参考转⾃
基于区块链的医疗记录存储系统研究与开发
摘要
随着互联⽹的飞速发展，医疗⾏业呈现出信息化的发展趋势。EMR（电⼦病历）记录了患者在医院过程中产⽣的原始数据，已经普遍应⽤到各⼤医疗中⼼。但现有系统⼤都将数据保存在中央数据库中，这种中⼼化存储模式⾯临着信息安全、数据共享等问题。区块链具有去中⼼化、不可篡改、安全可信的特点，适⽤于解决医疗数据存储⾯临的以上问题。 本⽂应⽤区块链技术设计并开发⼀个医疗记录存储与共享系统。以web客户端的形式完成测试，后端使⽤SSM开源框架处理业务逻辑，区块链部分基于Hyperledger fabric 框架，链代码使⽤go语⾔开发。针对传统EMR系统的安全和隐私保护问题，本系统在通⽤病历服务的基础上增加了加密、授权功能。使⽤RAS⾮对称加密算法，数据经私钥加密后分两部分保存，fabric⽹络上保存医疗数据的公共信息，相关医疗⽂件保存在本地服务器上。患者拥有本⼈电⼦病历的控制权，医疗机构和研究⼈员需要向⽤户申请授权才能访问。
本系统将web客户端与区块链存储联合起来，试图解决传统EMR系统存在的数据所有权错位和隐私安全问题。是⼀次尝试，证明了区块链技术应⽤于医疗领域的可⾏性，为解决医疗数据隐私安全性差、共享难等问题提出了⼀种新的思路。
关键词：区块链；电⼦病历；加密；授权
Research and Development of Medical Record Storage System Based on Blockchain
Abstract
With the rapid development of the Internet, the medical industry has shown a trend of informatization. EMR (Electronic Medical Record) records the raw data generated by patients during hospital treatment, and has been widely used in major medical centers. However, most existing systems store data in a central database. This centralized storage model faces problems such as information security and data sharing. The blockchain has the characteristics of decentralization, non-tampering, security and credibility, and is suitable for solving the above problems faced by medical data storage.
This article uses blockchain technology to design and develop a medical record storage and sharing
system. Complete the test in the form of a web client, the back page uses the SSM open source framework to handle business logic, the blockchain is implemented using Hyperledger fabric framework, and the chain code is developed by go. In response to the security and privacy protection problems of traditional EMR systems, this system adds encryption and authorization functions based on the general medical record service. Using the RAS asymmetric encryption algorithm, the data is stored in two parts after being encrypted by the private key. The public information of the medical data is saved on the fabric network, and the relevant medical files are saved on the local server. Patients have control on their own electronic medical records, and medical institutions and researchers need to apply for authorization from users to obtain access.
This system combines the web client and blockchain storage, trying to solve the data ownership misalignment and privacy security problems in the traditional EMR system. It is an attempt, proved the feasibility of applying blockchain technology to the medical field, and proposed a new idea for solving the problems of poor privacy and difficulty in sharing medical record data.
Key Words：Blockchain；Electronic Medical Record；Encryption；Authorization
⽬ 录
1 ⽂献综述
.1 研究背景和意义
2008年，⽐特币[1]问世，作为⽐特币的基础技术框架，区块链技术开始进⼊⼈们的视野。随着⽐特币的快速发展和应⽤，其相关技术也逐渐成为学术界热门研究话题，基于区块链的研究和应⽤呈现出爆发式增长趋势，被认为是继⼤型计算机、个⼈电脑、移动互联⽹、社交⽹络之后计算范式的第五次颠覆性创新，是继⾎亲信⽤、贵⾦属信⽤、央⾏纸币信⽤之后的⼈类信⽤进化史上的第四个⾥程碑[2]。
区块链的本质是分布式存储账本，账本是由多个区块按照时间顺序排列组合形成的线性的链表，账本中存储着⽹络世界中的交易信息，可以看做是⼀种具备信任基础的实现⽹络价值传输的分布式数据库技术。由于其天然的去中⼼化特性，不仅⽀持⾃动执⾏的智能合约等可扩展性应⽤，还注重数据安全和隐私保护等关键技术，使得区块链技术不仅可以成功应⽤于数字加密货币领域，同时在经济⾦融、物联⽹供应链和社会公共服务领域中也存在⼴泛的应⽤场景[3]。
传统的医疗机构以纸质版的形式保存患者的医疗数据，形式单⼀且检索困难。随着互联⽹技术的飞速发展，医疗⾏业也呈现出信息化的发展趋势。EMR（Electronic Medical Record，电⼦病历）使⽤计算机存储病⼈的医疗数据，记录了患者在医院过程中产⽣的原始数据。通过梳理和总结近些年政府相关部门发布的有关智慧医疗的政策标准，可以发现，以智慧服务、智慧医疗、智慧管理为核⼼的
智慧医院概念的圈定已逐渐清晰，全国各地正逐步开展“智慧医院”的⽰范建设⼯作，我国医疗信息化建设已进⼊快速发展期[4]。
EMR的⼴泛应⽤推动了医疗领域的发展，⽆论是对医疗机构还是患者本⼈都带来了很⼤的便利。但这种系统⼤都采⽤中⼼化的存储⽅式，将电⼦病历存储到每个医疗机构指定的中⼼数据库中。这种中⼼化的存储模式存在着数据泄露的风险，⼀旦数据库遭到攻击，可能会导致数据流失，不能保证患者信息隐私安全；同时，数据由各个医疗机构单⽅⾯保管，很容易出现“信息孤岛”问题，患者不能随时查看和保管⾃⼰的病历数据，由于企业之间存在差异化，医疗数据存储规范不同，EMR也⽆法在不同的医疗机构之间合理使⽤和共享，这给病⼈跨医院就诊带来很⼤不便；再者，如果出现医疗纠纷，医疗记录中⼼的管理模式将使患者处于不利地位，⽆法保障患者的合法权益。
区块链技术的诞⽣，为解决传统电⼦医疗数据中⼼化存储⾯临的⼏个痛点问题带来了新的思路。区块链⾃⾝带有去中⼼化的特性，由⽹络中的所有参与节点共同维护⼀个分布式的账本记录，可以有效防⽌⼀些节点失效或恶意篡改记录，另外每个区块都加盖时间戳并以hash运算的⽅式连接到前⼀个区块，这也为完整医疗信息的CURD操作提供了可靠的追溯功能；区块中的患者医疗数据采⽤密码学加密技术，有效保障链上数据的可靠存储和安全共享，提⾼了医疗数据的可信度和完整性；除此之外，区块链⽹络中的参与者⼈⼈平等，⽀持智能合约，合约部署在区块中，不可篡改，⾃动执⾏，可以很⼤程度上避免由于⼈为因素造成的有意或⽆意的错误，保护⽤户隐私安全，减少医疗纠纷。
在基于区块链技术的电⼦医疗数据存储系统中，分布式存储模型将呈现出以病⼈为中⼼的发展态势，使患者尽可能拥有⾃⼰电⼦病历的所有权，病⼈的医疗记录归本⼈所有，属于私⼈数据，其他⼈（包括医疗机构和研究⼈员）必须经过授权才能访问⽤户医疗记录；区块链技术的应⽤可以联合不同医疗机构，将各个机构提交的医疗数据统⼀格式后存储到链上，⽅便实现跨机构数据共享，使得医⽣和研究⼈员在得到授权后能快速获取患者医疗记录，进⼀步帮助患者诊断或者进⾏远程。将区块链技术应⽤在EMR系统中，可以构建医疗信息互通互联的医疗体系，进⽽提⾼医疗⾏业服务质量，推动医疗⾏业信息化发展，具有⼀定实际价值。
.2 国内外研究现状
1.2.1 区块链在存储系统研究现状
随着⼈⼯智能、云计算的快速发展，数据存储规模呈指数级增长，对存储技术有更⼤容量、⾼可靠性与低时延的需求。将区块链技术应⽤到存储系统中，可以提⾼现有存储系统的安全性和可扩展性。当前区块链技术应⽤在存储系统中有以下三个⽅⾯[5]：基于区块链构建的去中⼼化存储系统，基于区块链优化已有存储系统，区块链系统⾃⾝的存储⽅法和优化，如图1.1
图1.1 区块链存储研究分类
将区块链技术应⽤到存储系统中主要引起两⽅⾯变化，⼀⽅⾯，区块链账本存储⽂件分⽚的元数据，另⼀⽅⾯使⽤区块链虚拟货币作为奖励，⿎励⽤户积极提供存储空间。这种模式的存储系统具有隐私保护能⼒强、安全性强、响应速度快、下载速度快、闲置存储资源利⽤率⾼，存储激励能⼒强、存储空间开销⼤的特点。国外科研机构已经有⼀些开源的基于区块链的去中⼼化存储项⽬，IPFS（InterPlanetary File System 星际⽂件系统）是⼀个点对点的分布式⽂件系统[6]，⽬的在于改变现有的 HTTP 协议，致⼒于构建⼀个去中⼼化的分散的存储⽹络，打造⼀个全新的去冗余的互联⽹世界，⽽Filecoin 作为IPFS 激励层实现，通过价值激励来⿎励更多的节点加⼊ IPFS ⽹络；但是Filecoin 的服务⽅式是让服务商和⽤户相互选择，在很多情形下会降低存储空间的利⽤率。 Sia 由NebulousLabs公司创建，专注于为去中⼼化存储模式提供⼀个功能完备的平台，通过智能合约⾃动维护存储提供⽅与⽤户的协作关系，⽆需依赖第三⽅机构，已经发布了正式版本，能够提供更稳定、成熟的服务，但是⽬前Sia采⽤POW（Proof of Work）达成共识，⽆法应⽤于⾼频实时交易场景。
随着区块链技术⽇趋完善，有⼈开始研究如何借助区块链技术优化已有系统的存储性能。针对DNS（域名系统）出现的单点故障以及数据泄露造成的信任问题，基于区块链的分布式互联⽹Blockstack[7]于2015年问世，Blockstack是⼀款集成了分散式数据、分散式应⽤程序、分散式⽤户数据的区块链浏览器应⽤，Blockstack 架构分为三层：区块链底层、对等⽹络、数据层，可以看做区块链世界⾥
的“google”。数据库与区块链技术的结合，可以克服现有中⼼数据库存在的安全性低、数据易泄露等问题，具有代表性的区块链数据库有BigchainDB，ChainSQL，RecordsKeeper等项⽬，具有去中⼼化、不可篡改、可溯源以及吞吐量⾼的优势。ChainSQL[8]将区块链与传统数据库相结合，构建了⼀种基于区块链⽹络的⽇志式数据库应⽤平台，该技术兼备了两种系统的优点，能随时随地恢复数据库表，并简化了区块链应⽤的开发，具有历史记录不可篡改、提供审计服务、本地数据库插件式管理等多种特性。对于⼤⽂件存储的场景，区块链往往需要底层的⽂件系统做⽀撑，采⽤链上链下组合存储的⽅式，⽂献[9]将区块链技术和⽂件存储系统相结合，将真实⽂件存储在底层⽂件系统中，区块链上则保存⽂件摘要等公共属性信息，利⽤哈希函数的唯⼀性和不可逆性来实现对数据的验证，管理⽂件的访问权限，从⽽实现⼀个个⼈隐私信息的管理平台。区块链技术与分布式存储，需要去中⼼化的激励机制吸引⽹络边缘存储设备的加⼊，两者相互结合，相互促进。
区块链可以看做是⼀个分布式的数据库，其⾃⾝存储也存在着⼀些问题，在存储空间⽅⾯，⽹络中每个节点要保存整个区块链的全拷贝，以⽐特币为例，截⽌2020.5.20，⽐特币⽹络中总共有区块630950个，区块总量348GB，区块链膨胀问题造成了存储空间的庞⼤开销，基于此问题，⽐特币允许⽹络中存在轻节点，该类节点选择以轻量级⽅式运⾏，只存储区块头内容⽽不必存储完整的区块数据，因⽽减少了节点的区块存储；在轻节点与全节点之外，也有⼈提出基于纠删码的区块链，减轻全节点的负担。纠删码（erasure coding，EC）是⼀种数据保护⽅法，它将数据分割成⽚段，把冗余数
据块扩展、编码，并将其存储在不同的位置（⽐如硬盘），当冗余级别为N+M时，能容忍任意M个硬盘故障。纠删码节点只需保存编码区块，就可以恢复出完整区块，因此能够减轻存储负担；⽂献[10]提出了⼀种 Fast 同步算法，该算法只保存最近区块的状态数据⽽忽略较旧区块的状态数据，不仅减少了同步区块的状态数据，还提⾼了新节点加⼊区块链的效率；江云超等针对⽂献[11]提出的分⽚⽅案中存在的问题进⾏进⼀步优化[12]，⾸先分析区块链恶意节点概率并计算每个分⽚中区块的数量，然后获取区块链节点数量以及分⽚中编号最⼤区块被恶意节点攻击的概率，计算出每个分⽚需要存储的副本数量，新⽅案在减少区块存储和提⾼新节点加⼊区块链效率⽅⾯有更明显的优势。除了存储容量⽅⾯的限制，在I/O性能⽅⾯，区块链的底层数据结构和架构设计在很⼤程度上影响着系统的存储和查询性能，为了优化查询性能，EtherQL[13]通过在区块链外部关联数据库，并在区块链上构建查询层，通过数据库接⼝进⾏数据查询；另⼀种是内置索引的⽅式，王千阁等[14]提出为主键建⽴辅助索引，主键指向数据的物理地址，索引指向数据主键。经过⽐较，两种⽅式都能提⾼区块链系统的查询性能。
1.2.2 区块链在医疗系统研究现状
起源于⽐特币的区块链技术因其⾃⾝的特性引起了社会各界⼴泛的关注，为推动区块链技术和产业发展，国务院⼯业和信息化部软件服务业指导中国电⼦技术标准化研究院，联合蚂蚁⾦融去、万向控股、微众银⾏等⾻千企业，开展区块链技术和应⽤发展趋势专题研究，发布了《中国区块链技术和应
⽤发展⽩⽪书（2016）》[15]。包括政府部门在内，许多企业和研究机构纷纷成⽴专门的区块链实验室，由此催⽣了许多区块链研究项⽬。⽬前区块链的应⽤主要有⾦融科技领域、数字版权、物流溯源领域以及供应链领域，在医疗⽅⾯的应⽤研究相对较少。
国外区块链医疗研究案例。通常，医疗记录的医疗信息由医院单独管理，对患者有访问权限，这样患者不能掌握⾃⼰医疗数据的第⼀⼿记录，失去了对医疗记录等私⼈数据的控制权⼒，此外，近年来，医疗中⼼机构被⿊客攻击导致数据的犯罪现象频频发⽣，医院和患者的信息变的越来越不安全。针对此类问题，⿇省理⼯学院（MIT）研究⽣Azaria等[16]利⽤以太坊平台，开发了⼀个医疗区块链与⼤数据相结合的医疗信息共享系统 MedRec，⽤来维护和管理患者的电⼦病历，存储在这个系统上的所有⽇志都是全⾯且不可改变的，包含认证系统、安全系统和问责制系统，为⽤户提供强⼤的安全技术处理敏感信息，但以太坊采⽤的是POW共识算法，全⽹共识过程类似于⽐特
币，MedRec⿎励医疗利益相关者，医疗机构、患者和研究⼈员等作为“矿⼯”参与到以太坊⽹络中，以竞争算⼒的⽅式保护和维护以太坊的认证⽇志，同时可以获取相应的作为报酬，这种共识机制造成了⼀定的算⼒浪费；Xhafa F 等[17]提出了⼀个基于云的医疗记录⽅案，采⽤对称加密算法，不泄漏医⽣和患者的个⼈信息以及病情的详细描述，对称秘钥采⽤基于属性的加密⽅案进⾏封装，但该系统有⼀个缺点是需要依赖⼀个称之为全局权威( Global Authority，GA) 的完全可信的第3⽅负责密钥管理，有违去中⼼化的理念；Shrier 等[18]借助MIT的 OPAL/Enigma 加密平台的安全特性，结合区块链，
提出⼀个⽤于分析和存储医疗数据的解决⽅案，同时为医疗数据提供安全存储环境。
国内医疗区块链研究案例。相较于国外，国内的研究相对较少，且⼤部分停留在理论模型上。通过分析医疗⾏业信息化现状，可以看出，各医疗机构间存在数据共享困难的问题，审查和校验数据需要花费⼤量的时间和资源，导致医⽣和研究⼈员在访问共享医疗数据时存在严格的限制。薛腾飞等[19]设计⼀个基于区块链的医疗数据共享模型（Medical Data Share Model，MDSM），提出两个概念，医疗机构联盟服务器（Medical Institution Federate Servers, MIFS）和审计联盟服务器（Auditing Federate Servers, AFS），将医疗机构根据信⽤积分划分等级，⾼等级的节点机构加⼊MIFS成为代理，第⼆等级的机构加⼊AFS作为审计校验的节点，配合改进的股份授权机制DPOS（Delegate Proof of State） 实现共识，将数据存储在分布式数据库系统中减轻区块链上数据存储和⾼频访问时的压⼒，并有完备级客户端和轻量级客户端为⽤户提供查询服务，MDSM适⽤于解决各医疗机构共享数据的难题；MDSM医疗区块链启动时需要101个节点的MIFS和20个节点的AFS，也就是说⾄少需要121 所医院或医疗机构同时参与到区块链维护，针对其启动代价⼤的缺点，张超等[20]使⽤实⽤拜占庭容错算法 (Practical Byzantine fault tolerance, PBFT), 构建了⼀种既能以较少节点来启动运⾏，⼜不需要⼤量算⼒来维护的联盟式医疗区块链系统，适合早期探索与后期扩展，具有⼀定的优越性和较好的适⽤性；梅颖等[21]结合区块链和云存储技术，提出了⼀个⽤于个⼈医疗记录安全存储和共享的健康链，链上保存医疗记录的公共信息、匿名⾝份和访问权限，⽽真正的医疗数据则加密保存在链下存储
结构中，有效实现了患者对个⼈医疗数据的所有权和访问权限的控制以及对敏感医疗数据的安全存储。
区块链技术在电⼦医疗领域的未来发展前景在很⼤程度上取决于区块链⾃⾝的成熟与发展，区块链的去中⼼化、不可篡改等特性是⾮常好的创新点，但其在医疗领域的应⽤场景尚具有不确定性，在未知的情况下，只有不断的尝试与探索，才能持续推动技术的进步，改正缺点与不⾜，逐步完善，实现应⽤落地。
1.3 研究内容和⼯作
在⽹络攻击和数据泄露的时代，集中存储的数据就像是⼀颗定时。借助区块链开发性、去中⼼化、不可篡改、不可伪造等特点，本系统研究设计⼀个基于区块链的电⼦医疗记录存储系统，系统参与⽅为患者、医疗机构和研究⼈员，如图1.2
图1.2 系统参与⽅
区块链基于点对点⽹络（P2P），天然具有去中⼼化的特性，⽹络中的每个节点都是平等的，保证⽤户可以拥有⾃⼰医疗数据的控制权，不⽤依赖中⼼医疗机构，医疗⼈员或研究者在访问患者医疗数据之前需要经过患者本⼈授权，才能进⾏查询；区块链⽹络中，⼤多数诚实节点通过共识机制建⽴信任，
共同维护⼀个分布式⼤账本，每个参与共识的节点在本地存储着这个账本的完全拷贝，因此，利⽤区块链与⽣俱来的不可篡改性，可以保证数据在链上的真实性与安全性；同时，为了提⾼对患者数据的隐私保护性，链上数据不能以明⽂形式存在，因此需要将适当的密码学技术引⼊系统中，病历数据上链前必须经过诊治医⽣签名及患者本⼈的公钥加密。
在本系统的设计⽅案中，患者作为个⼈病历的所有者，经过授权可以决定谁有访问记录的权利，有效防⽌病历数据被第三⽅机构恶意托管和出售，在保证隐私安全性的前提下，使得病⼈对于就诊记录有更灵活的调度。在跨医院就诊的场景下，医⽣可以⽅便的查询患者就医历史，从⽽对病⼈实施精细的诊治⽅案，提⾼的精准度，减少医患⽭盾，也可以为远程医疗提供⼀种参考⽅案、技术⽀持。
系统实现，本系统最终将以⽹页客户端形式测试。后端使⽤java语⾔开发，借助Spring+SpringMVC+Mybatis开源框架实现业务逻辑，框架成熟，运⾏稳定；区块链⽹络部分基于Hyperledger Fabric技术框架，Go语⾔开发链代码，数据存储采⽤区块链联合存储的⽅
式，fabric⽹络中存储医疗数据公共信息，⽽过程中产⽣的相关⽂件数据则保存在本地服务器上。本⽂所实现的系统特点如下所述：（1） 系统中医疗机构与患者是平等节点，互相协作、互相制约，确保数据源头的真实性；
（2） 所有节点共同维护分布式账本，链上的医疗记录不可篡改，确保数据存储的安全性；
（3） 链上数据全部加密存储，且需经过授权才能访问，确保数据共享时的保密性；
1.4 ⽂章组织和结构
本⽂共有五个章节，每章节的内容安排如下：
第⼀章⽂献综述，⾸先介绍论⽂的研究背景和意义，之后从区块链的应⽤⽅向⾓度，分别分析了区块链技术在存储系统与医疗系统的国内外研究现状，然后详细介绍本⽂的研究⽅向和主要⼯作内容，以及系统最终要实现的功能。
第⼆章技术概述，对电⼦医疗存储系统中涉及到的技术、框架和⽤到的软件进⾏了介绍，包括区块链技术概念、Hyperledger Fabric框架以及通⽤web开发后端架构。
第三章需求分析，是系统整体要实现的功能和⽬标，通过分析现有电⼦医疗系统中存在的问题，提出系统的功能需求与⾮功能需求。对于要实现的功能需求，从系统使⽤者的⾓度分为四个模块，分别为，系统管理配置模块，⽤户通⽤功能模块，患者专⽤操作模块和医疗机构相关功能模块，对每个模块的需求分别叙述；⾮功能性需求则从可⽤性、稳定性、安全性、低时延和可扩展性⼏个⽅⾯分别讨论。
第四章详细设计，是对电⼦医疗系统的详细设计与实现，对上⼀章中各个模块的功能需求仔细剖析，
单独设计实现，内容包括整体操作流程、fabric链代码、后端业务逻辑、后端连接区块链、数据库设计以及数据存储⽅式等。
第五章测试维护，对各个模块中关键且必要的功能设计测试⽤例，分析测试结果以发现系统的不⾜并改进。
最后对论⽂进⾏了总结，将整个系统完成实现的情况与预期⽬标进⾏⽐较，分析实现的不⾜和可选解决⽅案。对电⼦医疗领域区块链应⽤痛点进⾏分析，讨论区块链价值并对未来前景进⾏了展望。
2 技术概述
2.1 区块链技术概述
⽐特币是迄今为⽌最为成功的区块链应⽤，随着⽐特币的成功应⽤及其在全球范围内引起的⼴泛关注，其底层的技术原理也在试图展⽰更⼤的价值和意义。
2.1.1 技术特性
去中⼼化。区块链底层采⽤的是对等计算机⽹络（peer to peer，P2P），点对点的技术，每个节点都是客户端，没有中⼼服务器，节点之间互相直连，⼀种半分布式⽹络拓扑如图2.1
图2.1 P2P半分布式⽹络拓扑
去中⼼化是区块链最显著的特征，⽹络参与者资格权限完全对等，正是由于P2P协议的存在，让区块链可以实现点对点之间的价值传输。以⽐特币这⼀典型区块链应⽤代表为例，在⼀个没有中央银⾏且仅由⽤户组成的⽹络中，在P2P技术的⽀持下，虚拟货币可以在任何联⽹的计算机上进⾏挖掘和交易。相对于以往中⼼化机构的限制，去中⼼化提供的是⼀个更⾃由、更透明、更公平的环境，为个体赋予更多选择的权利和机会。
不可篡改。区块链底层存储架构使其天然具有不可篡改性。区块链可以看做是⼀个分布式的账本，账本的每⼀页就是⼀个区块，区块中存储⽹络某⼀个记忆时间段内全部的状态改变和交易的最终结果，区块⾸尾相接，形成链状结构，如图2.2
图2.2 区块链通⽤存储结构
在区块链中，第⼀个区块叫创世区块，通常不包含交易信息，创世区块确定区块结构。区块由区块头和区块体组成，区块头中包含区块号，当前区块hash值，前⼀区块hash值，时间戳及其他公共信息。
根据不同平台功能需求，区块头存储不同的信息，在⽐特币区块链中，其他公共信息包含版本号、所有交易merkle树根、难度值和随机数；⽽在以太坊区块链中，则还要包含叔⽗区块hash值，汽油费（
gas）等更多信息。区块体中存储的是之前⼀段时间内经过⽹络⼴播验证合法的交易信息。每⼀区块包含前⼀区块的hash值，通过哈希指针与前⼀区块⾸尾相连。新产⽣的区块加盖时间戳后只能追加到主链末尾，形成⼀条从创世区块到当前区块的最长合法链（账本）。每个参与⽹络维护的节点都能拥有⼀份账本的拷贝，所有节点遵循着相同的共识机制，依靠共识机制建⽴信任共同维护⼀条不断增长的链（账本）。
