭環(huán)境下，我們必須要構(gòu)建一套驗(yàn)證機(jī)制來(lái)保證計(jì)算的可驗(yàn)證性來(lái)避免惡意節(jié)點(diǎn)通過(guò)偽造結(jié)果來(lái)獲利。針對(duì)不同的任務(wù)類型，我們使用了『計(jì)算 - 挑戰(zhàn) - 仲裁』模型和『概率可驗(yàn)證計(jì)算』來(lái)保證計(jì)算的可驗(yàn)證性。

在 FOLI 鏈中，因?yàn)槿蝿?wù)的多樣性，對(duì)準(zhǔn)確性和速度都有不同的要求，我們通過(guò)調(diào)整任務(wù)人的個(gè)數(shù)和驗(yàn)證的個(gè)數(shù)來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)。

4.1『計(jì)算 - 等待窗口 - 挑戰(zhàn) - 仲裁』模型

在中心化平臺(tái)，一般的任務(wù)不需要多臺(tái)機(jī)器同時(shí)執(zhí)行，因?yàn)榻Y(jié)果是可預(yù)知的，而且平臺(tái)本身保證了數(shù)據(jù)的正確性，在去中心化平臺(tái)中，為了防止礦工作惡，我們提出了『計(jì)算 - 窗口 - 挑戰(zhàn) - 仲裁模型』，模型的運(yùn)行過(guò)程如下：

1. 用戶提交計(jì)算任務(wù)；

2. 礦工獲取并提交計(jì)算結(jié)果；

3. 進(jìn)入窗口等待期，如果沒(méi)有挑戰(zhàn)，則直接獲取回報(bào)；

4. 如果有挑戰(zhàn)，挑戰(zhàn)人提交核對(duì)結(jié)果；

5. 仲裁人比較結(jié)果，在結(jié)果矢量中獲取第一個(gè)不同的結(jié)果，計(jì)算出正確答案，仲裁結(jié)束。

4.2『概率可驗(yàn)證計(jì)算』模型

要驗(yàn)證某個(gè)單一計(jì)算的正確性是非常困難的，所以在 FOLI 網(wǎng)絡(luò)中，我們通過(guò)多個(gè)節(jié)點(diǎn)的計(jì)算，來(lái)獲得統(tǒng)計(jì)上的正確性，結(jié)合計(jì)算 - 等待窗口 -挑戰(zhàn) - 仲裁模型，我們可以提高作惡的成本，降低作惡成功的概率。

假設(shè)在網(wǎng)絡(luò)中有 N 個(gè)活躍節(jié)點(diǎn)，M 個(gè)惡意節(jié)點(diǎn) 。 我們定義規(guī)則為：

1. 鏈上保存一個(gè)計(jì)數(shù)器；

2. 當(dāng)出現(xiàn) W 個(gè)結(jié)果而且結(jié)果都一樣的時(shí)候認(rèn)定為正確結(jié)果并把結(jié)果返回給調(diào)用者；

3. 如果出現(xiàn)任意一個(gè)結(jié)果不符，重置計(jì)數(shù)器重新分發(fā)；

4. 所有的礦工在提交任務(wù)結(jié)果前都需要繳納一筆抵押金，如果任務(wù)結(jié)果確認(rèn)，押金返還，否則會(huì)被系統(tǒng)沒(méi)收并分發(fā)給網(wǎng)絡(luò)中貢獻(xiàn)者。

根據(jù)上述規(guī)則定義，系統(tǒng)返回錯(cuò)誤結(jié)果的概率為 W 可以由應(yīng)用層指定，默認(rèn)值由系統(tǒng)根據(jù)活躍節(jié)點(diǎn)數(shù)動(dòng)態(tài)調(diào)整。

5、差分隱私保護(hù)

5.1 隱私分級(jí)和保護(hù)策略

為了保護(hù)用戶隱私，我們把系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分為幾個(gè)級(jí)別：

1. 絕密（隱私，只有私鑰才可解鎖）；

2. 秘密 （ 基于私鑰的令牌機(jī)制 ）；

3. 普通（可搜索）。

FOLI 使用以下策略來(lái)保證數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)：

1. 數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)的分段，每一個(gè)文件在一臺(tái)機(jī)器上只有片段；

2. 數(shù)據(jù)合成查詢的時(shí)候，使用同態(tài)加密技術(shù)；

3. 對(duì)于私密文件，用戶在上傳時(shí)直接采取個(gè)人加密技術(shù)。

5.2 同態(tài)加密技術(shù)

顧名思義，同態(tài)加密是一種加密的形式。在不對(duì)稱情形下，它可以接受完全可讀的文本，然后基于“公鑰”將其轉(zhuǎn)變?yōu)閬y碼。更重要的是，它可以基于“私鑰”將亂碼轉(zhuǎn)回同樣的文本。理論上，除非你有“私鑰”，你無(wú)法解碼加密后的亂碼。

同態(tài)加密是一種特殊形式的加密。它允許某人在無(wú)法閱讀信息的前提下以特定的方式修改加密信息。例如，同態(tài)加密可以應(yīng)用于數(shù)字上，讓加密過(guò)的數(shù)字可以進(jìn)行乘法和加法運(yùn)算而無(wú)需解密數(shù)字。FOLI 中大量使用同態(tài)加密技術(shù)來(lái)保證數(shù)據(jù)的隱私性和可計(jì)算性。

生命之花（FOLI）應(yīng)用

在未來(lái)的若干年中，生命之花將與全球大健康產(chǎn)業(yè)各節(jié)點(diǎn)、機(jī)構(gòu)合作并落地一批區(qū)塊鏈項(xiàng)目。未來(lái)，生命之花將深耕生命科學(xué)領(lǐng)域，為更多的應(yīng)用場(chǎng)景提供堅(jiān)實(shí)的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施，提升行業(yè)效率，降低業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)成本，提升各級(jí)數(shù)據(jù)的私密性。

生命之花將從生命科學(xué)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等維度構(gòu)建區(qū)塊鏈普世的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)等新科技，在基因工程、抗癌研究、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、藥品追溯、醫(yī)療數(shù)據(jù)、醫(yī)療器械、醫(yī)療金融、有機(jī)農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)院、藥店、公益慈善等方面推廣落地應(yīng)用。

1、大病互助

特指大病醫(yī)療互助。每個(gè)生命都有生存的價(jià)值和意義。現(xiàn)實(shí)生活中，太多家庭或者個(gè)人因?yàn)榇蟛?、重病不能及時(shí)籌集資金而失去最佳治療時(shí)機(jī)，或者因?yàn)橹尾《鴱拇诉^(guò)上貧困生活，更多病患無(wú)法及時(shí)尋找適配的治療方案或者治療機(jī)構(gòu)而耽誤時(shí)機(jī)。

生命之花在大病醫(yī)療互助上，將會(huì)率先對(duì)癌癥、艾茲病等提供技術(shù)、數(shù)據(jù)及金融方案的服務(wù)。區(qū)塊鏈技術(shù)讓醫(yī)療慈善更加透明、公正與可監(jiān)控。

2、產(chǎn)品溯源

藥品、營(yíng)養(yǎng)品、健康產(chǎn)品的溯源是生命之花的重要應(yīng)用之一。生命之花通過(guò)對(duì)藥材種養(yǎng)殖、原料基地、收集加工、生產(chǎn)過(guò)程、包裝、運(yùn)輸、倉(cāng)管等多個(gè)環(huán)節(jié)提供基于物聯(lián)網(wǎng)的溯源與分布式賬本技術(shù)，對(duì)藥品、營(yíng)養(yǎng)品、護(hù)理產(chǎn)品等健康產(chǎn)品進(jìn)行溯源。

3、醫(yī)藥研究

人類對(duì)生命科學(xué)的探索從未停止，特別是癌癥、糖尿病、阿茨海默癥等重大疾病。制藥公司在證明其藥品價(jià)值方面面臨著越來(lái)越大的壓力。根據(jù)行業(yè)估計(jì)，每年約有 3000 億美元的藥物因沒(méi)能提供預(yù)期的效果而被浪費(fèi)，同時(shí)也使患者遭受了藥物帶來(lái)的不良副作用。因此，制藥行業(yè)必須轉(zhuǎn)向以病人為中心的藥物開(kāi)發(fā)模式，以實(shí)現(xiàn)未來(lái)的靶向治療。在科學(xué)的解決數(shù)據(jù)加密的前提上，提供公平的、系統(tǒng)的、充足的數(shù)據(jù)支持科學(xué)家的研究，將會(huì)大大促進(jìn)對(duì)生命密碼的解釋。

區(qū)塊鏈技術(shù)以其完善的安全基礎(chǔ)設(shè)施可以實(shí)現(xiàn)健康數(shù)據(jù)的無(wú)縫交換，推動(dòng)更大規(guī)模的基因組學(xué)研究，從而促進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展。隨著藥物開(kāi)發(fā)行業(yè)不斷在精準(zhǔn)醫(yī)療上押注，基于區(qū)塊鏈的、不可變的記錄可能會(huì)消除臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)校正的負(fù)擔(dān)和成本，并促進(jìn)研究成果的共享。

4、醫(yī)學(xué)教育

利用區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)分布式醫(yī)學(xué)教育，是全球大健康的重要事件。讓有知識(shí)、有經(jīng)驗(yàn)、有教學(xué)能力的教師或者醫(yī)生在科學(xué)傳播知識(shí)、實(shí)現(xiàn)知識(shí)即價(jià)值的同時(shí)，讓更多的學(xué)生多維度的獲取醫(yī)學(xué)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，可以更大程度的提升醫(yī)療水平。

5、健康科普

讓民眾掌握更多健康知識(shí)，是減少疾病的重要環(huán)節(jié)。利用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以讓民眾更方便、科學(xué)的掌握正確的健康知識(shí)。通過(guò)對(duì)每個(gè)健康知識(shí)傳播者進(jìn)行鏈上記錄，確?？茖W(xué)、正確的健康知識(shí)被更多人了解，同時(shí)讓虛假的、不準(zhǔn)確的健康知識(shí)被隔離。

6、共享設(shè)備

日常健康檢測(cè)設(shè)備的缺乏，導(dǎo)致民眾無(wú)法精準(zhǔn)掌握自身健康的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)共享健康檢測(cè)設(shè)備，確保大部分民眾方便、快捷、系統(tǒng)的掌握自身健康數(shù)據(jù)，及時(shí)了解健康狀況，并作出準(zhǔn)確的記錄。

7、智慧醫(yī)療

面對(duì)廣大民眾的健康需求，有高超醫(yī)術(shù)的醫(yī)生永遠(yuǎn)都是稀缺的，而這些醫(yī)生因?yàn)榈赜蚝蜁r(shí)間的限制，能受益的人群有限。通過(guò)智能合約機(jī)制，讓優(yōu)秀的醫(yī)生診斷經(jīng)驗(yàn)更方便、快捷地讓民眾收益，是生命之花利用區(qū)塊鏈解決的重要一環(huán)。利用大數(shù)據(jù)與醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)啟智慧醫(yī)療的加速，是生命之花的核心使命。

8、健康檢測(cè)（皮膚、基因、血液、蛋白質(zhì)、維生素）

為各類檢測(cè)方向提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與加密技術(shù)，是生命之花的基礎(chǔ)。利用去中心化的方式，為體檢設(shè)備生產(chǎn)商、機(jī)構(gòu)提供大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算與加密技術(shù)。不同于現(xiàn)有的安全系統(tǒng)，區(qū)塊鏈?zhǔn)褂脙?nèi)置的密碼學(xué)技術(shù)在分布式網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，技術(shù)保障了數(shù)據(jù)的不可修改性。健康醫(yī)療數(shù)據(jù)的共享不僅僅是信息交換，而是兩個(gè)或兩個(gè)以上的系統(tǒng)或?qū)嶓w之間基于彼此的信任來(lái)使用共享的問(wèn)責(zé)性信息，生命之花可提供一個(gè)不可變的、受信任的工作流。

9、數(shù)據(jù)安全（生命盾）

不同于現(xiàn)有的安全系統(tǒng)，區(qū)塊鏈?zhǔn)褂脙?nèi)置的密碼學(xué)技術(shù)在分布式網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，技術(shù)保障了數(shù)據(jù)的不可修改性。由此醫(yī)療系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備制造商以及醫(yī)療技術(shù)公司可以利用區(qū)塊鏈技術(shù)增強(qiáng)其設(shè)備識(shí)別管理功能，對(duì)病人生成的健康數(shù)據(jù)提供選擇性的訪問(wèn)權(quán)限。