Giải pháp y sinh phi tập trung trên Octopus Network
Hệ thống y sinh hiện tại đang có vấn đề. Nó hạn chế bệnh nhân xem xét tình trạng của họ một cách tự do, và các nhà cung cấp dịch vụ healthcare không thể đảm bảo sự bảo mật về dữ liệu của bệnh nhân. Debio Network được sinh ra với mục tiêu thay đổi điều đó.
DeBio Network là gì?
DeBio Network là nền tảng ẩn danh phi tập trung dành cho y tế và bioinformatic đầu tiên chuyên về kiểm tra bộ gen. DeBio đặt mục tiêu cách mạng hóa ngành y sinh hiện tại với việc cung cấp cho bệnh nhân toàn quyền đối với dữ liệu của họ bằng cách sử dụng công nghệ blockchain tiên tiến nhất.
Sự ra đời của blockchain trong hệ sinh thái của công nghệ hiện tại đóng một vai trò lớn trong việc tạo ra một nền tài chính phi tập trung toàn cầu, nhưng blockchain không chỉ được áp dụng trong lĩnh vực tài chính. DeBio tin rằng tương lai của dữ liệu y tế dựa một phần vào việc sử dụng blockchain, đặc biệt trong việc chuyên môn hóa các trường hợp sử dụng cũng như khả năng tương tác với công nghệ này.
Kiểm tra di truyền tập trung là một rủi ro về quyền riêng tư
Trong vài năm trở lại đây, xét nghiệm di truyền đã trở nên phổ biến. Kết quả là, các nền tảng xét nghiệm di truyền trực tiếp với người dùng như 23andMe và AncestryDNA đã chứng kiến sự gia tăng người tiêu dùng. Tuy nhiên nhiều người không nhận ra rủi ro về quyền riêng tư tiềm ẩn khi sử dụng các nền tảng này.
Các nền tảng xét nghiệm di truyền trực tiếp người dùng chủ yếu được tập trung hóa, khiến chúng trở thành mục tiêu dễ dàng cho các vụ vi phạm dữ liệu. Theo Govtech, Vào năm 2020, chỉ riêng tại Hoa Kỳ đã có 1001 vụ vi phạm dữ liệu.
Điều đáng quan ngại hơn nữa là dữ liệu di truyền không phải là duy nhất cho một cá nhân mà còn có liên quan tới cả họ hàng của người đó. Với việc sử dụng các hệ thống y sinh tập trung, bạn không chỉ gặp rủi ro về quyền riêng tư của mình mà còn cả sự riêng tư của những người thân của bạn.
Tác hại của điều này là có khả năng họ hàng xa của bạn, chẳng hạn, người anh họ thứ hai có thể bị ảnh hưởng bởi quyết định của bạn. Đáng lo ngại là suy nghĩ về một người họ hàng xa mà bạn thậm chí không biết đang tồn tại, thực hiện một bài kiểm tra di truyền và dữ liệu di truyền của họ khi được truy vết thì lại là bạn.
Trường hợp truy vết ngược này có thể xảy ra ngay cả với một lượng nhỏ thông tin nhân khẩu học, chẳng hạn như tuổi và trạng thái của họ. Loại thông tin này có thể được sử dụng để chống lại bạn bởi các công ty bảo hiểm.
Ý tưởng của DeBio Network
Ý tưởng chính đằng sau DeBio dựa trên quan điểm muốn tăng cường thử nghiệm y sinh và di truyền cho người dùng mà không làm mất quyền riêng tư của họ. Nhưng DeBio cũng muốn khuyến khích nghiên cứu di truyền học bằng cách đề nghị sự hợp tác tới các phòng thí nghiệm.
Cầu nối từ thực tế tới kỹ thuật số cho thử nghiệm ẩn danh
Người tiêu dùng có thể tùy chọn nhiều loại sản phẩm và các đề xuất từ các phòng nghiên cứu trong DeBio’s genetic testing marketplace. Sau khi người dùng quyết định chọn sản phẩm, họ sẽ chỉ cần lấy hai mẫu DNA thông qua phương pháp tăm bông hoặc lấy mẫu tế bào miệng bằng tăm bông.
Sau đó, người tiêu dùng gửi mẫu DNA đến phòng thí nghiệm trong một phong bì với thông tin nhận dạng duy nhất được ghi trên phong bì là ID theo dõi di truyền của mẫu. Các phòng thí nghiệm không thể xác định các mẫu mà không có ID theo dõi bởi vì, với mục đích ẩn danh, DeBio sẽ không thu thập thông tin nhận dạng cá nhân dưới bất kỳ hình thức nào, khiến cho người tiêu dùng không thể truy xuất mẫu DNA.
Các kết quả (ví dụ: thử nghiệm và bộ gen) sau đó được mã hóa bằng khóa công khai của người tiêu dùng được truy xuất từ blockchain DeBio và được lưu trữ sau đó bằng việc tải lên trên bộ nhớ phi tập trung. Điều này cho phép người dùng luôn có toàn quyền đối với dữ liệu được mã hóa của họ – người dùng phải sở hữu khóa riêng của họ để giải mã kết quả.
DeBio Network team đang mở rộng khái niệm “cầu nối thực tế – kỹ thuật số” này để sử dụng trong các trường hợp bên ngoài marketplace xét nghiệm di truyền – có thể bao gồm xét nghiệm bệnh trong phòng thí nghiệm và dữ liệu hồ sơ y tế điện tử khác hoặc thông tin sức khỏe cá nhân.
Hợp tác với các phòng thí nghiệm để cung cấp các dịch vụ tích hợp sản phẩm
Sau khi người dùng gửi mẫu DNA đến phòng thí nghiệm, phòng thí nghiệm sẽ được thông báo. Khi mẫu đến, phòng thí nghiệm sẽ bắt đầu giải trình các mẫu vật lý hoặc sẽ bắt đầu bất kỳ xét nghiệm dấu ấn sinh học nào. Sau khi kết thúc các thử nghiệm tiếp theo, phòng thí nghiệm sau đó sẽ mã hóa kết quả bằng khóa công khai của người dùng và tải chúng lên bộ nhớ phi tập trung.
Không thể giải mã kết quả nếu không sử dụng khóa cá nhân của người dùng, do đó, quyền sở hữu của người tiêu dùng đối với kết quả xét nghiệm y sinh của họ được bảo mật. Tuy nhiên, để khuyến khích hơn nữa việc kiểm tra di truyền, người tiêu dùng được lựa chọn đặt cược dữ liệu xét nghiệm di truyền của họ sẽ được sử dụng bởi các phòng thí nghiệm khác.
Mục tiêu của việc có các phòng thí nghiệm là để tăng tính khả dụng của các sản phẩm và tạo ra các sản phẩm chung bằng cách tích hợp các dịch vụ từ một số phòng thí nghiệm. Điều này cũng cho phép DeBio mở rộng quy mô vì các phòng thí nghiệm không cần phải tập trung cho phép nhiều cơ sở di truyền độc lập tham gia.
Quiz: What problem does the DeBio Network intend to solve?
The DeBio Network Techstack
Tin sinh học và hệ sinh thái y tế đều có những yêu cầu riêng về cách thức để các chuyên gia tiến hành nghiên cứu tiếp cận được với nhau nhưng cũng phải đủ an toàn để bảo vệ quyền riêng tư của bệnh nhân. Do đó, để đảm bảo quyền sở hữu của bệnh nhân đối với dữ liệu của họ, toàn bộ công nghệ bao gồm các giải pháp phi tập trung, từ xác thực phi tập trung đến lưu trữ tệp phi tập trung.
Ảnh từ DeBio Deck
DeBio đã kết hợp một loạt các giải pháp công nghệ tiên tiến, trong đó có:
Substrate
Công nghệ đáng chú ý đầu tiên được sử dụng là Substrate. Substrate là framework đằng sau Polkadot token, cho phép các nhà phát triển xây dựng các blockchain với mục đích khác nhau. Các dịch vụ cốt lõi sẽ được xây dựng bằng cách sử dụng Substrate. DeBio chọn Substrate vì hai lý do sau:
- Blockchain interoperability (giao tiếp giữa các chuỗi khối khác nhau).
- Relay chain security (áp dụng các tiêu chuẩn bảo mật nghiêm ngặt hơn của host relay chain).
Ngoài việc cho phép các blockchains giao tiếp với nhau, tính năng tương tác cũng thực thi một tiêu chuẩn bảo mật sẽ được kế thừa bởi mỗi parachain được kết nối với relay chain chính. Do đó, tính bảo mật của chuỗi khối DeBio được cải thiện bằng cách tuân theo các tiêu chuẩn của relay chain tương ứng.
KILT Protocol
Công nghệ đáng chú ý tiếp theo là KILT Protocol. KILT là một Protocol để sáng tạo, chứng thực và xác minh danh tính một cách ẩn danh trên Web3. Để tự xác thực, mỗi người dùng cần tạo một xác nhận quyền sở hữu, sau đó sẽ được gửi đến một người chứng thực đáng tin cậy.
Người chứng thực có trách nhiệm xác nhận yêu cầu của người dùng, sau đó sẽ chuyển đổi thành hàm băm để được lưu trên KILT Blockchain. Xác nhận quyền sở hữu của người dùng đôi khi chứa dữ liệu nhạy cảm liên quan đến người dùng, nhưng vì hàm băm có tính một chiều, nên quyền riêng tư của người dùng được đảm bảo.
Sau khi nhận được chứng chỉ từ người chứng thực đáng tin cậy, người dùng có thể sử dụng các yêu cầu của mình trên các ứng dụng sử dụng KILT và tin tưởng vào người chứng thực đã nói ở trên. Các ứng dụng sẽ xác minh xác nhận quyền sở hữu không cần phải thông qua người chứng thực và sẽ trực tiếp so sánh xác nhận quyền sở hữu với ứng dụng được lưu trữ trong chuỗi khối KILT, loại bỏ người chứng thực khỏi quy trình xác minh và làm cho nó hoàn toàn phi tập trung.
KILT Protocol cung cấp giải pháp ngăn không cho dữ liệu tập trung vào một thực thể. Nó cho phép chủ quyền dữ liệu cho những người có ý thức về quyền riêng tư. DeBio đã hợp tác với KILT để triển khai hệ thống xác thực phi tập trung vì nó hoàn toàn phù hợp với trường hợp sử dụng cho vấn đề ẩn danh của DeBio.
The Octopus Network
Octopus là crypto network để launch và run các blockchains dành riêng cho ứng dụng Web3 với chi phí thấp. Một trong những cân nhắc khi sử dụng Octopus, so sánh với Polkadot, họ cung cấp dịch vụ cho thuê bảo mật rẻ hơn đáng kể so với cross-chain capabilities. Octopus được hỗ trợ bởi NEAR Protocol, NEAR là một blockchain hiệu suất cao nhằm giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng và tăng năng suất của nhà phát triển bằng cách đơn giản hóa quy trình phát triển và tạo ra một môi trường thân thiện với nhà phát triển.
DeBio đã hợp tác với Octopus và sẽ là một trong năm application-specific blockchains (app chains) đầu tiên được ra mắt trên Octopus Network. DeBio cũng đã là một phần của Octopus Guild, một cộng đồng các nhà phát triển và chuỗi ứng dụng trên Octopus Network.
The InterPlanetary File System (IPFS)
The InterPlanetary File System (IPFS) is a protocol made for fully decentralized, peer-to-peer data sharing and storage. IPFS was created as a solution for decentralized projects that want to store an amount of data that is too large to be stored in the blockchain itself. IPFS creates unique content addresses by hashing the content itself. Each unique content will have a different address pointing to its location. DeBio adds IPFS to store biomedical data such as encrypted human genomes and encrypted electronic medical records.
Ocean Protocol
The Ocean Protocol is built for the consumption of data assets in a secure, privacy-preserving fashion. It does this with the compute-to-data feature and enables the monetization of data without ever having to leave the owner’s premises. The Ocean Protocol’s open-source data marketplace called the Ocean Market is forkable; the DeBio Network team will use Ocean for biomedical data staking.
Privacy Computing
Để stake biomedical date, DeBio sẽ lưu trữ anonymous biomedical data trong kho dữ liệu riêng tư của họ. Quá trình này không liên quan đến IPFS đã nói ở trên vì kho lưu trữ dữ liệu sẽ hoàn toàn tách biệt với IPFS. Người dùng muốn stake dữ liệu của họ sẽ cần phải decrypt and upload their biomedical data của họ lên kho dữ liệu tư nhân của họ. Trong khi chuyển decrypted biomedical data sang một kho dữ liệu do tư nhân tổ chức nghe có vẻ kỳ lạ, DeBio sẽ triển khai các privacy computing concepts về quyền riêng tư trong kho dữ liệu để bảo vệ quyền riêng tư của bạn.
Hình từ DeBio Whitepaper
Chỉ sau khi có sự đồng ý của người dùng, các tập data mới được tổng hợp thông qua Ocean’s compute-to-data proxy và bên thứ 3 sẽ có thể tạo, phân tích và xử lý dữ liệu trong khi dữ liệu vẫn còn tại chỗ.
Bằng cách khuyến khích người dùng stake genomic/biomedical data của họ và hy vọng rằng nó sẽ khuyến khích hơn nữa nghiên cứu trong lĩnh vực này. Hơn nữa, the privately-held data store sẽ không thu thập thông tin cá nhân do đó không cần phải lo lắng về việc các mẫu vật của bạn bị truy ngược lại cho bạn.
Pandu Sastrowardoyo, Giám đốc điều hành của DeBio, nói rằng một trong những lý do cô tạo ra DeBio là để giúp nghiên cứu di truyền phát triển bằng cách tạo ra một marketplace dữ liệu di truyền hoàn toàn ẩn danh. “DeBio là một hệ thống kinh tế hoàn toàn mới về gen – cho phép chủ quyền di truyền, đảm bảo sự tham gia của các phòng thí nghiệm nhỏ hơn trong khi tăng cường nghiên cứu gen. Tất cả được thực hiện trên một mô hình giống DeFi được phân cấp hoàn toàn, ”Pandu nói.
Quiz: Where does DeBio store the staked data?
Technical Architecture Layers – lớp kiến trúc kỹ thuật
Kiến trúc kỹ thuật của chúng tôi bao gồm bốn lớp: cơ sở hạ tầng chính cho blockchain, tầng transport và logic business, và cuối cùng là tầng top-level business.
Mô hình cho Technical Architecture của DeBio, Hình ảnh từ Whitepaper của Debio
Layer 1: Cơ sở hạ tầng của Blockchain
Layer đầu tiên sẽ chứa các dịch vụ cốt lõi. Các dịch vụ cốt lõi được xây dựng dựa trên Substrate, Octopus và IPFS. Substrate là công nghệ xây dựng cốt lõi cho dịch vụ blockchain. Để lưu các tệp lớn, DeBio sẽ sử dụng IPFS và lưu địa chỉ nội dung bên trong Substrate. Cuối cùng, toàn bộ chuỗi ứng dụng sẽ được kết nối với Octopus relay chain.
Layer 2&3: The Transport and Generic Business Logic Layer – Lớp Logic Kinh doanh Chung và Vận chuyển
Layer thứ hai và thứ ba chứa logic nghiệp vụ vận tải và chung. Các layer này chịu trách nhiệm cung cấp dữ liệu trực tiếp cho người dùng. Mỗi pallet chứa logic nghiệp vụ cơ bản cho các tương tác với blockchain và sẽ đóng vai trò như một lớp trừu tượng từ layer thứ tư để giao tiếp với các dịch vụ của Substrate trên layer đầu tiên.
Layer 4: The Top-Level Business Logic Layer – Lớp logic kinh doanh cấp cao nhất
Layer thứ tư sẽ bao gồm DeBio UI và Metamask. Tất cả tương tác giữa người dùng và blockchain sẽ được thực hiện trên layer thứ tư. Tất cả các truy vấn cũng sẽ được xác định từ cấp cao nhất, và sau đó sẽ được xử lý trên tất cả các layer đã đề cập trước đó. Để nạp tiền cho mỗi giao dịch, người dùng có thể sử dụng Metamask để thanh toán bằng đồng tiền ổn định ERC20. Trong trường hợp này, DeBio sẽ sử dụng DAI làm stablecoin.
The Token Model – Mô hình Token
Hình ảnh lấy từ DeBio Whitepaper
Nhóm DeBio Network dự định phát hành sáu mã token:
- Phần thưởng giao dịch trên Mainnet & token xác thực ($DBIO)
- Token quản trị ($GBIO)
- Token dữ liệu Genomics ($GENE, thông qua Ocean Protocol)
- Token dữ liệu sinh học ($MED, thông qua Ocean Protocol)
- Token dữ liệu hồ sơ y tế điện tử ($EMR, thông qua Ocean Protocol)
Mainnet Coin (stablecoin, v.v.)
Đồng tiền mainnet sẽ được hỗ trợ bởi một stablecoin. DeBio quyết định sử dụng đồng tiền ổn định vì nó cần được sử dụng như một sàn giao dịch ổn định cho các giao dịch và các khoản phí liên quan đến công việc đang được thực hiện bởi các phòng thí nghiệm tương ứng. DeBio sẽ sử dụng $DAI làm stablecoin.
Token quản trị ($GBIO)
Các Token quản trị sẽ được sử dụng chủ yếu để bỏ phiếu bởi các phòng thí nghiệm đã đăng ký. DeBio Network là một tổ chức phi tập trung, vì vậy cần phải có một kế hoạch quản trị để bỏ phiếu trong marketplace DAOGenics. Ngoài ra, Token quản trị cũng có thể dùng như một phương pháp để giới thiệu phòng thí nghiệm.
Token dữ liệu ($GENE, $MED và $EMR) – data token
Những Token này được sử dụng như một phương thức giao dịch trên marketplace dữ liệu. Khi lưu trữ dữ liệu y sinh trên marketplace Ocean, người dùng sẽ được thưởng bằng Token dữ liệu có thể chuyển đổi thành $OCEAN.
Validator & Phần thưởng giao dịch ($DBIO)
Token xác thực được sử dụng để khuyến khích chủ sở hữu nút xác thực giao dịch và bảo mật dApp khỏi người dùng trái phép. Các khuyến khích dự kiến được cung cấp cho trình xác thực là phần thưởng LP và Token quản trị.
Giao dịch của người tiêu dùng trong Debio Network
$DAI là stablecoin của mainnet được sử dụng cho các giao dịch trên nền tảng DeBio. Người dùng có thể sử dụng đồng tiền mainnet để thanh toán các sản phẩm và phí dịch vụ. Các sản phẩm sẽ có mặt trên marketplace bao gồm sản phẩm thử nghiệm bộ gen, sản phẩm thử nghiệm y sinh và dịch vụ lưu trữ hồ sơ y tế điện tử có chủ quyền (EMR).
Image retrieved from DeBio Whitepaper
Phần thưởng giao dịch – transaction reward
Mỗi giao dịch do người dùng cam kết sẽ được thưởng bằng Token xác thực, cụ thể hơn là Token $DBIO. Giá của một Token $DBIO duy nhất được xác định bởi marketplace dữ liệu DeBio Network, nơi chứa dữ liệu bộ gen của người tiêu dùng có sẵn để đặt cược.
Staking dữ liệu trong Debio Network – data staking in DeBio Network
Sau khi mua một sản phẩm trên marketplace, người tiêu dùng có thể chọn stake kết quả của họ trên Ocean marketplace. Dữ liệu do người tiêu dùng đặt sẽ được phân loại thành Token dữ liệu, được gọi là $GENE, $MED và $EMR cho genomic data, biomedical data, và electronic medical records (EMR) tương ứng. Token dữ liệu sẽ được lưu giữ trong Mạng DeBio và được tổng hợp vào data marketplace thông qua Ocean Protocol dưới dạng ERC20 token. Vì genomic data, biomedical data, hoặc bản thân EMR quá lớn để được lưu bên trong dữ liệu ERC20 token, Token dữ liệu chủ yếu sẽ đóng vai trò như một con trỏ / liên kết đến dữ liệu tương ứng.
Người tiêu dùng đặt Token dữ liệu của họ sẽ có vai trò “Data Provider” trên marketplace dữ liệu. Tất cả các giao dịch trên marketplace dữ liệu Ocean sẽ sử dụng Token $OCEAN. Do đó, nếu giao dịch thành công, người mua sẽ đổi $OCEAN Token lấy Token dữ liệu ($GENE hoặc $EMR hoặc $MED). Trong khi “Data Provider” sẽ nhận được các $OCEAN Token tiếp theo.
Hình ảnh lấy từ DeBio Whitepaper
Nếu người mua dữ liệu muốn truy cập vào dữ liệu được liên kết trong data token, họ cần gửi trước data token cho Data Provider. Do đó, Data Provider sẽ có cả $OCEAN token và data token trong khi người mua dữ liệu sẽ được gửi dữ liệu được liên kết bởi data token.
Hình ảnh lấy từ DeBio Whitepaper
Ngược lại, data tokens ($GENE hoặc $MED hoặc $EMR) mà Quỹ DAOGenics nhận được sẽ được chuyển đổi thành $OCEAN token. Sau một khoảng thời gian nhất định, $OCEAN token mà Quỹ DAOGenics nhận được sẽ được chuyển đổi thành $DBIO token thông qua non-permission smart contract (hợp đồng thông minh không được cấp phép).
Do đó, Quỹ DAOGenics sẽ luôn mua lại mã thông báo $DBIO thông qua non-permission smart contract dựa trên khối lượng giao dịch được thực hiện trên data marketplace. Nhiều giao dịch hơn trên data marketplace sẽ làm tăng nhu cầu đối với $DBIO token.
Quiz: When you stake data on the DeBio Network data marketplace, what do you earn?
Kết luận
Có rất nhiều lợi ích khi làm xét nghiệm di truyền. Lần đầu tiên trong lịch sử nhân loại, con người có thể xác định được lối sống của mình để theo đuổi tuổi thọ; lợi ích của việc xét nghiệm gen này thực sự đáng kinh ngạc. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích tuyệt vời, nếu như không có các quy định và tiêu chuẩn thích hợp thì nó cũng có những thiếu sót. Nếu không có sự đảm bảo về việc dữ liệu di truyền của bạn được bảo mật và riêng tư, nó có thể gây ra các vấn đề trong tương lai.
DeBio đặt mục tiêu giải quyết vấn đề trước khi quá muộn. DeBio đang xây dựng một nền tảng phi tập trung cho nhu cầu y tế cá nhân của bạn, bắt đầu từ di truyền học. Ý tưởng của chúng tôi cho phép huy động sức mạnh tổng hợp của các phòng thí nghiệm ở mọi quy mô đồng thời đảm bảo sự ẩn danh và quyền sở hữu của người dùng ở mọi bước của quy trình khoa học dữ liệu bộ gen – từ thu thập mẫu, lưu trữ dữ liệu đến tạo báo cáo.
Một số người nói rằng DNA của chúng ta là thứ riêng tư nhất mà chúng ta có, và chúng tôi rất coi trọng điều đó. Thử nghiệm di truyền ưu tiên ẩn danh nên là trọng tâm số một đối với tất cả các công ty.
Tương lai là đây, DeBio đang tạo ra các giải pháp để cách mạng hóa ngành chăm sóc sức khỏe và xét nghiệm di truyền. Bạn đã sẵn sàng để thay đổi thế giới với chúng tôi?
