基于區塊鏈技術的傳染病防控平臺研究

常先正 黃廣銘 梅子宇 王萌槊

摘要：在2020年新型冠狀病毒爆發背景下，建立有效聯防聯控的傳染病防治平臺迫在眉睫。本文通過探討如何利用“去中心化”、“可溯源性”的區塊鏈技術的新型應用模式以改進發展疫情直報系統，為我國的疫情防控提供新思路與智力支持。

關鍵詞：防控疫情;區塊鏈技術;信息直通

一、引言

2020年年初，一場突如其來的新型冠狀病毒疫情在武漢傳播，在黨的領導和全國人民的共同努力之下，我國疫情防控取得了階段性勝利，而世界其它地區目前仍然處于疫情發展的上升期，疫情結束的日子仍然遙遙無期。世界已進入信息時代，靠傳統的群體免疫法方法會造成長周期的損失。因此，建立一個有效的聯防聯控的傳染病防治平臺顯得至關重要，而在這次武漢疫情爆發初期，中國疾病預防控制信息系統（疫情直報系統）由于自身機制等原因并沒有及時收到新冠疫情的相關信息資料，錯過了控制疫情的黃金時期。區塊鏈技術本質上是一個關系數據庫，具有防偽、追溯、公開透明、集體維護等特點，可廣泛、快速、有效地收集到真實的信息。面對改進疫情防控系統的現實需要，本文將基于區塊鏈技術，探索建立有效的傳染病防治平臺系統的有效途徑。

二、文獻綜述

隨著互聯網+大數據應用技術逐漸成熟，早在疫情爆發的前幾年學術界就開始了建設有效的傳染病防控平臺做了相關研究。如：王國棟（2019）《基于大數據的醫療集成平臺技術及應用打通醫院信息化系統間的壁壘》創新性地提出實現醫療系統中數據的有效共享和醫療信息的有效集成，利用大數據技術及商業技能建立多維度的醫院運營分析與決策支持系統的觀點。紀煬（2019）《通過研究提出旨在收集與整合全球重要傳染病的分布》提出了基于地理信息系統建立方便靈活的流行病學偵察與傳播風險評估系統平臺的觀點。

國家政策也有相關的扶持和指導，國家工業和信息化部印發了《大數據產業發展規劃》，在第四點“重要任務和重大工程”中強調要加快關鍵技術研發，支持區塊鏈等前沿技術創新，支持技術服務與行業深度融合。基于區塊鏈技術，阿里健康（現名醫鹿）通過區塊鏈技術將數據儲存在區塊鏈上來解決信息孤島所帶來的隱患，建立醫藥數據安全應用、管理規范，加強了互聯網與實時醫療防控的聯系。

綜上，互聯網醫療數據平臺在不斷的進行創新，不斷實現互聯網與醫療的結合。目前國內外都在建立社會性的數據醫療平臺，但在提高數據的有用性和客觀性、保密性等方面仍存在欠缺。中國的疫情防控系統需要新技術的改革以推進改良中國的醫療數據平臺，而通過區塊鏈技術，可以為這一難題提供一定的幫助。

三、可行性分析

2003年SARS襲擊中國之后，中國花重金在疾控系統打造了中國傳染直報系統，該系統可以直接報告上下相關部門、并且系統內報告可以即刻進行。直報系統發揮了一定的作用，但其平臺架構、數據和模型都是基于2008年系統正式運行的技術，系統存在著形式僵化，填卡信息量復雜、審查問責難、報告卡內容各地不相同等問題，影響了網絡傳報時間及其準確度。此外還有相關的疾控中心中心化的決策機制，人工干預和審核機構降低上報效率的外部干預問題。這就會損耗許多反應時間，造成疫情的空窗期。

區塊鏈可以通過基于密碼學保證的不可篡改、不可偽造及數據傳輸訪問安全的去中心化分布式賬本來達到相關應用，并且它具有可溯源的特性，容易在疫情防控中找到數據源頭。區塊鏈技術將數據上傳到疫情防控協同系統后，可實現安全加密，提高數據的獲得效率和安全性，還使數據具有不可篡改性，增強數據的公信力。通過數據的整合，我們可以通過數據可視化的作用來進一步改進互聯網數據醫療，加強數據地圖與區塊鏈對疫情直報系統的作用，進一步去中心化和相關的數據源可以進一步完善防控機制和追責制度，其可溯源的特征可以提高數據的可信程度，為疫情防控提供可信數據化支撐，為政府部門精準施策提供決策輔助。

四、 系統設計

區塊鏈本質上是一個去中心化的數據庫，一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊，每一個數據塊中包含了一類信息，用于驗證其信息的有效性和生成下一個區塊。它利用了數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識算法來生成和更新數據，并利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全。

由于區塊鏈有去中心化、不可篡改性、安全可靠與可溯源性、集體維護性的優勢，對于我們打造新疫情防控平臺有非常大的幫助，彌補了我國之前的疫情直報系統基層信息上報難、各流程之間不準確、不對稱、延擱等難以解決的缺陷。將區塊鏈作為新疫情防控情報系統的核心技術，運用其優勢維護信息安全、追溯疫情源頭，充分利用信息，爭分奪秒，可以最大效率地進行醫療防控。

應用層

在收集信息的第一步，我們會根據專家組所需要的信息，結合醫療部門的意見制定相應的問卷調查卡作為收集疫情信息的媒介。用戶在進行實名驗證、身份核實之后，依據相應步驟的提示填寫自身狀況表。客戶端收集用戶填制的信息，在經過醫療結構進行基本審查基礎之后，會進入到系統相應的區塊進行儲存。一旦信息經過驗證并添加至區塊鏈，就會永久的存儲起來，數據的穩定性和可靠性將得到保證。

信息層

數據區塊和相關數據會被進行封裝。寫入區塊的內容將備份復制到各節點中，各節點都擁有最新的完整數據庫拷貝且所有的記錄信息都是公開的，任何人通過公開的接口都可查詢區塊數據。各區塊相當于一個共享數據庫，存儲于其中的數據或信息，具有不可偽造、全程留痕、可以追溯、公開透明、集體維護等特征。基于這些特征，區塊鏈技術為這些上報的疫情信息奠定了堅實的“信任”基礎，專家組可以對這些信息進行最大程度的利用，以及時、準確地做出決策。

系統層

各平臺之間可以實現信息共享、實時交流、共同協作，以減少平臺之間的認知誤差，將疫情防控工作落實到位。這樣的功能主要取決于區塊鏈去中心化決定的集體維護性。傳統中心化機構通常要身兼三職：數據存儲者、數據管理者和數據分析者。區塊鏈則以對等的方式由各參與方共同維護，各方權責明確，無需向第三方機構讓渡權利，實現共同協作，這對疫情防控工作和起著至關重要的作用。

管理層

將最準確、有效、及時的信息傳遞給決策專家組。專家組進行研究，制定防控措施及發布公共醫療消息。

五、 結語

本文通過引入區塊鏈技術，利用區塊鏈技術分布式存儲、不可篡改性、可追溯性等特性，結合疫情聯動防控方面的需求，創新性地采用管理鏈和多區塊鏈相結合的父子區塊鏈模式，構建了一個共享能力強、可拓展性強及安全性高的疫情防控情報系統模型。該系統模型為疫情防控情報系統的建設提供了新的思路。下一步的研究重點是進行系統原型的具體實現，并通過模擬測試驗證其在數據共享及聯防聯控方面的優勢。

參考文獻：

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