目前，我国传染病上报系统在数据流动方面存在一些数据关卡和数据孤岛，解决这些问题可以构建传染病区块链联盟网络，增强数据的流动性和透明度，调动各参与主体的积极性和能动性，提高传染病的预警和预测能力。
目前，我国传染病上报系统在数据流动方面存在一些数据关卡和数据孤岛，解决这些问题可以构建传染病区块链联盟网络，增强数据的流动性和透明度，调动各参与主体的积极性和能动性，提高传染病的预警和预测能力。
一、上报系统中的数据关卡和数据孤岛，不利于精确实时预警和预测
层层审核上报机制造成数据关卡。我国传染病上报路径是基层医院，到区县、市、省和国家四级公共卫生数据交换平台，再到国家传染病网络直报系统，最后到国家传染病自动预警信息系统。传染病数据上报渠道是畅通的，但是各级机构向上报告时需要经过严格的审核机制（基层医院向上报告数据，需要医院防保科审核；区县、市、省级公共卫生数据交换平台向上报告时，需要对应级别的疾控中心审核）。审核需要较长时间，因此审核环节造成了传染病数据实时向上流动的障碍，在此称之为“数据关卡”。
横向主体之间数据不共享形成数据孤岛。我国传染病数据报告机制特征是单一线性上报，各地医院之间，以及各区县、市、省级公共卫生数据交换平台之间数据不连通、不共享，形成了一个个“数据孤岛”。
数据关卡和数据孤岛不利于通过大数据智能分析，对突发传染病进行精确实时预测和预警，也不利于调到各级医疗资源参与预测和预警，打破单靠国家传染病自动预警信息系统进行预警的现状（注：预测是针对未知传染病的监测和预判，预警是对已知传染病事后的早期报告）。
图1：我国传染病报告上报系统存在的数据关卡和数据孤岛
“实时上报、事后审核”是实现数据分布式传输和存储的前提。建议传染病上报工作建立基础医院医生“实时上报”，再由审核机构“事后审核”加以确认和完善的机制。这样可以让传染病数据先跑起来，为区块链技术实现数据点对点和分布式传输和存储创造前提条件。
区块链联盟网络具有较强的安全性、可扩展性和执行效率，是传染病预警预测工作的较好选择。联盟链网络只允许预设的联盟成员参与记账及共识，加入的节点需要进行身份验证和权限授予，实际是在确保安全和效率的基础上进行的“部分去中心化”或“多中心化”。在该网络中，可访问到账本的合法用户仅是被授权的指定节点，权限和规则可由联盟成员共同制定、共同维护，可便于数据点对点传输，也可增强系统可扩展性与执行效率。因此，在传染病预警预测应用上联盟链网络是较好选择。
建立传染病诊疗数据安全可信的交换环境，实现联盟链数据点对点和分布式地传输和存储。通过加密算法和安全沙箱机制，建立可溯源的安全可信环境，搭建包括各地医疗机构、疾控中心、各级公共卫生数据交换平台、国家传染病网络直报系统和国家传染病自动预警系统在内的传染病诊疗数据区块链联盟网络，实现数据在各节点之间点对点和分布式地自动同步传输和存储（如图2所示）。
图2：可信安全环境下的传染病数据区块链联盟网络
传染病数据区块链联盟网络分为五层：数据层、网络层、共识层、合约层和应用层，该系统能够对已知传染病进行预警，对未知传染病进行预测（如图表3所示）。
图表3：传染病数据区块链联盟网络架构
数据层。存储医院和疾控中心业务信息和管理信息，实现文字、图像、音频、视频等信息的数字化收集、存储、查询和修改。其中结构化数据（一般是数值或文字等）存储在一般数据库中，如OracleDatabase、DB2、MySQL等。非结构化数据（传染病数据相关的图片和音频数据）通过哈希值上链。节点在存储这些数据时，首先取其哈希值，作为结构化数据存储起来。数据处理模块中使用非对称加密、哈希函数、数字签名和时间戳等技术。
网络层。该系统它不依靠中心化服务器，而是依靠网络中的每个节点。点对点的网络通信协议、传播机制和验证机制共同构成了该系统网络层的基石。
共识层。因为PBFT算法是一种适用于联盟链的共识算法，所以采用该算法作为传染病区块链中的共识算法。一个区块链系统中各节点间最重要的是达成一致的共识算法，除去各节点间的共识过程，它们还分别扮演着重要的功能:验证器，验证交易单和区块;打包器，生成交易单和区块。
合约层。该系统中的每个区块可编程、可嵌入代码，合约层通过脚本、算法以及智能合约，可以在达到约束条件时自动触发执行，不需人工干预。该系统针对传统的传染病预警预测模式以及区块链技术智能合约的发展，将智能合约与传染病预警预测相结合，设置了一个实时可行的传染病预警预测合约，提出基于区块链智能合约的传染病预警方法。
应用层。客户端分为管理员和查询信息客户端。传染病预警合约是自动运行的合约脚本。用户在应用层所能体验到的则是基于该合约的两类传染病预警，分别为单病例自动预警和移动百分位数法自动预警。用户还可以通过染病症状大数据（如发烧、干咳、胸闷、乏力等）进行可信交换和智能协同分析，提前知晓新型未知传染病的发生。
四、结语
传染病数据区块链联盟网络，旨在通过传染病诊疗数据点对点和分布式地透明高效传输和存储，打破数据单一向上的线性流动格局，将传染病的预测预警能力分布式地下放给各级医疗及其研究机构，从而大幅提高传染病预警和预测的灵敏度和实时度；同时通过对传染病症状大数据可信传输和智能分析，预测未知传染病的发生（如新型冠状病毒肺炎）。
参考文献：
①《VirusDatabaseChain:联盟式传染病数据区块链系统》，黎祖睿、李强等，载于2019年9月《计算机应用与软件》。
②《硬核：用区块链技术改进国家级传染病监测预警网络》，乌士儿，载于“人人都是产品经理”公众号。
③《区块链——定义未来金融与经济新格局》，张健著，机械工业出版社，2018年3月第1版。
