基于区块链的COVID疫苗接种登记和监测

区块链：研究与应用3（2022）100092研究文章基于区块链的COVID疫苗接种登记和监测Shirajus Salekin Nabila，Md Sabbir Alam Prana，Ali Abrar Al Haquea，Narayan Ranjan Chakrabortya，Mohammad Jabed Morshed Chowdhuryb，*，Md Sadek FerdouscaDaffodil International University，Dhaka，1207，Bangladeshb拉筹伯大学，VIC，3086，澳大利亚c孟加拉国达卡BRAC大学，1212A R T I C L E I N F O保留字：COVID-19区块链坚固性数字疫苗护照疫苗接种A B S T R A C TCOVID-19几乎改变了我们生活的方方面面世界各地的政府已经实施封锁，以减缓传播速度。幸运的是，我们已经找到了疫苗，事实上，他们中的很多然而，管理总人口的检测和疫苗接种过程是一项艰巨的工作。然而，在多组织工作中总是存在延迟或数据孤岛问题因此，简化这一过程对于提高效率和挽救更多生命至关重要由于其在不同实体之间的有效数据共享机制具有许多安全功能，区块链可以成为卫生部门不同应用的有效工具。此外，区块链提供了一个分布式系统，以及更高的隐私性，透明度和真实性。在本文中，我们介绍了一个基于区块链的系统，该系统无缝集成了测试和疫苗接种系统，使系统透明。 任何防篡改COVID-19检测结果的即时验证已开发出来，将作为“检测证书”。此外，本集团亦展示及实施透明及有效的疫苗接种系统，即基于感染率的优先次序将确保疫苗接种过程透明和公平，并解决有限数量疫苗的分配问题与其他现有作品的比较审查也进行了讨论，突出了与现有作品的明显区别我们建议的系统与众不同，其基础是疫苗的优先次序以及检测证书和疫苗护照的无缝整合，这将有助于控制疫情。这个系统在最初应对任何未来流行病的情况下也很方便。1. 介绍资讯科技在对抗COVID-19的过程中发挥着重要作用。它有助于评估COVID-19大流行的爆发、冠状病毒统计分类、通过各种症状识别COVID-19和疫苗进展[1]。它被广泛用于世界各地的这些系统是独立设计和维护的。因此，他们无法相互沟通。政策制定者很难对传播、检测和疫苗接种有一个统一的看法。此外，人们对检测数据和疫苗接种数据的信任也存在问题，特别是在发展中国家。例如，孟加拉国就有一起考试舞弊案件孟加拉国名为Regent hospital、JKG healthcare和Shahabuddin hospital的医院被发现通过伪造COVID测试、错误治疗和一系列其他违规行为来欺骗人们。这些案件提出国内外人民之间的严重信任问题[2此外，在疫苗供应有限的情况下，有大量候选人接种疫苗可能会造成混乱。区块链是一种分布式账本技术，可以解决当前机制在许多应用中的局限性。例如，它可以帮助集成多个系统，同时允许各方与计划进行交互，而不会干扰其他人。所有各方将维护该系统，如果系统中有任何活动，系统将自动更新但它会自动停止任何非法活动。它为所有各方提供了一个透明的数据视图，并有助于建立信任。 它还可以防止任何腐败，因为没有人可以操纵数据。如果有人故意提供任何错误的输入，它可以被检测到，因为它是一个透明的系统。不良行为者可以很容易地被识别并承担责任，因为由于区块链的不变性，他们无法改变系统中的记录* 通讯作者。电子邮件地址：M. latrobe.edu.au（M.J.M. Chowdhury）。https://doi.org/10.1016/j.bcra.2022.100092接收日期：2021年9月15日;接收日期：2022年5月18日;接受日期：2022年5月23日2096-7209/©2022作者。出版社：Elsevier B.V.代表浙江大学出版社。这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表区块链：研究与应用杂志主页：www.journals.elsevier.com/blockchain-research-and-applicationsS.S. Nabil等人区块链：研究与应用3（2022）1000922区块链为医疗保健行业做出了巨大实施了基于区块链的医疗记录系统，以帮助患者更安全地保存日志。像区块链这样的分布式账本可以帮助这些数据保持私密和安全。 这就是为什么有许多研究将区块链用于不同的能力，例如， 记录个人健康数据，确保数据的隐私性，可重复性和真实性[5- 7 ]。 区块链在COVID-19疫情管理的不同方面发挥了作用，因此，我们实施了风险通知系统以及基于位置和蓝牙的接触者追踪系统，以确保无篡改服务[8]。此外，香港中文大学提出了一个概念，描述了基于区块链的疫苗护照的结构和健康记录[9]。区块链还可以确保分发COVID疫苗的安全性，安全性，透明性和可追溯性[10]。双层区块链也被用于记录疫苗生产和信息。使用时间戳，企业和疫苗的信息变得不可篡改，并测量疫苗的有效期 根据这些工作，本文提出了一个集成的区块链测试和疫苗接种系统。本文的核心独特贡献如下：设计一个基于区块链的系统，可以无缝集成测试和疫苗接种机制。优先接种疫苗，公平分配。实施基于QR（快速响应）该系统目前已经开发并集成到以太坊公共（测试）网络中。该系统的主要参与者是持有者、发行者、疫苗提供者、当局和核查者。 每个实体将在当局认证后在系统中注册，以消除任何形式的虚假注册问题。在COVID-19测试后，发行人向持有人发出“测试证书”，该证书可用于随后由验证人验证健康状况。当局还将检测结果用于确定疫苗接种的优先顺序，以避免任何混乱。优先顺序是基于一个假设，即按照感染率的降序为高感染地区本次接种过程将严格按照优先顺序进行。疫苗供应商将于接种完成后向持有人发出“疫苗护照”，可用作验证时的COVID-19免疫力证明。我们在第2节讨论背景知识。第3节和第4节分别讨论了系统要求和设计在第5节中，我们讨论了实施和方法。性能评价见第6节。在第7节中讨论了所提出的技术与最先进的区块链技术的比较。最后，我们在第8节中介绍了本文的发现和未来的研究方向。2. 背景相关工作如前所述，我们提出的模型有两个不同的方面：测试和疫苗接种。我们将在接下来的两节中分别讨论这两个方面2.1. COVID检测和报告系统已经对免疫护照、COVID证书、COVID测试和基于区块链的“数字健康护照”（DHP）进行了几项研究所有这些术语都是相同的，但它们的名称不同。下文讨论了这些问题已经开发了一个原型应用程序，用户的测试报告在区块链技术下开发时具有更好的透明度[11]。还显示了基准测试结果。一个基于QR码的验证系统已经开发出来，用户的数据一直藏着孟加拉国政府的ICT部门推出了一个名为“SUROKKHA”的集中式应用程序孟加拉国政府目前正在使用这款应用程序进行疫苗接种。DHP基于一个安全的分布式网络（区块链），可以作为健康护照[13]。DHP可以用于工作和旅行到不同的地方，并有助于恢复一个国家的经济。 它证明该人没有受到影响或该人已经对COVID-19具有免疫力。DHP是一种积极主动的措施，有助于防止病毒进一步传播关于“数字合同跟踪”（DCT）的工作已经完成，它既有好处也有一些限制[ 14 ]。基于区块链的COVID-19疫苗接种护照提供了个人的疫苗接种状态，其中用户的身份已通过视网膜扫描得到确保[15]。 Masesk算法已被用于生成灰度图像。通过获取免疫数据和疫苗接种信息来更新疫苗接种数据。生物特征数据的加密版本存储在区块链平台上。生物识别信息和区块链都提供了更高的安全性和可扩展性。还提出了基于区块链的免疫测试认证，其中用户的数据已在政府监管的区块链平台上注册[16]。医院也包括在那里进行测试。已经收集了用户的生物识别数据，这提高了安全性。通过收集用户的电话号码、地理位置和时间戳，也实现了接触者追踪还开发了一个应用程序，将用户的测试信息存储在区块链平台上，该平台提供了可信度。此外，人工智能（AI）算法用于跟踪患者的位置细节和自我测试[17]。2.2. 疫苗接种优先顺序由于疫苗产量有限，不可能在一夜之间、甚至一个月内为全世界接种疫苗。基于优先级的疫苗接种可以简化疫苗接种方式，以确保公平的疫苗接种过程。即使在孟加拉国这样的国家，这也是一个迫切的需求。 要确定优先次序，我们首先应该考虑优先次序的标准。在埃博拉疫情爆发的情况下，目前正在讨论如何分配有限的疫苗供应[18]。 传统的疫苗接种策略针对的是最有严重后果风险的个体，如老年人，但他们忽视了（1）死亡风险向年轻人转移的独特流行模式，（2）预计老年人的疫苗有效性较差，以及（3）剩余寿命随年龄的变化。乔治华盛顿大学综合这些因素，根据三次历史流行病的死亡率模式、按年龄划分的疫苗有效性和2000年美国人口结构，预测特定年龄的生命年损失数和未来大流行病的生命年挽救数。一组分析员利用数值演示比较了五种年龄分层的接种优先级方法[19]。人工智能和机器学习（ML）的作用被认为是COVID-19大流行的筛查、预测、预报、接触者追踪和药物开发领域的关键方法。“深度卷积神经网络”、“支持向量机”、“随机森林”和“XGBoost分类器”是在与大流行相关的数据库上执行的一些选择性评估方法[ 20 ]。正如麻省理工学院的一项研究所报告的那样，在担心优先化会降低接种速度的情况下，正在呼吁对SARS-CoV-2免疫的优先化进行处置[21]。 他们利用“SEIR”模型来考虑接种分散对开放式福祉的影响，比较在抗体推出期间促进或通过广泛期结束维持的适度措施下的优先顺序方法和速度。另一个名为“SIDARTHE”的模型与一个基于数据的模型相结合，用于估计COVID-19的传播，该模型根据对意大利病例的研究，展示了新病例的死亡率和医疗保健系统的成本[ 22 ]。另一项研究提出了●●●S.S. Nabil等人区块链：研究与应用3（2022）1000923图1.一、区块链的结构。意大利数据集包含17，000名患者的电子健康记录数据，并评估其有效性[23]。根据美国国家医学院（NAM）的说法，有三个群体被强调要接种疫苗[24]。首先，前线的COVID-19医护人员，如医生、护士等。其次，在教育、食品供应、儿童保育等行业工作的人员面临COVID-19的高风险。最后，第三类是那些已经生病的严重健康状况的人联合国和不结盟运动都建议优先考虑第三类问题加利福尼亚大学已经评估了美国境内有限免疫供应的理想分配，这些供应是按年龄和基本工人身份分开的，这迫使社会分离的开放[25]。在任何情况下，基于目标，更年轻的基本工作者优先控制传播或老年人直接控制死亡率。在感染率高的情况下，还根据年龄和职业进行优先排序[26]。然而，年龄比职业更受重视就职业而言，工作对国内生产总值贡献最大的人得到了更高的基于AI的症状预测模型已被用于将症状分为12类[27]。 这些类别是通过分析伊朗德黑兰74家医院的健康数据设定的。 在KNN，ANN，LDN，随机森林和朴素贝叶斯中，随机森林实现了良好的ROC和AUC加权平均值。然而，疫苗的优先顺序，即疫苗接种计划应与COVID-19疫苗接种同时进行，是一个主要问题[28]。对COVID-19大流行期间美国儿科疫苗接种计划的分析显示，订购儿科疫苗的数量有所减少。这将使孩子们非常容易受到COVID-19的影响。在我们的方法中，我们已经开发了一种算法，用于设置优先级。 为此，该算法首先根据测试结果识别出阳性率较高的区域，因为这些区域可以被认为是高风险区域。在对系统的每个用户进行测试后，该算法可以根据高风险区域轻松地设置优先级。有趣的是，所有这些活动都可以无缝地进行：只需按下一个按钮，系统就可以计算出比率，并根据比率以降序对列表进行排序然后，疫苗接种可以按照这个比例开始该系统将不允许接种者从低风险（即，优先级较低的区域。如果他这样做，他会被抓住，因为我们系统中的疫苗存储数据和存储中的可用疫苗之间会存在不匹配。由于在这里使用区块链，系统数据无法更改。 由于大多数疫苗都有多剂次，我们制定了一个系统，只有在高风险地区完成第一剂次接种后，才允许低风险地区接种疫苗。2.3. 区块链区块链是一个去中心化的系统，对于账户能力和透明度非常有用 它是一种防篡改的数字分类账技术，用于找到解决现实生活中问题的方法[29]。自发明以来，区块链已在许多领域被用作智能合约和交易系统。区块链允许通过一些加密货币以分布式方式执行货币功能，如比特币，以太坊，莱特币，门罗币和零现金[30]。 区块链带来了去中心化的概念，在那里不会有任何中央权威来控制一个系统。当交易发生时，这些交易记录由网络的节点接收这些将不会被添加到网络中作为一个块，直到接受现有的节点，这被称为验证。要在网络中添加一个区块，需要在验证者之间达成共识（见图1）。①的人。在比特币中，引入了一种称为工作量证明（PoW）的新型共识算法[31]。在这个算法中，验证者被称为矿工，他们负责根据预定的先决条件创建一个有效的交易块 该区块包含前一个区块的哈希值，该哈希值已经被添加到链中并由节点验证（图1）。①的人。 PoW隐含地定义了矿工向链中添加区块所需的能力。 矿工们相互竞争，以找到一个32位的数字，称为nonce。例如，要添加一个区块，矿工需要找到一个32位的数字，其中有一定数量的零作为第一个数字，这将根据网络配置而变化。但是，我们不能用武力来达到这个数字。为了解决这个问题，矿工必须首先使用大量的计算能力来找到数字。其中，第一个解决谜题并在网络中广播区块的矿工将获得计算奖励。 到那个时候，其他试图解决这个难题的人取消了他们的挖掘过程，并采取了该区块的哈希值，并试图解决下一个区块。 在与如此多的计算工作竞争之后，可以肯定矿工没有作弊。3. 系统要求如今，许多组织要求员工出示COVID-19检测证书才能返回办公室。此外，许多国家限制外国人入境，除非他们出示接种疫苗的证据。此外，整个接种过程可能会造成混乱，因为有很多候选人，但没有足够的疫苗接种。除此之外，我们看到许多COVID-19测试和未经认证的认证中存在欺诈行为，这导致了信任问题。因此，我们需要一个适当和有效的制度来恢复权威。S.S. Nabil等人区块链：研究与应用3（2022）1000924图二. COVID-19检测认证和疫苗接种模型的工作流程和用例。考虑到上述问题，拟议的基于区块链的系统需要满足以下要求1. 公平和透明：疫苗分配应根据地区内疾病的严重程度确定优先次序。必须首先接种红色区域列表顶部的区域（阳性和测试用例的比例较高）。COVID- 19检测呈阴性的候选人将获得更高的优先级。 通过这种方式，疫苗接种过程可以在没有任何混乱的情况下透明和公平地进行。 为了实现这一目标，系统应该存储所有数据，并可以自动优先考虑该地区和队列。2. 战斗腐败：在传统的IT系统中，如果权威机构愿意，总是可以更改原始数据由于它是集中的，当局对系统有权力。因此，我们需要一个去中心化或分布式的系统，不能被单一的权威机构改变或操纵。3. 无缝集成：多组织系统总是会导致延迟或数据孤岛，降低网络的吞吐量，但在我们基于区块链的拟议模型中，测试和疫苗接种系统以及疫苗接种的优先级都无缝集成，以实现透明度和用户灵活性。4. 网络攻击弹性：系统的设计应该能够抵御任何网络安全攻击。系统中的进程：图2显示了我们模型的可视化表示。 我们已经实现了一个基于Web的区块链应用程序，所有操作都在其中执行。4. 系统设计在这项研究中，我们主要关注的是提出一个基于COVID-19检测证书和优先级的安全疫苗接种系统，随后是尚未实施的孟加拉国疫苗接种护照。在我们建议的系统中，有五个实体：“持有人”，“发行人”，“疫苗提供者”，“验证者”和“当局/政府”。下面讨论每个实体的活动。权威/政府：权威将是管理整个系统的人或组织。 它必须承担项目的初始部署费用。每个实体的经核实的登记，核查员将在管理局的管理下得到保证它将根据持有人的NID（国民身份）以及发行人和疫苗提供者的许可证编号接受或拒绝其注册请求 这两个将使用政府的中央数据库进行检查。此外，一旦收到新批次的疫苗，它将向系统报告，提供有关它们的每一个细节。由于整个系统的目的是便利持有人或该国公民，并确保任何人的基本权利不受侵犯，因此应建立适当的疫苗没有其他办法可以优先考虑接种疫苗的候选人。 当局将通过按下一个按钮来发挥确定优先次序的重要作用。签发人：签发人是签发COVID-19检测结果的指定人员。 于COVID-19测试后，测试结果将由发行人以二维码形式提供予持有人，作为测试证书。疫苗供应商：疫苗供应商是指拥有大规模接种疫苗的医院。在接种过程中，优先名单在系统下得到严格维护，因此不会有贪污的余地。在每个持有者接种疫苗后，疫苗提供者将以QR码的形式向他们提供DVP持有者：持有者是将接种疫苗的公众检测及接种疫苗后，每位市民将收到两个二维码：检测证书及数字疫苗护照，作为进入受疫情限制地区的通行证持有人还可以控制其个人资料隐私设置，并查看有关优先级列表和疫苗存储的信息，以获得信任。核查人员：核查人员无需在系统中登记，因为他们在系统中没有任何直接活动办公室、组织、教育机构、机场当局等，可以充当核查人员的角色，核查因流行病而进入禁区的人员的资格 为此，验证员只需扫描持证人测试证书和DVP的QR码，即可确认持证人的必要信息。 由于整个过程都在区块链网络下维护，因此可以实现高度的透明度和公平性。系统工作流程中的步骤（图（2）接下来讨论。先决条件/●S.S. Nabil等人区块链：研究与应用3（2022）1000925图三. 关系图（ER）。第0步：每个疫苗提供者、发行者和持有者都必须根据其特定角色请求注册该系统这是一个分两步走的过程。第一步：在身份认证方面，他们的角色和职业随后由政府当局核实他们的注册申请将根据其提供的数据的验证而被批准或拒绝提供虚假信息可能会导致永久禁止，如果发现。第2步：当且仅当他们的注册请求被接受并且有区块链条目时，每个用户都可以访问系统发布COVID检测结果：最终用户将提供其信息，如姓名、年龄、位置和照片，以登记进行检测。然后，他们将申请测试。授权发行人将提供测试结果。在步骤3中，测试结果以及发卡机构的ID将被生成为QR码。此QR码可用作测试证书（QR 1）。疫苗批准/设置：如果进口新批次，监管机构有权存储疫苗数据，并仅通过正边距更新疫苗存储这被认为是第四步。优先次序：由于疫苗生产和向若干国家的分配数量有限，迫切需要一种受监督和可靠的方式。首先，我们生成总测试案例中阳性案例的位置比例。事件发生率较高的地点被选为高优先地区，因为那里的受影响病例和传播概率较高。 我们知道，疫苗对那些对病毒没有任何免疫力的人至关重要。因此，在步骤5中，测试结果为阴性的人被优先考虑，以减轻这种致命病毒的传播优先级排序后的持有者名单存储在区块链中，以实现公平透明的疫苗接种。在每次接种时检查该列表（步骤6）。接种：接种是一个三步过程，如下所述：第七步：允许疫苗提供者协助接种过程并提供疫苗护照。第8步：疫苗供应商请求疫苗管理局继续接种过程。第九步：疫苗提供者会要求持证人出示测试证明，并根据优先次序表，检查持证人是否符合当前接种波的资格接种后，持证人的疫苗接种信息以及疫苗提供者的ID将以二维码的形式生成此QR码可用作疫苗接种护照（QR2）。通过这样做，将确保这些有限疫苗的适当和有效接种方式核查：核查者可以是确保公共安全所必需的任何组织。通过这种方式，将生成防篡改的真实结果，因为这些都发生在区块链平台上。第十步：验证人员可以提取QR 1码，验证任何个人是否被检测为阳性或阴性（检测证书），并验证任何个人是否接种疫苗，疫苗接种护照或QR 2码将被提取。步骤11：将两个QR码下的信息与区块链哈希进行比较，以检查其有效性，如图所示。二、数据存储和管理：图。图3是所提出的模型的实体关系（ER）图，它表示在其各自的数据库中为每个实体（管理机构、发行人、疫苗提供者、持有人、疫苗）存储的属性。每个实体的名称，ID和优先级列表的哈希值存储在区块链中，因为它们是传统数据库的主键，必须安全存储以确保其完整性。●●●●●S.S. Nabil等人区块链：研究与应用3（2022）1000926见图4。 基于区块链的系统的类图。5. 执行在本节中，我们提出了详细的实施方案1所提出的系统。该系统是在以太坊区块链之上实现的。代码是在RemiX IDE上用Solidity编程语言编写的，该语言也用于编译和评估智能合约。到目前为止，我们已经建立了三个智能合约，即dhp（数字健康护照），疫苗接种和locationInfo。图 4表示我们项目的类图。每个结构的属性如图所示，方法解释如下。dhp智能合约和疫苗接种智能合约可以相互关联，两者都可以与locationInfo智能合约关联，但locationInfo智能合约是完全独立的。首先，dhp智能合约用于COVID-19测试证书。它包括有关发行人和持有人的信息其次，疫苗接种智能合约用于疫苗接种护照或疫苗接种证书，它包括三种结构：疫苗，权威机构和疫苗提供者。最后，locationInfo智能合约用于存储位置信息，以根据COVID-19阳性病例的比率对它们进行优先级排序，并根据需要使用它们（即，计算测试总数、COVID-19阳性病例总数和一个地区接受疫苗接种的候选人总数）。该系统已部署在以太坊Rinkeby测试网络上[32]。5.1. 方法下面的小节描述了每个智能合约的细节。1源代码：https://github.com/Salekin-Nabil/VaccineChain。5.1.1. dhp：SignUp（一般所有接口）在注册过程中，个人钱包所有者可以注册不同的角色（即，管理局，发行人，疫苗提供者，持有人）（图。 5）。为了验证钱包，使用四个检查器来识别钱包是否属于角色它还将检查钱包是否已经注册了该特定角色。在初始检查器满意后，用户可以前进到主注册通过提供必要的细节。图五. 报名S.S. Nabil等人区块链：研究与应用3（2022）1000927然后，此函数将向所有涉及的实体发送事件，通知它们更改和时间。 当与相关实体交互时，区块链客户端（BC）和网关可以将此事件作为其过滤事件的一部分，以便适当修改其记录。 此过程也包含在所有其他交易（TX）相关功能中。在未来，我们还可以包含验证码来提高登录的安全性[33]。5.1.2. dhp：登录在登录过程中，会生成一个新的哈希值，它将所有者的钱包地址、用户的系统ID（SID）和用于验证的密码结合在一起。为了验证新的散列，将其与系统中已经存在的关于用户指定的所有其他组合散列进行匹配一个钱包标记用于确定钱包是否有效，并根据算法1重定向到所需角色的菜单。5.1.3. dhp：发行结果（发行者）在发布测试结果的情况下，测试将首先由发布者完成，然后必须将其发布到系统（图1）。（六）。在该算法中，发行方钱包的所有者是可以向持有者发布测试结果的唯一授权实体为了验证钱包属于已验证的发行者，将检查函数调用者的地址以提高安全级别。在初始检查员满意后，发行人可以移动见图6。 测试结果问题。见图7。 添加/更新疫苗。见图8。 权限设置。通过提供必要的详细信息（持有人ID、测试结果），将测试结果插入。5.1.4. 疫苗接种：新增疫苗和更新疫苗（权威机构）用于将疫苗添加到批准列表的用户界面如图所示。第七章 在该算法中，授权钱包的所有者是唯一可以向系统添加新疫苗的授权实体。 为了验证钱包是否属于已验证机构，将检查函数调用者的地址以提高安全级别。 在最初的检查员满意之后，当局可以通过提供必要的细节（疫苗名称，储存，剂量限制）来继续插入疫苗（见图10）。（八）。5.1.5. 疫苗接种：确定优先次序（主管部门）可以使用算法2进行优先级排序。在该算法中，授权钱包的所有者是唯一可以根据持有者的位置和测试结果（根据每测试总数的阳性病例比率，属于红区的COVID-19阴性持有者）优先接种疫苗的授权实体要验证钱包是否属于已验证的授权机构，S.S. Nabil等人区块链：研究与应用3（2022）1000928×将检查呼叫者以提高安全级别。在最初的检查之后，权威机构可以向前移动，以制作一个优先级列表，列出当时所有已经测试过自己的持有者，只需单击一下，其他一切都将在后台执行由于我们优先考虑孟加拉国八个省的公民，每个省都有两类持有人（积极/消极），因此有16（8 2）个优先级来优先考虑持有人。属于红区名单顶部的部门的COVID-19阴性持有人将优先接种疫苗，他们将被标记为第一级优先，这表明他们应在第一波疫苗接种中接种同样，其余COVID-19阴性持有人将根据其在红区列表中的位置被标记为2至8的优先级COVID-19阳性持有人将按照红色区域列表的相同模式，按9至16的优先级别标记5.1.6. 疫苗接种：签发人、疫苗提供者和持有人登记的认证和批准（当局）可以使用以下方法将用户添加到相应角色的批准列表中，例如发行者、疫苗提供者和持有者注册 在这种方法中，授权钱包的所有者是唯一可以批准用户在系统中注册的授权实体。 为了验证钱包是否属于已验证机构，将在内部检查函数调用者的地址以提高安全级别。在初始检查员满意之后，当局可以在用户在注册时提供的给定详细信息的帮助下进入认证过程（对于疫苗提供者和发行者-许可证编号，对于持有者-NID）。5.1.7. 疫苗接种：接种/推免（疫苗供应商）第一次接种：接种过程可以使用算法3以无偏的方式开始。 在该算法中，疫苗提供者钱包的所有者是可以将疫苗推送给持有者的唯一授权实体。为了验证钱包是否属于已验证机构，将检查函数调用者的地址以提高安全级别。在最初的检查员满意后，疫苗提供者可以继续进行接种过程。低优先级持有者不能接种，而高优先级持有者尚未接种。由于每次接种之间的间隔时间较长，在所有较高优先级持有者完成首次接种后，可接种较低优先级持有者。从优先级列表中排除第二剂和持瓣器：使用算法4可以以无偏差的方式成功完成接种过程。完成最后一剂接种后，持证人账户将从疫苗接种优先名单中删除。5.1.8. dhp：配置文件权限（持有者）持有者可以设置他/她的个人资料的权限，以指示显示什么和不显示什么其用户界面如图所示。八、持有者钱包的所有者是唯一可以更改其个人资料权限的授权实体。在初始检查之后（例如，检查函数调用者的地址），持有者可以前进到许可设置过程。然后，该函数将向所有涉及的实体发送事件，如上所述。5.1.9. dhp：测试证书（持有人）持有人可以生成一个QR码，其中包含他/她的COVID-19检测结果的信息（图10）。 9）。见图9。检测证书的QR码。S.S. Nabil等人区块链：研究与应用3（2022）1000929持有人钱包的所有者是生成其测试证书的唯一授权实体。在初始检查之后（例如，检查函数调用者的地址），它生成包含有关COVID-19测试的必要信息（持有者的姓名、年龄、照片、位置、测试结果、发行者的名称）的QR码。由于它只是一个查询，因此不会花费任何以太币。5.1.10. dhp：疫苗接种护照（持有人）持有人可以生成一个QR码，其中包含他/她的COVID-19疫苗接种信息，类似于图1。第九章 与之前的活动类似，持有者钱包的所有者是唯一以QR码形式生成其疫苗接种护照的授权实体，QR码包含以下信息-持有者姓名，接种疫苗，疫苗名称，剂量编号和优先级。它也不会花费任何以太币。6. 性能演变在本节中，我们介绍了所开发系统的性能评估，以及系统中饼图描述了每个操作的估计天然气成本（图1）。10）。由于我们有三个包含所有方法的智能合约，因此部署时的成本为0.210641以太坊此费用仅在系统首次初始化时收取一次。总成本估算的一半以上都被它消耗掉了此外，设置优先级列表消耗总气体成本的四分之一，并且在优先级排序过程中也仅执行一次 其他经常执行的方法需要的以太币相对较少。由于gas成本相对较低，这表明代码的复杂度较低，这意味着高性能稳定性。条形图提供了一个更清晰的视图估计天然气成本（图。 11）。 x轴表示方法名称，y轴表示它们相应的gas开销（以以太为单位）. 乍一看，很明显，与其他合同相比，合同部署消耗的天然气价格最高值得注意的是，如果我们利用以太坊联盟区块链，它可以消除所有现有的天然气成本复杂性。这是因为在联盟区块链中，我们可以限制天然气价格，也可以完全删除天然气价格，因此，这不是一个值得担心的问题成本分析：所有接口的部署和交易成本见下表1。由于以太币成本的波动，整体交易成本可能成为一个值得关注的问题这是因为比特币和以太币等公共加密货币的价格是不可预测的。然而，这个问题可以通过引入私有区块链系统来轻松解决，在该系统中Hyperledger Fabric [34]将是一个很好的替代解决方案。7. 讨论我们提出的系统已成功地达到了上述要求在这里，我们讨论了我们的四个区别因素，见图10。 燃气成本分析（饼图）。S.S. Nabil等人区块链：研究与应用3（2022）10009210见图11。 燃气成本分析（条形图）。表12021年3月6日的天然气成本（美元）类别气成本美元合约部署（3）0.210641314.89设置优先级（300人）0.127718190.93权威机构注册0.004296.41系统初始化0.020931.24更新存储0.0012691.90固定疫苗0.0043626.52发行人注册0.00805112.28问题结果0.0022923.50推注疫苗（2剂）0.01048916.00疫苗供应商注册0.00747511.40持有人注册0.01165217.78持有人权限0.001472.24系统分析如何满足要求。1. 无缝整合：该系统可以成功整合测试证书和疫苗护照，并根据上述标准确定疫苗接种的优先顺序它将减少复杂性和混乱的可能性。2. 公平和透明：正在遵循某些标准，以达成一个假设的解决方案，预防针当疫苗接种程序开始时，来自高感染地区的COVID-19阴性候选人将获得最优先考虑。整个系统是透明的，以确保公平。3. 打击腐败：由于它是一个分散和开放的系统，它是完全透明的，没有任何垄断的范围4. 网络攻击弹性：它不受网络攻击的影响，因为该平台是在以太坊环境下开发的，由于其安全和分布式共识算法，被认为是一个强大的系统。我们的系统和一些最先进的区块链系统之间的差异在下面的表2中讨论。8. 结论近两年来，世界正在遭受看不见的敌人SARS-CoV-2（COVID-19）。很难对抗病毒或产生抗体 在过去，我们已经看到，针对病毒的疫苗，如埃博拉病毒，需要几年时间才能获得合适的疫苗。幸运的是，由于技术的巨大进步，我们现在在短短一年内就有了许多批准的但由于产量限制，不可能全部覆盖表2COVID-19认证方法的比较方法无第三方优先级基准无缝集成TC和VC实现细节目的[35]第三十五话[36]第36话最后一句话[37]第37话检测和免疫护照[38]第38话[39]第三十九话[40]第40话：我的世界VaccineGaurd [38，41]援助疫苗分发CATCApp [11]测试证书[42]第四十二话升级疫苗护照数字健康通行证[43]疫苗护照NovidChain [44]自我主权身份和确保W3C可验证凭证标准我们的系统无缝集成COVID-19检测，管理和分发出席缺席S.S. Nabil等人区块链：研究与应用3（2022）10009211在很短的时间内接种疫苗因此，疫苗接种出现混乱的可能性上升。像孟加拉国这样人口众多的国家需要一个真正的基于优先级的系统，在那里可以确保适当的疫苗接种，而不会出现任何混乱。最近，我们看到许多与虚假COVID检测证书有关的骗局。我们实现的系统以组合的方式处理所有这些标准此外，本集团已实施真实测试报告认证，以确保在未得到监管机构注意的情况下，不会产生有偏见及伪造的证书。我们的区块链部署系统减少了篡改的可能性并创造了透明度。我们已经展示了我们的系统的成本效益，并分析了我们的系统将如何方便地提供所有这些服务。优先排序提供了最独特但最重要的功能，这将确保优化疫苗接种过程。凭借所有这些功能，我们相信我们的系统可以成为对抗COVID-19的有效工具。拟议的系统提供了广泛的功能，可以简化整个疫苗接种过程，这将减轻任何类型的缺陷。但是，在今后的工作中仍有一些问题需要解决。如果使用公共区块链（例如，以太坊），交易成本可能是一个令人担忧的原因这可以通过将网络转移到一个私有的设置来解决，在这个设置中，矿工将受到控制，从而也受到激励通过引入私有区块链，即，我们现在正在计算特定位置的较高阳性率以进行优先排序。然而，在疫苗接种过程中，那些比例较高的地区的阴性测试人群、职业或健康配额方面的优先次序可以使疫苗接种过程更可接受和公平。混合机器学习算法很好地建议个人根据他/她的健康状况应该服用哪种疫苗[45]。它可以集成到我们提出的系统中，以便进一步改进。目前，我们有一个Web界面来处理整个过程。然而，一个移动应用程序可以确保达到更多的人，因为智能手机是在每个人的手中。竞合利益作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，可能会影响本文报告的工作。引用[1] 特区阮，M。丁，P.N.Pathirana等人，Blockchain and AI-based solutions tocombat coronavirus（COVID-19）-like epidemiology：a survey，IEEE Access 9（2021）95730https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3093633[2] H. 沙利文，全球报道：孟加拉国医院老板被指控伪造数千份COVID-19检测结果，2020年。可在线查阅：https://www.theguardian.com/world/2020/jul/16/global-report-bangladesh-hospital-owner-accused-of-faking-thousands-of-covid-19-test-results（访问日期：2021年9月10日）。[3] 多发性硬化症Tipu，A.Alif，COVID-19 scam：Shahabuddin hospital MD，2 othersremanded，Available online，https://archive.dhakatribune.com/bangladesh/dhaka/2020/07/21/rab-hands-over-shahabuddin-hospital-md-to-police，2020（Accessed：10 Sep 2021）.[4] M.萨阿德，萨布丽娜洗手JKG，可在线：https://www.thedailystar.net/frontpage/news/sabrina-washes-her-hands-jkg-1929997，2020（查阅日期：2021年9月10日[5] H.H. 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