Byzantine Fault Tolerant To Health (BFT-H) – Proposta de um Algoritmo de Consenso Direcionado às Especificidades de Sistemas de Gestão de Saúde Baseados em Blockchain
Blockchain, Consenso Bizantino, Sistemas de Saúde Distribuídos, Fatiamento de Rede, Sistema de Reputação.
A gestão de dados em sistemas de gestão de saúde distribuídos baseados na tecnologia Blockchain apresenta uma complexidade significativa, necessitando da adoção de soluções que garantam a segurança, escalabilidade e consistência das informações. O Sistema Único de Saúde (SUS), com 46.000 unidades de atendimento distribuídas pelo território brasileiro, é um exemplo dos desafios enfrentados por sistemas de gestão de saúde em grande escala. Este trabalho propõe o protocolo BFT-H (Byzantine Fault Tolerance to Health), um protocolo adaptativo de consenso bizantino concebido especificamente para sistemas de gestão de saúde distribuídos privados. A principal inovação do protocolo proposto reside na utilização do mecanismo ADAN (Adaptive Decentralized Asynchronous Node-slicing) para reduzir a complexidade da comunicação entre os nós da rede de O(n2 ) para O(n) por meio do fatiamento dinâmico da rede. O protocolo BFT-H também inclui um sistema de reputação que avalia o comportamento histórico e atual dos nós, viabilizando a formação adaptativa de grupos para o processamento paralelo das transações. A validação experimental foi realizada com o simulador NS3 em redes compostas por até 5.000 nós, utilizando métricas como o tempo de consenso, a latência e a vazão (throughput). Obteve-se por exemplo uma redução de 33% no tempo necessário para atingir o consenso com o BFT-H quando comparado ao protocolo PBFT e 80% em relação ao protocolo Raft. A latência com o BFT-H por exemplo apresentou diminuições de 27,5% e 63,8%, respectivamente, mesmo sob condições caracterizadas por alta latência. Por outro lado, a vazão com o BFT-H, em redes extensas, superou o PBFT em 31,4% e mais que dobrou quando comparado ao Raft, mantendo as garantias associadas à segurança bizantina. Os resultados obtidos reforçam a viabilidade do BFT-H como uma solução eficaz para o consenso distribuído em sistemas de gestão da saúde em larga escala, equilibrando eficiência operacional e segurança.