Blockchain architecture for data management in the context of the Brazilian
Unified Health System
|
Reginalda Santos
Silva https://orcid.org/0000-0001-5409-1153 |
Mestrado em Sistemas e Computação.
Universidade Salvador (UNIFACS) – Brasil. reginalda012@gmail.com. |
|
Paulo
Caetano da Silva |
PhD
em Ciência da Computação (Universidade Federal de Pernambuco – UFPe), Pós-doutorado em Sistemas
de Informações Financeiras (Rutgers Business School – USA). Universidade Salvador (UNIFACS) – Brasil.
paulocaetano.dasilva@gmail.com. |
|
Daniel José Diaz |
Professor
de Tecnologia da Informação. Universidad Nacional
de Rosario (UNR) – Argentina.
ddiaz@fcecon.unr.edu.ar |
RESUMO
Dados de saúde são sensíveis a questões de segurança e privacidade.
Normalmente, sistemas de registros médicos são centralizados, o que implica um
ponto único de vulnerabilidade. A tecnologia Blockchain tem sido utilizada
para ampliar a segurança por meio de suas características de descentralização e
imutabilidade em um ambiente criptografado. Neste trabalho, propõe-se uma
arquitetura baseada em Blockchain
para armazenamento e intercâmbio de dados em sistemas de Registros Eletrônicos
de Saúde (EHR). A pesquisa caracteriza-se como estudo de natureza técnica e
exploratória, estruturado em duas etapas: a realização de três revisões
sistemáticas da literatura e o desenvolvimento de uma proposta arquitetural.
Este artigo apresenta a terceira revisão, sobre arquiteturas de sistemas EHR
baseados em Blockchain,
complementando duas revisões publicadas anteriormente pelos autores, que
investigaram o estado da arte das plataformas Blockchain e o uso de sistemas de
gerenciamento de registros médicos baseados nessa tecnologia. As três revisões
fundamentaram a proposição de uma arquitetura conceitual voltada à integridade
e à rastreabilidade de dados sensíveis de registros médicos, promovendo a
interoperabilidade entre os diversos atores do setor. Como resultado,
apresenta-se uma arquitetura conceitual que integra tecnologias destinadas a
contribuir para a segurança e a governança dos dados. O estudo também inclui
uma análise conceitual da aplicabilidade da proposta no contexto do Sistema
Único de Saúde (SUS), discutindo seu potencial para aprimorar a gestão pública,
contribuir para a conformidade com as leis de proteção de dados e fortalecer a
confiança entre pacientes e profissionais de saúde. Entretanto, a proposta
ainda não foi validada empiricamente.
Palavras-chave: Blockchain. E-Health. registro
eletrônico de saúde. EHR. Segurança e privacidade.
ABSTRACT
Health data are sensitive and raise
security and privacy concerns. Medical record systems are typically
centralized, creating a single point of vulnerability. Blockchain
technology has been used to enhance security through its decentralized and
immutable characteristics within an encrypted environment. This study proposes
a blockchain-based architecture for storing and
exchanging data in Electronic Health Record (EHR) systems. The research is
technical and exploratory in nature and is structured in two stages: three
systematic literature reviews and the development of an architectural proposal.
This paper presents the third review, which focuses on blockchain-based
EHR system architectures and complements two reviews previously published by
the authors, which investigated the state of the art of blockchain
platforms and the use of blockchain-based medical
record management systems. The three reviews provided the foundation for
proposing a conceptual architecture aimed at ensuring the integrity and
traceability of sensitive medical record data while promoting interoperability
among the various stakeholders in the sector. The resulting conceptual architecture
integrates technologies intended to contribute to data security and governance.
The study also includes a conceptual analysis of the proposal’s applicability
within the context of Brazil’s Unified Health System (SUS), discussing its
potential to improve public management, contribute to compliance with data
protection laws, and strengthen trust between patients and healthcare
professionals. However, the proposal has not yet been empirically validated.
Keywords: Blockchain. E-Health. electronic health record.
EHR. Security and privacy.
Recebido em
05/08/2025. Aprovado em 28/03/2026. Avaliado pelo
sistema double blind peer review.
Publicado conforme normas da APA.
https://doi.org/10.22279/navus.v18.2178
1
INTRODUÇÃO
A segurança e a
privacidade dos dados de pacientes representam um dos maiores desafios na área
da saúde. Com a crescente adoção de Registros Eletrônicos de Saúde (EHR), a
vulnerabilidade a ataques cibernéticos e o risco de acesso não autorizado a
informações sensíveis tornam-se cada vez mais evidentes. Modelos tradicionais
de armazenamento centralizado frequentemente apresentam locais únicos de falha,
comprometendo a integridade e a confidencialidade dos dados. Este cenário
demanda o desenvolvimento de soluções que garantam a imutabilidade, a
rastreabilidade e o controle granular de acesso aos dados de saúde, ao mesmo
tempo em que promovem a interoperabilidade e a eficiência na troca de
informações.
A
infraestrutura na área da saúde é formada por distintas organizações, como hospitais, clínicas, postos de saúde e laboratórios. Cada
uma dessas entidades gera dados relacionados ao histórico médico dos pacientes,
que precisam ser armazenados e compartilhados em um ambiente protegido e
confiável (Lavina, 2018). Os dados dos pacientes, por
normalmente serem armazenados de forma centralizada, estão sujeitos a riscos de
perda e manipulação, que podem comprometer a privacidade e a segurança. A
tecnologia Blockchain
pode mitigar esses riscos em razão de suas características de transparência,
descentralização e imutabilidade (Kim et al.,
2022).
O uso da tecnologia Blockchain pode auxiliar na gestão dos dados médicos
entre diferentes organizações de saúde. Por oferecer mecanismos de
descentralização, rastreabilidade e integridade, essa tecnologia pode
contribuir para a construção de uma base de dados mais segura e acessível (Lavina, 2018). A interoperabilidade entre os sistemas,
proporcionada por essa tecnologia, possibilita a realização de transações entre
distintas redes Blockchain, ou seja,
possibilita o compartilhamento dos dados e a realização de transações
envolvendo mais de uma organização (Liu et
al., 2019).
A motivação deste trabalho
reside na vulnerabilidade dos atuais sistemas de saúde, cujos bancos de dados
centralizados criam pontos únicos de falha e dependência de autoridades
centrais. Como evidenciado por Mohurle e Patil
(2017), incidentes globais de ransomware direcionados
a instituições de saúde, como o ataque do WannaCry
que paralisou hospitais do Serviço Nacional de Saúde (NHS) no Reino Unido e
comprometeu o acesso a dados de pacientes, expõem a fragilidade dos Registros
Eletrônicos de Saúde (EHR) em termos de privacidade e disponibilidade.
Diante desse cenário, a
principal contribuição científica deste estudo consiste na proposição de uma
arquitetura baseada em Blockchain
projetada para uniformizar padrões e garantir a segurança no armazenamento e
intercâmbio de dados. Ao utilizar Smart Contracts para monitorar o acesso, a arquitetura
proposta oferece um modelo de governança capaz de modernizar a gestão no
Sistema Único de Saúde (SUS). Essa solução visa converter a atual fragmentação
em um ecossistema eficiente e transparente, assegurando a integridade dos
registros e a conformidade regulatória, o que pode contribuir para a qualidade
dos serviços prestados à população (Han et al., 2022).
Nesse cenário, a tecnologia Blockchain
apresenta-se como uma solução robusta para o armazenamento e compartilhamento
de dados em sistemas EHR. No contexto do Sistema Único de Saúde (SUS), essa
tecnologia pode contribuir para a modernização da gestão de registros ao
garantir segurança, privacidade e interoperabilidade (Nunes et
al., 2021). A
aplicação da arquitetura proposta reforça a transparência e a eficiência do
sistema público brasileiro, promovendo, em última análise, a conformidade
regulatória e uma maior qualidade nos serviços prestados à população.
Este trabalho se
concentra, primordialmente, nas seguintes questões:
·
QP1: Como a tecnologia Blockchain garante a privacidade e a segurança dos
dados do paciente em prontuários eletrônicos de saúde (EHR)?
·
QP2: Quais plataformas Blockchain são empregadas no gerenciamento de
prontuários eletrônicos de saúde (EHR)?
·
QP3: Existem propostas de aplicação para
a integração da Blockchain em sistemas de
prontuários eletrônicos de saúde (EHR)?
·
QP4: Quais modelos de arquitetura de
software são abordados nas pesquisas atuais sobre Blockchain
na área da saúde?
·
QP5: Qual padronização é adotada para o
armazenamento de prontuários eletrônicos de saúde (EHR) na Blockchain?
O objetivo principal deste
artigo é apresentar uma proposta conceitual de uma arquitetura para o
armazenamento e intercâmbio de Registros Eletrônicos de Saúde (EHR),
priorizando a segurança e a privacidade dos dados. A abordagem utiliza um
ecossistema tecnológico composto por Blockchain Hyperledger Fabric, IPFS, Zero Trust e
autenticação de dois fatores (2FA). Para isso foram realizadas três revisões da
literatura, sendo a primeira avaliou-se comparativamente plataformas Blockchain, no que se refere a
escalabilidade e consenso resultando na seleção do Hyperledger
Fabric (Diaz et al., 2022). A segunda RSL pesquisou-se sobre a
aplicação de Blockchain
no domínio da saúde, com foco em requisitos de segurança e modelos de design (Caetano et al.,
2025). Por fim, a terceira RSL é apresentada neste artigo. Espera-se
que este trabalho aprofunde o entendimento sobre o potencial e os desafios
dessas tecnologias na proteção de dados médicos, contribuindo para o
fortalecimento da governança digital e da interoperabilidade segura no setor de
saúde.
Nesta introdução,
contextualizaram-se os problemas relacionados às questões de segurança de dados
médicos que necessitam ser gerenciados. A Seção 2 apresenta a metodologia utilizada para o
desenvolvimento deste trabalho; a Seção 3 discute os principais conceitos
necessários para o entendimento do que é proposto neste artigo; a Seção 4
discute os trabalhos relacionados; a Seção 5 apresenta a arquitetura proposta e
discute seus componentes; a Seção 6
apresenta um exemplo do processo de um Smart
Contract em um atendimento médico; a Seção 7
discute a solução proposta no contexto do SUS; por fim, a Seção 8 apresenta as
principais contribuições, limitações e as observações para pesquisas futuras.
2 METODOLOGIA
Esta pesquisa caracteriza-se
como um estudo de natureza exploratória e qualitativa
(Gil, 2002; Kitchenham & Charters, 2007),
fundamentado em um
rigoroso processo de Revisão Sistemática da Literatura (RSL) e no
desenvolvimento de uma proposta arquitetural. A escolha metodológica
justifica-se pela complexidade da integração de tecnologias emergentes, Blockchain Hyperledger Fabric, Zero Trust,
IPFS e 2FA, no domínio sensível da saúde pública.
Embora
o protocolo PRISMA seja amplamente reconhecido em revisões sistemáticas de
saúde, esta pesquisa adotou as diretrizes de Kitchenham
e Charters (2007), padrão consolidado para a Engenharia de Software e Sistemas
de Informação. Esta escolha justifica-se pela necessidade de um protocolo que
priorize a extração de requisitos técnicos e atributos arquiteturais de
sistemas complexos (Blockchain, Zero Trust),
indo além da síntese de evidências, típica do PRISMA. No entanto, o rigor de
transparência foi mantido por meio do detalhamento das strings, bases de dados, critérios de
inclusão e exclusão apresentados na Tabela 1 e critérios de qualidade
apresentados na Tabela 2.
2.1 Processo
de busca e critérios de seleção
A busca por artigos para
realização da revisão da literatura foi realizada, no período de maio a junho
de 2023, nas bases de dados IEEE Xplore, PubMed, ScienceDirect e ACM Digital Library. O
protocolo de busca automática empregou a seguinte string
de busca booleana aplicada igualmente em todas as
bases de dados: ("Blockchain")
AND ("Architecture" OR "Software Architecture") AND ("E-Health" OR "Electronic Medical Record" OR "Electronic Medical Records"). O fluxo de seleção
seguiu quatro fases (Figura 1):
1.
Identificação: Recuperação inicial de 199
artigos nas bases especificadas.
2.
Triagem (Screening):
Filtragem por título, resumo e palavras-chave baseada em critérios de inclusão
(foco em segurança de EHR) e exclusão (estudos tangenciais sobre PHR ou
E-Health genérico).
3.
Inclusão e snowballing5:
Aplicação da técnica de snowballing para
capturar estudos relevantes não identificados na busca automática.
4.
Avaliação de qualidade: aplicação dos
critérios de qualidade e seleção dos artigos para análise.
Inclusão e
exclusão
|
Critérios de inclusão |
|
|
CI1 |
Trabalhos publicados no período de
2016 a 2023 |
|
CI2 |
O título deve conter pelo menos
uma das palavras-chave do trabalho |
|
CI3 |
Artigos publicados em congresso ou
revista científica |
|
CI4 |
Título, resumo e texto completo devem
estar relacionados ao tema deste trabalho |
|
Critérios
de exclusão |
|
|
CE1 |
Trabalho duplicado |
|
CE2 |
A solução proposta não foi
delineada para EHR. |
|
CE3 |
O texto completo não estava
disponível em repositórios |
Além dos critérios de seleção preliminares (Tabela
1) é fundamental executar uma avaliação de qualidade. Para isso, utilizou-se os critérios propostos por (Dybå & Dingsøyr, 2008) para investigar a
qualidade apontada nos artigos e que atendessem no mínimo 70% das questões
mostradas na Tabela 2.
Critério de
qualidade utilizado nesta dissertação.
|
ID |
Questionário |
Aspectos |
|
CQ1 |
A solução está
claramente detalhada? |
Rigidez |
|
CQ2 |
Existe uma descrição
clara do domínio da solução proposta? |
Rigidez |
|
CQ3 |
Os objetivos da
pesquisa e a motivação estão claramente definidos? |
Rigidez |
|
CQ4 |
Os autores apresentaram um caso real? |
Relevância |
|
CQ5 |
Existe um processo de avaliação e
validação, bem como uma declaração dos resultados alcançados? |
Relevância |
|
CQ6 |
O estudo identificou um cenário para
avaliar a aplicação? |
Relevância |
|
CQ7 |
Os autores descrevem os principais
problemas que podem ser solucionados com a Blockchain? |
Relevância |
|
CQ8 |
O estudo tem valor para a pesquisa ou
prática? |
Credibilidade |
|
CQ9 |
Os autores citam quais os benefícios
foram alcançados com a aplicação da Blockchain nos sistemas EHR? |
Credibilidade |
|
CQ10 |
O estudo descreve que tipos de
tecnologias Blockchain
foram utilizadas? |
Credibilidade |
Nesta
análise de qualidade, a cada artigo foi atribuída uma nota. Para cada resposta
às perguntas do questionário, Tabela 7, foi dada a pontuação 1,
quando satisfizesse totalmente a pergunta, nota 0,5 se satisfizesse
parcialmente e zero se a resposta não fosse satisfatória. Essa análise foi conduzida
por dois pesquisadores individualmente, no caso de pontuações divergentes o
terceiro pesquisador participaria da discussão para se chegar ao consenso. Após finalizada essa atividade, os artigos que alcançaram
nota mínima 7 foram considerados para ser inserido na revisão da literatura, a
partir de leitura crítica dos três pesquisadores. Após a leitura de cada artigo
os três pesquisadores se reuniam para discussão consensual. Os critérios de
qualidade mais comuns que não foram satisfeitos foram a
ausência de aplicações reais da tecnologia Blockchain, identificação clara
dos problemas a serem solucionados com a tecnologia e a descrição adequada dos
resultados alcançados, resultando em uma limitação do estudo.
Ao final das fases de
identificação e seleção inicial dos artigos, chegou-se a um total de 21 artigos
elegíveis, dos quais 12 foram excluídos por não atingirem a nota 7, restando 9 para análise aprofundada. Esse processo é
visualmente representado na Figura 1. Destaca-se que a etapa de eliminação de
duplicidade, comum em revisões da literatura, foram conduzidas simultaneamente à
Fase 2.
Figura 1
Estratégia de busca
e resultados.
Com base na síntese das evidências encontradas nas revisões
da literatura, procedeu-se à proposição da arquitetura. Os resultados obtidos
nas três RSLs permitiram o mapeamento de desafios
éticos e técnicos, culminando no desenho de um framework que integra a
descentralização da Blockchain
com o rigor do modelo Zero Trust. A avaliação
conceitual foi realizada por meio da modelagem e representação teórica do fluxo
de atendimento médico por meio de um Smart Contract, examinando, em nível conceitual, a imutabilidade
e o controle de acesso aos dados.
Dada a natureza estritamente conceitual deste trabalho, a
avaliação fundamentou-se na análise qualitativa da arquitetura frente aos
requisitos de segurança e interoperabilidade do SUS. Para ilustrar a aplicabilidade
do modelo, descreveu-se um fluxo operacional de troca de informações médicas,
evidenciando como a integração entre Blockchain e protocolos de autenticação (2FA/Zero Trust) mitigaria os pontos únicos de falha. Essa avaliação
teórica sugere que a estrutura proposta é logicamente consistente e apta a
guiar o desenvolvimento de protótipos futuros.
3
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Nesta seção, são
discutidos os principais conceitos relacionados a este trabalho: Blockchain, a plataforma Hyperledger Fabric e o Interplanetary File System (IPFS), organizados
da seguinte forma: a Seção 3.1 apresenta uma visão geral a respeito da tecnologia Blockchain e os seus conceitos e termos mais
importantes, discutem-se as características fundamentais da Blockchain,
apresentam-se os protocolos de consenso e descrevem-se os contratos
inteligentes; a Seção 3.2 discute a Blockchain permissionada Hyperledger Fabric; a Seção 3.3 descreve
o Interplanetary File System (IPFS); a Seção 3.4 discute
a arquitetura Zero Trust e a autenticação de dois fatores (2FA).
3.1 Blockchain
A tecnologia Blockchain
transcende sua origem financeira (Nakamoto, 2008) ao oferecer uma infraestrutura
descentralizada e imutável, essencial para mitigar o "ponto único de
falha" dos sistemas de saúde centralizados. No contexto de Registros
Eletrônicos de Saúde (EHR), a literatura aponta que a principal lacuna não é
apenas o armazenamento, mas a governança da confiança (Moura et al., 2020).
A cadeia de blocos é formada pelo
encadeamento do bloco anterior por uma referência denominada hash[1].
O
bloco Gênesis inicia a cadeia de blocos que geram blocos seguintes,
estes armazenam dados da transação atual e uma cópia do resumo
criptográfico (hash) da transação anterior (Berghel, 2017). Enquanto
bancos de dados tradicionais dependem de uma autoridade central, o uso de
protocolos de consenso e encadeamento por hashes
criptográficos garante que a integridade dos dados seja verificável por todos
os nós[2]
da rede, impedindo alterações retroativas
(Zheng et al., 2019; Lavina, 2018; Gomes et al., 2022; Khan et al., 2021).
3.1.1 Protocolo
de consenso
Os protocolos de consenso constituem o
cerne operacional das redes Blockchain,
atuando como mecanismos de tolerância a falhas que asseguram a convergência de
todos os nós em torno de um estado único e legítimo da rede. Diferentemente dos
sistemas centralizados, onde a validade dos dados emana de uma autoridade
única, no ambiente distribuído o consenso garante a existência de uma
"única fonte de verdade" (single source of truth), essencial para a
integridade de registros médicos sensíveis (Erdem et al., 2019). A literatura destaca que esses protocolos
permitem que entidades distintas e potencialmente sem relação de confiança
prévia (como diferentes hospitais, clínicas e laboratórios no SUS) ordenem
transações de forma cronológica e imutável (Li et al., 2021). Sob a perspectiva
da segurança, o consenso mitiga ataques de manipulação de dados: uma vez que um
bloco é validado e encadeado, qualquer tentativa de alteração arbitrária
invalidaria o hash correspondente e todos os
blocos subsequentes, tornando a fraude detectável por toda a rede (Berghel, 2017; Khan et al., 2021; Mohurle & Patil, 2017).
3.1.2 Contratos inteligentes
Diferente de repositórios
estáticos, a arquitetura proposta utiliza Smart
Contracts para automatizar a lógica de negócio e
o controle de acesso. Segundo Kemmoe et al. (2020), a capacidade de autoexecução
desses códigos permite que regras de privacidade e direitos de acesso sejam
aplicados sem intervenção humana, garantindo a observabilidade
e verificabilidade do prontuário médico. Esta
funcionalidade é o que viabiliza a transição de um sistema passivo para um
ecossistema de saúde ativo e auditável (Muneeb
et al., 2022).
3.2 Hyperledger fabric
A escolha pelo Hyperledger Fabric
justifica-se pela necessidade de conformidade com regulamentações rigorosas
como a LGPD no Brasil e a Health
Insurance Portability and Accountability Act (HIPAA)[3]. Ao contrário de redes públicas, o Hyperledger Fabric
introduz modularidade e o Membership Service Provider (MSP), permitindo que apenas entidades de saúde
identificadas participem da rede.
A utilização de canais privados
e políticas de endosso mitiga um dilema clássico das redes distribuídas na
saúde: a transparência estrutural versus a privacidade do paciente. Cabe
ressaltar que a Blockchain,
em sua essência, fornece integridade e rastreabilidade. A confidencialidade e a
proteção do dado em repouso na arquitetura proposta não derivam diretamente do
bloco, mas sim da criptografia aplicada aos dados antes de seu envio ao IPFS,
combinada a uma gestão de chaves robusta e ao controle estrito de acesso. Essa
estrutura permite que o sistema segmente a visibilidade de acordo com a
necessidade clínica, protegendo informações sensíveis de nós
não autorizados (Shakhbulatov
et al., 2020).
3.3 Interplanetary
file system (IPFS)
O armazenamento de grandes
volumes de dados médicos (por exemplo, exames de imagem) diretamente na Blockchain é
tecnicamente inviável devido ao custo computacional e problemas de
escalabilidade. A arquitetura soluciona essa limitação por meio do Interplanetary File System (IPFS) (Sun et al., 2020).
·
Densidade Analítica: O
IPFS atua como uma camada de armazenamento off-chain onde o arquivo é
identificado pelo seu conteúdo (content-addressing) e não pela localização.
·
Relação com a Proposta:
Ao registrar apenas o hash do IPFS dentro da Blockchain, a arquitetura
garante a integridade do exame médico enquanto mantém a eficiência da rede P2P,
aliviando a sobrecarga de armazenamento na cadeia principal. Contudo, como o
IPFS nativamente não assegura a disponibilidade permanente dos arquivos, a
persistência dos dados nesta arquitetura deve ser garantida por meio da adoção
de serviços de pinning (fixação de arquivos) e pela manutenção de nós
consorciados, gerenciados pelas entidades de saúde, dedicados a replicar e
reter os registros continuamente (Sun et al., 2020).
3.4 Arquitetura zero trust e autenticação de dois fatores (2FA)
A lacuna científica
identificada em muitos modelos de EHR baseados em Blockchain
é a negligência com o "perímetro de acesso". A integração do modelo Zero
Trust Architecture (ZTA) neste trabalho estabelece
que a confiança nunca é implícita, independentemente
da localização do usuário na rede (Syed
et al., 2022). A proposta da arquitetura contribui
ao combinar ZTA com 2FA. A arquitetura proposta cria camadas de defesa em
profundidade. Enquanto a Blockchain protege o
dado "em repouso" e sua rastreabilidade, o binômio ZTA/2FA protege o
dado "em trânsito" e o "ponto de acesso", mitigando riscos
de credenciais roubadas ou dispositivos comprometidos (Sultana
et al., 2020).
No contexto da
arquitetura proposta, a escolha do protocolo de consenso é determinante para a
escalabilidade do sistema. Enquanto redes públicas utilizam métodos de alto
custo energético (por exemplo, Proof of Work), redes permissionadas voltadas à saúde, como a delineada neste
trabalho, priorizam algoritmos de consenso mais eficientes (como o Raft ou PBFT), que oferecem maior vazão de transações e
finalidade imediata, requisitos
críticos para o acesso em tempo real a prontuários de emergência no sistema
público de saúde.
4 TRABALHOS CORRELATOS
Esta seção apresenta
uma revisão da literatura sobre arquiteturas baseadas em Blockchain para sistemas EHR. O
trabalho proposto por Sultana et al.
(2020) apresenta um sistema para combater fragilidades de segurança de dados
médicos sensíveis, no qual usa as definições de princípios Zero Trust Architecture (ZTA)
e a tecnologia Blockchain Ethereum, que
usa o mecanismo de consenso de Prova de Trabalho (POW) para validar os nós e o
armazenamento de dados no InterPlanetary
File System - IPFS (Sultana
et al., 2020).
Shen et
al. (2019) propõem um esquema de compartilhamento de dados, denominado MedChain. O esquema proposto utiliza dois tipos
isolados de redes descentralizadas, uma rede Blockchain e uma rede de
armazenamento ponto a ponto (P2P). A sua finalidade é oferecer aos pacientes um
controle sobre seus dados de saúde e limitar a fragmentação de dados (Shen
et al., 2019).
A proposta de Nguyen et al. (2019)
é um modelo de compartilhamento de EHRs combinando a Blockchain e o
IPFS em uma plataforma de nuvem. O objetivo dessa estrutura é fornecer um
mecanismo de controle de acesso confiável, baseado unicamente em um Smart Contract para
gerenciar o acesso do usuário e assegurar que organizações autorizadas (como
prestadores de cuidados de saúde) recuperem os EHRs
na nuvem, e, desta forma, dificulte o acesso não autorizado aos sistemas de EHRs (Nguyen
et al., 2019).
Para solucionar
problemas de segurança e privacidade, Uddin et al. (2021) propõem uma arquitetura baseada
na Blockchain Hyperledger Fabric, uma Blockchain de consórcio para o gerenciamento dos sistemas EHRs. No sistema proposto a arquitetura fornece um ambiente
seguro, transparente e imutável para armazenar, compartilhar e trocar EHRs entre entidades médicas na saúde (Uddin
et al., 2021).
Nishi et
al. (2022) propõem uma arquitetura que fornece segurança e gerenciamento
dos dados do paciente. O sistema proposto visa proporcionar aos usuários alcançar
simultaneamente os dados, preservando o armazenamento seguro de dados,
determinando acessos especiais para usuários, além de oferecer a transferência
segura de registros médicos de pacientes (Nishi et al., 2022).
Capece e Lorenzi
(2020) apresentam a Medicalchain
um sistema que opera com provedores de saúde para executar registros médicos
baseados em Blockchain.
A vantagem da Medicalchain
do ponto de vista médico é que os pacientes têm acesso aos seus prontuários no
decorrer de uma consulta de telemedicina, possibilitando que os médicos tenham
uma visão mais extensa e investigativa da situação do paciente, tornando-se
útil para o paciente e médico (Capece
& Lorenzi, 2020).
Xia et
al. (2017) propõem uma arquitetura para armazenamento e compartilhamento de
dados com a aplicação da Blockchain denominada MeDShare. A arquitetura oferece
auditoria e controle de acesso para dados médicos compartilhados de serviços em
nuvem. A arquitetura proposta utiliza Smart
Contracts e mecanismos de controle de acesso para
rastrear os dados, assim como anular o acesso a regras e permissões violadas (Xia
et al., 2017).
Mani et
al. (2021) apresentam a gestão de dados de saúde focada no paciente, Patient-Centric Healthcare Data
Management (PCHDM). O modelo proposto possibilita
às partes interessadas confiança na parceria e compartilhamento dos registros
de saúde (Mani et al., 2021).
Sonkamble et al. (2023) apresentam
um sistema de gerenciamento de dados de saúde centrado no paciente Patient-Centric
Healthcare Data Management (PCHDM) baseada na
tecnologia Blockchain.
A arquitetura proposta engloba o sistema de arquivos interplanetário (IPFS)
para o armazenamento externo à Blockchain (off-chain) e a
plataforma Blockchain Hyperledger Fabric para o armazenamento na Blockchain (on-chain),
i.e., armazenamento na Blockchain (Sonkamble et al., 2023).
Esses
trabalhos adotaram o uso da tecnologia Blockchain fundamentada em Smart
Contracts e IPFS. Identificou-se uma quantidade
bem limitada de pesquisas que consideraram a utilização da tecnologia Blockchain e os
princípios de confiança zero. Diante desse contexto, este trabalho apresenta
uma arquitetura baseada na tecnologia Blockchain que
integre os princípios Zero Trust Architecture
(ZTA) para garantir que nenhum indivíduo dentro ou fora da rede deva ser
confiável, a menos que sua identidade tenha sido totalmente investigada;
adicionalmente utiliza o IPFS para garantir a escalabilidade dos dados de
saúde, em que somente os hashes dos registros de
saúde no IPFS são armazenados na Blockchain, enquanto os dados médicos são armazenados no
IPFS; também é usado o mecanismo criptográfico Zero-Knowledge
Proof (ZKP) para validar a identidade do usuário e ao
mesmo tempo proteger detalhes pessoais.
5 ARQUITETURA PARA
SISTEMAS E-HEALTH BASEADA NA BLOCKCHAIN
Nesta
seção a arquitetura proposta para o ambiente de intercâmbio de dados médicos é
mostrada na Figura 2. O
modelo arquitetural proposto é baseado naquele desenvolvido por Sultana et al. (2020). Em relação ao modelo original, foram
preservados o uso do IPFS para armazenamento off-chain e o fluxo básico entre os aplicativos remetente e
receptor. A contribuição original e as inovações desta arquitetura consistem na
substituição da rede Ethereum pela Hyperledger Fabric, garantindo
governança permissionada e adequação à privacidade de
dados, e na introdução mandatória das camadas de arquitetura Zero Trust (ZTA) e autenticação multifator
(2FA) nos aplicativos clientes. De acordo com a análise realizada por Pancari et al. (2023) a Hyperledger
Fabric tem melhor desempenho que a Blockchain Ethereum
em termos de velocidade de validação de transações e escalabilidade (Pancari
et al., 2023). Por outro lado, sendo uma
plataforma baseada no conceito de Blockchain
permissionada, diferencia-se da Ethereum pela capacidade de implementar
processos intrínsecos de identificação de usuários, sem necessidade de recorrer
ao desenvolvimento de Smart Contracts para esta função.
As principais
características da arquitetura proposta são explicadas a seguir.
Componentes da Arquitetura:
1.
Aplicativo Remetente (Sender): as duas primeiras
camadas de segurança são executadas neste aplicativo. A primeira camada
verifica o nome de usuário e as credenciais de login
do usuário, que pode ser um médico ou pessoal de saúde autorizado (enfermeiros,
gerentes de laboratório e outros). A segunda camada de segurança verifica se o
dispositivo no qual as informações são enviadas possui os mais recentes
mecanismos de segurança instalados. Isso torna possível garantir que o
dispositivo em questão não seja invadido ou comprometido. Uma vez passadas
pelas duas camadas de segurança, o aplicativo remetente é responsável por
criptografar as informações do prontuário médico usando a chave criptográfica
do destinatário final (receptor). Desta forma, ao final de todo o processo
apenas o destinatário final da informação poderá decifrar a mensagem com sua
chave. A Figura 2 apresenta, no fluxo 1, "send request", o envio da
solicitação à rede. É importante ressaltar que a comunicação com o
armazenamento externo é mediada por esta camada de aplicação: o aplicativo
envia o prontuário criptografado ao IPFS, recebe o hash
(ipfshash) de volta, e apenas submete o hash na transação enviada à Blockchain. Destaca-se que a
opção de usar a plataforma Hyperledger Fabric no sistema, permite adicionar mais uma camada de
segurança vinculada à identidade dos usuários, fornecida pela própria
plataforma, ou substituir a camada de segurança do Aplicativo Remetente.
2.
Blockchain
(Hyperledger Fabric):
uma vez que o Aplicativo Remetente transfere as informações para a Blockchain, elas são processadas por um Smart Contract que gerenciará
apenas o seu registro na Blockchain. Como os chaincodes
exigem execução determinística, eles não realizam chamadas externas diretas.
Toda a informação criptografada do prontuário é armazenada previamente no
repositório IPFS pela camada de aplicação. O Smart Contract recebe e registra definitivamente no ledger apenas o hash
criptográfico (ipfshash) atrelado à transação.
Desta forma, ao final deste processo será registrado o seguinte:
a)
No repositório IPFS: o arquivo
criptografado do prontuário.
b)
Na Blockchain,
o código criptografado hash (ipfshash) gerado pelo repositório IPFS. Esse hash é o que será usado para localizar o
registro médico armazenado no IPFS e recuperá-lo.
Figura 2
Arquitetura do
ecossistema E-Health baseada na Blockchain
Nota. Adaptada de
Sultana et al. (2020).
3.
Repositório IPFS: os registros
médicos criptografados pelo Aplicativo Remetente, são
armazenados no IPFS pelo Smart Contract da Hyperledger
Fabric. O armazenamento no IPFS é identificado
por um código hash
gerado pelo IPFS e devolvido ao Smart Contract que o insere no bloco da transação em
execução. O valor desse hash corresponde a um endereço de arquivo no IPFS. Isto é ilustrado na Figura
2 pelo fluxo 3 (send
ipfshash).
4.
Receptor (receiver):
Este aplicativo é utilizado pelo médico ou pessoal de saúde autorizado para
consultar as informações do prontuário do paciente. Na arquitetura é proposta
uma autenticação de dois fatores da mesma forma que no Aplicativo Remetente. O
Receptor é responsável por enviar o pedido de acesso ao prontuário médico, por
meio do Smart Contract
que é executado na plataforma Hyperledger Fabric. A Figura 2 apresenta esse processo no fluxo 4 (request for file). O Receptor consulta a Blockchain por
meio de uma chamada ao Smart Contract
para obter o ipfshash associado ao paciente.
De posse do hash, o próprio Aplicativo
Receptor acessa o repositório IPFS para baixar o arquivo de registros médicos
(fluxo 5, retrieve
ipfshash). Em seguida, o prontuário criptografado
será decifrado com a chave correspondente, tornando as informações disponíveis
para o usuário. A Figura 2 apresenta esse processo no fluxo 6
(receiver file), concluindo assim todo
o processo de comunicação.
A Hyperledger Fabric fornece um bom desempenho quando modelada
corretamente. Ao combinar a plataforma com o Zero Trust
e a 2FA, é possível gerar redes Blockchain
bastante seguras e confiáveis. Vale ressaltar que ao implementar
medidas de segurança como o Zero Trust e a
2FA, é necessário analisar o impacto no desempenho da rede. É indispensável
obter um equilíbrio entre segurança e desempenho, estabelecendo os parâmetros
da rede e optando por tecnologias pertinentes.
6 EXEMPLO DE USO DA ARQUITETURA PROPOSTA EM UM ATENDIMENTO
MÉDICO
Nesta
seção é descrito o funcionamento da arquitetura proposta
gerenciado por um Smart Contract
em um atendimento entre o médico e seu paciente em uma organização hospitalar.
No atendimento entre
o médico e um paciente é gerado um registro médico (EHR). Esse registro médico
pode incluir o histórico médico, diagnóstico, resultados de exames
laboratoriais, imagens médicas, cuidados de enfermagem e dados relacionados ao
histórico de medicamentos. Cada EHR corresponde a uma transação. As transações
são armazenadas em blocos na Blockchain.
Então, o médico envia uma solicitação da transação EHR para a rede. Ressalta-se
que o médico necessita autenticar suas credenciais no sistema de controle de acesso.
A rede recebe a solicitação da transação por meio de um Smart
Contract, ordena-as cronologicamente e cria um
bloco de transações. Os dados são armazenados no IPFS, gerando um código hash do EHR
armazenado (hash de armazenamento). O hash gerado no IPFS,
i.e. endereço de armazenamento, e os metadados da transação (como identificadores pseudonimizados do paciente, especialidade do atendimento,
identificador do médico e timestamps) são
armazenados na Blockchain
por meio de um Smart Contract.
Visando a estrita conformidade com a Lei Geral de Proteção de Dados (LGPD) e o
princípio da minimização, dados sensíveis e diretamente identificáveis, e.g. como
nome, CPF, data de nascimento, endereço e laudos clínicos, são criptografados e
mantidos exclusivamente off-chain no IPFS, garantindo que o direito à exclusão e a
privacidade não entrem em conflito com a imutabilidade da cadeia de blocos.
O fluxo de transação
na Hyperledger Fabric
adota o modelo Execute-Order-Validate.
Primeiramente, o aplicativo do médico submete uma proposta de transação. Esta
proposta é recebida pelos nós pares (peers)
endossantes, que simulam a execução do chaincode
e verificam sua validade sem alterar o registro. Após o endosso por um número
suficiente de peers (conforme as políticas da
rede), as respostas são devolvidas ao aplicativo cliente, que as encaminha ao serviço
de ordenação (Ordering Service). O
serviço de ordenação agrupa cronologicamente as transações validadas em um novo
bloco. Em seguida, o bloco é distribuído a todos os peers
da rede, que realizam a validação final (checagem de conflitos) e o commit (gravação definitiva) no ledger.
Durante todo o processo, a autenticação estrutural é gerida pelo Membership Service Provider
(MSP), que atua como autoridade certificadora para atestar criptograficamente
as identidades e permissões das organizações e de seus respectivos nós (Leng et al., 2021). A Figura 3
reflete os elementos essenciais deste ciclo.
Figura 3
Processo da
transação
O que torna a Hyperledger Fabric
diferenciada de outras Blockchains,
por exemplo, Ethereum ou Bitcoin, são as políticas de endosso. As políticas de endosso são
essenciais para atestar a integridade e a segurança das transações na Blockchain. Essas políticas indicam quais
organizações ou nós devem endossar uma transação para
que ela seja classificada como válida e seja adicionada à Blockchain.
Nesses sistemas, transações válidas podem ser geradas por algum nó da rede (Gaba
et al., 2022).
7 BLOCKCHAIN APLICADA EM SISTEMAS EHR NO CONTEXTO BRASILEIRO (SUS)
A aplicação da
tecnologia Blockchain no Sistema Único
de Saúde (SUS) significa uma evolução na busca por um sistema de saúde mais
eficaz, seguro e transparente. A imutabilidade e a descentralização características
da Blockchain fornecem diversos benefícios que
podem transformar a gestão de dados de saúde no Brasil.
Conforme o Ministério
da Saúde (MS)[4], a Rede
Nacional de Dados em Saúde (RNDS) é um programa do Governo Federal desenvolvido
para a mudança digital da saúde no Brasil. A rede é formada por uma camada de
troca de dados, na qual, por meio de um barramento de serviços os dados são
intercambiados por várias aplicações de Saúde Digital[5], como o
“Prontuário Eletrônico do Paciente, Sistemas de Gestão Hospitalar e de
Laboratórios, portais e aplicações em celular”. A execução dessas aplicações de
Saúde Digital ocorre em um ambiente heterogêneo. Embora a implementação atual
da RNDS ocorra precipuamente por meio da disponibilização de contêineres
virtuais em nuvem geridos pelo DATASUS, a aplicação da tecnologia Blockchain vem
sendo amplamente investigada e proposta na literatura científica como a
evolução natural para esse ecossistema, dadas as suas
características de segurança descentralizada e imutabilidade. O DATASUS é
responsável pela aquisição, instalação e manutenção desses contêineres. O
propósito do programa é facilitar a troca de dados entre o ecossistema da Rede
de Atenção à Saúde, facilitando a integração e comunicação nos setores públicos
e privados, permitindo o compartilhamento dos resultados de exames de Covid-19;
dos registros de vacinas administradas contra a Covid-19 e na campanha de
multivacinação; bem como dos registros de atendimentos, internações
hospitalares e medicamentos dispensados. Estes serviços oferecidos pelo
programa são baseados no padrão Fast Healthcare Interoperability Resources - Recursos rápidos de interoperabilidade em
saúde (FHIR).
Segundo Barbalho et al. (2022), o Conecte SUS é um
exemplo de aprimoramento da integração de dados usados pelos usuários
(cidadão/paciente). O Conecte SUS foi desenvolvido objetivando centralizar as
informações, possibilitando o acesso à saúde, a continuidade do cuidado, a
transparência e a segurança dos dados para cidadãos, profissionais de saúde e
gestores. O Conecte SUS é uma plataforma nacional de saúde baseada em registros
de assistência médica no SUS e serviços privados (por exemplo, exames,
consultas, vacinas e dispensação de medicamentos) (Barbalho et al., 2022).
Nesse cenário, no Brasil existem diversos problemas relacionados à
interoperabilidade, como a quantidade de sistemas de informação em saúde
desatualizados. Uma situação crítica é o caso do Sistema de Informação de
Agravos de Notificação (SINAN) que não está à disposição da RNDS, como também
não é integrado aos sistemas desenvolvidos pelo Ministério da Saúde (MS)
brasileiro. Nesse sentido, essa situação
torna-se grave, pois o atual modelo para o Sistema Integrado de Saúde (SIS),
constantemente não identifica o estado da infraestrutura tecnológica. Outro
fator é a constante mudança política do país. Essa mudança pode levar à
suspensão de políticas e programas que obtiveram sucesso, por exemplo, a
mudança na forma como os dados são coletados. Além disso, existe a necessidade
de empregos estáveis para
profissionais de tecnologia da informação (Barbalho et al., 2022).
Um sistema descentralizado de dados médicos adaptável à
Lei Geral de Proteção de Dados (LGPD) com a aplicação da tecnologia Blockchain,
repositório externo IPFS e o uso da criptografia Pretty
Good Privacy
(OpenPGP) que funciona por
meio de chaves assimétricas foi proposto (Brasil, 2018; Nunes et al., 2021). Porém, esse trabalho trata-se de um estudo
relacionado ao modelo tecnológico vigente do SUS, no qual é analisado o banco
de dados do sistema de saúde brasileiro. Os autores apresentam uma proposta,
mas sem a discussão sobre a arquitetura a ser implementada.
Diante desse contexto, o diferencial do ecossistema proposto neste trabalho é o
uso da plataforma Hyperledger Fabric com um sistema para o gerenciamento do controle
de acesso e dos dados médicos, armazenando os registros de saúde no IPFS para
acesso por todas as partes envolvidas (por exemplo, pacientes, profissionais de
saúde, clínicas, hospitais); o papel do IPFS na arquitetura é garantir a
escalabilidade dos dados de saúde, em que somente os hashes
dos registros de saúde são armazenados na Blockchain,
enquanto os dados são armazenados no IPFS. Essas tecnologias tornariam segura a
integração de dados e sistemas para o SUS, o que pode favorecer a proteção e a
integração das informações da população atendida.
O atendimento do SUS
executa um grande volume de dados referentes ao atendimento dos pacientes em
hospitais, clínicas, postos de saúde e farmácias. Segundo o Ministério da Saúde[6] o “SUS é
o único sistema de saúde pública do mundo que atende mais de 190 milhões de pessoas”.
Em 2022, foram realizados pelo SUS 12,5 milhões de procedimentos hospitalares e
quatro bilhões de atendimentos ambulatoriais. Devido a esse grande volume de
dados é necessária a adoção de um repositório externo
como o IPFS para armazenar os dados, pois esse alto volume de dados impacta na
escalabilidade da Blockchain. Com isso,
os dados do prontuário seriam armazenados no repositório IPFS, enquanto o
resumo criptográfico (hash de
armazenamento) é registrado na Blockchain por
um Smart Contract
que gerenciará o registro na Blockchain e o
armazenamento no IPFS. Iniciativas recentes no âmbito
estadual, a exemplo dos estudos e projetos vinculados à Rede Mineira de Dados
em Saúde (RDS-MG), demonstram o esforço contínuo de instituições acadêmicas e
governamentais para viabilizar prontuários unificados embasados na tecnologia Blockchain no
Brasil[7]. Diante
desse contexto, a aplicação da tecnologia Blockchain
pode ser uma solução viável de segurança para o armazenamento e
compartilhamento dos dados no SUS.
A fundamentação desta
arquitetura considera as particularidades do cenário brasileiro, especialmente
as diretrizes da Rede Nacional de Dados de Saúde (RNDS) e a estratégia de Saúde
Digital (MS, 2020)[8].
As revisões sistemáticas integraram estudos nacionais que discutem os desafios
de governança e a fragmentação de dados no Sistema Único de Saúde (SUS), identificando
na tecnologia Blockchain
uma solução para o barramento de serviços de interoperabilidade conforme os
estudos do Ministério da Saúde (2020) e as diretrizes de Novoa
(2019).
A avaliação conceitual da
arquitetura foi realizada por meio da análise de um cenário de uso que simula o
fluxo de intercâmbio de dados entre uma Unidade Básica de Saúde (UBS) e um
hospital de alta complexidade. O mapeamento lógico deste cenário segue as
seguintes premissas e etapas operacionais:
Esse mapeamento lógico ilustrou
como a arquitetura proposta se alinha aos padrões de segurança exigidos pela
RNDS, oferecendo um framework robusto para a modernização da gestão de
dados públicos e a garantia da soberania do paciente sobre suas informações
médicas.
Este artigo apresentou uma proposta de
arquitetura conceitual voltada ao fortalecimento da segurança e privacidade em
sistemas de Registros Eletrônicos de Saúde (EHR). Diante da vulnerabilidade
crítica dos modelos centralizados, a solução proposta integrou de forma
articulada a Blockchain Hyperledger Fabric, o IPFS e a arquitetura Zero Trust (ZTA) com autenticação multifator
(2FA), estabelecendo uma arquitetura robusta para a governança de dados
sensíveis.
Para consolidar os achados desta pesquisa, a
Tabela 3 sintetiza as respostas para as questões de pesquisa (QP1 a QP5)
levantadas na introdução, correlacionando-as com as evidências extraídas da
literatura e o design da arquitetura proposta.
Tabela
3
Matriz de Resultados das Questões de Pesquisa
|
Questão de Pesquisa (QP) |
Evidência Analisada na Literatura |
Resposta Alcançada pela Pesquisa e
Arquitetura |
|
QP1: Como a tecnologia Blockchain garante a privacidade e a segurança dos dados
do paciente em prontuários eletrônicos de saúde (EHR)? |
A literatura demonstra que redes
descentralizadas evitam pontos únicos de falha. A segurança baseia-se em
criptografia e protocolos de consenso (Moura et al.,
2020; Zheng et al., 2019). |
A segurança é garantida pela imutabilidade
e rastreabilidade dos hashes na Blockchain.
A privacidade é assegurada pelo armazenamento dos dados sensíveis fora da
rede (off-chain no IPFS),
combinados com o controle rigoroso de acesso via Zero Trust
Architecture (ZTA) e 2FA. |
|
QP2: Quais plataformas Blockchain são empregadas no gerenciamento de prontuários
eletrônicos de saúde (EHR)? |
Trabalhos correlatos apontam o uso de
redes públicas (Ethereum) (Sultana et al., 2020) e permissionadas (Hyperledger Fabric) (Uddin et al., 2021; Sonkamble
et al., 2023). |
Plataformas permissionadas,
especificamente a Hyperledger Fabric,
são mais adequadas por possuírem Membership Service
Provider (MSP) para identificação de usuários,
canais privados e maior escalabilidade em transações
de saúde. |
|
QP3: Existem propostas de aplicação para a integração da Blockchain em
sistemas de prontuários eletrônicos de saúde (EHR)? |
Sim, autores como Nguyen
et al. (2019) e Capece
& Lorenzi (2020) propuseram modelos com IPFS,
nuvem e Smart Contracts,
mas muitos negligenciam o perímetro de acesso. |
Existem diversas propostas em
desenvolvimento. Esta pesquisa avança ao propor um modelo de integração que
combina a Hyperledger Fabric
com ZTA e 2FA, cobrindo a lacuna de controle no perímetro de acesso às informações
médicas. |
|
QP4: Quais modelos de arquitetura de software são abordados nas
pesquisas atuais sobre Blockchain
na área da saúde? |
Os estudos concentram-se no uso de redes
descentralizadas isoladas (Shen et
al., 2019) e arquiteturas híbridas on-chain/off-chain gerenciadas por Smart Contracts. |
O modelo adotado e validado teoricamente
por esta pesquisa é a arquitetura híbrida. O gerenciamento do acesso (log,
regras de negócio e identificadores) ocorre on-chain
(Hyperledger), enquanto os arquivos pesados dos EHRs ficam off-chain (IPFS). |
|
QP5: Qual padronização é adotada para o armazenamento de
prontuários eletrônicos de saúde (EHR) na Blockchain? |
O uso de identificadores criptográficos (hashes) é o padrão técnico principal. No Brasil, o SUS
fomenta padrões de interoperabilidade em saúde digital (Ministério da Saúde,
2020). |
A padronização ocorre pelo armazenamento
estrito do hash do IPFS na Blockchain, protegendo os dados em repouso e viabilizando a integração
futura com padrões semânticos de saúde exigidos pela RNDS (como o HL7 FHIR). |
A discussão evidenciou a alta relevância
dessa arquitetura para o Sistema Único de Saúde (SUS) e sua conformidade
teórica com a Rede Nacional de Dados de Saúde (RNDS). Por meio de uma avaliação
conceitual do cenário de uso, considerou-se que a descentralização do registro
e o armazenamento off-chain
via IPFS oferecem uma resposta escalável à heterogeneidade do sistema público
brasileiro. O modelo apresenta potencial para mitigar riscos de manipulação e
acessos não autorizados, promovendo a soberania do paciente e a confiança mútua
entre os atores do ecossistema de saúde digital.
Em suma, a convergência dessas tecnologias
representa um avanço propositivo na proteção de dados de saúde. Embora o estudo
apresente natureza estritamente conceitual, ele oferece subsídios para o
desenvolvimento de infraestruturas mais resilientes,
alinhadas às exigências da LGPD e às crescentes demandas por integridade da
informação em redes complexas.
8.1
Limitações e trabalhos futuros
Como limitação principal, destaca-se a
ausência de validação empírica por meio de implementação
em ambiente de produção, o que restringe a análise de métricas de desempenho em
tempo real. Visando expandir as contribuições deste estudo, elencam-se as
seguintes sugestões para trabalhos futuros:
·
Desenvolvimento de Prova de Conceito (PoC): Implementar a arquitetura em
ambiente controlado utilizando a Blockchain
Hyperledger Fabric para
mensurar a latência e a vazão de transações sob carga;
·
Análise de Desempenho: Investigar o impacto
computacional da sobreposição das camadas de segurança (ZTA e 2FA) no tempo de
resposta das consultas aos EHRs;
·
Integração de Padrões: Avaliar a
interoperabilidade técnica da arquitetura com o padrão HL7 FHIR, visando a integração nativa com o barramento da RNDS;
·
Estudos de Usabilidade: Realizar testes com
profissionais de saúde para avaliar a percepção de eficiência e segurança do
fluxo de trabalho proposto.
REFERÊNCIAS
Barbalho,
I. M. P., Fernandes, F., Barros, D. M. S., Paiva, J. C., Henriques, J., Morais, A. H. F., Coutinho, K. D.,
Coelho Neto, G. C., Chioro, A., & Valentim, R. A.
M. (2022). Electronic health records in Brazil: Prospects and
technological challenges. Frontiers in Public Health,
10. https://doi.org/10.3389/fpubh.2022.963841
Berghel,
H. (2017). Equifax and the Latest Round of Identity Theft
Roulette. Computer, 50(12), 72–76. https://doi.org/10.1109/MC.2017.4451227
Brasil.
(2018). Lei nº 13.709, de 14 de agosto de 2018. Lei Geral de Proteção de
Dados Pessoais (LGPD). Diário Oficial da União.
Caetano
da Silva, P., Santos Silva, R., & Diaz, D. J. (2025). Managing medical records with blockchain.
Contabilidad Y Negocios, 10–47. https://doi.org/10.18800/contabilidad.2025ESP.001
Capece, G., & Lorenzi,
F. (2020). Blockchain and Healthcare:
Opportunities and Prospects for the EHR. Sustainability, 12(22), 9693. https://doi.org/10.3390/su12229693
Diaz,
D. J., Santos Silva, R., & Caetano da Silva, P.
(2022). Plataformas blockchains: Uma visão
comparativa. 19th CONTECSI International
Conference on Information Systems and Technology Management.
https://doi.org/10.5748/19CONTECSI/PSE/ITM/7003
Dybå,
T., & Dingsøyr, T. (2008).
Empirical studies of agile software development: A systematic review. Information
and Software Technology, 50(9–10), 833–859. https://doi.org/10.1016/j.infsof.2008.01.006
Erdem,
A., Yıldırım, S. Ö., & Angin, P. (2019). Blockchain for Ensuring Security, Privacy, and Trust in IoT Environments: The State of the Art. In Security,
Privacy and Trust in the IoT Environment (pp.
97–122). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-18075-1_6
Gaba, P.,
Raw, R. S., Mohammed, M. A., Nedoma, J., & Martinek, R. (2022). Impact of Block Data
Components on the Performance of Blockchain-Based
VANET Implemented on Hyperledger Fabric. IEEE Access, 10, 71003–71018. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3188296
Gil,
A. C. (2002). Como elaborar projetos de pesquisa (4ª ed.). Atlas.
Gomes,
N. B. P., Franco, S. de C., & Salvador, L. do N. (2022). ONTOVID - Uma
Abordagem para Construção de Grafos de Conhecimento Semântico com Enfoque em
Notificações e Óbitos Relacionados ao Novo Coronavírus
(COVID-19). Anais Do XXII Simpósio Brasileiro de Computação Aplicada à Saúde
(SBCAS 2022), 425–436. https://doi.org/10.5753/sbcas.2022.222723
Han,
Y., Zhang, Y., & Vermund, S. H. (2022).
Blockchain
Technology for Electronic Health Records. International
Journal of Environmental Research and Public Health, 19(23), 15577. https://doi.org/10.3390/ijerph192315577
Kemmoe,
V. Y., Stone, W., Kim, J., Kim, D., & Son, J. (2020). Recent Advances in
Smart Contracts: A Technical Overview and State of the Art. IEEE Access,
8, 117782–117801. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.3005020
Khan,
D., Jung, L. T., & Hashmani, M. A. (2021).
Systematic Literature Review of Challenges in Blockchain Scalability. Applied Sciences,
11(20), 9372. https://doi.org/10.3390/app11209372
Kim, J.
W., Kim, S. J., Cha, W. C., & Kim, T. (2022). A Blockchain-Applied
Personal Health Record Application: Development and User Experience. Applied Sciences, 12(4), 1847. https://doi.org/10.3390/app12041847
Kitchenham,
B., & Charters, S. (2007). Guidelines for performing
Systematic Literature Reviews in Software Engineering. Keele
University and Lincoln University.
Lavina, M. E. (2018). Validação do uso
da tecnologia Blockchain para o tráfego seguro de
dados na área da saúde. Unisul,
1(2), 1–16.
Leng,
Z., Tan, Z., & Wang, K. (2021).
Application of Hyperledger in the Hospital
Information Systems: A Survey. IEEE
Access, 9,
128965–128987. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3112608
Li,
D., Han, D., Weng, T. H., Zheng, Z., Li, H.,
Liu, H., Castiglione, A., & Li, K. C. (2021). Blockchain
for federated learning toward secure distributed
machine learning systems: a
systemic survey. Soft Computing, 26(9), 4423–4440. https://doi.org/10.1007/s00500-021-06496-5
Liu,
X., Wang, Z., Jin, C., Li, F., & Li, G. (2019). A Blockchain-Based Medical Data Sharing
and Protection Scheme. IEEE Access, 7, 118943–118953. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2937685
Mani, V., Manickam,
P., Alotaibi, Y., Alghamdi, S., & Khalaf, O. I.
(2021). Hyperledger Healthchain:
Patient-Centric IPFS-Based Storage of Health Records. Electronics, 10(23), 3003. https://doi.org/10.3390/electronics10233003
Ministério
da Saúde. (2020). Estratégia de Saúde Digital para o Brasil 2020-2028.
Ministério da Saúde do Brasil.
Mohurle, S., & Patil, M. (2017). A brief study of
WannaCry threat:
Ransomware attack 2017. International Journal of Advanced Research
in Computer Science, 8(5). https://doi.org/10.26483/IJARCS.V8I5.4021
Moura,
L. M. F. de, Brauner, D. F., & Janissek-Muniz, R. (2020). Blockchain
e a Perspectiva Tecnológica para a Administração Pública: Uma Revisão
Sistemática. Revista de Administração Contemporânea, 24(3), 259–274. https://doi.org/10.1590/1982-7849rac2020190171
Muneeb, M., Raza,
Z., Haq, I. U., & Shafiq, O. (2022). SmartCon: A Blockchain-Based
Framework for Smart Contracts
and Transaction Management.
IEEE Access, 10, 23687–23699. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3135562
Nakamoto, S. (2008). Bitcoin:
A Peer-to-Peer Electronic
Cash System. Satoshi Nakamoto
Institute.
Nguyen, D. C., Pathirana,
P. N., Ding, M., & Seneviratne,
A. (2019). Blockchain for Secure
EHRs Sharing of Mobile Cloud Based E-Health Systems. IEEE Access, 7, 66792–66806.
https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2917555
Nishi, F. K.,
Shams-E-Mofiz, M., Khan, M.
M., Alsufyani, A., Bourouis,
S., Gupta, P., & Saini, D. K. (2022). Electronic Healthcare Data Record Security Using Blockchain and Smart Contract. Journal of Sensors, 2022, 1–22. https://doi.org/10.1155/2022/7299185
Novoa, C. G. (2019). Fundamentos de
gestão e informática em saúde. ResearchGate.
ISBN 978-85-62377-41-9.
Nunes,
C. C., Ma, S., & Filho, M. S. T. (2021).
Armazenamento descentralizado no Sistema Único de Saúde brasileiro (SUS) usando
Interplanetary File System (IPFS) e Blockchain. Revista de Direito, 13(01), 01–25. https://doi.org/10.32361/2021130111695
Pancari, S., Rashid, A., Zheng, J., Patel,
S., Wang, Y., & Fu, J. (2023). A Systematic Comparison between the Ethereum and
Hyperledger Fabric Blockchain Platforms for Attribute-Based Access Control in
Smart Home IoT
Environments. Sensors,
23(16), 7046. https://doi.org/10.3390/s23167046
Shakhbulatov, D.,
Medina, J., Dong, Z., & Rojas-Cessa, R. (2020). How Blockchain Enhances Supply Chain Management:
A Survey. IEEE Open Journal
of the Computer Society, 1, 230–249. https://doi.org/10.1109/OJCS.2020.3025313
Shen, B., Guo,
J., & Yang, Y. (2019). MedChain: Efficient Healthcare Data Sharing via Blockchain. IEEE Access, 7, 120234–120245. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2952942
Sonkamble,
R. G., Bongale, A. M., Phansalkar,
S., Sharma, A., & Rajput, S. (2023). Secure Data Transmission of Electronic
Health Records Using Blockchain Technology. Electronics, 12(4), 1015. https://doi.org/10.3390/electronics12041015
Sultana,
M., Hossain, A., Laila, F., Taher,
K. A., & Islam, M. N. (2020). Towards
developing a secure medical
image sharing system based on zero trust
principles and blockchain technology. BMC
Medical Informatics and Decision Making, 20(1), 256. https://doi.org/10.1186/s12911-020-01275-y
Sun,
J., Yao, X., Wang, S., & Wu, Y. (2020). Blockchain-Based Secure Storage and Access Scheme For Electronic Medical
Records in IPFS. IEEE Access, 8, 59389–59401. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2982964
Syed, N. F., Shah,
S. W., Shaghaghi, A., Anwar,
A., Baig, Z., & Doss,
R. (2022). Zero Trust Architecture
(ZTA): A Comprehensive Survey.
IEEE Access, 10, 57143–57179. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3174679
Uddin, M., Memon,
M. S., Memon, I., Ali, I., Memon, J., Abdelhaq, M., & Alsaqour, R. (2021). Hyperledger Fabric Blockchain: Secure and Efficient
Solution for Electronic
Health Records. Computers, Materials & Continua, 68(2), 2377–2397. https://doi.org/10.32604/cmc.2021.015354
Xia, Q., Sifah,
E. B., Asamoah, K. O., Gao,
J., Du, X., & Guizani, M. (2017). MeDShare: Trust-Less
Medical Data Sharing Among Cloud Service Providers via Blockchain. IEEE Access, 5, 14757–14767. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2017.2730843
Zheng,
W., Zheng, Z., Chen, X., Dai, K., Li, P., & Chen,
R. (2019). NutBaaS: A Blockchain-as-a-Service Platform. IEEE Access, 7,
134422–134433. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2941905
[1] Secure
hash algorithm (hash) é o algoritmo usado para proteção criptográfica. É um
algoritmo que têm como objetivo principal codificar dados para formar uma
cadeia de caracteres exclusiva.
[2] Nó: Um nó de rede de
computadores pode ser um equipamento de comunicação de dados (DCE), como um
modem, hub ou switch, ou um equipamento terminal de dados (DTE), como dois ou
mais computadores e impressoras. Em uma rede Blockchain, um nó é um computador
que faz parte da rede.
[3] HIPAA: Disponível em: https://aspe.hhs.gov/reports/health-insurance-portability-accountability-act-1996.
Acesso em
13/02/2024.
[4] Ministério da Saúde (MS): Disponível
em: https://www.gov.br/saude/pt-br/composicao/seidigi/rnds.
Acesso em 16 de dezembro de 2024.
[5] Saúde Digital: Disponível em: https://www.gov.br/saude/pt-br/composicao/seidigi/rnds/solucao-tecnologica.
Acesso em 16 de dezembro de 2024.
[6] Ministério da Saúde: Disponível em: https://www.gov.br/saude/pt-br/assuntos/noticias/2021/setembro/maior-sistema-publico-de-saude-do-mundo-sus-completa-31-anos.
Acesso em 17 de dezembro de 2024.
[7] Disponível em: https://www.unirio.br/comunicacaosocial/isc/minas-gerais-cria-o-primeiro-prontuario-unificado-com-blockchain-para-atendimentos-no-sus.
Acesso em 24 de janeiro de 2025.
[8] Disponível em: https://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/estrategia_saude_digital_Brasil.pdf. Acesso em: 31 de março de
2026.