区块链技术因其具有透明化、去中心化、不可篡改、可追溯等特性，能够起到促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等作用，在公共事业领域有广泛的应用场景。医疗行业引入区块链技术后，可以有效保护患者的敏感信息；可以提高医疗数据的安全性、可靠性，即使在中心数据源损坏的情况下也不会对其他节点产生影响。特别是，在突发公共医疗卫生事件当中，区块链技术有助于提高事件处理速度，为突发事件应急处理争取反应时间，最大化地保障广大人民群众的生命财产安全。

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随着公共事务的多元化和全球化发展，在公共事务的治理上，各国都在探索更加公开共享的公共事务治理机制。现代公共事务的治理中，因为进行公共事务活动的管理参与者具有不完全信息和不完全理性的特征，而不完全信息和不完全理性就要求寻找公共事务管理更有效、合适且得力的方式，以获取更多信息，从而增加处理信息的能力、增加选择时的理性，尽量减少和避免不完全信息和不完全理性所造成的失误与损失。

现代化的公共事务治理，要求各种公共的或私人的个人和机构共同参与管理公共事务。在新型技术中，区块链技术具有去中心化、公开性、自治性、安全性和不可篡改的特点，数据不固定在某个中心化的数据库中，任何参与者都能查看上面的信息。因此，对于公共事务治理中信息参与者建立互信提供了有利的保障，为现代公共事务的治理提供了技术支持。

在流行病防治为代表的公共事务中，许多国家虽然建立了完善的流行病监测和预警体系，但如何高效精准地防治流行病一直都是世界难题。2020年初，一场被称为“国际

区块链技术在流行病防治中应用

以区块链为代表的数字技术是公共事务治理中的新型主流技术。利用区块链的特征和安全多方计算，可以建立一种安全、高性能的共享及多方计算模型，使得参与者能在自主控制数据的同时，保证数据计算和共享的安全性，保障了公共事务治理中数据信息的对称性和隐私性。区块链数据安全系统通过共识算法实现公共事务中多个责任实体对于数据共享管控的分布式验证和决策，将原有公共事务共享交换平台的管控权限分配到多个下级责任实体执行，降低了共享交换平台的管理责任，提高了交换平台的稳定性。

在流行病等疫情防治过程中，因医疗数据的校验、保存和同步较难，各医疗机构间共享数据困难，病人、医生和研究人员在访问与共享医疗数据时有很多的局限。花费大量的资源和时间用于权限审查和数据校验给流行病的防治带来了延误，区块链技术对医学数据建模共享管理，可以有效提高流行病防治效率。而传统的流行病监测，是一个复杂而低效的过程，可以利用基于区块链优化流行病的监测和报告系统，采用分布式账本技术进行疾病监测，以及配合相应的激励机制完善疾病防治系统。

区块链技术针对流行病防治过程中的医疗碎片数据、延迟通信和异类工作流，提供了访问纵向、完整、不可篡改的医疗记录的机会，这些记录以安全、伪匿名的方式存储在分布式的数据系统中，能够更好地实现医疗数据的多层次交互和流动，提高了流行病等的防治效率。

我国现有流行病防治体系分析

以新型冠状病毒肺炎COVID-19为例

我国流行病防治体系的痛点。

我国流行病防治体制以区域卫生平台为介质，智能化采集电子病历中流行病相关信息生成流行病报告卡，补充信息后逐级上传至区、市、国家流行病网络直报系统（NDRS）。流行病预警体系可判断其即将流行的强度，未来发病数和流行病的传播过程，并阻止疾病的快速传播。虽然已经建立了报告、预警体制，但流行病防治体系依然存在几个问题：（1）对新型流行病监测延迟，地方政府基于各种考量偏向隐瞒信息；（2）上报需要经过三层审批，程序繁重；（3）数据实时性、可溯性不够；（4）医疗物资分配不合理。

利用区块链技术完善流行病COVID-19防治体系的必要性与可行性。

经过多年的发展，区块链技术在金融、医疗、信息服务等领域快速升温，催生出了一个又一个以区块链技术为基础，数字经济视角下的交叉学科，在中国更是得到了越来越多的

二是从可行性角度上分析，对于传染性疾病防治系统来说，关键是准确发现感染者并迅速上报。当病毒爆发并确认疾病能人传人时，管理部门就需要识别、隔离患者，并追踪与患者接触过的人。每当发生疫情时，首先要做的是，“系统、持续地收集和整理、分析数据，并将信息及时分发给需要知道的人，以便采取行动”。利用区块链技术去中心化、开放性、独立性、安全性、匿名性等特征，结合近期的流行病COVID-19疫情防治热点，在医疗信息共享与更新、流行病防治体系建设上具有可行性。

基于区块链技术的流行病防治系统设计研究

以新型冠状病毒肺炎COVID-19为例

首先，针对此次新型冠状病毒肺炎流行病突发疫情的公共事务治理的策略，合作治理的价值预设和实践机理方面需要考虑以下几个方面：

第一，主体的多元化。合作治理认为公共事务的治理主体除了政府外，还可以是市场主体、第三部门等其他社会公共行动者，需要社会各界共同参与到新型冠状病毒流行病的防治事务中来。

第二，关系的依赖性。没有哪个主体可以拥有足够的资源和能力独自治理这样突发疫情的公共事务，能够独自就解决疫情“蔓延”的公共问题。各主体要通过交换资源、共享知识、互通有无、相互补足才能在流行病疫情防治中协同有效治理此类公共事务。

第三，行动的自组织化。相对于政府的实质理性和社会市场的程序理性，合作治理的行动机制是以第三种类型的理性，即反思的理性为基础，不断地总结前一阶段的数据信息，打通各个阶段的数据共享和信息有效传递，使得类似新型冠状病毒的疫情防治体系趋于完善。

其次，针对我国现有流行病防治体系的缺陷，本文以区块链技术为出发点，研究结合区块链技术的流行病COVID-19防治系统的技术架构、激励机制、共识机制的设计实现，以及利用区块链分布式系统的角色协作，提升整个流行病防治系统的服务能力，实现系统可持续、自运行的良性医疗生态。

区块链技术在流行病COVID-19防治系统中的架构设计。

结合流行病COVID-19的防治特性，基于区块链技术的流行病预警架构可以建立如图1。

在数据层存储流行病病毒和医疗的全部信息；在共识层，因在流行病防治的公共事务中，需要的参与主体不以提供算力来获取资源奖励，所以在共识层面更适合使用类似PoW（工作量证明）共识机制的设计思路，采用谁贡献谁获益的原则来进行防治体系中的各角色主体的共识达成；

在激励层通过设计系统激励的救助积分，激励病患、医疗机构、政府、社会等分布式异质主体在流行病发生前、中、后各阶段积极参与防治的各个具体环节；在合约层，通过智能合约的设定，对医疗物资和医患信息的共享使用和传递做好触发规范，使得过程更准确和高效；在应用层，可以通过基于区块链技术的流行病COVID-19防治系统平台的搭建，让防治体系中的各类人员都能及时和便利地在平台上各司其职，协同合作，维护系统高效稳定的运行。

图1

区块链技术在流行病COVID-19防治系统中的机制设计。

第一，系统的激励机制设计。在现代流行病防治系统中，由于参与的角色较多，整体的运行体系比较复杂，同时对时效性有需求，所以结合了区块链技术的流行病COVID-19防治系统在激励机制设计上，要考虑到多方的贡献动力激发、利益分配，以及在系统中完成有效的“认证”奖励。

在该区块链+流行病COVID-19防治系统中我们假设如下，一是系统中建立一个正向的，总量无上限的系统救助积分体系（不存在积分通胀的情况），用来进行后续系统中的“支付”和奖励，可以作为系统中的“价值”流通。

二是系统中有四大类主要角色：病患（流行病COVID-19感染者）、医疗机构（包含医生、医院）、政府、社会。针对这四类人群的激励机制目标是，让每类人群都积极参与系统，并高效承担角色对应的“工作”，“工作”者获得系统给与的奖励（系统的救助积分）。

三是系统中的救助积分激励具体设计实现：系统初始分配给政府、医疗机构一定量的救助积分；每一类角色通过系统平台的身份审核，注册系统成功后都获得一定量的基础救助积分；每一类角色都可以在系统中通过向政府、医疗机构购买或者物资交换获得对应兑换比例的救助积分；病患在获取治疗的过程中，可在该系统平台上使用救助积分“支付”治疗环节的费用。

提供上链的医疗信息作为后来的流行病疫情防治历史资料时，获得对应的救助积分奖励；医疗机构通过提供医疗相关的服务，积累救助积分。医疗机构获得病患同意的医疗信息上传作为资料共享或存储时，向病患“支付”救助积分；政府角色可以向社会角色采购物资支付救助积分，可以接受社会捐赠物资积累对应兑换比例的救助积分；社会角色主要通过物资交换、捐赠或者购买形式，以及政府、医疗机构进行救助积分的流通；系统的角色每完成一笔“业务操作”（包括求医、治疗、捐赠、物资交换等），双方都将获得对应的系统自动分发的救助积分奖励。

本区块链+流行病COVID-19防治系统的主要激励模式类似于PoW（工作量证明）共识机制的激励设计，侧重在谁贡献谁获益，贡献越多，获益越多。在我们设计的激励机制中，病患、医疗机构、政府、社会等四类参与角色，通过“价值交换”使得救助积分在各个角色间流动。积累的救助积分越多则可以在系统中参与更多的效能贡献，获得系统更多的奖励，以此维持系统激励机制的高效良性循环运行，打造联通各个角色的可持续的分布式流行病防治系统生态。

第二，系统的共识机制设计。以前面设计的区块链+流行病COVID-19防治系统中的激励机制为基础，通过救助积分在分布式的系统中实现价值奖励和流动之后，基于区块链技术的流行病防治体系平台建设的共识机制设计，从流行病防治的时间顺序角度，完善各分布式角色主体间的共识协作。该系统平台的基本共识流程见图2。系统共识按照疫情前、中、后三个时间阶段实现，规范分布式系统中人员间的协作链接，同时结合相应的国情政策，多方面立体多维度打通平台共识建设路径。

图2

一是疫情前医疗信息管理阶段。医疗机构角色，利用区块链技术将病毒和医疗信息数据上链，对国家级流行病监测预警提供帮助。对历史上大部分疫情防治表现在预警、物资调配以及医护病人进行探索性统计分析，统计总结大部分疫情防治优缺点和待改善之处，同时吸收以往疫情防疫的优处。

二是疫情中治疗阶段。医疗机构角色在区块链流行病COVID-19防治系统平台上进行治疗资源、信息资源、物资资源等的共享和管理。利用区块链技术将疑似病例数据上链，增加排查效率，进一步统筹管理。通过区块链技术，对确定病情的人员，接触过病源的人员，对各省疫情爆发期间流动人员统一进行登记上链，追溯疫情源头人员的精确数据，对疑似病例人员进行登记，以便相关部门进行及时的查询，确诊疫情的人员第一时间送往最近的医疗机构，疑似病例的人员在家进行隔离。

医疗机构角色通过区块链基础设施建设将全球医疗信息联为一体，实现医疗数据的共享与协作。各地医疗数据上链，各地医疗机构在链上都可以实时查询疫情的病例和报告数据，也可实时监测到控制新研发药物和疫苗进度。信息的完整性还能让病人和医疗资源实现准确配对，患者用药情况也可通过链上进行追踪，从而减少医疗资源的浪费。

病患角色在系统中在区块链流行病COVID-19防治系统平台上实时跟踪查询自己治疗过程的医疗信息数据，并向医疗机构支付对应的救助积分。政府角色利用区块链技术将医疗物资数据上链，进行合理配置。针对捐赠人和受赠方无法有效达成共识、捐赠物品无法及时送达至受赠方手中的问题，利用区块链技术去中心化、公开性的特点，可以有效防止有人恶意篡改信息。从医疗设施及物资的进入，到物资的运输及存储，再到物资的发放及后续管理，政府角色和社会角色可以同时进行及时监督，增强捐助物品的透明度，也避免了更多的人力资源浪费和时间重复工作。

政策方面，建立“紧急事件小组”，医疗数据上链。武汉新型冠状病毒疫情发生时不能掌握各地医务人员和医疗物资的相关数据，导致人员和物资紧缺，不能及时补充。针对临时重大事宜的决策与执行机构，“紧急事件小组”应制定整体应急目标和应急预案，通过区块链及时调动相关人员和物资提供必要支持，同时确保快速响应和迅速决策。给各地医疗数据上链，确保各地医疗机构在链上都能实时查询到疫情的病例和报告数据，也能实时监测新研发药物和疫苗进度。

红十字会与政府可实现病人和医疗资源准确配对，追踪患者用药情况，保证物资分配合理。利用区块链录入人口流动地理信息，更有效率地对病人、疑似病人、接触过病源的人员的流动路径登记排查。追溯疫情源头人员的精确数据，找到传播过程中的关键节点，及时防止流行病大规模的迅速传播。同时相关部门及时通过区块链查询信息，确保隔离所有的感染源，切断所有的传播路径。

三是疫情后医疗信息收集阶段。医疗机构角色在获取病患角色同意，并“支付”对应的救助积分后，在区块链+流行病COVID-19防治系统平台上，将病毒和医患等完备的医疗信息整理并存储上链，以便日后研究防治。建立公开、透明的疫情报送系统，在优化层级上报路径机制，完善数据上链存储工作，自动化完成各区、市、省的内部防疫预警工作的同时，通过国家级防疫链不断更新和补充其他省份的数据，形成具备一定区域自治能力的防疫网络。

（执笔人：中国科学院大学经济与管理学院李爱娅、赵欣欣、王中杰，北京交通大学威海学院王以戈；负责人：中国科学院大学经济与管理学院魏先华，新疆维吾尔自治区政协文化文史和学习委员会尔西丁·买买提）

文章来源:《学术前沿》杂志2020年3月（上）

原文标题：《区块链技术在流行病防治中的应用研究——以新型冠状病毒肺炎COVID-19为例》

原文责编：肖晗题

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视觉：王洋

（图片来自网络）