Dissertação Mestrado

cm. Dissertação (mestrado) – Universidade do Vale do Rio dos Sinos, Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada, 2022. “Orientador: Prof. Dr. Rodolfo Stoffel Antunes. Dado este contexto, este trabalho teve como objetivo analisar a aplicação de NFTs na representaçãode permissões de compras para medicamentos restritos. Foi desenvolvido um modelo dearquitetura baseado em Blockchains e NTFs que permite o armazenamento de prescrições médicas e das respectivas permissões para aquisições de medicamentos controlados. Este modelo foi implementado e testado utilizando a segunda camada da Ethereum voltada para testes, chamada Mumbai. Nesta rede foi constatado que o custo das solicitações de criação de NFT são menores do que R$0,01 e que o tempo das transações são menores que 15 segundos, o que torna a implementação viável.

Esses resultados mostram que é possível implementar um sistema de receitas médicas através de uma rede escalável, barata e confiável. Keywords: NFT; Polygon network; Ethereum network; Medical prescription SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA. BLOCKCHAIN E APLICAÇÕES. AS REDES BITCOIN E ETHEREUM. Primeira Blockchain – a rede do Bitcoin. MODELO PROPOSTO. ATORES. ARTEFATOS. MODELO DE DADOS. PROCESSOS. APÊNDICE B – Contrato ERC721 das permissões de compra. Lista de Figuras Figura 1- Cadeia de blocos de uma Blockchain. Figura 2: Camadas da interação entre as redes Ethereum e Polygon. Figura 3: Arquitetura do sistema. Figura 4: Processo em que o paciente adquire a receita junto ao médico. Novos mecanismos para o gerenciamento de medicações controladas são importantes para se evitar irregularidades que podem gerar consequências negativas paraa sociedade.

Novas ferramentas computacionais têm surgido, contudo, muitas delas podem levar a abusos derivados da falta de rastreabilidade das operações, principalmenteem um cenário onde agências governamentais e grandes organizações privadas têm cadavez menos confiança por parte da população, conforme é possível verificar por exemplo em Roumeliotis (2019). Neste sentido, é necessário que se implemente um sistema que ao mesmo tempo promovam a rastreabilidade de medicações controladas e protejam a privacidade dos indivíduos através de processos simples e confiáveis. Particularmente, no que se refere a receituário médico, existem tentativas de implementação. Por exemplo, o SUS possui alguns trabalhos neste sentido conforme podemos ver em Silva (2019). O que não traz grandes avanços ou benefícios ao setor,que tem a falsificação de receitas como um de seus maiores problemas, além do uso descontrolado de medicamentos.

Devido a processos demorados e com grande possibilidade de ocorrência de falhas, há grande potencial de prejuízos financeiros tanto ao paciente quanto a órgãos 10 como o SUS, os quais não conseguem realizar o uso ou controle apropriados de medicamentos. Novos mecanismos para o gerenciamento de medicações controladas são importantes para se evitar irregularidades que podem gerar consequências negativas paraa sociedade. Novas ferramentas computacionais têm surgido, contudo, muitas delas podem levar a abusos derivados da falta de confidencialidade, principalmente em um cenário onde agências governamentais e grandes organizações privadas têm cada vez menos confiança por parte da população. É necessário que se implemente um sistema queao mesmo tempo promovam o controle de medicação controlada e proteja a privacidade dos indivíduos através de processos simples e confiáveis.

O Capítulo 3 descreve os trabalhos relacionados ao uso de Blockchains para o gerenciamento de prontuários eletrônicos. O Capítulo 4 introduz a arquitetura baseada em NFTs para o gerenciamento da permissão de compra de medicamentos. O Capítulo 5 discute a prova de conceito desenvolvida e os resultados obtidos com sua avaliação. Por fim, o Capítulo 6 apresenta a conclusão do trabalho e suas direções futuras. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Este capítulo tem como objetivo esclarecer e pontuar os principais conceitos que servirão de base para o desenvolvimento deste trabalho. ZHENG et al, 2017). Com isso, observe-se que houve um grande sucesso por conta de sua capacidade de trabalhar de forma ampla, segura, sem que seja preciso que uma autoridade de confiança autorizar. O Blockchain é na verdade uma rede distribuída em que possa realizar transações sem que seja preciso depender de intermediários, sendo assim, as validações realizadas por meio de uma transação são realizadas através da rede de computadores que usam o compartilhamento entre si que ela tem.

Os computadores chamados de “nós” são os encarregados por reconhecerem as transações para que assim tornem válidas sem usar a instituição central de verificação. Um exemplo disso é o cartão de crédito que por meio de uma transação passa por uma operadora da máquina para autenticar a operação, que através da operadora do cartão que faz validação e, só com isso, o banco recebe a informação necessária para também autenticar/validar. Figura 1- Cadeia de blocos de uma Blockchain Fonte: Lucena e Henrique (2016) Para fazer com que os blocos sejam formados e tenham as transações e os minerados, é necessário fazer uma quantidade elevada de cálculos de frequência avançada. Esses cálculos visam encontrar o Hash correto para o bloco a ser inserido na cadeia de blockchain.

O poder computacional preciso para estes cálculos é considerável e aumenta com o passar do tempo. Por exemplo, o Bitcoin possui um poder computacional que impede que sua mineração ocorra em casa. SEOK; PARK; PARK, 2019). Sobre as criptomoedas, pode-se dizer que elas se baseiam em Blockchains, o que exclui a necessidade de haver uma autoridade central, o que é visivelmente mais vantajoso. Os requisitos para realizar novas unidades monetárias são estipulados previamente. Podese usar novamente a Bitcoin como exemplo, pois ela é uma nova moeda que toda vez que é emitida, um bloco é extraído (e isso ocorre a cada 10 minutos)o que é colocado na posse do nó que o extraiu. O valor cai em média a cada quatro anos e o sistema foi criado para chegar a uma totalidade de cerca de 21 milhões de Bitcoins noano de 2040.

A incerteza política diante desse tipo de decisão praticamente some, mas ela também exclui por completo a possibilidade dos Estados usarem os bancos centrais paraconseguir alguma vantagem nos setores desejados ou ainda prejudicar certos setores. Esses contratos são executados para realizar acordos estabelecidos inicialmente, com isso não há a necessidade da existência de intermediários para que haja confiabilidade no sistema. Os contratos inteligentes são protocolos diretos entre dois ou até mais computadores implementados por meio de algoritmos. Eles procuram transmitir ativos por meio da Blockchain quando ações específicas são colocadas. Os algoritmos são feitossem que haja interferência de atores durante o processo. Há com isso a caracterização da ausência de terceiros por meio de disputas. Esse processo é feito para evitar que os mineradores enganem em relação ao número de transações e o conteúdo que foi criado dentro de cada uma das transações em um determinado bloco.

Contratos inteligentes Ethereum: um tipo diferente de blockchain O Ethereum é uma criação parecida, porém única, de Blockchain, da mesma forma como o Bitcoin, ele possui sua moeda própria, conhecida como ETH. Porém, a rede Ethereum é uma Blockchain própria, já que, diferente do Bitcoin, tem uma máquina virtual própria chamada Ethereum (EVM) big-endian que se baseia em pilha. O EVM é parecido com à Java Virtual Machine (JVM) e é utilizado para fazer funcionar programas como o Smart Contracts, que possuem instruções EVM de nível byte. Desse modo, comoa JVM, há opções que garantem que um programa faça cálculos e estabeleça a máquina de estado para frente, como ADD, SHL, LT entre outras. Ver sobre isso na seção 1. da ABI).

Os contratos precisam possuir o estado, o que faz com que um contrato tenha o ETH, sendo a forma mais importante de moeda do Ethereum. O contrato pode ser carregado com ETH durante a implantação, porém, também pode ser enviado ETH, ondedeverá ser colocado o endereço (o nome) de quem pertence o contrato. O contrato tambémpode enviar ETH para outros contratos, ou ainda, encaminhar ETH para os usuários diretos onde eles possuem seus endereços pessoais conhecidos como endereços decarteira, o que depende da lógica de negócio do contrato. A estrutura teórica dos contratos inteligentes pode ser atribuída ao cientista da computação e jurídico americano Nick Szabo. Ele mencionou o termo pela primeira vez em um artigo em 1994 que o descreve da seguinte forma: Um contrato inteligente é um protocolo de transação computadorizado que executa os termos de um contrato.

Os objetivos gerais do design de contrato inteligente são satisfazer condições contratuais comuns (como termos de pagamento, garantias, confidencialidade e até mesmo aplicação), minimizar exceções maliciosas e acidentais e minimizar a necessidade de intermediários confiáveis. Tais transações podem incluir transações simples de compra/venda ou também podem ter instruções mais extensas embutidas nelas. Semelhante aos contratos no sentido tradicional, os contratos inteligentes envolvem um acordo entre diferentes partes para fazer ou não fazer algo em troca de outra coisa (Swan 2015a, 17). Da mesma forma, um contrato inteligente é vinculado por seu design binário para executar o código pré especificado. Portanto, o código do programa define os direitos e obrigações decorrentes do contrato ao invés da legislação contemporânea (SWAN, 2015).

Gerenciamento de ativos por meio de contratos inteligentes Outra característica importante dos contratos inteligentes modernos é sua capacidade de enviar, receber e transferir ativos para outras partes que participam do contrato (CHRISTIDIS; DEVETSIKIOTIS, 2016). Isso significa que os contratos inteligentes têm a capacidade de receber não apenas informações, mas também ativos como parte das transações e ainda manter e gerenciar os respectivos ativos no sentido de um administrador de acordo com os termos do contrato e suas condições predefinidas. Nesse contexto, Swan (2015) identifica três elementos distintivos dos contratos inteligentes: autonomia, autossuficiência e descentralização. Se esse dispatcher não existisse, não teria um sistema responsável por informar qual bytecode precisa ser executado, já que o hash de bytecode é unidirecional. A Application Binary Interface (ABI) realiza traduções entre o bytecode e a vontade do usuário de criar funções em um nível decifrável por pessoas.

Conforme um contrato é alterado para se tornar em bytecode, a assinatura conforme cada função (onde possui nome, alguns parâmetros entre outras coisas) bytecode de acordo com o corpo dafunção. Essas funções possuem chamadas próprias para um contrato de usuário ou ainda possuem contratos localizados em formatos diversos, sendo um deles o Javascript Object Notation (JSON) conhecido como Calldata. Sobre o valor hexadecimal que faz parte da calldata se inicia com o hash keccak-256 de 4 bytes da assinatura conforme essa função. Um bom exemplo para se usar, são os desenvolvedores poderem escrever diversas funções que garantam que o desenvolvedor tenha todo controle sobre os fundos que os usuários colocam em um contrato, embolsando-os na hora que eles escolhem. Alguns desenvolvedores podem cometer alguns erros (erros esses que podem não ser reconhecidos pelos compiladores Solidity) que também conseguem reproduzir construções inseguras de linguagens.

Em segundo lugar, algumas partes mal-intencionadas de diversos tamanhos acabam procurando contratos que tenham erros em sua própria programação e assim explorar suas vulnerabilidades para extrair ETH desses contratos. O acesso costuma ser irrestrito quando há um invasor que sabe os primeiros 4 bytes do keccak256-hash de alguma assinatura que tenha uma função vulnerável e o método seja público. Essas vulnerabilidades são fáceis o bastante para serem exploradas por bots, já outras são maisdifíceis e necessitam de mais análises para serem exploradas. Uma Pesquisa da Segurança do Ethereum Blockchain Essa quase perda e o contrato Fairwin são essenciais, isso porque eles demonstramas consequências graves que essas vulnerabilidades causam para os usuários da comunidade. Milhões de dólares podem ter sido desviados de contratos que eram visivelmente inseguros de forma intencional ou ainda por terem erros não intencionais, tantouma pesquisa como um sistema que verifique a solidez dos contratos, pode ajudar na melhoria e segurança do Ethereum.

Esse exame garante não somente dar uma perspectiva sobre o quão ruim é a situação atual, porém, pode demonstrar as áreas e lugares que os principais especialistas em segurança necessitam focar para ajudar a melhoras ainda mais a segurança do Ethereum. Os resultados podem ser divulgados publicamente, assim, desenvolvedores e usuários necessitam aproveitar essas informações. Essa tese estabelece que a criação de um registro que possua endereços de contratos inseguros ajudaria o ecossistema, ajudando também os desenvolvedores a ficarem cientes dos códigos escritos de maneira errada, cooperando ainda os usuários a não adquirirem contratos inseguros. Possuir um único esforço para usar a varredura e análise de diversas linhas de saída baseadas a diversos contrato é algo benéfico, já que a pessoa economizariauma quantidade considerável de tempo para usar o registro.

Sobre os custos de eletricidade, é possível observar que são muito elevados, principalmente quando se considera o esforço colocado para avaliar a segurança de diversos contratos. Ao compartilhar os resultados da análise é possível também perceber que diversas pessoas são favorecidas, já que uma quantidade bem menor de poder computacional é desperdiçada. Rede Polygon A rede da Polygon visa sanar alguns pontos negativos da rede Ethereum. Ela é uma segunda camada da rede Ethereum (vide camadas na Figura 2) e permite que operações sejam executadas com maior escalabilidade e taxas menores. Já o segundo tipo conta com o padrão ERC721. Uma vez que este trabalho focará na criação de tokens não fungíveis, o padrão ERC721 será abordado em mais profundidade nesta seção e utilizado no desenvolvimento da aplicaçãodesta dissertação (OPEN ZEPPELING).

O padrão ERC721 é consideravelmente mais complexo do que o padrão anterior ERC20 e possui um conjunto de extensões opcionais. Uma das extensões deste padrão permite o armazenamento de um metadado por token, o que faz de cada token único. No mercado, os modelos fornecidos gratuitamente pela Open Zeppelin têm sido muito utilizados e serão utilizados também neste trabalho (OPEN ZEPPELING). Ainda se tem como objetivo agregar informações recebidas da ANVISA (sistemas DATAVISA e SAMMED) e SIASG (Sistema Integrado de Administração de Serviços Gerais), além de manter uma coleção de códigos de barras (formato EAN-13) e dados, no formato Data Matrix, sendo concebida com caráter de dados abertos, permitindo o consumo por qualquer sistema. Foi proposto ainda nesta iniciativa, termos de arquitetura de uma solução nacionalque permita a troca de informações (interoperabilidade) entre diversos sistemas existentes no mercado, com rastreabilidade de todo o processo, que envolva o trabalho dos farmacêuticos e demais profissionais de saúde, assim como das prescrições eletrônicas, sendo registrado num ambiente imutável de Blockchain.

Outra iniciativa, implementada no SUS, é o Conecte SUS, na qual o paciente pode acompanhar todos os agendamentos, consultas realizadas, histórico de medicação e histórico de exames (GOVERNO DO BRASIL). Contudo, este sistema permite apenas a visualização das informações por parte do paciente e do médico para acompanhamento do histórico. Esta ferramenta implementada pelo SUS não auxilia na melhoria do controlede receitas de medicamentos controlados nem garante a privacidade e confidencialidade das informações para o paciente, uma das principais contribuições desta proposta. Enquanto isso, cada arquétipo é projetado para reutilização; em outras palavras, deve ser acordado e compartilhado para contribuir para a interoperabilidade semântica entre os diferentes sistemas EHR. Um arquétipo deve representar o conjunto máximo de dados de um conceito de domínio.

Os tipos de arquétipos são listados a seguir: Demográfico: define conceitos genéricos de informação demográfica; inclui PARTY, ROLE e classes detalhadas relevantes.    Composição: a estrutura de nível superior e “contêiner de dados” contendo arquétipos de seção e arquétipos de entrada, e é considerado equivalente como documento clínico. Seção: uma estrutura de navegação que facilita o acesso humano, semelhante ao índice de um documento. A abordagem openEHR adota o método de modelagem multinível que divide claramente a responsabilidade, ou seja, os técnicos respondem pela codificação dosoftware com RM, e a semântica da informação é definida pelos especialistas do domínio. Como a abordagem openEHR é orientada por arquétipos, a estrutura de armazenamento de dados e a interface do usuário podem ser geradas por arquétipos e modelos.

Os arquétipos são computáveis, o que significa que podem ser gerados e reutilizados de forma automatizada. Como resultado, os especialistas do domínio podem participar do desenvolvimento de sistemas por meio da definição de arquétipos e da vinculação de terminologia apropriada. Por outro lado, devido à separação de arquétipos e RM, os engenheiros só precisam se concentrar no desenvolvimento de software ou sistemas baseados no RM sem considerar em qual conhecimento clínico estará envolvido (LEZCANO, 2011). busca a resolução de uma problemática na falsificação de medicamentos, que acarreta graves efeitos colaterais no uso. Envolvendotodo o fluxo de um medicamento através de uma blockchain, ele propõe uma cadeia de processos desde a consulta médica, a prescrição da receita, a retirada do medicamento e o histórico de uso.

Ele afirma que, atualmente, na farmacologia, um dos problemas mais sérios são os medicamentos falsificados. A organização Health Research Funding relatou que, nos países em desenvolvimento, entre 10 a 30% dos medicamentos são falsos. A falsificaçãonão é o principal problema em si, mas, sim, o fato de que, em comparação com os medicamentos tradicionais, esses medicamentos falsificados produzem diferentes efeitoscolaterais para a saúde humana. Desta forma ele propõe um sistema de BlockChain utilizando BlockHR um sistema de gerenciamento de registros de saúde centrado no paciente para atendimentomédico eficiente a um custo ideal. Como conclusão, eles revelam que o sistema permite que os profissionais de saúde insiram os dados do prontuário médico dos pacientes na rede blockchain e permite que os pacientes insiram seus dados sociais, como hábitos de sono, atividades físicas e localização atual.

Consequentemente, o BlockHR fornece suporte aos médicos para um melhor diagnóstico e prognóstico. Ademais, o trabalho de Flores, Enteria e Pefianco (2020), propõe um banco de dados médico eletrônico para facilitar a interação do paciente com o enfermeiro. Ele é digitalizado para limitar o contato físico e uma interação amigável para dar comodidade e conforto aos enfermeiros e equipe médica durante o trabalho e, por último, exibe um resumo estatístico e uma apresentação gráfica para fins de pesquisa. É um mecanismo à prova de violação para gerenciar certificados digitais. A base do aplicativo está na geração de hashes e assinaturas digitais, utilizando-os para evitar a manipulação de dados. É um sistema eficiente em termos de velocidade de transação, autenticação, facilidade de uso e nível mais preciso de permissões de acesso.

Azaria et. Al (2016) desenvolveram um sistema chamado MedRec para resolver o problema de interoperabilidade de dados e gerenciamento de direitos para o gerenciamento de registros médicos. Função Hash Flores et al. Sim EDR Bitcoin Não mencionado Li (2020) Sim PHR N/A k-anonymity Yfantis, Leligou e Ntalianis (2020) Não N/A Dumpeti (2021) Não N/A Proposta Sim PHR Blockchain de forma geral Framework próprio baseado em Blockchain Modelo de contrato inteligente para criação de NFTs da OpenZepelling Armazena histórico de medicamentos do paciente Gerenciamento e atualizações da cadeia logística do medicamento. Armazena histórico de medicamentos administrados para o paciente Possibilita a visualização de todo o histórico médico do paciente. Sistema de receitas médicas com garantia de anonimato e privacidade.

N/A N/A Função Hash N/A Chaves públicas e privadas com certificados x. O trabalho de Li e Zhang (2020) apresenta uma forma de se gerenciar a cadeialogística dos medicamentos através de um sistema desenvolvido que tem como base a arquitetura do framework Hyperledger Fabric. No trabalho de Ismail, Materwala e Khan (2020) é feita a implementação de um sistema que armazena os dados médicos dos pacientes através do armazenamento em nuvem, utilizando a função Hash para criptografar os dados. O trabalho de Flores et al. apresentou um sistema capaz de mostrar ao paciente todo o seu histórico médico, mas não apresenta uma solução para a criptografia a ser utilizada. O trabalho de Li (2020) é o que mais se assemelha a este.

Além disso, será feito o modelo dos seguintes artefatos, os quais são projetados para serem integrados a implementação testada neste trabalho:  Template em openEHR para integração do futuro sistema com outros sistemas que usam este padrão.  Aplicação de criptografia para que dados confidenciais sejam acessados apenas pelo sistema do ministério da saúde.  Sistema completo que poderá ser utilizado por profissionais de saúde, pacientes e médicos através de seus computadores e também através de dispositivos móveis em geral. Os dados de saúde do paciente são convencionalmente armazenados em repositórios de profissionais de saúde. Frequentemente, entretanto, esses dados não são compartilhados entre os provedores ou com os pacientes. ATORES Existem três atores principais que irão interagir com a arquitetura proposta, ao longo do processo, sendo estes: médicos, pacientes e farmácias.

Os médicos interagem com o sistema para criar a receita digital que será registrada na blockchain e com indicativos específicos para cada paciente, com praticidade para analisar antigos exames e propor novos modelos de tratamento, inclusive ao prescrever novos medicamentos. Ospacientes fornecem sua carteira na blockchain para o médico, o que possibilita o médico de enviar a permissão de compra (representada pela NFT criada). O paciente poderá utilizar a NFT na farmácia ao fazer o login no sistema da mesma e transferindo a NFT 31 para a carteira desta farmácia. O farmacêutico, ao receber a notificação de seu sistema deque a NFT é válida, poderá vender a medicação para o cliente. Estas agencias terãoum canal dentro dos blocos do blockchain, onde poderão visualizar as receitas e as compras de medicamentos feitos por cada uma das receitas.

Além disso, são estas agencias que validação a receita para o farmacêutico, pois o médico irá registrar a receita utilizando também a chave pública da agência governamental. Para que a implementaçãoseja realizada de maneira satisfatória, um conjunto de artefatos de dados se faz necessário,os quais serão descritos logo abaixo. ARTEFATOS Tendo como objetivo habilitar o gerenciamento de receitas médicas através de uma estrutura de blockchain, verifica-se a necessidade de três elementos de dadosfundamentais a serem gerenciados no contexto da blockchain. Estes são: receitas médicas,permissões de uso, e recibos de uso. e 4. que tem como foco fornecer orientações e normatizar processos para que eles sejam realizados dentro da lei e garantindo a autenticidade.

Também sendo um meio de controlar a origem destes produtos tendo em vista que surgem implicações e outros tipos de barreiras como fraudes,falsificação de medicamentos, descontrole de uso, entre outros. O sistema proposto integrará o médico, o paciente, a farmácia e a agência sanitária local através da tecnologia blockchain e as informações serão exibidas para o paciente através de uma interface amplamente acessível. Esta é uma contribuição significativa, pois o trabalho de Roehrs, et. Os artefatos acima apresentados são 33 materializados na forma de um conjunto de modelos de dados, utilizados para persistênciae transmissão dos dados relativos às receitas médicas. Tais modelos são descritos a seguir. MODELO DE DADOS O sistema proposto criará a receita médica e permissões de compra de medicamentos restritos.

A receita médica tem como objetivo auxiliar o paciente no momento de compra do medicamento e quando ele estiver administrando o medicamentoem sua casa. Além disso, a receita médica visa auxiliar o paciente a administrar o consumo do medicamento da maneira correta em sua casa. Esse fato é exploradopor Li (2020), baseado na percepção de fragilidade da prescrição médica em papel e as dificuldades em armazenar e tratar o seu sigilo. Desse modo, nos casos em que a prescrição em papel é perdida, traz transtornos desnecessários ao paciente. No caso das NFTs, estas poderão ser utilizadas apenas uma vez e o registro das transferências das mesmas são armazenadas na Blockchain. Uma vez que os endereços da Blockchain não são vinculados a pessoas físicas.

Além disso, há a demonstração efetiva de que, por mais que algumas farmácias aceitem as demandas autorizadas por receitas digitais, muitas dessas empresas online não aceitam as prescrições digitais e ainda solicitam, ao final de uma compra, o envio da receita em papel. Os campos obrigatórios previstos na tabela são previstos no exemplo do Apêndice A. Além disso, a permissão de compras pode ser definida em um sistema pelo arquivo JSON do código 1. PROCESSOS Os atores, artefatos, e formatos de dados estabelecidos nas seções anteriores atuamem conjunto para o gerenciamento de receitas através de uma blockchain utilizando dois processos principais. São estes: (i) o cadastro de uma receita médica e (ii) a aquisição de medicamentos.

Estes processos estão dispostos no diagrama BPMN (acrônimo em inglês para Business Process Modeling Notation). Fonte: o autor 4. Aquisição de medicamentos O médico deve cadastrar sua carteira junto a agência governamental de saúde mediante a apresentação dos documentos exigidos pela mesma. A agencia governamental, depois de verificar se o cadastro obedece aos critérios estabelecidos, cadastra a carteira do 37 médico e a habilita a criar NFTs que representam permissões de compra. O médico, depois de ter a sua carteira cadastrada no contrato inteligente, atende a seus pacientes e insere a receita médica no sistema. A receita médica é armazenada no sistema pelo médico e os NFTs que representam permissões de compra para medicamentos restritos são gerados.

As NFTs servem para o farmacêutico prestar contas junto da agênciagovernamental (Figura 5). A agência governamental verifica de tempos em tempos se a agência governamental possui a quantidade de NFTs que corresponde a quantidade de medicamento vendido pela farmácia, de acordo com a legislação vigente. Quando o paciente for comprar medicamentos de uso restrito, o farmacêutico poderá verificar o contrato que emitiu o NFT. Caso o contrato seja o certificado pela agência governamental,o token é valido. O paciente pode solicitar o recibo de compra do medicamento (tanto restrito quanto do não-restrito) para o farmacêutico. Os testes do contrato primeiramente seriam feitos em uma blockchain que possibilite o cumprimento de todos os requisitos apontados acima, contudo foi constatado que a criação das receitase sua transferência requerem mais de um minuto e que a taxa de gás nessa rede é proibitiva.

O contrato inteligente que irá emitir a receita médica e também a permissão de 39 compras, deverá ser desenvolvido através do padrão ERC721, uma vez que cada receita possui informações próprias e personalizadas. O desenvolvimento do ERC721pode ser feito de duas formas. A primeira, mais utilizada na implementação de NFTs, é fazer o token apontar para um endereço na forma de um URI (Identificador Universal de Recurso) que possui um arquivo JSON com os atributos do NFT. A segunda é inserir as informações específicas do token embarcadas na própria cadeia (também conhecido como“on chain”) no próprio token, na rede da blockchain. Dada a sua utilização ampla e aceitação do mercado, infere-se que ele implementa os requisitos de segurança necessários referentes a posse dos NFTs.

Foram incluídos ao modelo os requisitos necessários a este sistema em particular, como por exemplo a regra de que apenas as carteiras autorizadas dos médicos podem emitir as NFTs com as receitas através do contrato emitido pelo órgão de saúde responsável. EXPERIMENTOS E RESULTADOS Este capítulo discute o processo de avaliação utilizado para validar as funcionalidades do modelo proposto utilizando a prova de conceito desenvolvida. Primeiro, ele irá discutir a metodologia utilizada para realização dos experimentos com a arquitetura. Em seguida, ele apresenta os resultados e conclusões obtidos através da avaliação. As redes de segunda camada são soluções que visam aumentar a escalabilidade da rede da Ehtereum e consequentemente reduzir os custos das operações nessa rede.

Inicialmente os testes foram efetuados na rede de testes da Ethereum chamada Rinkeby, porém foi observado que as taxas de transação são consideravelmente elevadase que o tempo para criação das NFTs e transferência das mesmas são consideravelmente elevados. Por conta disso, foi adotada uma alternativa de segunda camada mais escalável,que é a rede Polygon. A rede Polygon possui uma rede de testes chamada Mumbai, na qual foram realizados os testes com a arquitetura proposta. Na rede de testes da Polygon (chamada Mumbai), para avaliar a escalabilidade da solução, foram realizados testes com numero crescente de requisições em rajadas (10,20,30,50,100,200,300) visando verificar a latência entre as requisições e respostas. O tempo de execução no experimento da Figura 8 foi menor do que 15 segundosem todas as operações realizadas.

Além disso, no experimento as transações gastaram emmédia 0,0009 Matic (o que equivale a R$0,005 durante o período de realização dos experimentos) e o tempo de duração das transações foi em média 10,3 segundos para os experimentos que realizaram poucas rajadas (até 10 rajadas), sendo assim, os resultados foram satisfatórios (10 a 100). De fato, este é o tempo que muitas vezes se espera para a aprovação de compras no cartão de crédito. No caso da execução de centenas de rajadas, há um aumento no tempo médio na execução. Este aumento deve-se provavelmente a limitações da máquina em que os experimentos foram executados. Assim, a rede da Polygon (que é uma rede de produção onde a solução comercial do sistema pode ser executada) suporta a criação de um NFT gerado por medicamento consumido no Brasil.

É importante observar que apenas uma fração destes 500 milhões de vendas é de medicamentos restritos. Assim sendo, a proposta deste trabalho pode ser implementada na rede Polygon para a venda de todos os medicamentosrestritos que acontecem no Brasil, uma vez que esta rede possui escalabilidade adequada. A criação dos tokens consome 95 MB de memória principal. Isso pode ser realizado, portanto através de sistemas computacionais com recursos limitados. Os farmacêuticos podem então provar através destes tokens como prova de que venderam os medicamentos corretamente. O contrato implementado é capaz de emitir tokens que representam receitas médicas e possuem as informações da receita armazenados on-chain na blockchain. O contrato foi feito através de modelo amplamente utilizado no mercado e reconhecidamente seguro. Foram realizados testes que demonstraram que o tempo de emissão do token é aceitável (menor do que 15 segundos e em média 10,3 segundos).

O consumo de memória por parte do dispositivo que solicita a emissão do token é de menosde 100 MB, o que torna possível a emissão via aparelhos celulares populares, por exemplo. Pied-Piper: Revealing the Backdoor Threats in Ethereum ERC Token Contracts. ACM Transactions on Software Engineering and Methodology, 2022. CHRISTIDIS, Konstantinos; DEVETSIKIOTIS, Michael. Blockchains and smart contracts for the internet of things. Ieee Access, v. AUTOMEDICAÇÃO. Biblioteca Virtual em Saúde, 2012. Disponível em: https://bvsms. saude. gov. Gestão e Eficiência, p. AZARIA; EKBLAW; VIEIRA; LIPPMAN. MedRec: Using Blockchain for Medical Data Access and Permission Management," 2nd International Conference on Open and Big Data (OBD), 2016, p. set. Disponível em: https://ieeexplore. Blockchainlab. p. Disponível em: https://blockchainlab. com/pdf/Ethereum_white_papera_next_generation_smart_contract_and_decentralized_application_platformvitalikbuterin.

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