基于区块链技术的传染病防控平台研究

常先正 黄广铭 梅子宇 王萌槊

摘要：在2020年新型冠状病毒爆发背景下，建立有效联防联控的传染病防治平台迫在眉睫。本文通过探讨如何利用“去中心化”、“可溯源性”的区块链技术的新型应用模式以改进发展疫情直报系统，为我国的疫情防控提供新思路与智力支持。

关键词：防控疫情;区块链技术;信息直通

一、引言

2020年年初，一场突如其来的新型冠状病毒疫情在武汉传播，在党的领导和全国人民的共同努力之下，我国疫情防控取得了阶段性胜利，而世界其它地区目前仍然处于疫情发展的上升期，疫情结束的日子仍然遥遥无期。世界已进入信息时代，靠传统的群体免疫法方法会造成长周期的损失。因此，建立一个有效的联防联控的传染病防治平台显得至关重要，而在这次武汉疫情爆发初期，中国疾病预防控制信息系统（疫情直报系统）由于自身机制等原因并没有及时收到新冠疫情的相关信息资料，错过了控制疫情的黄金时期。区块链技术本质上是一个关系数据库，具有防伪、追溯、公开透明、集体维护等特点，可广泛、快速、有效地收集到真实的信息。面对改进疫情防控系统的现实需要，本文将基于区块链技术，探索建立有效的传染病防治平台系统的有效途径。

二、文献综述

随着互联网+大数据应用技术逐渐成熟，早在疫情爆发的前几年学术界就开始了建设有效的传染病防控平台做了相关研究。如：王国栋（2019）《基于大数据的医疗集成平台技术及应用打通医院信息化系统间的壁垒》创新性地提出实现医疗系统中数据的有效共享和医疗信息的有效集成，利用大数据技术及商业技能建立多维度的医院运营分析与决策支持系统的观点。纪炀（2019）《通过研究提出旨在收集与整合全球重要传染病的分布》提出了基于地理信息系统建立方便灵活的流行病学侦察与传播风险评估系统平台的观点。

国家政策也有相关的扶持和指导，国家工业和信息化部印发了《大数据产业发展规划》，在第四点“重要任务和重大工程”中强调要加快关键技术研发，支持区块链等前沿技术创新，支持技术服务与行业深度融合。基于区块链技术，阿里健康（现名医鹿）通过区块链技术将数据储存在区块链上来解决信息孤岛所带来的隐患，建立医药数据安全应用、管理规范，加强了互联网与实时医疗防控的联系。

综上，互联网医疗数据平台在不断的进行创新，不断实现互联网与医疗的结合。目前国内外都在建立社会性的数据医疗平台，但在提高数据的有用性和客观性、保密性等方面仍存在欠缺。中国的疫情防控系统需要新技术的改革以推进改良中国的医疗数据平台，而通过区块链技术，可以为这一难题提供一定的帮助。

三、可行性分析

2003年SARS袭击中国之后，中国花重金在疾控系统打造了中国传染直报系统，该系统可以直接报告上下相关部门、并且系统内报告可以即刻进行。直报系统发挥了一定的作用，但其平台架构、数据和模型都是基于2008年系统正式运行的技术，系统存在着形式僵化，填卡信息量复杂、审查问责难、报告卡内容各地不相同等问题，影响了网络传报时间及其准确度。此外还有相关的疾控中心中心化的决策机制，人工干预和审核机构降低上报效率的外部干预问题。这就会损耗许多反应时间，造成疫情的空窗期。

区块链可以通过基于密码学保证的不可篡改、不可伪造及数据传输访问安全的去中心化分布式账本来达到相关应用，并且它具有可溯源的特性，容易在疫情防控中找到数据源头。区块链技术将数据上传到疫情防控协同系统后，可实现安全加密，提高数据的获得效率和安全性，还使数据具有不可篡改性，增强数据的公信力。通过数据的整合，我们可以通过数据可视化的作用来进一步改进互联网数据医疗，加强数据地图与区块链对疫情直报系统的作用，进一步去中心化和相关的数据源可以进一步完善防控机制和追责制度，其可溯源的特征可以提高数据的可信程度，为疫情防控提供可信数据化支撑，为政府部门精准施策提供决策辅助。

四、 系统设计

区块链本质上是一个去中心化的数据库，一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块中包含了一类信息，用于验证其信息的有效性和生成下一个区块。它利用了数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据，并利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全。

由于区块链有去中心化、不可篡改性、安全可靠与可溯源性、集体维护性的优势，对于我们打造新疫情防控平台有非常大的帮助，弥补了我国之前的疫情直报系统基层信息上报难、各流程之间不准确、不对称、延搁等难以解决的缺陷。将区块链作为新疫情防控情报系统的核心技术，运用其优势维护信息安全、追溯疫情源头，充分利用信息，争分夺秒，可以最大效率地进行医疗防控。

应用层

在收集信息的第一步，我们会根据专家组所需要的信息，结合医疗部门的意见制定相应的问卷调查卡作为收集疫情信息的媒介。用户在进行实名验证、身份核实之后，依据相应步骤的提示填写自身状况表。客户端收集用户填制的信息，在经过医疗结构进行基本审查基础之后，会进入到系统相应的区块进行储存。一旦信息经过验证并添加至区块链，就会永久的存储起来，数据的稳定性和可靠性将得到保证。

信息层

数据区块和相关数据会被进行封装。写入区块的内容将备份复制到各节点中，各节点都拥有最新的完整数据库拷贝且所有的记录信息都是公开的，任何人通过公开的接口都可查询区块数据。各区块相当于一个共享数据库，存储于其中的数据或信息，具有不可偽造、全程留痕、可以追溯、公开透明、集体维护等特征。基于这些特征，区块链技术为这些上报的疫情信息奠定了坚实的“信任”基础，专家组可以对这些信息进行最大程度的利用，以及时、准确地做出决策。

系统层

各平台之间可以实现信息共享、实时交流、共同协作，以减少平台之间的认知误差，将疫情防控工作落实到位。这样的功能主要取决于区块链去中心化决定的集体维护性。传统中心化机构通常要身兼三职：数据存储者、数据管理者和数据分析者。区块链则以对等的方式由各参与方共同维护，各方权责明确，无需向第三方机构让渡权利，实现共同协作，这对疫情防控工作和起着至关重要的作用。

管理层

将最准确、有效、及时的信息传递给决策专家组。专家组进行研究，制定防控措施及发布公共医疗消息。

五、 结语

本文通过引入区块链技术，利用区块链技术分布式存储、不可篡改性、可追溯性等特性，结合疫情联动防控方面的需求，创新性地采用管理链和多区块链相结合的父子区块链模式，构建了一个共享能力强、可拓展性强及安全性高的疫情防控情报系统模型。该系统模型为疫情防控情报系统的建设提供了新的思路。下一步的研究重点是进行系统原型的具体实现，并通过模拟测试验证其在数据共享及联防联控方面的优势。

参考文献：

[1]黄茂汉.《基于区块链技术的疫情防控情报系统模型研究》[J/OL].情报学. https：//kns.cnki.net/kcms/detail/22.1264.G2.20200911.1534.030.html

[2] 贾 斌，张 阳等. 基于区块链的快速智能决策与协同防控机制研究[J]. 山东科技大学学报（社会科学版）2020（5）：23-30

[3]付严，郭文强等. 区块链在新型冠状病毒突发事件的应用[J].齐齐哈尔大学学报（自然科学版）.2020（5）：84-87

[4] 区块链的优势有哪些.星球日报2019-12-28