山東職業(yè)學(xué)院 王加

區(qū)塊鏈技術(shù)特征與醫(yī)用緊急物資調(diào)配需求高度契合，因此區(qū)塊鏈技術(shù)能高效解決醫(yī)用緊急物資調(diào)配中存在的問題，保障醫(yī)用緊急物資調(diào)配合理、高效、有序。

一、醫(yī)用緊急物資調(diào)配區(qū)塊鏈基礎(chǔ)架構(gòu)

（一）物資調(diào)配各方資格認(rèn)證，保障區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)機密性

醫(yī)用緊急物資調(diào)配的參與方包括供給方、需求方、物流公司、監(jiān)管部門。醫(yī)用緊急物資供給方包括捐贈方、國家物資儲備、生產(chǎn)企業(yè)、關(guān)聯(lián)企業(yè)，其中，國家物資儲備主要指醫(yī)用緊急物資儲備，關(guān)聯(lián)企業(yè)指經(jīng)過一定的技術(shù)改進可以生產(chǎn)醫(yī)用緊急物資或中間產(chǎn)品的企業(yè)，如新冠肺炎疫情中石化集團轉(zhuǎn)產(chǎn)口罩“心臟”熔噴布，為提高我國口罩產(chǎn)量提供支持；飲料企業(yè)轉(zhuǎn)產(chǎn)消毒液；童裝廠改做防護服等，關(guān)聯(lián)企業(yè)在醫(yī)療緊急物資生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。醫(yī)用物資需求方包括醫(yī)院、社區(qū)一線工作者和各區(qū)縣單位，醫(yī)院是醫(yī)用緊急物資的主要需求方，為簡化流程，區(qū)縣單位包括防護一線公安干警、社區(qū)網(wǎng)格員、志愿者等。物流公司需達到承運標(biāo)準(zhǔn)，承運標(biāo)準(zhǔn)由國家規(guī)定，物流承運是醫(yī)用緊急物資調(diào)配的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。監(jiān)管部門主要由政府部門擔(dān)任，所有參與主體的行為均記錄在區(qū)塊鏈中，有利于監(jiān)管部門實時動態(tài)監(jiān)督物資調(diào)配狀態(tài)。

政府應(yīng)為物資調(diào)配各參與方頒布資格標(biāo)準(zhǔn)文件，醫(yī)院作為物資需求重點單位，也是疫情防控的重點部門，政府應(yīng)明確規(guī)定進入?yún)^(qū)塊鏈的醫(yī)院類別、等級、防控條件等。國家應(yīng)對醫(yī)用緊急物資生產(chǎn)企業(yè)和關(guān)聯(lián)企業(yè)制定嚴(yán)格的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)，符合條件的企業(yè)通過成員權(quán)限管理進入?yún)^(qū)塊鏈。國家物資儲備庫應(yīng)明確醫(yī)用緊急物資儲備量及儲備種類，以應(yīng)對未來可能出現(xiàn)的突發(fā)公共衛(wèi)生事件。國家應(yīng)對物流公司是否擁有獨立運輸飛機、員工管理、保密協(xié)議履行等方面作出規(guī)定。政府應(yīng)嚴(yán)格規(guī)定各參與方的標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)文件的數(shù)據(jù)也會存儲在區(qū)塊鏈中。只有經(jīng)過身份認(rèn)證、符合資格的主體才能成為聯(lián)盟鏈的節(jié)點，進而保障區(qū)塊鏈信息安全可靠。

（二）鏈碼服務(wù)運營智能合約，保障點對點傳輸

鏈碼分系統(tǒng)鏈碼和用戶鏈碼，系統(tǒng)鏈碼不能隨意操作和修改，通過標(biāo)準(zhǔn)接口調(diào)用，用于支持配置管理、背書簽名、鏈碼生命周期管理等功能。用戶鏈碼指可以自定義編寫的智能合約代碼，支持打包、部署、安裝、調(diào)用、升級等操作。Hyperledger Fabric架構(gòu)中智能合約定義為鏈碼，智能合約一般運行于獨立的虛擬機中，而在Fabric構(gòu)架中，鏈碼運行在Docker容器中。Docker是開源的應(yīng)用容器引擎，開發(fā)者可以將應(yīng)用及依賴包復(fù)制到容器，然后發(fā)布到任何Windows機器或Linux機器上，實現(xiàn)虛擬化。容器提供安全且輕量級的沙盒運行模式，相互之間沒有任何接口。鏈碼服務(wù)保障點對點信息傳輸，確保節(jié)點之間溝通順暢，促使智能合約迅速達成。

（三）加密算法保障區(qū)塊鏈信息安全

區(qū)塊鏈常見的加密算法有哈希算法、非對稱加密技術(shù)等。哈希算法（安全散列算法）是常見的單項加密算法，能將任意長度的輸入通過散列算法轉(zhuǎn)換成固定長度的輸出，該輸出值即為哈希值，這種轉(zhuǎn)換使哈希值的空間遠小于輸入值的空間，稱為壓縮映射，從而提高存儲空間的利用率。哈希算法中不同的輸入可能會散列成相同的輸出，所以不能通過輸出值來確定輸入值，即很難找到哈希算法的逆向規(guī)律，從而保障區(qū)塊鏈信息安全。非對稱加密算法有兩個秘鑰：公開密鑰和私有密鑰，如果數(shù)據(jù)用公鑰加密，則只有對應(yīng)的私鑰才能解密。加密和解密用不同的密鑰，所以稱為非對稱加密算法。若加密和解密使用相同的密鑰，則為對稱加密算法。非對稱加密算法安全性更高，加密算法保障醫(yī)用緊急物資調(diào)配信息安全，防止信息泄露帶來安全隱患。

（四）區(qū)塊鏈各節(jié)點協(xié)同運作

通過身份認(rèn)證的主體成為區(qū)塊鏈的節(jié)點，各節(jié)點通過共識機制管理分布式賬本，通過點對點傳輸進行信息匹配，達成智能合約。點對點（P2P）傳輸與去中心化相呼應(yīng)，區(qū)塊鏈中各節(jié)點相對平等，整個區(qū)塊鏈沒有中心機構(gòu)，任何兩點都可以進行數(shù)據(jù)傳輸，傳統(tǒng)的中心節(jié)點作用被區(qū)塊鏈分散的節(jié)點替代，提高數(shù)據(jù)的傳輸效率。

醫(yī)用緊急物資各參與方經(jīng)過身份認(rèn)證進入?yún)^(qū)塊鏈，由加密算法保障區(qū)塊鏈運行安全，各參與方在區(qū)塊鏈中可以點對點聯(lián)系，由共識機制發(fā)布醫(yī)用緊急物資需求或供給信息，并進行分布式儲存，鏈碼服務(wù)促使各節(jié)點供求信息迅速達成智能合約，保障物資高效合理地調(diào)配與運輸。

二、云服務(wù)增加區(qū)塊鏈分布式存儲功能

區(qū)塊鏈具有分布式存儲和共識機制等特征，對數(shù)據(jù)存儲空間要求高。朱昱錦等[9]提出云計算將區(qū)塊鏈作為研究重點，將區(qū)塊鏈當(dāng)作基礎(chǔ)設(shè)施，在此之上搭建各種滿足用戶需求的應(yīng)用，向用戶提供服務(wù)。周可等[10]提出云存儲能實現(xiàn)大量不同類型的存儲設(shè)備協(xié)同工作，通過軟件集合起來，對用戶端提供業(yè)務(wù)訪問和數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。云存儲的存儲空間大、效率高，滿足區(qū)塊鏈節(jié)點多而復(fù)雜的要求，區(qū)塊鏈與云存儲相結(jié)合能更好地提高醫(yī)用緊急物資調(diào)配效率。

云服務(wù)是基于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)增加、使用和交互模式，通過互聯(lián)網(wǎng)提供動態(tài)擴展的虛擬化資源。云服務(wù)提供易擴展的IT、軟件及互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)服務(wù)。云存儲通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將互聯(lián)網(wǎng)中大量不同類型的存儲設(shè)備通過軟件集合起來協(xié)同運作，云存儲是以存儲和管理數(shù)據(jù)為核心的云計算系統(tǒng)。云平臺為各機構(gòu)數(shù)據(jù)存儲提供便利，但也存在很多缺點，比如，云存儲數(shù)據(jù)追蹤困難、數(shù)據(jù)與交易企業(yè)數(shù)據(jù)記錄不一致時難以達成共識、數(shù)據(jù)易丟失、數(shù)據(jù)安全性與用戶隱私保護等問題。區(qū)塊鏈共識機制與分布一致性能保證鏈條的共識與信任，區(qū)塊鏈不可篡改的時間戳可保證區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)可追溯，區(qū)塊鏈分布式存儲保證數(shù)據(jù)存儲備份多，所以區(qū)塊鏈與云平臺契合度高。醫(yī)用緊急物資調(diào)配聯(lián)盟鏈?zhǔn)怯缮锨f個節(jié)點組成的分布式系統(tǒng)，需要巨大算力支撐，使每個節(jié)點都能參與管理，應(yīng)用云服務(wù)平臺可以大量減少企業(yè)區(qū)塊鏈開發(fā)后端工作，增強區(qū)塊鏈分布式存儲的功能。

區(qū)塊鏈云服務(wù)模式由數(shù)據(jù)來源與采集、云服務(wù)平臺、云計算儲存和用戶層構(gòu)成，數(shù)據(jù)來源于國家對物資調(diào)配各方的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。醫(yī)用緊急物資標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)企業(yè)、關(guān)聯(lián)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)、物流公司標(biāo)準(zhǔn)等收集完的數(shù)據(jù)導(dǎo)入云平臺，云服務(wù)平臺通過互聯(lián)網(wǎng)將醫(yī)用緊急物資數(shù)據(jù)進行整合，進而根據(jù)動態(tài)的用戶需求快速獲取信息資源，同時進行可視化處理并反饋給用戶，用戶也可根據(jù)自身需求訪問云搜索、云存儲等云服務(wù)系統(tǒng)。用戶端與云服務(wù)平臺之間通過公有API及不可信的網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交互，用戶端保障用戶數(shù)據(jù)及訪問權(quán)限等信息的安全性、完整性，服務(wù)器為用戶提供數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)搜索等功能，但無法獲得用戶的明文[11]，從而保障區(qū)塊鏈用戶信息安全，防止信息泄露。

云平臺采集并存儲國家規(guī)定的各參與方資格標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)資料，物資調(diào)配各方訪問數(shù)據(jù)時可以直接調(diào)用該云存儲，區(qū)塊鏈各節(jié)點從發(fā)布全網(wǎng)廣播至最后達成智能合約，相關(guān)數(shù)據(jù)都會被分布式存儲到云平臺，云平臺為區(qū)塊鏈提供強大的算力支撐和存儲空間，提高緊急物資的調(diào)配效率，為物資調(diào)配高效、有序運行提供保障。

三、區(qū)塊鏈醫(yī)用緊急物資調(diào)配流程

共享機制使區(qū)塊鏈初始化，根據(jù)哈希算法形成密鑰，密鑰體系實現(xiàn)客戶授權(quán)，信息傳播系統(tǒng)中每個節(jié)點都有獨立賬本，可進行信息廣播，點對點傳輸保障信息傳遞快速精準(zhǔn)，物資供給與需求都可由鏈碼服務(wù)達成智能合約。

區(qū)塊鏈節(jié)點通過廣播公布交易信息，先將信息廣播到與其相連接的節(jié)點，驗證通過后信息會全網(wǎng)廣播，被區(qū)塊鏈中所有節(jié)點接收，并生成新的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)加到區(qū)塊鏈云存儲空間。如果信息有誤，則節(jié)點對錯誤信息驗證不通過，廢棄交易信息且不進行全網(wǎng)廣播。

區(qū)塊鏈由眾多區(qū)塊鏈接構(gòu)成，每個區(qū)塊包含特定時間內(nèi)完整的交易信息，區(qū)塊可看作賬簿的賬頁。構(gòu)造的第一個區(qū)塊稱為創(chuàng)世塊，擁有唯一的身份（ID）識別號。創(chuàng)世塊后被構(gòu)造的區(qū)塊都有兩個ID號，該區(qū)塊自身的ID和上一個區(qū)塊的ID。區(qū)塊鏈由所有區(qū)塊按照順序連接在一起，具有時序性，即區(qū)塊鏈的時間戳。最早被構(gòu)建的區(qū)塊后面所連接的區(qū)塊越多，該區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)就越不容易被修改，從而形成區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)不易被篡改的特征。生成新區(qū)塊時會發(fā)生“分叉”現(xiàn)象，即同一時間會生成2個區(qū)塊，則等待生成下一個區(qū)塊，最長的鏈條會被添加到主鏈上，所以區(qū)塊鏈?zhǔn)亲铋L鏈，并且是唯一確定的。

（一）需求方發(fā)布醫(yī)用緊急物資需求信息

醫(yī)用緊急物資調(diào)配過程由需求方、供給方、物流公司組成，當(dāng)需求方發(fā)布物資需求信息時，各節(jié)點進行驗證，當(dāng)信息驗證通過時，信息全網(wǎng)廣播，區(qū)塊鏈各節(jié)點都能收到需求信息，生產(chǎn)方根據(jù)自身的生產(chǎn)條件選擇是否應(yīng)答需求信息，進而形成物資供求智能合約，物資供求智能合約信息進行全網(wǎng)廣播、共識認(rèn)證并分布式存儲。達成智能合約后，生產(chǎn)方全網(wǎng)廣播選擇物流公司，物流公司選擇是否應(yīng)答物流需求信息，形成物流智能合約，物流智能合約全網(wǎng)廣播、共識認(rèn)證并分布式存儲。

（二）供給方發(fā)布醫(yī)用緊急物資供應(yīng)信息

生產(chǎn)企業(yè)、關(guān)聯(lián)企業(yè)、國家物資儲備部門根據(jù)自身的生產(chǎn)條件可進行全網(wǎng)廣播，發(fā)布醫(yī)用緊急物資供給信息，需求方根據(jù)自身物資緊缺情況選擇是否應(yīng)答信息，形成物資供求智能合約，物資供求智能合約全網(wǎng)廣播、共識認(rèn)證及分布式存儲。

四、結(jié)語

區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)用緊急物資調(diào)配，可以提高國家應(yīng)對突發(fā)公共衛(wèi)生事件的反應(yīng)能力。如何將區(qū)塊鏈技術(shù)、大數(shù)據(jù)、5G技術(shù)、人工智能共同應(yīng)用于突發(fā)公共衛(wèi)生事件防控還需要進一步研究。同時，關(guān)于區(qū)塊鏈技術(shù)調(diào)配物資中的法律風(fēng)險尚需進一步思考。隨著未來科技創(chuàng)新發(fā)展，將會產(chǎn)生更高效、更智能的醫(yī)用緊急物資調(diào)控方法。