医疗信息化中电子病历加密传输与区块链存证技术研究

引言

电子病历系统一直以来存在一个问题:不能管理多个机构的医疗记录。患者将数据分散在不同的组织中，他们不能从一个机构的数据仓库中转移到另一个机构的数据仓库中。在这样做的过程中，失去了对过去数据获取的便利性，因为提供者(而不是患者)通常保留主要的管理。不同供应商和医院系统之间的互操作性挑战为有效数据共享设置了额外的障碍。缺乏协调的数据管理和交换意味着健康记录是支离破碎的。

电子病历具有敏感隐私属性，包含患者诊断记录、治疗方案等关键信息，一旦出现安全漏洞，不仅会导致医疗秩序混乱，还可能引发法律纠纷与社会信任危机。与此同时，区块链技术凭借分布式存储、不可篡改及共识机制等特性，为解决医疗数据存证难题提供了新思路，而加密传输技术的迭代发展则为数据流转安全奠定了基础。如何将两者有机结合，构建覆盖电子病历生成、传输、存储、使用全流程的安全体系，成为医疗信息化领域的重要研究课题。

一、电子病历安全面临的挑战与需求

（一）传输环节的安全风险分析

电子病历在医院内部网络、跨机构医疗协作平台及远程诊疗系统中传输时，面临多重安全威胁。网络传输过程中，数据可能遭遇窃听、中间人攻击或流量分析，导致患者隐私泄露；传统HTTP 传输协议缺乏加密机制，无法保障数据完整性，据测算采用明文传输的电子病历在开放网络环境中的被截获风险率超过 30‰

（二）存储与管理的可信性难题

电子病历的集中式存储模式存在单点故障风险，中心服务器一旦遭受攻击或出现故障，可能导致海量病历数据丢失或被篡改。传统数据库的访问控制机制依赖用户名与密码，在医疗系统多用户、多角色的复杂场景下，权限管理漏洞可能导致越权访问，据行业报告显示，约 45% 的医疗数据泄露事件源于内部权限滥用。

二、电子病历加密传输技术架构与实现

（一）混合加密传输协议设计

为平衡加密效率与安全性，电子病历传输采用对称加密与非对称加密结合的混合模式。数据传输前，发送方生成随机对称密钥（如 AES-256 算法）对电子病历正文进行加密，同时使用接收方的公钥（基于 RSA-2048算法）对对称密钥进行封装，形成“ 数据密文 + 密钥密文” 的传输结构。

（二）细粒度加密策略优化

针对电子病历中不同敏感度的数据字段，实施分级加密策略。将患者姓名、身份证号等标识信息采用国密SM4 算法单独加密，诊断记录、检验结果等内容使用AES 算法加密，而医学影像等非结构化数据则采用分块加密结合哈希校验的方式。这种细粒度加密策略可在保障整体安全的同时，满足不同场景下的数据使用需求，例如在科研数据共享时，可仅解密非标识化的诊疗信息，保留隐私字段的加密状态。

三、区块链存证技术在电子病历中的应用

（一）存证架构的分层设计

电子病历区块链存证系统采用“ 业务层-区块链层-应用层” 的三层架构。业务层负责电子病历数据的预处理，包括哈希值计算、时间戳嵌入与元数据提取；区块链层采用联盟链架构，由医疗机构、监管部门、第三方存证机构组成共识节点，通过 PBFT 共识算法实现区块的快速生成与验证，据测算该共识机制的交易确认时间可控制在 5 秒以内，满足医疗业务的实时性需求。

（二）存证机制的核心功能实现

系统通过哈希上链与事件存证双重机制保障数据可信性。电子病历生

成时，系统自动对完整文档计算SHA-256 哈希值，与病历元数据一同打包成交易记录上链存储；当病历发生修改、访问等操作时，触发智能合约记录操作类型、时间戳与操作方签名，形成完整的操作日志链。

四、加密传输与区块链存证的协同机制

（一）全生命周期安全闭环构建

加密传输与区块链存证的协同应用，形成覆盖电子病历“ 生成-传输-存储-使用” 的安全闭环。病历生成时，加密模块自动对敏感字段加密并计算哈希值，区块链存证模块同步记录初始哈希与生成时间；传输过程中，加密协议确保数据在网络中的安全流转，区块链节点对传输过程中的关键事件进行存证；存储阶段，加密病历与区块链哈希值关联存储，任何本地数据修改都会导致哈希值变化，触发区块链的异常预警。

（二）隐私保护与合规应用平衡

在保障安全的前提下，系统通过“ 加密-存证-授权” 的三级机制实现隐私保护与数据利用的平衡。加密层确保只有授权主体可解密敏感数据，存证层记录所有数据操作轨迹以满足合规审计需求，授权层则通过智能合约实现细粒度的访问控制，例如允许科研机构访问脱敏后的病历数据，但禁止获取患者标识信息。

五、技术应用的挑战与发展趋势

（一）实施过程中的关键难题

电子病历加密传输与区块链存证的规模化应用面临技术、成本与标准三大挑战。技术层面，海量病历数据的实时加密处理对硬件性能要求较高，区块链的吞吐量限制（联盟链约 1000TPS）可能影响高并发场景下的业务响应速度；成本层面，加密芯片、区块链节点部署及系统维护的费用较高，中小型医疗机构的应用推广存在资金压力；标准层面，目前缺乏统一的加密算法选型规范与区块链存证接口协议，不同厂商的系统兼容性不足，据调研显示，约 62% 的医疗机构存在电子病历系统跨平台对接困难问题。

（二）未来发展趋势展望

未来技术发展将聚焦于“ 高效化、轻量化、标准化” 方向。高效化方面，量子加密技术的实用化将提升电子病历的加密强度与处理速度，预计可将 AES 算法的加密效率提升 10 倍以上；轻量化方面，边缘计算与联邦学习技术的应用可实现本地加密与区块链边缘节点的协同，减少中心服务器的计算压力；标准化方面，行业组织正推动《医疗数据加密技术规范》《电子病历区块链存证接口要求》等标准的制定，促进系统的互联互通。

结语

医疗信息化中的电子病历安全保障，需要加密传输技术与区块链存证技术的深度融合。通过混合加密协议的优化设计与区块链分布式存证架构的构建，可实现电子病历的安全传输、可信存储与操作溯源，为医疗数据的合规应用与安全共享奠定技术基础。尽管当前技术应用仍面临性能瓶颈、成本投入及标准缺失等挑战，但随着密码学、区块链与隐私计算技术的持续演进，电子病历的安全防护体系将向更高效、更智能的方向发展。未来的医疗信息化建设，应将数据安全作为核心考量，通过技术创新与标准规范的协同推进，构建兼具安全性、可用性与合规性的电子病历管理生态，为智慧医疗的健康发展提供坚实保障。

参考文献

[1]李华,王小明.电子病历安全管理与应用[M].北京:人民卫生出版社,2020.

[2]沈昌祥.网络空间安全导论[M].北京:电子工业出版社,2019.

[3]张锋,等.区块链技术在医疗数据管理中的应用研究[J].中国医院管理,2021.