Blok Zincir Teknolojisi ve Medikal Uygulamaları

Muhammed Yunus BEKTAY

Blok zincir, kriptografik olarak üretilmiş blokların birbirleri sırasınca/ardına bağlanarak arttığı bir kayıt listesidir. Her bir blok bir önceki bloğun kriptografik Hash algoritmasını, tarih bilgisini ve işlem verisini içermektedir. Diğer bir deyişle iki taraf arasında yapılan işlemlerin verimli, doğrulanabilir, kalıcı şekilde kaydedebildiği açık ve dağıtılmış bir dijital hesap defteridir [Distributed Ledger]. Dağıtılmış Dijital Hesap Defteri birden fazla konuma, ülkeye veya kuruma coğrafi olarak yayılmış, çoğaltılmış sürekli olarak paylaşılan ve senkronize edilen dijital verilerden meydana gelmektedir. Dağıtılmış Dijital Hesap Defteri, merkezî yönetici, otorite veya fiziki veri depolama sistemine sahip değildir. Bunun yerine farklı konumlarda, birden çok veri saklama merkezi sürekli güncellenen verileri depolamakta ve ihtiyaç halinde kullanıcılara sunmaktadır. Hash algoritması ise Amerika Ulusal Güvenlik Teşkilatı (NSA) tarafından geliştirilmiş SHA-256 kodlama sistemi kullanan kriptolama yazılımı sonucu üretilmiş 64 karakterden oluşan koddur. Her bir blok için 64 karakterlik bir kod oluşturulur ve bu kod bir sonraki bloğun kodunun içerisinde bulunur. Oluşturulan blokların herhangi birinde yapılan değişikliğin Hash algoritma bütünlüğünün bozulmasıyla sistem tarafından reddedilmesine ve dışarıdan yapılacak müdahalelere izin vermemektedir. Diğer bir deyişle kodlardan herhangi birinde yapılan değişiklik bütün bloklar üzerinde değişiklik yapılmadan kayıt altına alınmamaktadır.

Blok zincir birçok farklı bilgisayardaki eş zamanlı işlemleri kaydetmek için kullanılan, dağıtılmış ve halka açık bir dijital kayıt defteri olarak tasarlanmıştır. Bu özelliği ile blok zincir para transfer sistemleri kullanıcılarına, yapılan işlemlerin ucuz bir şekilde doğrulanmasını ve denetlenmesini sunmaktadır. Blok zincir veri tabanı sunucusu otonom çalışma kapasitesine sahiptir. Bu sistem yani katılımcıların donanımları üzerinde depolanan ve işlenen veriler, karşılıklı çıkarlarla desteklenen kitlesel bir iş birliği aracılığıyla sağlanır. Sonuç, katılımcıların veri güvenliği konusunda yaşadıkları belirsizliklerin ortadan kalktığı bir iş akışıdır.
Blok zincir teknolojisi, içeriği ve özel dizaynı sayesinde verilerin değiştirilmesine imkan sağlamaz. Bloklar oluşturulduktan sonra taraflar arası mutabakat olmaksızın mevcut bloklarda herhangi bir değişiklik yapılamaz. Bu özelliği, blok zincir teknolojisinin son dönemde sıkça tercih edilmesinin en önemli nedenidir.

Verilerin kriptolojik yöntemler kullanılarak kodlanması ve saklanması 1991 yılında ilk kez Stuart Haber ve W. Scott Stornetta tarafından tanımlanmıştır. Her ne kadar tarihteki kullanımı eskilere dayanıyor olsa da, bu teknolojinin hayatımıza girişi 2008 yılında Satoshi Nakamoto tarafından taraflar arası alışverişte kullanım metodunun geliştirilmesi ile olmuştur. Bitcoin sisteminin tanımlandığı makalenin yazarı olan Satoshi Nakamoto’nun gerçekte kim ya da kimler olduğunun bilinmiyor olması ise bu teknolojiye bir gizem katmaktadır. Nakamoto’nun yayımladığı makalede blok zincir teknolojisi taraflar arası para transferini gerçekleştirmede kullanılmasını sağlamıştır. Bu sistem ise günümüzde birçok kimse tarafından Bitcoin adı ile bilinmektedir. En meşhur dijital para birimi olarak ün salan Bitcoin birçok alanda blok zincir teknolojisinin kullanılmasına ilham vermiştir. Günümüzde para transferlerinin dışında, finansal kayıtlar, dijital cüzdanlar, veri depolanması, taraflar arası yapılan kontratlar, akademik araştırmalar ve sağlık verilerinin kayıt edilmesi gibi alanlarda kullanılmaktadır.

Bloklar Merkle ağacına çevrilmiş ve kodlanmış muteber işlem yığınlarını saklamaktadır. Her blok bir önündeki bloğun kodlanmış karmasını içerir ve ikincisi ile birleştirir. Birbirlerine bağlanmış bloklar ise bir zincir oluşturmaktadır. Verilerin taraflar arası ağda birden çok merkezde saklanması, tek merkezde depolama ile oluşabilecek riskleri ortadan kaldırmaktadır. Öte yandan verilerin tek merkezde tutulması ise, sistem açıklarının bilgisayar korsanları tarafından tespit edilmesi riskini barındırması açısından güvenlik sorunları doğurmaktadır. Sürekli enerji ihtiyacı, üst düzey güvenlik gereksinimleri ve fiziki alan, tek merkezli veri depolamada karşılaşılan diğer dezavantajlardır. Merkezi veri depolama birimlerinin kurulması ve işletilmesi oldukça masraflıdır. Buna mukabil blok zincir teknolojisinde verilerin çok merkezde dağınık olarak ve sürekli senkronize edilerek kullanılması, yukarıda bahsi geçen tüm tehditleri ve ihtiyaçları en aza indirebilmektedir. Bu nokatada olası görünen güvenlik sorunu ise blok zincirleri uzatmak için oluşturtulan Hash algoritmalarının kullanılması ile ortadan kaldırılabilmektedir.

Hash algoritmalarının oluşturulmasında ihtiyaç duyulan işlemci kapasitesi oldukça yüksektir. Hele ki bu algoritmalar her bir işlem için ve gün içerisinde binlerce kez oluşturulmaktaysa. Blok zincir teknolojilerinde ihtiyaç duyulan bu işlemci kapasitesi kullanıcılar tarafından sağlanmaktadır. Katılımcılar kendi donanımlarına ait işlem kapasitesi ile Hash fonksiyonlarının oluşturulmasını sağlamaktadır. Kullanılan hizmete karşılık verilen ödül ise Bitcoin olarak adlandırılmaktadır.
Blok zincir para transfer sistemi Bitcoin, bir değer değişimi protokolü olarak tasarlanmıştır. Bu teknoloji taraflar arası antlaşmayı esas almaktadır ve finans yasalarını bypass ederek takip edilmesi zor para transferlerinin yapılmasına olanak sağlayabilmektedir. Blok zincir tabanlı değer değişimi, geleneksel sistemlerden çok daha hızlı, çok daha güvenli ve çok daha ucuza tamamlanabilmektedir. Sabit bir değere sahip olması, taraflar arası işlemlerde takip edilemez, hızlı ve ucuz olması en çok bilinen kripto para olan Bitcoin’in maddi değerinin yükselmesinin ve binlerce dolara alıcı bulabilmesinin ana sebepleri arasında sayılmaktadır. Sistem yöneticileri tarafından katılımcılara sağladıkları işlemci desteğine karşılık ödül olarak dağıtılmamış Bitcoin miktarı her geçen gün azalmaktadır. Sistem içerisinde üretilebilecek Bitcoin miktarı 21 milyon olarak belirlenmiştir. Günümüzde kullanılan tek kripto para birimi Bitcoin değildir. Hem teknolojik altyapı, hem işlem kapasitesi, hem işlem hızı, hem de piyasa hacmi bakımından daha gelişmiş kripto para birimleri mevcuttur.

Blok zincir teknolojisi sağlık sektöründe geniş uygulama alanlarına açılabilecek potansiyele sahiptir. Özellikle sağlık kayıtlarının detaylı ve güvenilir depolanmasının halihazırda sağlık sisteminin önemli ihtiyaçları arasında olduğu belirtilmektedir. Sağlık verilerinin saklandığı dijital sistemler Medikal Zincir [Medicalchain] genel adı ile anılmaktadır. Medikal zincir taraflar arasında tıbbi verilerin güvenli, hızlı, şeffaf kullanımını sağlayan merkezi olmayan bir platformdur. Blok zincir teknolojisinin kullanıldığı bu sistem kullanıcı odaklı elektronik sağlık kaydı oluşturmak ve verilerin tek bir gerçek sürümünü korumak için tasarlanmıştır. Medikal zincir kullanıcıları yani elektronik sağlık kayıtlarının sahibi olan kişiler, doktor, hastane, laboratuvar, eczacı ve sigorta şirketi gibi çeşitli sağlık hizmeti veren kişi ve kurumlara uygun gördüklerinde koşullu bir şekilde erişim sağlayabilmelerine izin vermektedir. Böylelikle halihazırda sağlık sisteminin içerisinde pasif konumda olan hastalar şahsi verileri söz konusu olduğunda aktif ve söz sahibi hale gelebilmektedirler.

Mevcut sağlık sistemlerinde, sağlık kayıtları farklı formatlar ve standartlar nedeniyle üçüncül taraflar ile paylaşılamayacak derece zor ve erişilemez durumdadır. Bu sistemler modern sağlık kullanıcılarının anlık ihtiyaçları için parçalanmış durumda olmaları kullanılabilirliklerini azaltmaktadır. Bunun sonucu olarak gerçek sağlık kayıtlarının tek bir versiyonu oluşturulamamaktadır. Paydaşların kendi kayıtlarını tutmaları teşvik edilmesinin sebebi bu bariyerleri aşma isteğinden kaynaklanmaktadır. Günümüzde kullanılan sistemin bir diğer eksiği ise hasta merkezli olamayışıdır. Sağlık çalışanları ve hastalar arasında ki ataerkil ilişki, sağlık verilerine erişme hakkının hastalar tarafından verilmesi ile otorite merkezinin değişmesini tetikleyecektir. Öte yandan şeffaflığın, sağlık uygulamalarında veri kontrolünün hastada olduğu sistemlerde daha fazla olacağı savunulmaktadır. Diğer bir deyişle tıp demokratikleşecek ve hastaların eli güçlenecektir.

Klinisyenler, hastanın teşhisi ve olası tedavi planı hakkında kararlar almak için hastalardan aldıkları bilgilere ve tetkiklere başvurmaktadırlar. Tedavide önemli bulguları ortaya çıkaran bu tetkikler çoğunlukla yapıldığı merkezlerde kalmakta ve hastalar farklı merkezlere başvurduklarında ya yeniden yapılmakta ya da hiç yapılamamaktadır. Tıbbi hatalar ise eksik bilgi ve yeterince organize olmamış tıbbi bakım sonucunda ortaya çıkabilmektedir. Johns Hopkins Üniversitesinde 2016 yılında yapılan araştırmaya göre tıbbi hatalar kaynaklı ölümlerin sayısı, kardiyovasküler hastalıklar ve kanserden sonra üçüncü sırada gelmektedir. Bu durum sadece tıbbi hataların artmasına değil sağlık harcamalarının da yükselmesine sebep olmaktadır.

Sağlık verilerinin tek kaynakta saklanıyor olması yukarıda da bahsedilen birçok sorunu ve ihtiyacı ortaya çıkartmaktadır. Sigorta şirketlerine elektronik sağlık kayıtlarının kontrol edilmesi üzerinden sigorta dolandırıcılığını önleyebilme imkanı medikal zincir teknolojileri ile sunulabilmektedir. Kalabalıkların sağlık verileri kullanılarak yapılan kötü niyetli analizlerin ciddi tehditler oluşturabileceği akıllardan çıkartılmamalıdır. Reuters’a göre sağlık verilerimiz kredi kartı numaramızdan on kat daha değerlidir.10 Amerika Federal Araştırma Bürosu (FBI) sigorta sahtekarlığının yıllık maliyetinin 40 milyar ABD dolarından fazla olduğunu belirtmektedir. Blok zincir teknolojisi ile oluşturulan sağlık kayıtlarında sahtecilik yapmanın neredeyse imkansız olması bu kaybı ortadan kaldırabilme potansiyeline sahiptir.

Teletıp uygulamalarının 2017 yılında dünya çapında 23,8 milyar dolarlık bir hacme ulaştığı düşünülmektedir. Kaliteli ve başarılı bir teletıp hizmeti vermek için güvenilir sağlık kayıtlarına ihtiyaç vardır. Medikal zincir aracılığıyla güvenilir verilerin profesyoneller tarafından değerlendirilebileceği ve tıp uygulamalarında başarı oranlarını arttırabileceği düşünülmektedir.

Medikal zincir sisteminde hastalar kendi elektronik sağlık kayıtlarına birçok noktada aktif olarak erişebilmekte ve hatta günlük sigara tüketimi, spor miktarı, tüketilen yiyecekler gibi verileri girebilmektedir. Medikal zincir teknolojilerinin kullanıldığı elektronik sağlık kayıtları klinisyenlere veri girme ve kayıtlara bakabilme özelliğini sunmanın yanında başka sağlık profesyonelleri tarafından girilmiş kayıtlara erişebilme ve veri ekleme özelliğini vermektedir. Sağlık enstitüleri ve araştırmacı kuruluşlara ise sağlık kayıtlarına bakabilme yetkisini sunmaktadır. Özellikle birçok hastalığın tedavisinde daha büyük örneklemler ile araştırmalara ihtiyaç duyuluyor olduğu gerçeği düşünüldüğünde sağlık araştırmalarında ilerlemeyi hızlandıracağı ve maliyetleri düşüreceği düşünülmektedir.
Teknoloji hayatımızın her alanını doğrudan etkilediği gibi sağlık uygulamalarında radikal değişikliklere sebep olmaktadır. Gerek tıbbi uygulamalarda, gerek tıp eğitiminde, gerekse sağlık verilerinin korunmasında teknolojik yeniliklere olan ihtiyaç göz ardı edilemez. Blok zincir teknolojisi taraflar arasında emtia transferini verimli ve güvenli hale getirdiği gibi tıbbi kayıtların saklanması ve verilerin işlenmesini de daha güvenli ve daha verimli düzeye getirebilecek potansiyele sahiptir. Yüz binlerce hastanın dahil edildiği ve yıllarca devam eden kohort çalışmalar belki elektronik sağlık kayıtlarının yaygınlaşması ile onam alındıktan aylar hatta haftalar sonra bile sonuçlanabilir. Devasa boyutlarda verinin işlenmesi için geliştirilen büyük veri işleme yazılımları, yapay zeka ve derin öğrenme metotlarının eş zamanlı uygulanması ile belki de saatler içerisinde tamamlayabiliriz. Bütün bu öngörülere rağmen görünen gerçek ise bilimsel ilerlemenin ivmesinin hiç azalmadan devam edeceğidir.

Kaynakça

1.
Economist T. The great chain of being sure about things; Blockchains. Econ. 2015. doi:10.3763/cpol.2008.0536.

2.
Arvind N, Joseph B, Edward F, Andrew M, Steven G. Bitcoin and Cryptocurrency Technologies: A Comprehensive Introduction.; 2016. doi:10.1139/b04-094.

3.
Walport M. Distributed Ledger Technology: Beyond Block Chain.; 2015. doi:10.1021/acsaem.8b00240.

4.
Scardovi C (2016). Restructuring and Innovation in Banking. Springer; 2016.

5.
Raval S. “What Is a Decentralized Application?”. Decentralized Applications: Harnessing Bitcoin’s Blockchain Technology. O’Reilly Media, Inc.; 2016.

6.
Brito J, Castillo A. Bitcoin: A Primer for Policymakers. Policy. 2013. doi:10.1017/CBO9781107415324.004.

7.
Tapscott D, Tapscott A. Here’s Why Blockchains Will Change the World. Fortune.

8.
Haber S, Stornetta WS. How to time-stamp a digital document. J Cryptol. 1991. doi:10.1007/BF00196791.

9.
Makary MA, Daniel M. Medical error-the third leading cause of death in the US. BMJ. 2016;353(May):1-5. doi:10.1136/bmj.i2139.

10.
Caroline Humer JF. Your medical record is worth more to hackers than your credit card. REUTERS, TECHNOLOGY NEWS. https://www.reuters.com/article/us-cybersecurity-hospitals/your-medical-record-is-worth-more-to-hackers-than-your-credit-card-idUSKCN0HJ21I20140924. Accessed October 31, 2018.