Die dezentralisierte und biomedizinische Lösung im Octopus-Netzwerk
Das derzeitige biomedizinische System ist defekt. Der Status quo hindert Patienten daran, frei auf ihre Daten zuzugreifen und Gesundheitsdienstleister können die Sicherheit der Daten ihrer Patienten nicht garantieren. Das DeBio-Netzwerk will das ändern.
Das DeBio Netzwerk ist eine dezentrale und anonyme Plattform für Medizin und Bioinformatik, die sich auf genomische Tests spezialisiert hat. DeBio hat sich zum Ziel gesetzt, die derzeitige biomedizinische Industrie zu revolutionieren, indem es den Patienten mithilfe modernster Blockchain-Technologien die volle Hoheit über deren Daten gibt.
Die Einführung von Blockchain in das aktuelle Tech-Ökosystem spielt eine große Rolle bei der Verfolgung eines dezentralisierten globalen Finanzwesens, aber die Anwendungsfälle, die Blockchain bietet, gehen über das Finanzwesen hinaus. DeBio ist der Ansicht, dass die Zukunft medizinischer Daten zum Teil von der Verwendung von Blockchain abhängt, insbesondere bei der Spezialisierung von technologischen Anwendungsfällen und der Interoperabilität.
Zentralisierte Gentests sind ein Risiko für die Privatsphäre
In den letzten Jahren hat die Beliebtheit von Gentests explosionsartig zugenommen. Infolgedessen haben Plattformen für Gentests, die direkt an den Verbraucher gerichtet sind, wie 23andMe und AncestryDNA, einen Anstieg der Kundenzahlen verzeichnet. Was viele Menschen jedoch nicht wissen, ist das implizite Datenschutzrisiko, das mit der Nutzung dieser Plattformen verbunden ist.
Die gängigen Plattformen für Gentests, die direkt an den Verbraucher gerichtet sind, sind zentralisiert, was sie zu einem leichten Ziel für Datenschutzverletzungen macht. Im Jahr 2020 gab es allein in den Vereinigten Staaten 1001 Datenschutzverletzungen, von denen die Gesundheitsbranche am stärksten betroffen war (Govtech hat darüber berichtet).
Noch besorgniserregender ist, dass genetische Daten nicht nur für eine Person, sondern auch für ihren Familienstammbaum einzigartig sind. Durch die Nutzung eines zentralisierten Bioinformatikdienstes setzt Du nicht nur Deine Privatsphäre, sondern auch die Deiner entfernten Verwandten aufs Spiel.
Der Schaden ist eindeutig, denn es besteht die Möglichkeit, dass Deine entfernten Verwandten, z. B. ein Cousin zweiten Grades, von Deiner Entscheidung betroffen sein können. Beunruhigend ist der Gedanke, dass ein entfernter Verwandter, von dem Du nicht einmal weißt, dass es ihn gibt, einen Gentest macht und dass seine genetischen Daten zu Ihnen zurückverfolgt werden können.
Genetische Daten können sogar mit wenigen demografischen Informationen, wie Alter und Bundesland, auf Dich zurückgeführt werden. Diese Art von Informationen können von Versicherungsgesellschaften gegen Dich verwendet werden, um das Beste aus ihren Kunden herauszuholen.
Das DeBio-Netzwerkkonzept
Das Hauptkonzept von DeBio basiert auf der Idee, den Verbrauchern mehr biomedizinische und genetische Tests zu ermöglichen, ohne deren Privatsphäre zu verletzen. DeBio will aber auch Anreize für die genetische Forschung schaffen, indem es die Zusammenarbeit zwischen unabhängigen Laboren fördert.
Eine physisch-digitale Verbindung für anonyme Tests
Auf dem Marketplace für Gentests von DeBio können die Verbraucher eine breite Palette von Produkten und Laborempfehlungen auswählen. Nachdem sich der Verbraucher für ein Produkt entschieden hat, muss er nur noch zwei DNA-Proben mittels Wangenabstrich oder Mundschleimhautproben mit Wattestäbchen nehmen.
Der Verbraucher schickt dann die DNA-Probe in einem Umschlag an das Labor. Die einzige identifizierbare Information auf dem Umschlag ist die genetische Tracking-ID für die Probe. Die Labore können die Proben ohne Tracking-ID nicht identifizieren, da DeBio aus Gründen der Anonymität keinerlei personenbezogene Daten sammelt, so dass die DNA-Proben nicht zum Verbraucher zurückverfolgt werden können.
Die Ergebnisse (z. B. Test und Genom) werden dann mit dem consumer’s public key verschlüsselt, der von der DeBio-Blockchain abgerufen und dann auf einem dezentralen Speicher hochgeladen wird. Auf diese Weise behalten die Verbraucher die volle Souveränität über ihre verschlüsselten Daten. Um die Ergebnisse zu entschlüsseln, muss der Besitz des dazugehörigen private Keys nachgewiesen werden.
Das Team des DeBio-Netzwerks ist dabei, dieses Konzept der “physisch-digitalen Verbindung” auf Anwendungsfälle außerhalb des Markts für Gentests auszudehnen, z. B. auf Labortests für Krankheiten und andere elektronische Krankenakten oder persönliche Gesundheitsinformationen.
Die Kooperation zwischen souveränen Laboren bietet gemeinsame Produkte an, die Dienstleistungen mehrerer Labore miteinander verbinden
Nachdem der Verbraucher die DNA-Probe an das Labor geschickt hat, wird das Labor benachrichtigt. Sobald die Probe eintrifft, beginnt das Labor mit der Sequenzierung der physischen Proben oder mit Biomarker-Tests. Nach Abschluss der nachfolgenden Tests verschlüsselt das Labor die Ergebnisse mit dem consumer’s public key und lädt sie in einen dezentralen Speicher hoch.
Die Ergebnisse können ohne den consumer’s private key nicht entschlüsselt werden, so dass die Kontrolle des Verbrauchers über seine biomedizinischen Testergebnisse gesichert ist. Um jedoch weitere Anreize für Gentests zu schaffen, können die Verbraucher ihre Gentestdaten für andere Labore freigeben.
Das Ziel souveräner Labore ist es, die Verfügbarkeit von Produkten zu erhöhen und gemeinsame Produkte zu ermöglichen, indem die Dienstleistungen mehrerer Labore zusammengeführt werden. Dies ermöglicht DeBio auch eine Skalierung, da die Labore nicht zentralisiert sein müssen und mehrere unabhängige Genetikeinrichtungen teilnehmen können.
Welches Problem will das DeBio-Netzwerk lösen?
Der DeBio Netzwerk Techstack
Bioinformatik und biomedizinische Ökosysteme müssen einerseits für die Fachleute, welche die Studien durchführen, zugänglich sein, andererseits aber auch sicher genug, um die Privatsphäre und die Souveränität der Patienten zu schützen. Um die Souveränität der Patienten über ihre Daten zu gewährleisten, besteht der gesamte Tech-Stack aus dezentralen Lösungen, die von der dezentralen Authentifizierung bis zur dezentralen Dateispeicherung reichen.
Das Bild stammt vom DeBio Deck
DeBio hat eine Reihe von Spitzentechnologien in die Lösung integriert, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:
Substrate
Die erste nennenswerte integrierte Technologie ist Substrate. Substrate ist das Framework hinter dem Polkadot-Token, das es Entwicklern ermöglicht, zweckmäßige Blockchains zu erstellen. Die Kerndienste werden mit Substrate aufgebaut, was sie zu den Kernbausteinen der Lösung macht. DeBio hat Substrate aus den folgenden zwei Gründen gewählt:
- Blockchain-Interoperabilität (im Wesentlichen die Möglichkeit, zwischen verschiedenen Blockchains zu kommunizieren).
- Relay-Chain-Sicherheit (Anwendung strengerer Sicherheitsstandards der Host-Relay-Chain).
Die Interoperabilitäts Funktion ermöglicht nicht nur die Kommunikation zwischen Blockchains, sondern setzt auch einen Sicherheitsstandard durch, der von jeder mit der Haupt-Relay-Chain verbundenen Para-Chain übernommen wird. Infolgedessen wird die Sicherheit der DeBio-Blockchain verbessert, indem die Standards der entsprechenden Relais Chain befolgt werden.
KILT Protocol
Als nächstes ist hier das KILT-Protokoll zu nennen. KILT ist ein Protokoll zur Erstellung, Bestätigung und Verifizierung von Identitäten auf anonyme Weise im Web3. Um sich zu authentifizieren, muss jeder Nutzer einen Claim erstellen, der dann an einen vertrauenswürdigen Prüfer gesendet wird.
Dieser hat die Aufgabe, den Claim eines Nutzers zu zertifizieren, der dann in einen Hash umgewandelt wird, der in der KILT-Blockchain gespeichert wird. Der Claim eines Nutzers enthält manchmal sensible Daten über den Nutzer, aber da der Hash nicht in einen Claim zurückverwandelt werden kann, ist die Privatsphäre des Nutzers gewährleistet.
Nach Erhalt des Zertifikats vom vertrauenswürdigen Prüfer kann der Benutzer nun seine Claims in Anwendungen verwenden, die KILT nutzen und dem genannten Prüfer vertrauen. KILT ist auf Datenschutz ausgelegt. Anwendungen, die den Claim verifizieren, müssen nicht über den Prüfer gehen und vergleichen den Claim direkt mit dem in der KILT-Blockchain gespeicherten Claim, wodurch der Prüfer vom Verifizierungsprozess abgeschnitten und dieser vollständig dezentralisiert wird.
Das KILT-Protokoll bietet eine Lösung, die verhindert, dass Daten in einer einzigen Einrichtung konzentriert werden. Es ermöglicht Datensouveränität für Menschen, die sich ihrer Privatsphäre bewusst sind. DeBio hat sich mit KILT zusammengetan, um ein dezentralisiertes Authentifizierungssystem zu implementieren, weil es perfekt zu DeBios anonymen ersten Anwendungsfall passt.
Das Octopus Network
Octopus ist ein Krypto-Netzwerk für den Launch und den Betrieb von Web3-anwendungsspezifischen Blockchains zu einem Bruchteil der Kosten. Einer der Gründe für die Nutzung von Octopus ist, dass sie im Vergleich zu Polkadot eine deutlich günstigere Security Lease und vergleichbare Cross-Chain-Fähigkeiten bieten. Octopus wird durch das NEAR-Protokoll unterstützt. NEAR ist eine Hochleistungs-Blockchain, die das Problem der Skalierbarkeit lösen und die Produktivität der Entwickler durch Vereinfachung des Entwicklungsprozesses und Schaffung einer entwicklerfreundlichen Umgebung steigern soll.
DeBio ist bereits eine Partnerschaft mit Octopus eingegangen und wird eine der ersten fünf anwendungsspezifischen Blockchains (App Chains) sein, die im Octopus Network eingeführt werden. DeBio ist auch bereits Teil der Octopus Guild, einer Gemeinschaft von Entwicklern und App Chains im Octopus Network.
Das InterPlanetary File System (IPFS)
Das InterPlanetary File System (IPFS) ist ein Protokoll für die vollständig dezentralisierte Peer-to-Peer-Datenteilung und -Speicherung. IPFS wurde als Lösung für dezentrale Projekte entwickelt, die eine Datenmenge speichern wollen, die zu groß ist, um in der Blockchain selbst gespeichert zu werden. IPFS erstellt eindeutige Inhaltsadressen, indem der Inhalt selbst gehasht wird. Jeder einzigartige Inhalt hat eine andere Adresse, die auf seinen Standort verweist. DeBio fügt IPFS hinzu, um biomedizinische Daten wie verschlüsselte menschliche Genome und verschlüsselte elektronische Krankenakten zu speichern.
Ocean Protocol
Das Ocean-Protokoll wurde für die Nutzung von Datenbeständen in einer sicheren, die Privatsphäre wahrenden Weise entwickelt. Es ermöglicht die Monetarisierung von Daten, ohne dass diese jemals in den Besitz des Nutzers übergehen müssen, und zwar über die Funktion “Compute to Data”. Der Open-Source-Daten Market Place des Ocean-Protokolls, Ocean Market genannt, ist forkbar; das DeBio-Netzwerk-Team wird Ocean für biomedizinische Daten nutzen.
Privacy Computing
Um biomedizinische Daten zu staken, wird DeBio anonyme biomedizinische Daten in seinem privaten Datenspeicher hosten. Dieser Prozess beinhaltet nicht das bereits erwähnte IPFS, da der Datenspeicher vollständig vom IPFS getrennt ist. Nutzer, die ihre Daten staken wollen, müssen ihre biomedizinischen Daten entschlüsseln und in ihren privaten Datenspeicher hochladen. Die Übertragung entschlüsselter biomedizinischer Daten in einen privaten Datenspeicher klingt zwar unheimlich, aber DeBio wird innerhalb des Datenspeichers Datenschutzkonzepte implementieren, um Deine Privatsphäre zu schützen.
Bild entnommen aus dem DeBio Whitepaper
Erst nach der Zustimmung des Nutzers werden die Datensätze über den Compute-to-Data-Proxy von Ocean zusammengeführt und der Drittanbieter kann Analysen erstellen und die Daten verarbeiten, während sie im privaten Datenspeicher bleiben.
Durch den Anreiz für die Nutzer ihre genomischen/biomedizinischen Daten zu staken, erhoffen wir uns weitere Anreize für die Forschung in diesem Bereich. Darüber hinaus werden in dem privaten Datenspeicher keine personenbezogenen Daten gesammelt, so dass Du dir keine Sorgen machen musst, dass Deine Proben zu dir zurückverfolgt werden könnten.
Pandu Sastrowardoyo, die Geschäftsführerin von DeBio, erklärte, dass einer der Gründe für die Gründung von DeBio darin besteht, die genetische Forschung durch die Schaffung eines vollständig anonymen Marktplatzes für genetische Daten zu fördern. “DeBio ist ein völlig neues Wirtschaftssystem für die Genomik, das genetische Souveränität ermöglicht, die Beteiligung kleinerer Labors sicherstellt und gleichzeitig die genetische Forschung vorantreibt. All dies geschieht auf der Grundlage eines DeFi-Modells, das vollständig dezentralisiert ist”, sagte Pandu.
Wo speichert DeBio die gestaketen Daten?
Technische Architektur-Ebenen
Unsere technische Architektur besteht aus vier Schichten: der Haupt-Blockchain-Infrastruktur, der Transport- und allgemeinen Geschäftslogikschicht und schließlich der obersten Geschäftslogikschicht.
DeBio Proposed Technical Architecture, Bild aus dem DeBio Whitepaper
Ebene 1: Die Blockchain-Infrastruktur
Die erste Ebene wird die Kerndienste enthalten. Die Kerndienste werden auf Substrate, Octopus und IPFS aufgebaut. Substrate ist der Kernbaustein für den Blockchain-Dienst. Zum Speichern großer Dateien wird DeBio IPFS verwenden und stattdessen die Inhaltsadresse in Substrate speichern. Schließlich wird die gesamte App-Chain mit der Octopus-Relay-Chain verbunden sein.
Ebene 2 & 3: Die Transport- und allgemeine Geschäftslogikschicht
Die zweite und dritte Ebene enthalten den Transport und die allgemeine Geschäftslogik. Diese Ebenen sind für die direkte Bereitstellung von Daten an die Nutzer verantwortlich. Jede Plattform enthält die grundlegende Geschäftslogik für die Interaktion mit der Blockchain und dient als Abstraktionsschicht von der vierten Schicht zur Kommunikation mit den Substrate-Diensten auf der ersten Schicht.
Schicht 4: Die oberste Schicht der Geschäftslogik
Die vierte Ebene besteht aus der DeBio-Benutzeroberfläche und der Metamask. Die gesamte Interaktion zwischen den Nutzern und der Blockchain wird über die vierte Ebene abgewickelt. Alle Abfragen werden ebenfalls auf der obersten Ebene definiert und dann auf allen zuvor genannten Ebenen verarbeitet. Um jede Transaktion zu finanzieren, können die Nutzer Metamask verwenden, um mit einem ERC20 Stablecoin zu bezahlen. In diesem Fall wird DeBio DAI als Stablecoin der Wahl verwenden.
Das Token-Modell
Bild entnommen aus dem DeBio Whitepaper
Das DeBio-Netzwerk Team beabsichtigt, sechs Token zu entwickeln:
- Mainnet Transaction Rewards & Validator Token ($DBIO)
- Der Governance Token ($GBIO)
- Der Genomik-Data-Token ($GENE, über Ocean Protocol)
- Der Biomed-Data-Token ($MED, über das Ocean-Protokoll)
- Der Electronic Medical Records Data Token ($EMR, über das Ocean Protocol)
Mainnet Coin (stable coin, etc)
Der Mainnet Coin wird durch einen Stable Coin gedeckt sein. DeBio hat sich für einen Stable Coin entschieden, weil er als stabiler Austausch für Transaktionen und Gebühren im Zusammenhang mit der Arbeit der entsprechenden Labore verwendet werden muss. DeBio wird $DAI als stabilen Token verwenden.
Governance Token ($GBIO)
Governance Token werden hauptsächlich für die Abstimmung durch die registrierten Labore verwendet. Das DeBio-Netzwerk ist eine dezentralisierte Organisation, daher muss ein Governance-Schema für die Abstimmung auf dem DAOGenics-Market Place vorhanden sein. Alternativ kann der Governance-Token auch als Methode für das Onboarding von Labs dienen.
Die Data Token ($GENE, $MED, und $EMR)
Diese Token werden als Transaktionsmethode auf dem Data Market Place verwendet. Beim Staken von biomedizinischen Daten auf dem Ocean Market Place werden die Verbraucher mit Data Tokens belohnt, die in $OCEAN umgewandelt werden können.
Validator & Transaktion Rewards ($DBIO)
The validator token is used to incentivize the node owners to validate transactions and secure the dApp from unauthorized users. The intended incentives provided for validators are LP rewards and governance tokens.
Verbrauchertransaktionen im DeBio-Netzwerk
$DAI ist der Mainnet Stable Coin, der für Transaktionen auf der DeBio-Plattform verwendet wird. Verbraucher können den Mainnet Coin verwenden, um für Produkte und Servicegebühren zu bezahlen. Zu den Produkten, die auf dem Markt verfügbar sein werden, gehören genomische Testprodukte, biomedizinische Testprodukte und ein souveräner elektronischer Krankenakten-Speicherdienst (EMR).
Bild entnommen aus dem DeBio WhitepaperDeBio Whitepaper
Transaktionsbezogene Belohnungen
Jede Transaktion, die der Verbraucher durchführt, wird mit einem Validator-Token, genauer gesagt einem $DBIO-Token, belohnt. Der Preis eines einzelnen $DBIO-Tokens wird durch den Data Market Place des DeBio-Netzwerks bestimmt, auf dem die für das Staking verfügbaren genomischen Daten der Verbraucher gespeichert sind.
Data Staking im DeBio-Netzwerk
Nach dem Kauf eines Produkts auf dem Market Place können die Verbraucher entscheiden, ob sie ihre Ergebnisse auf dem Ocean Marketplace staken wollen. Die von den Verbrauchern gestakten Daten werden als Daten-Token kategorisiert, die $GENE, $MED und $EMR für genomische Daten, biomedizinische Daten bzw. elektronische Krankenakten (EMR) genannt werden. Die Data Token werden im DeBio-Netzwerk aufbewahrt und über das Ocean Protocol als ERC20-Token auf dem Data Market Place zusammengeführt. Da die genomischen Daten, biomedizinischen Daten oder EMR selbst zu groß sind, um in den ERC20-Daten-Token gespeichert zu werden, werden die Daten-Token in erster Linie als Zeiger/Link zu den entsprechenden Daten dienen.
Verbraucher, die ihre Daten-Token staken, werden auf dem Data Market Place die Rolle eines “Datenanbieters” einnehmen. Alle Transaktionen auf dem Ocean-Data Market Place werden mit $OCEAN-Tokens durchgeführt. Wenn die Transaktion erfolgreich ist, tauscht der Käufer $OCEAN-Token gegen die Daten-Token ($GENE oder $EMR oder $MED). Der “Datenanbieter” hingegen erhält die nachfolgenden $OCEAN-Tokens.
Bild entnommen aus dem DeBio Whitepaper
Wenn der Datenkäufer auf die mit dem Daten-Token verknüpften Daten zugreifen möchte, muss er den Daten-Token zuvor an den Datenanbieter senden. Infolgedessen verfügt der Datenanbieter sowohl über den $OCEAN-Token als auch über die Daten-Token, während der Datenkäufer die mit dem Daten-Token verknüpften Daten erhält.
Bild entnommen aus dem DeBio Whitepaper
Umgekehrt werden Daten-Token ($GENE oder $MED oder $EMR), die die DAOGenics Foundation erhält, in $OCEAN-Token umgewandelt. Nach einer bestimmten Zeit werden die von der DAOGenics Foundation erhaltenen $OCEAN-Token durch einen non-permission Smart Contract in einen $DBIO-Token umgewandelt.
Infolgedessen wird die DAOGenics Foundation die $DBIO-Token immer durch einen non-permission Smart Contract zurückkaufen, der auf dem Transaktionsvolumen des Data Market Place basiert. Mehr Transaktionen auf dem Data Market Place werden die Nachfrage nach dem $DBIO-Token erhöhen.
Was verdienst Du, wenn Du Daten auf dem Data Market Place von DeBio-Natzwerk stakest?
Fazit
Gentests sind in vielerlei Hinsicht von Vorteil. Zum ersten Mal in der Geschichte der Menschheit sind die Menschen in der Lage, ihren Lebensstil zu bestimmen, um ein langes Leben zu erreichen; der Vorteil eines solchen Wissens ist überwältigend. Gentests haben zwar wunderbare Vorteile, aber ohne angemessene Vorschriften und Standards haben sie auch ihre Schwächen. Ohne die Garantie, dass Deine genetischen Daten privat und sicher sind, könnten in der Zukunft Probleme verursacht werden..
DeBio will dieses Problem lösen, bevor es zu spät ist. DeBio baut eine dezentralisierte Plattform für Deine persönlichen medizinischen Bedürfnisse auf, angefangen bei der Genetik. Unser Konzept ermöglicht Synergien zwischen Laboren aller Größenordnungen und garantiert gleichzeitig die Anonymität und Souveränität der Nutzer in jedem Schritt des genomischen Datenforschungs-Workflows – von der Probenerfassung über die Datenspeicherung bis hin zur Berichterstellung.
Manche Leute würden sagen, dass unsere DNA das Privateste ist, was wir haben, und das nehmen wir sehr ernst. Die Anonymität von Gentests sollte für alle Unternehmen an erster Stelle stehen.
Die Zukunft ist da: DeBio entwickelt Lösungen, die das Gesundheitswesen und die Gentestbranche revolutionieren werden. Bist
Du bereit, die Welt mit uns zu verändern?Angepasst an den ursprünglichen Artikel auf Medium.
