Погружение в технологию блокчейн: Экосистема цифровой стоматологии

в 16:52, , рубрики: azure, bitcoin, blockchain, microsoft, Microsoft Azure, биткойн, Блог компании Microsoft, блокчейн, криптовалюта, медицина, медицинские технологии, стоматология, финансы в IT, хакатон

Представляем вторую статью из серии «Погружение в технологию блокчейн». В этом материалы вы узнаете о медицинском проекте Digital Dentistry Exchange, который представляет из себя экосистему цифровой стоматологии.

Мы расскажем о его технологических особенностях, ответим на самые частые вопросы о смарт-контрактах и поделимся видением команды о том, какое будущее у технологии блокчейн.

Погружение в технологию блокчейн: Экосистема цифровой стоматологии - 1

Цикл статей «Погружение в технологию блокчейн»

1. Погружение в технологию блокчейн: Секреты EmerCoin.
2. Погружение в технологию блокчейн: Быстрые и безопасные транзакции.
3. Погружение в технологию блокчейн: Экосистема цифровой стоматологии.
4. Loading…

Проблема распределения ответственности и повышения качества комплексных услуг в сфере стоматологии

В современной цифровой стоматологии существует направление под названием CAD/CAM (Computer Aided Design и Computer Aided Manufacturing). Оно применяется для создания таких зуботехнических конструкций, как коронки, виниры или вкладки (очень крутой вид пломб). Процесс производства с помощью ЭВМ состоит из нескольких этапов:

1. Врач производит подготовку зуба к установке зуботехнической конструкции, снимает оттиск и формирует заказ-наряд:

Погружение в технологию блокчейн: Экосистема цифровой стоматологии - 2

2. Врач договаривается о цене с пациентом, идет предоплата.

3. Оттиск сканируется и получается цифровая трехмерная модель зубов пациента:

Погружение в технологию блокчейн: Экосистема цифровой стоматологии - 3

4. С помощью системы специализированного проектирования (САПР) на базе этой модели конструируется дизайн зуботехнической конструкции с учетом пожеланий пациента и врача.

5. После подтверждения трехмерная модель зуботехнического изделия отправляется во фрезерный центр, где ее материализуют из выбранного материала (цирконий, титан, полимер или керамика).

6. Изделие дезинфицируется и устанавливается пациенту.

Погружение в технологию блокчейн: Экосистема цифровой стоматологии - 4

Каждый этап оплачивается отдельно, но если на одном из этапов происходит ошибка, то все последующие этапы будут сделаны напрасно, хотя они уже оплачены. Казалось бы, исправить это просто: тестировать каждый этап и забыть о проблеме. Но, например, трудности выявляются на этапе установки продукта пациенту, а предыдущие этапы (сканирование, дизайн и фрезерование) уже оплачены. Это значит, что врач теряет деньги, время и нервы. Последние два пункта касаются также и пациента.

Логичным решением является создание многосторонних договоров, которые позволяют распределить ответственность между участниками CAD/CAM процесса. Здесь появляется огромный выбор различных стратегий выплат, например:

  • врач выплачивает всем участникам только при успешной установке изделия;
  • врач выплачивает участникам по очереди при подтверждении каждым участником предыдущего результата, можно добавить страхование, репутацию и так далее.

В итоге, сделки с несколькими активными сторонами могут быть по разному представлены, в зависимости от этого также будут ранжироваться цены на услуги.

Этот подход не был реализован ранее по нескольким причинам: создать такие формы сделок было невозможно из-за отсутствия регулятора оплат, а также из-за высокой сложности формулирования договоров с большим количеством оговорок.

Реализация идеи

Примечание: ниже представлен реальный код, написанный в рамках хакатона.

Проблему описанную выше можно решить с помощью смарт-контрактов: сложные схемы оплат упаковываются в кнопки «accept/decline/pay». Для регулировки всего процесса самым надежным решением будет система с блокчейн-архитектурой.

Так у команды был определенный бэкграунд в разработке и дизайне, для back-end был выбран фреймворк Ruby on Rails (RoR), для front-end – JavaScript-фреймворк AngularJS.

С написанием смарт-контрактов было немного сложнее, так как никто из участников ранее не сталкивался с подобной задачей. Поэтому была выбрана платформа Ethereum (инструмент для создания децентрализованных онлайн-сервисов на базе блокчейна) на основе Azure Blockchain as a Service. Смарт-контракты программировались на специальном языке Solidity.

Участники поделились двумя вопросами, которые возникли у них при работе с данным инструментом, и ответами на них.

Где хранится контракт и кто обеспечивает его корректное исполнение?
Когда смарт-контракт написан и отлажен, он помещается в цепочку блоков транзакций, и может быть проверен (но не изменен!) любым пользователем системы, если тот знает адрес по которому расположен этот смарт-контракт. Корректность самого смарт-контракта зависит от того, насколько корректно его написал программист. Если смарт-контракт был описан неверно, его нельзя исправить и придется поместить другой смарт-контракт по другому адресу.

Какова цена создания смарт-контракта?
Для создания смарт-контракта требуется израсходовать некоторое количество внутренней валюты (Eth), чем выше будет его цена, тем выше он получает приоритет у майнеров (это машины которых вычисляют криптоблоки). Майнеры нужны для того, чтобы смарт-контракт был обработан и добавлен в блокчейн. Если первый взнос будет минимальным, может возникнуть ситуация, в которой смарт-контракт никогда не будет размещен в глобальном блокчейне. Стоит обратить внимание, что также можно задать время жизни контракта.

Что нужно знать для работы с платформой Ethereum для клиентской стороны

Прежде всего, вам необходимо понять для какой платформы вы пишете. Как писали выше, в данном решении был использован фреймворк AngularJS, поэтому вся логика была помещена в контроллер, и там происходила вся работа с web3.js.

Примечание: в реальных условиях подобные операции лучше держать на защищенном сервере подальше от клиента.

Далее необходимо инициализировать подключение к программе для связи с блокчейном:

var Web3 = require('web3');
var web3 = new Web3();
web3.setProvider(new web3.providers.HttpProvider("http://адрес_сервера:8545"));
var accounts = web3.eth.accounts;

accounts – это все аккаунты, которые задействованы в программе подключения к блокчейну (в нашем случае, это geth).

Теперь нужна функция для того, чтобы узнать баланс подключенных токенов:

	function getBalance(address){
var funds = web3.eth.getBalance(address);
return funds;
}

Попробуем оплатить что-нибудь через смарт-контракт по адресу contractAddress:

function pay (amount, myToken, password, token, contractAddress){
web3.personal.unlockAccount(myToken,password);
var contract = web3.eth.contract(abi).at(contractAddress);
      	var res = contract.initDoctor.sendTransaction(token, {from:myToken, value:web3.toWei(amount,'ether')});
alert("you dropped to system with token "+token); 
}

Примечание: для простоты был задан пароль в виде plain text, но в реальной системе так делать нельзя.

Это основные функции, которые необходимо знать для вызова смарт-контрактов. Подробности можно узнать на официальном сайте Ethereum.

Что нужно знать для написания смарт-контракта на языке Solidity

Существуют онлайн-компиляторы, так и компиляторы смарт-контрактов, поставляемых Etherium. В данном проекте решили использовать этот редактор, так как он достаточно удобный и быстрый.

Погружение в технологию блокчейн: Экосистема цифровой стоматологии - 5

Далее в блокчейне для написания смарт-контракта был использован код:

pragma solidity ^0.4.0;
contract Dental {
    uint cadPrice = 10;
    uint millPrice = 10;
    uint digitizePrice = 10;

	mapping (address => uint) doctor_balances;
	mapping (address => uint) digitizer_balances;
	mapping (address => uint) cad_balances;
	mapping (address => uint) mill_balances;
	mapping (address => uint) statuses; 
	//0 -start,
	//1 - digitizer initialized,
	//2 - cad initialized,
	//3 - mill initialized,
	//4 - digitizer ready,
	//5 - cad_ready,
	//6 - mill ready,
	//7 -payed
    mapping (address => address) digitizer_addresses;
    mapping (address => address) cad_addresses;
    mapping (address => address) mill_addresses;
    
    function initDoctor() {  //Загрузка денег
       doctor_balances[ msg.sender ] += msg.value;
       statuses[msg.sender] = 0;
    }
    function initDigitizer(address digitizerAddr) {
       digitizer_addresses[msg.sender]  = digitizerAddr;
       digitizer_balances[msg.sender]  += msg.value;
       if (statuses[msg.sender] == 0) statuses[msg.sender] = 1;
    }
    function initCad(address cadAddr) {
       cad_addresses[msg.sender]        =  cadAddr;
       doctor_balances[ msg.sender ]    -= cadPrice;
       cad_balances[msg.sender]         += msg.value;
       if (statuses[msg.sender] == 1) statuses[msg.sender] = 1;
    }
    function initMill(address millAddr) {
       mill_addresses[msg.sender]  = millAddr;
       mill_balances[msg.sender]  += msg.value;
       if (statuses[msg.sender] == 2) statuses[msg.sender] = 3;
    }

    function digitizerDone() {
        if (statuses[msg.sender]==3) statuses[msg.sender] = 4;
    }

    function cadDone() {
       if (statuses[msg.sender]==4) statuses[msg.sender] = 5;
    }

    function millDone() {
       if (statuses[msg.sender]==5) statuses[msg.sender] = 6;
    }

    function doctorDone(bool happy) payable returns (bool) {
        if (statuses[msg.sender]!=6) return false;
        if (!happy){
            doctor_balances[msg.sender] += digitizer_balances[msg.sender];
            doctor_balances[msg.sender] += cad_balances[msg.sender];
            doctor_balances[msg.sender] += mill_balances[msg.sender];
            digitizer_balances[msg.sender]  = 0;
            cad_balances[msg.sender]        = 0;
            mill_balances[msg.sender]       = 0;
            return false;
        }
            
        bool digitizerOk = digitizer_addresses[msg.sender].send(digitizer_balances[msg.sender]);
        digitizer_balances[msg.sender] = 0;
        bool cadOk       = cad_addresses[msg.sender].send(cad_balances[msg.sender]);
        cad_balances[msg.sender] = 0;
        bool millOk      = mill_addresses[msg.sender].send(mill_balances[msg.sender]);
        mill_balances[msg.sender] = 0;
        return (digitizerOk && cadOk && millOk);
    }
}

Разберем его подробнее:

1. Сначала указываем версию Solidity и объявляем контракт:

pragma solidity ^0.4.0;
contract Dental {

2. задаем стоимость услуг 3D-сканирования, дизайна и фрезерования:

    uint cadPrice = 10;
    uint millPrice = 10;
    uint digitizePrice = 10;

3. Создаем массивы балансов для оплаты участников процесса:

	mapping (address => uint) doctor_balances;
	mapping (address => uint) digitizer_balances;
	mapping (address => uint) cad_balances;
	mapping (address => uint) mill_balances;

4. Указываем статусы:

	mapping (address => uint) statuses; 
	//0 - start,
	//1 - digitizer initialized,
	//2 - cad initialized,
	//3 - mill initialized,
	//4 - digitizer ready,
	//5 - cad_ready,
	//6 - mill ready,
	//7 -payed

5. Создаем массивы аккаунтов участников процесса (без врачей):

    mapping (address => address) digitizer_addresses;
    mapping (address => address) cad_addresses;
    mapping (address => address) mill_addresses;

6. Инициализируем врача, им будет считаться отправитель. Обратите внимание, что он может брать новые заказы, только если у него указан статус «еще не начал» или «заказ завершен»:

    function initDoctor() {  //Загрузка денег
       if (statuses[msg.sender] == 0 || statuses[msg.sender] == 7){
doctor_balances[ msg.sender ] = msg.value;
statuses[msg.sender] = 0;
        }
    }

7. Инициализируем сканировщика, который будет задействован, если у врача стоит статус «еще не начал»:

    function initDigitizer(address digitizerAddr) {
       digitizer_addresses[msg.sender]  = digitizerAddr;
       digitizer_balances[msg.sender]  = msg.value;
       if (statuses[msg.sender] == 0) statuses[msg.sender] = 1;
    }

8. Аналогично повторяем с дизайном:

    function initCad(address cadAddr) {
       cad_addresses[msg.sender]        =  cadAddr;
       doctor_balances[ msg.sender ]    -= cadPrice;
       cad_balances[msg.sender]         = msg.value;
       if (statuses[msg.sender] == 1) statuses[msg.sender] = 1;
    }

9. Аналогично повторяем с фрезеровщиком:

    function initMill(address millAddr) {
       mill_addresses[msg.sender]  = millAddr;
       mill_balances[msg.sender]  += msg.value;
       if (statuses[msg.sender] == 2) statuses[msg.sender] = 3;
    }

10. Далее подтверждаем работу сканировщика:

    function digitizerDone() {
        if (statuses[msg.sender]==3) statuses[msg.sender] = 4;
    }

11. Подтверждаем работу дизайнера:

    function cadDone() {
       if (statuses[msg.sender]==4) statuses[msg.sender] = 5;
    }

12. Подтверждаем работу фрезеровщика:

    function millDone() {
       if (statuses[msg.sender]==5) statuses[msg.sender] = 6;
    }

13. Врач может принять или не принять работу. В последнем случае все деньги будут возвращены на его счет. ). Если работа еще не отфрезерована, то ничего не происходит. Если врач принимает работу, деньги отправляются на счета участников:

    function doctorDone(bool happy) payable returns (bool) {
        if (!happy){
            doctor_balances[msg.sender] += digitizer_balances[msg.sender];
            doctor_balances[msg.sender] += cad_balances[msg.sender];
            doctor_balances[msg.sender] += mill_balances[msg.sender];
            digitizer_balances[msg.sender]  = 0;
            cad_balances[msg.sender]        = 0;
            mill_balances[msg.sender]       = 0;
            return true;
        }
       if (statuses[msg.sender]!=6) return false;   
        bool digitizerOk = digitizer_addresses[msg.sender].send(digitizer_balances[msg.sender]);
        digitizer_balances[msg.sender] = 0;
        bool cadOk       = cad_addresses[msg.sender].send(cad_balances[msg.sender]);
        cad_balances[msg.sender] = 0;
        bool millOk      = mill_addresses[msg.sender].send(mill_balances[msg.sender]);
        mill_balances[msg.sender] = 0;
        if (digitizerOk && cadOk && millOk) statuses[msg.sender]=7;
        return (digitizerOk && cadOk && millOk);
    }
}

Слово команде проекта Digital Dentistry Exchange

Мы спросили участников проекта, какое будущее они видят у технологии блокчейн:

«Технология блокчейн – потенциально самая подходящая технология для проведения транзакций любых типов, начиная от финансовых услуг заканчивая приготовлением еды. Единственным дополнением к блокчейну должен быть доработанный механизм proof-of-work, который будет приносить пользу людям или науке (например, давняя задача поиска целых значений параметров a,b,c в выражении a^3+b^3+c^3=33).

На данный момент система блокчейна может быть идеально интегрирована в систему оказания услуг, где результаты могут быть измерены (комплексные услуги в медицине, производстве, онлайн-продажах или достижение определенных метрик и, возможно, судебная арбитражная система).

Количество возможных приложений может быть огромным – главное тестировать идеи, реализации и активно их внедрять. Также было бы не лишним внедрение правового регулирования и ISO стандарта систем с архитектурой блокчейн.»

На фотографии ниже авторы материала: Константин Скобельцын, Виталий Дементьев, Ринат Хатипов, Айдар Нигматжанов, Роман Варнава.
Погружение в технологию блокчейн: Экосистема цифровой стоматологии - 6

Автор: Microsoft

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля