[논문 리뷰] Blockchains and Self-Sovereign Identities Applied to Healthcare Solutions: A Systematic Review

Alexandre Siqueira, Arlindo Flavio Da Conceição외 1명|arXiv (Cornell University)|2021. 04. 25.

Blockchain Technology Applications and Security인용 수 15

한 줄 요약

이 체계적 리뷰는 탈중앙화된 전자 건강 기록(EHR) 관리에 대한 블록체인 및 자기 주권 신원(SSI) 기술을 조사하며, 환자가 제어하는 상호운용성 있는 EHR 시스템을 제안한다. 이 시스템은 건강 데이터를 체인 외부에 저장하고, 블록체인으로 보호된 메타데이터를 통해 참조한다. 주요 기여는 SSI 원칙과 스마트 계약이 진정으로 데이터 소유권을 가능하게 한다고 밝히며, 현재 의료 솔루션에서 SSI의 표준화된 구현 부족을 지적한다.

ABSTRACT

Self-Sovereign Identity (SSI), a Blockchain-based technology for digital identity management, is a promising concept for handling health data. It could represent a step forward in empowering users, granting them control over their data. This work conducts a systematic literature review to investigate state-of-the-art measures based on SSI and Blockchain technologies for dealing with electronic health records (EHRs), identifying gaps, and determining the key questions for future research. As a result, this review shows a growing interest in Blockchain methods to handle EHRs, but few works consider using the self-sovereign identity approaches. The results obtained in this work also suggest that: Blockchain technologies provide a viable alternative to deliver EHR solutions such as patient monitoring, healthcare data trading, and prescription control; consolidated Blockchain technologies are the preferred core components of most effective strategies; keeping raw health data off-chain helps to create scalable solutions; health data standards make searching medical records in Blockchain structures feasible; Smart Contracts are essential components of Blockchain-based EHR solutions; the concepts of data ownership and Self-Sovereign Identity have been neither adequately defined nor employed in the health context.

연구 동기 및 목표

• 전자 건강 기록(EHR)에 대한 블록체인 및 자기 주권 신원(SSI) 응용 분야의 최신 기술 상태를 분석하기 위해.
• 특히 건강 데이터 관리에서 SSI 원칙의 활용 부족을 포함한 현재 연구의 격차를 규명하기 위해.
• 탈중앙화되고 환자 중심인 EHR 시스템의 주요 과제와 향후 연구 방향을 규명하기 위해.
• 블록체인 기술, 스마트 계약, 건강 데이터 표준이 안전하고 상호운용 가능한 EHR 솔루션을 가능하게 하는 역할을 평가하기 위해.

제안 방법

• 2017년부터 2020년까지 의료 분야에서 블록체인 및 SSI에 관한 학술 논문을 대상으로 체계적 문헌 리뷰(SLR)를 수행하였다.
• 사전 정의된 포함 및 배제 기준에 따라, 블록체인과 SSI 개념을 활용한 EHR 솔루션에 중점을 둔 연구를 선별하였다.
• 이중 Ethereum, Hyperledger, 및 커스텀 DLT 구현 방식을 포함한 핵심 기술을 분석하였다.
• 체인 내 메타데이터 색인화 및 검색 가능성을 가능하게 하는 건강 데이터 표준(예: FHIR, OpenEHR, ISO 13606)의 사용을 평가하였다.
• 접근 제어, 동의 관리, 데이터 분류에 있어 스마트 계약의 역할을 평가하였다.
• 원시 건강 데이터를 체인 외부에 저장하고 블록체인을 통해 메타데이터 및 포인터를 사용함으로써 확장성과 프라이버시를 확보하는 아키텍처 패턴을 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 블록체인 및 자기 주권 신원(SSI) 기술은 현재 전자 건강 기록(EHR) 시스템에서 어떻게 적용되고 있는가?
• RQ2 SSI 기반 EHR 솔루션에서 사용되는 주요 기술 구성 요소—예를 들어 스마트 계약, 데이터 표준, DLT 플랫폼—는 무엇인가?
• RQ3 SSI 원칙의 잠재력에도 불구하고 기존 의료 블록체인 연구에서 SSI 원칙의 도입이 여전히 제한적인 이유는 무엇인가?
• RQ4 체인 외부 데이터 저장 및 체인 내 메타데이터 색인화가 EHR 시스템의 확장성과 프라이버시에 어떻게 기여하는가?
• RQ5 현재 솔루션은 얼마나 진정으로 데이터 소유권과 환자 주도의 건강 기록 제어를 구현하고 있는가?

주요 결과

• 2017년의 수십 건에서 2020년의 수백 건으로 증가하는 연구 수를 통해, EHR 분야에 대한 블록체인에 대한 학술적 관심이 높아지고 있음을 보여준다.
• 대부분의 연구가 Ethereum과 Hyperledger와 같은 기존 블록체인 플랫폼에 의존하며, 이는 탈중앙화 시스템에 대한 견고하고 생산용으로 사용 가능한 인프라를 제공한다.
• 원시 건강 데이터를 체인 외부에 저장하고 메타데이터 및 포인터를 블록체인에 기록하는 방식은 확장성 있고 효율적인 EHR 솔루션을 가능하게 한다.
• 표준 건강 데이터 포맷(예: HL7 FHIR, OpenEHR)의 사용은 민감한 데이터 폭 lộ 없이도 효율적인 체인 내 색인화 및 선택적 기록 검색을 가능하게 한다.
• 스마트 계약은 블록체인 기반 EHR 시스템에서 접근 제어, 동의 관리, 데이터 분류를 위한 필수 구성 요소로 일관되게 규명되고 있다.
• 환자 중심 설계를 주장함에도 불구하고, 거의 모든 연구에서 SSI 원칙—특히 완전한 데이터 소유권과 취소 가능한 액세스 권한—을 제대로 구현하지 못해, 자기 주권 신원의 진정한 목적과의 괴리가 발생하고 있다.