Giriş: Bilimde Veri Dürüstlüğün Büyütmesi
Bilimsel araştırma güvenilir verilere bağlıdır. Her iddia, her yayınlanan sonuç ve her tedavi müdahale köklerinin hammadde kayıtlarının temelini geri aldığını gösteriyor. Ancak bilimsel topluluk, doğru, eksiksiz ve dışı bir şekilde çalışanların% 70'inin başka bir bilim insanı deneylerini yeniden üretdiğini tahmin ediyor.
Araştırma verilerini korumak için geleneksel yöntemler merkezileştirilmiş veritabanılara, sürüm kontrol sistemlerine ve kurumsal güvene bağlıdır. Bu yaklaşımlar bilimsel bulgulara ve uyuşturucu keşfinden iklim modellemeye kadar uzanan alanlardan yavaşlığa neden olmaktadır.
Blockchain teknolojisi güçlü bir karşıtlık olarak ortaya çıktı. Her değişiklik kalıcı olarak giriş ve denetim edilebilir bir şekilde araştırılabilir ve veri entegrasyonunu nasıl geliştirebileceklerini araştırarak, gerçek dünya uygulamalarını inceler ve yaygın olarak kabul edilmesi gereken zorlukları inceler.
Blockchain Teknolojisi Nedir?
Anada, bir blok, bir dijital devretme işlemi, bir bilgisayar ağı üzerinden yapılan kayıtların, bir önceki bloktan kriptografik içeren bir “blok” olarak gruplandırıldığı, bir kronoloji zinciri oluşturmak için. çünkü öncül birçok düğümde çoğaltılır, tek bir varlık verileri değiştirir.Bir önceki bloktaki her işlem, ağdaki tüm önerileri yeniden hesaplamak ve ağların çoğundan fikir edinmek için bir araya gelir.
Bilimsel veri paylaşımı ile ilgili olan blok zincirin temel özellikleri şunlardır:
- [FONT:0) Yerelleşme:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici:0))) The leadger is maintain by multiple independent participants.
- [FONT:0)Immutability:[Dönetici:[Dönetici:0) Bir işlem onaylandıktan sonra tekrar zincirine eklenemez ve eklenebilir, bu kalıcı, tamper-evident denetim izi yaratır.
- [FONT:0)Transparency:[Dönetici:[Dönetici: 1) Bir İzinsiz (halk) blokajda, herhangi biri işlem tarihini inceleyebilir. İzinli blok zincirlerde, yetkili paydaşlar veri kanıtlayabilir.
- [FONT:0]Consensus Mechanisms:) Katılımcılar, iş, kanıt alma veya diğer konsensasyon protokolleri aracılığıyla işlemlerin geçerliliğini kabul ederler, ancak yalnızca meşru verilerin kaydedilmesini sağlar.
- [FONT:0) Akıllı Sözleşmeler:[Dönetici:[Dönetici:0) Blockchain üzerinde kendi kendine kod otomatik olarak veri paylaşımı kurallarını, otomatik doğrulama adımlarını uygulayabilir ve koşullar karşılandığında eylemleri tetikler (örneğin, otomatik olarak yayınlayın).
Blockchain Versus Geleneksel Veri Bütünleme Yöntemleri
Konvansiyonel yaklaşımlar – çekler, dijital imzalar ve bir sertifika otorite ile zamantamping hizmetleri – dürüstlük garantileri sağlayabilir, ancak çoğu zaman güvenilir bir üçüncü partiye bağlı kalır.Eğer bu parti uzlaşmazsa, koruma çöktü.
Başka bir avantaj otomatik olarak doğrulanabilir. Bir araştırmacı bir veri kümesini bağımsız olarak dosyayı çalıştırabilir ve blok zincirinde depolananlara karşı karşılaştırır.Eğer eşleştirdikleri takdirde, veriler depoyu aramak veya güvencelerine güvenmeniz gerekir.
Blockchain Bilimsel Araştırmada Veri Bütünlemesini Nasıl Geliştiriyor
Araştırma iş akışlarında blok zincir teknolojisini uygulamak, çeşitli veri bütünlüğüne hitap eder: mutability, kanıtlayıcı, şeffaflık ve güvenli paylaşım. Aşağıdaki alt bölümler her şeyin daha güvenilir bilime nasıl katkıda bulunduğunu ayrıntılı olarak belirtir.
Immutable Records ve Tamper Önleme
Veri bütünlüğü için blok zincirin en güçlü özelliği, her veri parçasının tamamını geçersiz kılmaya karşı direniştir - hassas veri setleri için, hatta son bir analitik sonucun varlığı - bir soruşturmayı tetikleyebilir ve kaydettirilebilir.Bir kez yazdıktan sonra, hash, bu noktadan sonra tüm zinciri geçersiz kılmaz.Bu şekilde, hassas veri setleri tespit etmek için basitleştirir.
Uygulamada, araştırmacılar doğrudan blok zincir üzerinde büyük veri setlerini depolamazlar (bu pahalı ve yavaş olacaktır). Bunun yerine, kriptografik bir parmak izi (hash) saklıyorlar ve blok zincirdeki verilerin tamamını kullanarak, gerçek veriler IPFS veya standart bulut hizmetleri gibi merkezi olmayan depolamada kalıyorlar.
Geliştirilmiş Transparency ve Provenance Takip
Blockchain, bir veri kümesi denetim edilebilirliğinin tam yaşam döngüsünü yapar. Her zaman veriye erişim, paylaşılan veya değiştirilmiş, yeni bir işlem, bir süre boyunca eylem kaydeder ve katılımcıların kimlikleri bilinen bir ayardır.Bu, doğrulanabilir bir güvenlik zinciri yaratır - “provenance kaydı” – bu gibi sorular: Verileri kim topladı?
Transparency, tekrarlanabilirlik için paha biçilmezdir. Bir incelemeci veya işbirliği laboratuvarı bir veri kümesinin tüm tarihini incelerken, bu, genellikle metodolojik hataları veya seçici raporlamayı gizleyen opaklığı tam olarak azaltır. Ayrıca, blokajın kamu veya konsorsiyumu kötü niyetli davranışları azaltır çünkü her eylem kalıcı bir iz bırakır.
Demerkezleştirme Başarısızlık Tek Noktalarını azaltır
Ortalaştırılmış veri depoları siber saldırılar için cazip hedeflerdir. Bir kurumda bir ihlal, kurumsal değişiklikler, finansman süresi veya donanım başarısızlıkları ile ilgili uzun vadeli arşivler için önemlidir.
Merkezleştirme ayrıca düşük kaynak ayarlarında araştırmacılara da güç veriyor. Pahalı merkezi altyapıya güvenmeksizin veri paylaşımına katılabilirler veya bir kapı koruma otoritesinden izin talep edebilirler. Data integration yerel olarak korunur çünkü blokun konsensüsünün her girişi doğruluyor, başvuru sahibinin itibarı değil.
Güvenli Paylaşım ve Akıllı Sözleşme Otomasyonu
Blockchain, kriptografik erişim kontrolleri ve akıllı sözleşmeler yoluyla paylaşım sağlar. Bir araştırmacı, veri şifresini şifreleyerek ve blok zincirindeki erişim izinlerini kaydederek belirli bir tarih veya ödemeden sonra erişime izin verebilir.
Akıllı sözleşmeler aynı zamanda otomatik bütünleme kontrolleri de otomatikleştirmektedir. Örneğin, yeni bir veri noktası bir sensörden yüklendiğinde, akıllı sözleşme, verilerin önceden tanımlanmış formatlama gerekliliklerini karşıladığını ve bir oracle'dan geçerli bir süre eşlik ettiğini doğrulayabilir.
Bilimsel Araştırmada Blockchain'in Gerçek Dünya Uygulamaları
Birkaç öncü proje, blokajın çeşitli bilimsel disiplinler arasında veri bütünlüğüne nasıl güvence verebileceğini gösteriyor.
Genomlar ve Biyomedikal Veri
Genom verileri benzersiz bir şekilde hassastır. Büyük, lekesiz ve HIPAA ve GDPR gibi gizlilik düzenlemelerine tabi olmak. 0 0,GenoChain) Ortaklarından elde etmek için bireylerin genomik bir dosyanın herhangi bir değişikliği, özel bir toplayabilmesi için, araştırmacıların erişimi talep edebilir ve genetik verileri açığa çıkarmadan her erişim denemesini kaydeder.
Klinik araştırmalarda, farmasötik şirketler ve akademik tıp merkezleri, kayıt sonrası blok zincir kullanmaya başlıyor. Bu, veri toplamadan analize kadar kanıtların denetim edilebilir bir zinciri ile düzenleyiciler sağlar.).MIT MedRec), proje elektronik tıbbi kayıtları için blok zincirinin kullanımını öncüledi, bu hasta verilerinin kayıt altına alınamaması için.
Çevre Bilimi ve Sensör Ağı
Çevre izleme genellikle uzak alanlarda kullanılan merkezi sensör ağlarına bağlıdır - okyanus tomurcukları, hava istasyonları veya toprak sensörleri ile Tampering with these sensörler or their data exits can skew iklim modelleri. By adding a low-cost micro controller that hashes each sensor reading and yayıns it to a blockchain (using a hafif gosip protokolü), araştırmacılar çevresel gözlemlerin dayanılmaz bir kaydı yaratırlar.Data Gumbo)[Döneticileri, endüstri IoT verileri için düşük maliyetli bir mikro kontroller eklemiştir, ancak aynı konsept bilimsel alanda yapılan çalışmalar için de geçerlidir.
Peer Review ve Yayıncılık Integrity
Bilimsel yayın, görüntü manipülasyonu, p-hacking ve post-submission data changes gibi sorunlardan muzdariptir. Blockchain, gönderilen makalelere zaman kazandırabilir ve tüm verileri oturum açmaz. Journals likeFLT:0)F1000 Araştırma) ve bir kağıtla ilgili tüm metinleri azaltmanıza yardımcı olabilir.Orvium).
Reproducible C ⁇ Science
Hesaplama alanlarında, akışlar son sonuçlar kadar önemlidir. Blockchain tüm hesaplama ortamı yakalayabilir - giriş parametreleri, yazılım versiyonları, konteyner görüntüleri ve çıktı eserler - yazılımların inşa ettiği veya veri alt kümesinin kullanıldığı hakkında belirsizliği ortadan kaldırır.ReproZip).
Bilimsel Araştırmada Kabul Etmeye Meydanlar
Sözcülüğe rağmen, blok zinciri bilimsel veri ekosistemine entegre etmek birkaç önemli engelle karşı karşıyadır.
Scalability and Performance
Bitcoin ve Ethereum gibi halk blok zincirleri sınırlıydı - genellikle ikinci olarak 10-30 işlem. Bilimsel veri setleri ikinci (örneğin, yüksek enerjili fizik deneyleri) milyonlarca veri noktası üretebilir, ancak karmaşık hale getirirler. Permissioned blockchains (Hyperled Fabric, kontenjant) ikinci ama ikinci bir şekilde binlerce işlem yapabilir.
Enerji tüketimi ve Çevre Maliyeti
Kanıtlama blok zincirleri muazzam miktarda elektrik tüketiyor. Karbon ayak izi hakkında giderek daha bilinçli olan bir araştırma topluluğu için, bu ciddi bir endişe. Alternatif konsensiyon mekanizmaları - Ethereum 2.0 tarafından kullanılan bir blokaj platformu seçmek zorunda, delegeci kanıt-of-yaplama, veya kanıt-ya da-ya da-ya da-ya da-ya da% 99'u azaltabilecek bir araştırma ağı.
Interoperability and Standardization
Bilimsel veriler peyzajı, yüzlerce depo alanı içeriyor, her biri kendi metadata standartları ve erişim protokolleri ile.Agoritmik olarak evrensel bir bütünlük katmanı haline gelmek için, mevcut altyapı ile işbirliği yapmak gerekir - ORCID tanımlayıcıları, DOIs, DataCite, FAIR veri ilkeleri henüz ortaya çıktı.
Data Privacy and the Right to Be Forgottenten
Blockchain’in gizliliği GDPR’nin “hakkınma hakkı” gibi gizlilik düzenlemeleri ile çelişiyor.Bir zamanlar kişisel sağlık verileri kaydedildiğinde, ayrı bir akıllı sözleşmede eskidiğini iddia ediyor, ancak düzenleyiciler bunu kabul edilemez.
Bağlantılar: Teknik Uzmanlık ve Kültür Direnişi
Blockchain teknolojisi hala dağıtma ve korumak için uzman bilgi gerektirir. Birçok bilim insanı ve laboratuar yöneticileri, düğümleri kurmak, akıllı sözleşmeler yazmak veya özel anahtarlar yazmak için eğitimden yoksundur. Kullanıcı dostu arayüzler ortaya çıkıyor (örneğin, 03.Ş., 03.Öyle)Arweave[DÜcretsiz bir cüzdan ile kalıcı depolama için); ancak henüz yaygın olarak düzeltilemezler.
Future Outlook: Güven değerli bir Data Ekosystem
Blockchain'in yörüngesi, merkezileşme ve geleneksel güvenilir altyapının en iyi özelliklerini birleştiren hibrid çözümlere yönelik bilimsel araştırma noktalarında kabul edilir.
Yapay Zeka ve Data Integrity ile entegrasyon
Bilimsel veri setlerinde eğitilmiş AI modelleri, modelini etkileyen orijinal laboratuvar ölçümlerine sahip olabilir. Bu, kontenjantların tehlikeli klinik önerilere yol açabileceği bir denetimsel çizgidir.
Demerkezli Persiste Identifiers
Bugünün DOIs merkezi ajanslar tarafından yönetilir (örneğin, CrossRef, DataCite). Blockchain, çevre bilimdeki hafif kimlik sistemleri oluşturmak için merkezi olmayan tanımlayıcılar oluşturabilir.Theurs:0)IOTA) temelin Tangle (bir blok zinciri yerine bir döngü grafiği yönlendirilebilir)
Federated ve Collaborative Consortia için İzinli Ağlar
Birçok büyük ölçekli bilimsel işbirliği - Büyük Had-ron Collider'in ATLAS deneyi veya İnsan Hücre Atlası gibi - zaten sıkı yönetim anlaşmaları altında faaliyet göstermektedir. konsorsiyum üyeleri arasında izin verilen bir blokaj, verileri hassas sonuçlar yapmadan kayıt edebilir. Consensus kuralları, her iki bütünlüğü ve gizliliği de içerecek şekilde tanımlanabilir.
Ortak Araştırma Görevleri için Akıllı Sözleşme Şablonları
Blockchain platformları olgun olarak, veri bütünlüğü için standart akıllı sözleşme şablonları mevcut olacaktır. Araştırmacılar, önceden inşa edilmiş sözleşmelerden zamanları için seçim, erişim kontrolü ve otomatik yayın için seçebileceklerdir. Bu, teknik bariyer ve kabul edilen Organizasyonlar.()Açık Bilim Çerçeve))
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Veri bütünlüğü güvenilir bilimin yataklı olmasıdır. Blockchain teknolojisi, verilere erişilmez ve genomik, kanıtlanmış ambiguity ve sınırlı şeffaflık sorunlarına bağlı olarak, kriptografik bir şekilde incelenebilir bir şekilde, araştırmacılar verilerinin değiştirilmediğini kanıtlayabilirler.
Ancak yol ileriye dönük gerçek zorlukların üstesinden gelmek gerektirir: ölçeklenebilirlik, enerji kullanımı, düzenleyici sürtünme ve kültürel direniş. Bilimsel topluluk, kullanıcı dostu araçlara yatırım yapmak, çevresel olarak verimli fikir birliği mekanizmaları benimsemek ve mevcut altyapı ile köprü blok zincirinin standart bir bileşeni haline geldiğinde, blok zincirinin araştırma veri ekosistemi standart bir bileşeni haline gelecektir - gümüş bir mermi değil, ancak bilgimizi inşa etmek için güçlü bir araç, bu desteğimizi sağladığımız bilim olarak güvenilirdir.
[FONT:0)Dönemli Referanslar[Dönemli:0)
- [FONT:0] Psikoloji biliminin yeniden tanımlanmasını (Open Science Cooperation, Nature 2015)).
- [FONT:0) Biyomedikal araştırma (JAMA 2016)).
- [FONT:0) Bilimsel veri paylaşımı için Blockchain: A anket (Bilgi 2019)).
- [FONT:0)Blockchain klinik çalışmalarda: Sistematik bir inceleme (Sağlık İnternet Araştırması 2020)).