基于区块链的健康链系统设计与实现（3）系统设计

3 系统设计
3.1 系统整体设计

系统架构如图5，系统将搭建SDK接口服务器作为微信程序和区块链的通讯中介。微信程序通过Https协议与SDK接口进行数据交互，SDK接口与区块链系统通过JSON-RPC协议进行数据交互。SDK接口程序由进出人员的个人数据接口、公共场所的数据接口和进出人员记录的数据接口等等组成。系统配备传统数据库存储数据以避免区块链数据查询效率低下问题。

由于区块链平台的共识机制，数据上链有时间延迟，接口程序通过将采用定时查询机制来得到数据上链等其它数据操作结果。SDK接口与区块链系统的数据流程如图6。

图6 SDK接口与区块链系统的数据流程
在增强数据的隐私和安全方面，Https协议在Http协议的基础上加了一层SSL/TLS加密层，SSL/TLS通过将对称密码、公钥密码、单向散列函数、消息认证码，伪随机数生成器和数字签名等技术相结合来实现安全通信。此外，SSL/TLS还可以通过切换密码套件来使用强度更高的密码算法。[9]
鉴于数据的隐私和安全需求，比特币系统将采用私有链的方式布置节点。

3.2 传统数据库设计

MySQL作为一个关系型数据库管理系统，其体积小、速度快、源码开放，且对PHP有很好的支持。因此数据库基于MySQL开发，主要包含3个表：个人信息表、公共场所表和进出记录表。

表1 个人信息表
属性数据类型是否为主键备注
User ID string 是用户微信的openid
Name string 否姓名
Phone Number string 否电话号码
Credentials Number string 否证件类型

表2 公共场所表

属性数据类型是否为主键备注
Public ID string 是用户微信的openid
Name string 否公共场所名称
Requester Name string 否申请人姓名
Requester Phone string 否申请人电话号码
Region string 否行政区域
Address string 否详细地址

表3 进出记录表
属性数据类型是否为主键备注
ID string 是 id
Person ID string 否个人ID
Public ID string 否公共场所ID
Time string 否时间
Temperature Value string 否温度值

3.3 微信小程序设计

代码主要通过微信开发者工具开发，开发者可以完成API和页面的开发调试、代码查看和编辑、小程序预览和发布等等功能。微信小程序1个Page页面对应本系统1个模块，1个page页面主要由4个文件构成，js脚本文件即是页面逻辑，wxml是页面结构展示，wxss是纯前端的页面样式表，用于辅助wxml展示，json则是页面配置文件。[10]
小程序在使用HTTPS发起网络请求时只可以跟指定的域名与进行网络通信，因此需要在微信公众平台账号里对应的项目设置里面设置一个通讯域名，并将域名完成备案。

3.4 区块链设计

比特币加入了OP_RETURN脚本命令，它后面可以紧跟一定容量的数据，专门用于存储和交易逻辑无关的数据。这个交易输出不会加入UTXO集合，从而避免了UTXO数据库的大小不断“膨胀”。[11]另在对需要对区块链性能改进方面，首先对性能进行改进

【参考】

[1] 雷志伟等基于区块链的健康链系统设计与实现. 《计算机与数字工程》2020年第12期

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