区块链技术与重大疫情防控优化研究

赵 超

（中共广东省委党校决策咨询研究中心，广东广州 510070）

0 引言

2020年开年之际，新冠肺炎疫情汹涌而至。在疫情防控的严峻局面下，2020年2月14日，习近平总书记在中央全面深化改革委员会第十二次会议上指出，要鼓励运用大数据、人工智能、云计算等数字技术，在疫情监测分析、病毒溯源、防控救治、资源调配等方面更好发挥支撑作用[1]。相比于2003年的SARS疫情，面对新冠肺炎疫情的威胁，新一代信息技术开始发挥着重要的作用，如大数据和人工智能，为各地科学精准打赢疫情防控阻击战提供了有力支撑。结合区块链技术高效的共享、平权、开放的运行方式，研究发现区块链技术特性与重大疫情防控需求高度契合，能够有效解决重大疫情防控中的问题和痛点。区块链技术最初源于比特币，在以太坊出现后增加了智能合约的功能，是包括密码学、分布式账本、点对点信息传输等多项技术整合的统一技术应用。把区块链技术应用到疫情防控各类型场景中，有助于实现对疫情的精准监测分析，实现对高效的物资调配和推动公益慈善信息的全流程公开，从而可以大幅提高防控疫情的水平，有望在重大疫情防控领域广泛应用。在党中央推进国家治理体系和治理能力现代化的背景下，这次新冠肺炎疫情是对国家治理体系和治理能力的一次大考，也检验着我国区块链、人工智能、云计算等新技术的应用成效。

1 区块链技术与重大疫情防控应用场景融合的前景

结合区块链的技术特性，推动区块链技术与疫情防控应用场景融合，设计一系列适用于疫情防控应用场景的算法规则和智能合约安排，打造分布式、共享式、开放式疫情防控平台系统，有助于解决疫情防控过程中面临的问题和痛点，实现疫情全过程监测分析、强化疫情防控协同、提高资源调配效率等。

1.1 实现疫情全过程监测分析

目前，部分政府部门和基层组织在对疫情数据的统计时，依然重复着手工填表、层层上报的老办法，既给基层工作人员增加负担，也无法保证数据的真实性和及时性；同时，监测系统由于数据共享水平不高，时常会发生对基层的复杂情况和紧急情况反应不及时，甚至毫无察觉，使得对疫情的监测分析失真等情况。通过利用区块链具有分布式账本、信息加密、数据难以篡改等技术特性，对确诊的人员、接触过病源的人员统一进行登记上链，确保疫情防控各类型主体能够共享疫情防控过程的全生命周期运作信息，有利于强化对疫情防控信息的全面了解，实现疫情全过程监测分析。同时，可以利用区块链技术来实现信息上链同步，打通不同系统的信息壁垒，比如某医院上报首例病例给上级疾控中心时，同系统内其他医院可知悉信息并做好应急及预警措施，通过合理范围内有效信息的共享达到预警效果，推动原有的“纵向病情上报”模式发展为 “纵向病情上报 + 横向信息共享”，更好地实现疫情预警和监测。

1.2 强化疫情防控协同

在疫情防控过程中，由于企业、政府、社区之间的数据共享渠道尚未打通，跨地区、跨层级、跨部门的数据流转难以实现，不同企业和政府部门的数据呈现“孤岛”形态，导致防控机构无法有力地协调众多外部或者跨界的参与方。区块链分布式账本最基本的技术特点在于数据可由参与各方添加，由参与各方互证、互认以实现不可篡改、不可撤销，从而实现开放节点接入许可、依据各自角色担任特殊节点、共享所有数据、共同确认数据、分别负责各种任务等协同。通过对区块链技术的运用，推动各类型疫情防控管理机构和平台打破“信息孤岛”格局，促进疫情防控流程再造，确保相关各类疫情防控管理机构之间能够实现信息的有效传递，同时确保多个平台之间数据的准确、实时共享，逐步形成跨行业、跨系统、跨部门的疫情防控协同机制，重塑政府疫情防控管理方式。

1.3 提高疫情信息发布的可信度

互联网时代的疫情信息具有传播迅速、内容繁多等特征，要每个用户对消息进行逐一甄别不现实，但封堵消息也会造成更大恐慌。事实证明，如果民众无法及时获得真实的、全景性的疫情资讯，容易导致网络谣言的传播，而民众也可能会陷入网络疫情谣言陷阱，从而影响社会稳定。结合区块链数据信息不可篡改、可溯源等技术特征[2]，通过去中心化或者多中心的方式记录疫情数据和信息，数据上传到平台后全网同步、安全加密，极大提高了数据的获得效率和安全性，最大限度防止造假，保证在一定数据公开的情况下能够有效分析疫情传播的情况，实现数据的准确性、完整性，增强数据的公信力，从而能够有效杜绝谣言的产生与传播。与传统信息记录的方式不同，依托区块链技术将信用建立在计算机与数学原理之上，杜绝人为操控,为疫情防控提供可信数据化支撑。同时，经由区块链上链防控信息数据的可溯源也将为后续谣言内容传播定责、追责提供闭环证据链条。

1.4 实现疫情防控资源高效调配

重大疫情发生期间，部分地区可能出现物资紧缺的情况，因此，以有限资源保障防控疫情工作的顺利开展，提升物资调配效率是疫情防控的重点。现阶段各类资源需求信息的发布较为分散，很多都是需求者通过各自网站、媒体、社交平台等对外发布短缺物资清单；最关键的是，物流、政府部门、慈善机构、派送渠道等并非各自只有一个部门，而是大量、多点，包括所有参与企业和医院、多个政府相关部门、多重派送渠道，如果没有一个高效的物资调配系统，很难在疫情期间实现精准物资调配。区块链技术可有效实现全流程、多部门数据整合，展现数据全貌、实现全程可溯，有利于物资需求信息的及时、有效展示，提升资源调配机构的信息获取速度，实现供求双方的精准对接，大大提高物资调运的时效性，提高防控资源配置效率。区块链技术还可以在链上实时记录防控资源的始发地、到达地和分发情况入账，对数据进行多点存储，物流及使用过程上链，实现公开透明和全社会共同监督，不仅有效提高资源配置效率，同时也可以有效解决物资流向信息在不同环节之间产生信息断裂的问题，降低资源运送过程中的错漏和损耗，让资源调配更加公开透明，增强社会互信。

1.5 推动公益慈善运作优化

重大疫情发生后，公益慈善的捐助作用必不可少，但目前很多公益慈善活动由于信息不对称、运作不透明，存在道德风险和信任危机等问题。区块链技术有着不可篡改、多方同步、信息透明等特性，与公益慈善行业需求高度匹配，甚至可以说，公益慈善是区块链落地应用的天然场景。区块链技术利用密码学可证明的算法构建多中心网络信任[3],保证各类型疫情防控主体分布式账本的一致性，自动、实时完成信息披露。基于区块链技术，所有善款物资捐赠数据及使用信息上链，让每笔善款的去向和用途都有迹可查，即实现“善款上链、过程存证、信息追溯、多端参与”，以增强信息的透明度和可信度。这样一来，可以使慈善活动实现真正的公益价值，发挥在疫情防控过程中的重要支撑作用，为慈善部门带来公信力；另一方面也能够让公众清楚地知道所捐赠钱物等的使用细节，公众才会增强公益事业的参与感，提高公众加入到公益慈善事业的积极性。

2 构建区块链技术与疫情防控应用场景融合的实现框架

推动区块链技术与疫情防控各类型应用场景融合，通过利用区块链具有共享账本、信息加密、数据难以篡改、分布式存储等技术特性，将疫情防控过程中相关信息数据实时上链，实现疫情防控的一体化链式管理；并在基本条件具备的情况下，构建“区块链 + 疫情防控”的应用底层框架、平台框架和链接框架，推动区块链底层技术完全融合到疫情防控应用的各个方面，真正解决疫情防控应用的问题和痛点。

2.1 构建“区块链 + 疫情防控”的应用底层框架

在鼓励和引导区块链企业发展的基础上，引导区块链企业依托区块链技术开发平台，联合各类型疫情防控主体开展“区块链+疫情防控”的应用底层技术研发，打造适用于疫情防控各类型应用场景的底层技术框架。

2.1.1 开发平台系统节点智能端口

依托“区块链+疫情防控”平台系统，完善不同类型和不同层级的节点体系和节点权限，包括疫情监测分析系列节点、疫情防控相关机构系列节点、疫情防控物资相关机构系列节点、公益慈善相关机构系列节点等，并推进节点端口智能化，同时还要将验证节点、记账节点、共识节点进行区分，灵活选择部署方法。打造一套基于智能手机的界面直观、操作简单的应用接口，提高端口接入的适用性和亲和性。还可以根据需要接入更多智能数据端口，包括基于物联网技术的CT机和其他传感器等,通过区块链技术实现数据在多个系统的智能共享[4]。

2.1.2 打造平台系统授权和验证机制

构建自动验证和准入授权机制，只有被授权的节点才能被准许加入疫情防控相关联盟链，只有被认证的端口才能接入服务，每个接收到区块的节点会对区块的交易进行验证，形成链链相接的自动准入机制[5]。通过创建分布式账本的授权公开密匙体系，按照智能合约授权，实现数字信息形式的价值交换，确保在疫情防控应用中能够安全、高效地对疫情防控信息进行追踪和交易。

2.1.3 打造平台系统共识机制

共识机制是区块链的核心技术，可以使得在没有中心控制和第三方中介机构涉入的情况下，在互相没有信任基础的疫情防控应用各类型主体之间，就防控资源和信息流转的合法性及其方式等达成共识[6]。其主要原理在于凭借去中心化的自动算法，形成以系统内所有主体对每一次资源和信息流转的共同认可、共同见证。共识机制对区块链技术与疫情防控应用场景融合的作用非常显著，因此还有必要引导区块链企业开发适用于疫情防控应用的各类型主体之间的多元化共识机制，真正实现数据链接和信任链接，有效地解决信息不对称问题，实现多个主体之间的协作信任与一致行动[7]。在交易层面上，以疫情防控应用相关制度规定为基础，开发适用于包括疫情监测分析相关机构、疫情防控相关机构、疫情防控物资相关机构、公益慈善相关机构等内部之间及其外部之间的开源式、可拓展、可拔插的共识机制。

2.1.4 打造平台系统智能合约

作为去中心化区块链应用的平台，允许疫情监测分析相关机构、疫情防控相关机构、疫情防控物资相关机构、公益慈善相关机构按照疫情防控全过程打造一个完全无需信任基础的智能合约体系。在智能合约设计时，把疫情防控各类型主体之间的关系界定写入智能合约代码之间，能够实现各类型疫情防控主体之间的协作信任，从而大大拓宽了疫情防控主体之间的相互合作范围。通过在疫情防控全过程内嵌智能合约，自动实现数据聚合、匹配与追踪，保障疫情防控信息的高效使用，有利于疫情防控资源供给与需求的匹配，优化疫情防控资源配置，让疫情监测分析相关机构、疫情防控相关机构、疫情防控物资相关机构、公益慈善相关机构等各方主体均可以有效地参与疫情防控行动。

2.1.5 打造平台系统数据库

区块链是一个分布式的共享账本，在运作的过程中必须要有相关数据库的支撑。数据库是整个系统的数据基础，在“区块链+疫情防控”平台系统中，可以运用“数据云+区块链”方式，以疫情防控相关领域的需求为基础，打造分布式云数据系统。应按照全过程服务、全过程留痕、动态扩展、信息可追溯等设计原则，对原始数据进行统一的编码、制定统一的数据标准[7]；同时，也要基于疫情防控应用的全过程，结合区块链数据分布特点，构建包括各类型防控主体数据库、疫情信息数据库、公益慈善数据库和防控物资数据库等。通过搭建多项数据库，实现数据集成、数据共享、数据链接，夯实平台系统管理与服务供给的基础。

2.2 打造“区块链+疫情防控”的应用平台框架

区块链技术在疫情防控方面有着丰富的应用场景，不同应用场景的应用方式和具体平台都不尽相同。通过推动区块链底层技术与疫情防控各类型应用场景的融合，打造功能完善的流程化、规范化、数字化的疫情防控矩阵式平台框架，包括疫情监测分析、疫情信息发布、疫情防控协同、疫情防控物资、公益慈善等平台，形成一个集各种数据信息于一体、开放共享、安全可靠的矩阵式平台系统。

2.2.1 建立“区块链+疫情监测分析平台”

基于区块链具有分布式账本、信息加密、数据难以篡改等技术特性，建立“区块链+疫情监测分析平台”，通过智能合约实现录入信息的自动流转，对相关疫情数据进行上链登记，实现数据不可篡改、可追溯，并初步建立透明化监督、事件追责的数据链条，保证疫情信息公开透明。平台可以实现疫情数据的采集、审核、统计分析和更新的系统化、全自动化，并对数据进行实时汇总；还可以快速响应和发出预警，从而提升数据采集的准确性和时效性。用户通过手机或电脑登录平台就可以完成录入上报防控数据、实时查看防控地图、汇总防控数据、随时定位防控人员、远程上报、视频会议等多项操作。

2.2.2 建立“区块链+疫情防控协同平台”

基于区块链数据信息实时准确共享的技术特性，建立“区块链+疫情防控协同平台”，打破疫情防控“信息孤岛”格局，促进疫情防控流程再造，确保相关各类疫情防控主体之间能够实现信息的有效传递，实现在人员追踪、疫情分析、应急资源调度等方面高效协同。依托“区块链+疫情防控协同平台”，实现收集、处理、分析、发布和传递疫情防控及其相关信息等工作，推动基础数据共享，使得各级、各类型防控管理机构之间信息能够在共享的基础上，依据各自角色担任特殊节点，共享所有数据、共同确认数据，以及基于分别负责的各种任务开展协同等。

2.2.3 建立“区块链+疫情信息发布平台”

区块链技术可以在确保数据信息不被篡改的前提下实现数据信息的去中心化存储，基于此，建立“区块链+疫情信息发布平台”，实现上链数据的多点存储，从而避免出现单一节点被攻破、整体数据丢失等问题。疫情数据，包括确诊人员数据、疑似人员数据、密切接触人员数据、死亡人员数据等上传到平台后全链同步、安全加密，极大提高了数据的获得效率和安全性，最大限度防止造假，实现数据的准确性、完整性，增强数据的公信力，有效杜绝谣言。

2.2.4 建立“区块链+防控物资调配平台”

基于区块链时间戳、数字签名、数字身份确认、数据不可篡改等技术特性，建立“区块链+应急物资调配平台”，在平台中通过智能合约机制直接分配对接防控物资供需双方，逐步实现防控物资全链路协同调配。依托“区块链+防控物资调配平台”，需求方拥有方便快捷的需求信息发布平台，供给方能够顺利完成物资供给，双方都能清晰地了解物资流转的全流程。

2.2.5 建立“区块链+公益慈善平台”

基于区块链去中心化、透明、不可篡改等技术特点[8]，建立“区块链+公益慈善平台”，让公益慈善数据信息全部上链，从项目、审核、启动，捐赠信息、使用信息全链记录，强化信任；同时也可以提高效率，实现点对点、端到端的公益慈善。基于“区块链+公益慈善”的平台，可以预先通过智能合约设定善款使用规则，实现资金和物资自动、高效地分配，并为社会各界提供全流程公开可查、可追溯、可反馈的监管途径。

2.3 打造“区块链+疫情防控”的应用链接框架

2.3.1 完善“联盟链+公链”的链接

依托“区块链+疫情防控”平台，构建联盟链形式的“区块链+疫情防控”应用链接体系。比如在疫情防控监测分析方面，在“区块链+疫情监测分析平台”中将医院、政府部门、医保单位等组建为联盟链，对疫情防控应用信息和过程进行互换和维护等；在物资调配方面，在“区块链+物资调配平台”中可以联合涉及物资调配的各机构部署多个节点，形成一个联盟链。对上链数据信息进行跨主体交叉验证，并对数据设定阈值，区块链技术可以将串联式的系统变为点对点的去中心化系统，确保数据的真实性，实现联动共同防控。另外，还要形成从联盟链到公链的共识机制和智能合约的执行路径，以疫情防控功能差异为基础，将疫情防控管理相关机构、物资调配相关机构、疫情监测分析相关机构、公益慈善相关机构等分别建链，然后形成跨链链接，打造互链网络。这样不仅方便链内组织的协同，还能通过链链相接与公链实现有效链接，实现疫情数据采集、审核、统计分析和更新的系统化，从而提升数据采集的准确性和时效性，方便疫情防控管理机构掌握最新情况并预判趋势，有助于不同区域、不同部门对疫情的协同防控。

2.3.2 打造疫情分区防控联盟链

充分利用区块链技术的分布式账本技术，在统一规范的基础上，按照省级分类和市级分类两种，在发生疫情的地区，均由该地区相应的部门对疫情进行控制和隔断，并实时传送疫情防控相关信息数据到已经进行分区的联盟区块链上。同时，可以灵活自定义多种共识机制，通过提供标准化的应用程序接口，直接在数据采集阶段将原始数据上传到分区联盟区块链，获得不可篡改的数据源和多个分区链条的数据实时共享能力。

2.3.3 界定区块链节点读写权限

委托区块链开发相关企业负责节点的加入认证，保证加入区块链的节点都是可信的，并赋予不同主体相应的权限。读写权限上，可以通过区块链系统进行节点的权限控制，其中监管机构作为节点加入可提高基层监管效率，节省大量时间及不必要的工作。联盟链上机构具有读写权，在联盟链与公链链接的基础上，可通过智能合约实现权限约定，如对社会公众开放公链数据读取权但不具备写入权，社会公众可自由读取数据，全程知悉并监督。

3 区块链技术与疫情防控融合的未来展望

2019年10月，习近平总书记在中共中央政治局第十八次集体学习时指出，区块链技术应用已延伸到数字金融、物联网、数字资产交易等多个领域[9]。区块链技术的应用发展将对未来经济社会发展产生巨大影响，并将对经济运行构架、社会秩序甚至生产关系产生深远的变革。区块链发展机会和场景应用落地正在明显提速，同时5G的普及也使得区块链的价值明显提升，更多人将看到并愿意接受区块链为生产生活带来的改变，或许未来将会有越来越多的领域出现区块链的影子[10]。事实上，具备公开、透明、共享和安全等特性的区块链底层技术应用于疫情防控领域具有非常巨大的潜力，能有效破解目前新冠肺炎疫情防控平台分散化、信息不对称、资源共享难等问题，大幅提高地区疫情防控效率。区块链技术在疫情防控方面的应用势必会更加全面、更加广泛，也符合当前我国社会治理向着数字化转型的趋势。

虽然区块链产业生态在我国已初步形成，区块链的各领域应用已在部分省市进行小范围的推广，但目前“区块链+疫情防控”要发挥作用，还有必要进一步强化对区块链应用到疫情防控系统的研究：重点对区块链接口、区块链接口APP等底层技术进行开发，加速把区块链应用到疫情防控应用场景中；进一步完善区块链产业基础设施，提前布局下一代区块链技术，打造“链满天下”的互链网；进一步完善“区块链+疫情防控”的框架设计、运行规范、政策体系等，不断推动区块链底层技术与疫情防控应用深度融合，真正形成全面协同疫情防控的新局面，推动科技和疫情防控深度融合。