医療分野のブロックチェーン利活用

https://www.cloudsecurityalliance.jp/Copyright © 2017 Cloud Security Alliance Japan Chapter
2017年4月19日
一般社団法人日本クラウドセキュリティアライアンス
健康医療情報管理ユーザーWG 笹原英司
医療分野のブロックチェーン利活用
[患者中心視点からみたベネフィットとリスクのバランス]

https://www.cloudsecurityalliance.jp/Copyright © 2017 Cloud Security Alliance Japan Chapter 2
Cloud Security Allianceにおける
ブロックチェーン／分散型台帳技術の取組
(CSAジャパンHP：https://www.cloudsecurityalliance.jp/）
[IoT Working Group] [Blockchain/Distributed Ledger
Working Group]

1.ブロックチェーンとは？
2.医療におけるブロックチェーンの可能性
3.医療ブロックチェーンの海外事例
4.ブロックチェーンのセキュリティ
まとめ／Q&A

1.ブロックチェーンとは？

現時点で、ブロックチェーン／分散型台帳技術に関する世界共
通の定義・用語集は存在しない
2016年9月、「ISO/TC307：ブロックチェーンと電子分
散台帳技術に関する専門委員会」が発足
・事務局：オーストラリア規格協会
・2017年4月3-5日初回会合（シドニー）
一般財団法人日本情報経済社会推進協会（JIPDEC）が、
日本国内審議団体として国際標準化活動の中核を担い、
日本からの規格提案、審議文書の検討、関連団体、企業
との連携などを進めることになっている
（参考）経済産業省「ISOでブロックチェーンの国際標準
化についての議論が始まります」（2016年10月7日）

「ビットコイン」
法定通貨とは異なる単位を有し、インターネットを通じて電
子的に取引され、資金移動や物品の購入時の対価の弁済とい
った決済手段として利用される「仮想通貨」
出典：ヘルスケアクラウド研究会（2015年11月）
ネットワーク
インフラストラクチャ
組織パラダイム
分散化
コンセンサス・メカニズム
（ノード間での合意形成）
ブロックチェーンを基
盤とする分散型元帳
（例）暗号通貨（仮想通
貨）、価値交換トークン
（例）ビットコイン
プラットフォーム層現時点でのドライバー:

「ブロックチェーン/分散型台帳」
見知らぬ人同士が、イベントの共有
記録を信頼することを可能にする技術
⇒より迅速で、安価な、信頼できるトランザクション処理が
可能になる
【構成要素】
・ヘッダー：各ブロックの参照番号、生成された時間、
過去のブロックへの戻りリンクなど、メタデータを含む
・コンテンツ：実行されたトランザクションの量、相手
先のアドレスなどデジタル資産や命令文の検証されたリス
トを含む
出典：デロイトトーマツサイバーセキュリティ先端研究所
「ブロックチェーン技術とサイバーセキュリティ」（2016年）
（https://www2.deloitte.com/jp/ja/pages/technology/articles/cyb/newsletter-06-blockchain.html）

クラウドファースト時代のブロックチェーン・エコシステム
IaaS
PaaS
SaaS
Blockchain
as a Service

クラウドサービスからコンテナ、マイクロサービスへ
IaaS
PaaS
SaaS
Blockchain
as a Service
OS
ミドル
ウェア
アプリ
ケーシ
ョン
ミドル
ウェア
アプリ
ケーシ
ョン
コンテナ
コンテナ管理
ソフトウェア
APIゲートウェイ
UI/
UX
UI/
UX
UI/
UX
UI/
UX
処理A
処理B 処理C
データ
データデータ
マイクロサービス

「ブロックチェーン」の通信モデル
・ピアツーピア・メッセージング
・分散データ共有
・自律的なIoTの調整機能
【課題点】
・処理能力が低い
・ストレージ容量が
小さい
出典：Cloud Security Alliance IoT WG 「Examing the Use of Blockchain Technology for a
Secure Internet of Things」（公開レビュー版）

ブロックチェーンネットワークと
ブロックチェーンクライアントの組み合わせ
出典：Cloud Security Alliance IoT
WG 「Examing the Use of
Blockchain Technology for a
Secure Internet of Things」
（公開レビュー版）

ブロックチェーンネットワークの共生モデル
・APIプロバイダー：（例）米国 Blockcypher
・ソリューションプロバイダー：（例）英国 CREDITS
出典：Cloud Security Alliance IoT WG 「Examing the Use of Blockchain Technology for a
Secure Internet of Things」（公開レビュー版）

2.医療におけるブロックチェーンの可能性

米国保健福祉省(HHS)・国家医療IT調整室（ONC）
「医療ITおよび医療関連研究におけるブロックチェーンと
その新たな役割」（2016年7月）
ブロックチェーンは、改ざんを防止する秘密鍵を利用し
て、タイムスタンプの記録や署名を可能にするデータ構
造である。
ブロックチェーンのタイプには、パブリック型、プライ
ベート型、コンソーシアム型の３つがある。
出典：「Use of Blockchain in Health IT and Health-related Research Challenge」
（https://www.cccinnovationcenter.com/challenges/block-chain-challenge/）

（HHS続き）
医療分野で想定されるブロックチェーンの適用領域：
・デジタル署名情報
・ポリシーおよび契約（スマートコントラクト）の
電算処理可能な執行
・IoT（モノのインターネット）デバイスの管理
・分散型暗号化ストレージ
・分散型の信頼

（続き）「Blockchain Challenge」の入賞作品(1-7)
番号表題執筆者
1
ブロックチェーンと医療IT：アルゴリズム、プライバシーとデ
ータ
MITの実験学習 ”MIT FinTech:
Future Commerce”のプロジェクト
PharmOrchard
2
ブロックチェーン：新たな医療の相互運用性の経験をセキ
ュア化する
アクセンチュア
3
ブロックチェーン技術：どのようにして請求プロセスを改善
できるかについて議論したホワイトペーパー
K.カルヴァー氏
4 ブロックチェーン：医療にとっての機会デロイトコンサルティング
5
医療におけるブロックチェーンのケーススタディ：電子健康
記録と医療研究データのための”MedRec” プロトタイプ
MITメディアラボ、ベス・イスラエ
ル・ディーコネス医療センター
6
患者から報告されるアウトカム評価手法の開発を促進す
るブロックチェーン利用
国家品質フォーラム
7
‘HIE of One’ ブロックチェーン医療ITによる医師と患者の
関係性強化
A.グロッパー氏

（続き）「Blockchain Challenge」の入賞作品(8-15)
番号表題執筆者
8
ブロックチェーン：医療変革のための信頼と潜在的可能性のチ
ェーン－われわれの視点
IBMグローバルビジネスサー
ビス・パブリックセクター
9
患者記録のセキュアな保存のためのブロックチェーンに基づく
手法に向けた進歩
D.イヴァン氏
10
ModelChain：プライベート・ブロックチェーン・ネットワーク上の
分散型プライバシー保護医療予測モデル化フレームワーク
カリフォルニア大学サンディエ
ゴ校、VAサンディエゴ・ヘルス
ケア・システム
11
医療データのためのブロックチェーンと医療ITおよび医療関連
研究における利用可能性
L.リン氏、M.クー氏
12
ブロックチェーンに基づく医療情報連携ネットワークへのアプ
ローチ
メーヨ・クリニック
13
スケーラビリティを可能にするブロックチェーンの採用とアカウ
ンタブルケアの採用
R.プラカシュ氏
14 メディケイドの申請者と受給者のためのブロックチェーン
未来研究所ブロックチェーン・
フューチャー・ラボ
15 ブロックチェーンと代替支払モデル K.イエップ氏

米国保健福祉省(HHS)・国家医療IT調整室（ONC）
「Blockchain in Healthcare Code-A-Thon」（2017年3月14-15日）
（https://www.cccinnovationcenter.com/challenges/blockchain-in-healthcare-code-a-thon/）
・YouTube Channel「ONC DC Blockchain Codeathon」
（https://www.youtube.com/channel/UCjR-m6q3NEp-0CNZfxkVl2w）
ハッカソンの対象テーマ
アイデンティティ管理とAPI
メタデータのタグ付けとポリシーの表現
データ・アグリゲーションとリンク付け

（HHSブロックチェーン・アイデアソン入賞作より）
ブロックチェーンの電子カルテ／医療情報連携システムへの
適用のフレームワーク（米国デロイト）
①ブロックチェーンを利用したプロジェクトの立案
②ユースケースの設計
③スマートコントラクトを利用したシステム強化
④ブロックチェーン・ソリューションの導入
出典：Deloitte Development LLC「Blockchain: Opportunities for Health Care」（2016年8月）

（続き）ブロックチェーンの相互運用性
On Chain Data（ブロックチェーン/分散型台帳技術）
ブロックチェーンに直接保存されたデータ
Off Chain Data（ビッグデータ、IoT、AI）
ブロックチェーンに保存されたリンク付データで、別の
データベースに保存された情報を指し示す役割を担う
出典：Deloitte Development LLC「Blockchain: Opportunities for Health Care」（2016年8月）

データの種類（Variety）／速度（Velocity）からみた
ビッグデータのマッピング例
出典：日本クラウドセキュリティアライアンス・ビッグデータユーザーワーキンググループ（2014年5月）
(非構造化データ）
(半構造化データ）
(構造化データ）

米国NISTビッグデータ・リファレンス・アーキテクチャ
⇒マイクロサービス（AI含む）の集合体へと進化
出典：NIST Big Data interoperability Framework Version 1.0 （2015年9月）

医薬品ライフサイクルとブロックチェーン／ビッグデータ
基礎
研究
臨床
開発
製造物流
営業・
マーケ
ティング
市販後
対策
薬事
申請
薬局
患
者
・
家
族
医療
機関
(非構造化データ) (構造化データ)
 (個人データ)(in vitro)(in vivo)
 (センサーデータ／半構造化データ)
リアルワールド
データ
（構造化データ）
（非構造化データ）
（半構造化データ）
ブロックチェーンデータ
オ
フ
チ
ン
オ
ン
チ
ン

医薬品ライフサイクルとブロックチェーン・エコシステム
基礎
研究
臨床
開発
製造物流
営業・
マーケ
ティング
市販後
対策
薬事
申請
薬局
患
者
・
家
族
医療
機関
ブロックチェーンデータ
オ
ン
チ
ン
オ
フ
チ
ン
（ビッグデータ関連マイクロサービス群）
・・・

「The growing need for microservices in bioinformatics」
Christopher L. Williams, Jeffrey C. Sica, Robert T. Killen, and Ulysses G. J. Balis
J Pathol Inform. 2016; 7: 45.
Published online 2016 Nov 29. doi: 10.4103/2153-3539.194835
(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5139451/)
パフォーマンスと新たなアルゴリズムの検証が要求される
バイオインフォマティクスは、マイクロサービスのユースケース
として適している
出典：J Pathol Inform. 2016; 7: 45.
Published online 2016 Nov 29. doi: 10.4103/2153-3539.194835

3.医療ブロックチェーンの海外事例

「BitTorious: global controlled genomics data publication,
research and archiving via BitTorrent extensions」
Preston V Lee and Valentin Dinu
BMC Bioinformatics. 2014 Dec 21;15:424. doi:10.1186/s12859-014-0424-9
(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25528455)
ブロックチェーン技術をベースとする分散型遺伝子データ
公開・研究・アーカイブ用ポータルを構築
出典： BMC Bioinformatics. 2014 Dec 21;15:424. doi:10.1186/s12859-014-0424-9

「How blockchain-timestamped protocols could improve the
trustworthiness of medical science.」
Irving G, Holden J.
Version 2. F1000Res. 2016 Feb 26 [revised 2016 May 25];5:222. doi: 10.12688/f1000research.8114.2. eCollection 2016.
(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27239273)
ブロックチェーン・ベースの
分散型タイムスタンプを
臨床試験プロトコルに適用
し、アウトカムのすり替え、
データ浚渫、選択的出版な
どを防止する
出典：HHS「ClinicalTrial.gov」（. https://clinicaltrials.gov/）

「An Interoperable System: Could Blockchain be the Answer? 」
The Link Lab at Public Meeting: Progress Toward Implementing the Product
Identification Requirements of the Drug Supply Chain Security Act (2016年10
月14日）(https://www.fda.gov/downloads/Drugs/NewsEvents/UCM529584.pdf)
米国医薬品サプライチェーン安全保障法（DSCSA）に基づく
処方箋医薬品のシリアライゼーション義務化
（製造-再包装-卸売-調剤）
The Link Lab：既存のブロック
チェーンシステムを利用して
シリアライズされた医薬品を
追跡するパイロットプロジェクト
を実施中
サイバーサプライチェーンリスク
マネジメント（C-SCRM）対応も
必要に（例．外部委託管理）出典：FDA「Progress Toward Implementing the Product Identification
Requirements of the Drug Supply Chain Security Act」(2016年10月14日)

「Nasdaq provides blockchain tech to new advertising
exchange」(2017年3月14日）
.
(https://twitter.com/NASDAQ/status/841635035371433984)
米国の株式取引市場NASDAQが、アドテク企業New York
Interactive Advertising Exchange （NYIAX）が開発する広告
取引エクスチェンジにブロックチェーン技術を提供すること
を発表
NASDAQがChainと共同で開発したプライ
ベート・ブロックチェーンプラットフォーム
「Linq」を提供
ギャランティードメディア・コントラクトで
将来掲出される広告の在庫を予約
⇒NYIAXプラットフォーム上で再売買
（ブロックチェーンを利用して、デジタル
広告取引の透明性を高める）出典：「Nasdaq provides blockchain tech to new advertising exchange」
(https://twitter.com/NASDAQ/status/841635035371433984)

「IBM Watson Health Announces Collaboration to Study the
Use of Blockchain Technology for Secure Exchange of
Healthcare Data」(2017年1月11日）.
(https://www-03.ibm.com/press/us/en/pressrelease/51394.wss)
FDAとIBM Watson Healthが、ブロックチェーンを活用した、
セキュアで効率的で拡張可能な保健医療データの交換を
目的として協業を発表
対象データソース：
電子カルテ、臨床試験、
遺伝子データ、モバイル
機器/ウェアラブル/IoTなど
対象領域：がん関連データ
出典：「IBM Watson Health Announces Collaboration to Study
the Use of Blockchain Technology for Secure Exchange of
Healthcare Data」(2017年1月11日）

「A Case Study for Blockchain in Healthcare: “MedRec”
prototype for electronic health records and medical research
data」(2016年8月）.
MIT Media Lab, Beth Israel Deaconess Medical Center
(https://deepmind.com/blog/trust-confidence-verifiable-data-audit/)
MedRec：ブロックチェーン
を利用して、電子カルテを
取扱う分散型記録管理
システム
Ethereumのスマート
コントラクトを利用
出典：Google DeepMind Blog「Trust, confidence and
Verifiable Data Audit」(2017年3月9日）.
出典：「A Case Study for Blockchain in Healthcare:
“MedRec” prototype for electronic health records and
medical research data」(2016年8月）

「Trust, confidence and Verifiable Data Audit」(2017年3月9日）.
Google DeepMind, National Health Services(NHS) England
(https://deepmind.com/blog/trust-confidence-verifiable-data-audit/)
英国のGoogle DeepMindが国民保健サービス（NHS）と提携し
て、独自のデジタル台帳技術により、患者データとのやりとり
を自動的に記録する「検証可能なデータ監査」の計画を発表
NHS傘下のロイヤルフリー
病院と共同で腎臓モニタリ
ングソフトウェア「Streams」
を開発（患者データ共有の合
意書を締結）
出典：Google DeepMind Blog「Trust, confidence and
Verifiable Data Audit」(2017年3月9日）.

4.ブロックチェーンのセキュリティ

医療とセキュリティのハッカソン＠福島
（運営：株式会社Eyes, JAPAN）
「医療Hackathon 2012」（2012年2月21日〜22日)
「Medical x Security Hackathon 2013」（2013年3月15日〜16日)
「Medical x Security Hackathon 2014」（2014年2月27日～28日)
「Medical x Security Hackathon 2015」（2015年3月7日～8日)
「IoT x Security Hackathon 2016」（2016年3月24日～25日)
「FUKUSHIMA Hackathon 2017：
医療 x AI・ブロックチェーン・IoT」（2017年3月4日～5日)
（https://www.fukushimahackathon.jp/index.html）

ブロックチェーン固有のセキュリティ対策
アイデンティティ／アクセス管理
暗号化と鍵管理
アプリケーション・セキュリティ
（セキュリティ・バイ・デザイン）
ブロックチェーン・ゲートウェイ、APIのセキュリティ
Off Chain Dataのセキュリティ
クラウド環境固有のセキュリティ（IaaS/PaaS/SaaS)
マイクロサービス固有のセキュリティ
ビッグデータ固有のセキュリティ
IoT固有のセキュリティなど

（ソリューション例）ブロックチェーンを利用したデジタルID管理
TrustStamp（米・アトランタ）
（https://truststamp.net/）
・スマートコントラクトとAIを利用した信頼性スコアリングシステム
ShoCard（米・パロアルト）
（https://shocard.com/）
・モバイルバンキング／モバイルコマース向けデジタルID認証サービス
Blockstack（旧OneName）（米・サンフランシスコ）
（https://blockstack.org/）
・ブロックチェーンを使った分散DNSサービス
（Digital Asset Holdingsが買収）
Smart Identity（英国デロイト）
（http://www.deloitte.co.uk/smartid/）
・Ethereumベースのブロックチェーン開発者向けIDプラットフォーム

ブロックチェーンのICTサプライチェーン全体を包括する管理策
の必要性
複数のブロックチェーン・マイクロサービスを組み合わ
せたエコシステムにおけるITリスク管理の仕組みと運用
を回す標準的なルールが必要
⇒ クラウドSLAの標準化
「クラウドファースト」
運用
仕組み
[Oｎ Chain Data] [Off Chain Data]

ブロックチェーンで、マルチステークホルダー、
クロスファンクショナルな動きが加速する
⇒患者・家族の視点から俯瞰する！
オンチェーンを介してオフチェーンが連携する時、
ブロックチェーンの破壊力が発揮される
⇒ITリスクの影響度評価に注意！
他の業種・業界のベストプラクティスを参照する
⇒オープンイノベーションの場の活用

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