區塊鏈技術是分布式的網絡數據管理技術,利用密碼學技術和分布式共識協議保證網絡傳輸與訪問安全,實現數據多方維護、交叉驗證、全網一致、不易篡改。作為新一代信息通信技術的重要演進,區塊鏈為數據要素的管理和價值釋放提供了新思路,為建立跨產業主體的可信協作網絡提供了新途徑,有望在疫情後全球經濟復甦和數字經濟發展中扮演越來越重要的作用。
本期的智能內參,我們推薦中國信通院的研究報告《區塊鏈白皮書2020》,跟蹤國內外區塊鏈發展最新動態,梳理區塊鏈技術和產業圖譜,分析區塊鏈在技術、產業、應用方面的發展態勢。
本期內參來源:中國信通院
原標題:
《 區塊鏈白皮書2020》
作者:未註明
一、區塊鏈發展概覽1、發展態勢2020 年,新冠肺炎疫情席捲全球,世界經濟發展的不確定性大幅增加。各國政府、企業探索採用新興技術降低經濟社會運行成本,提升實體經濟運行效率,進一步尋找經濟發展新的增長點。當前,區塊鏈與雲計算、人工智慧等新技術基礎設施交叉創新,越來越多的實體經濟垂直領域呈現出「區塊鏈+」的發展格局和「脫虛向實」的良好勢頭。
區塊鏈產業長期向好,行業認知回歸理性。隨著中央對區塊鏈技術發展的規劃指引,我國區塊鏈明確了以聯盟鏈為基礎,圍繞服務實體經濟、優化公共服務為目標的發展思路,產業發展方向進一步清晰。現階段廣大從業者對區塊鏈的信心持續向好,普遍認可區塊鏈的長期戰略性價值。
與此同時,政策制定方、技術提供方、系統使用方等各類行業參與者已認識到區塊鏈的發展並非只差臨門一腳,而是尚處於行業發展的初期,需要產業結合實際情況,務實探索區塊鏈的應用落地路徑,合力解決賦能實體經濟過程中的問題和挑戰。
區塊鏈技術創新依舊活躍,工程化和生態構建成為重點。從技術層面看,區塊鏈技術還在發展早期,專利申請、學術研究等方面保持活躍,但為了應用儘快落地,行業不再片面追求新技術創新,而是進入務實發展階段。
具體系統開發過程中,技術要求主要是好用、易用、安全、性能好、支持互操作,技術發展呈現出工程化導向。同時各類區塊鏈產品之間的技術差異逐步縮小,技術提供方將更多精力投入到生態構建當中,降低開發部署門檻,提升用戶粘性,吸納更多的開發者、使用者,以此構建自己的生態壁壘。
未來一段時間,區塊鏈行業技術發展將主要聚焦於工程化和生態構建。
區塊鏈應用存證先行,逐漸向自動化協作和價值互聯邁進。當前區塊鏈技術分布廣泛,應用牽頭方呈現出技術服務方推動,政府主導的態勢。經過近年來的發展,區塊鏈在供應鏈金融、溯源、公共服務等領域取得一定成果,但其應用模式仍以文件、合同等的存證為主。未來,區塊鏈產業應用逐步向政務數據共享、供應鏈協同、跨境貿易等自動化協作和價值互聯邁進。
區塊鏈基礎設施化呼聲漸起,建設模式仍需深度探索。區塊鏈構建可信數據共享環境的價值已經獲得多方認可,各機構對利用區塊鏈進行可信存證的需求逐步顯現,技術使用方渴望可以使用易用性強、標準化程度高的區塊鏈通用性產品,對區塊鏈基礎設施化的呼聲已經出現。
各個國家、地區嘗試建設服務地域內多個組織的區塊鏈基礎設施,其中主要代表有歐盟 EBSI、美洲開發銀行 LACChain 等。此外,我國將多雲跨雲 BaaS 服務、開放聯盟鏈等作為區塊鏈基礎設施的探索。可以看到,區塊鏈基礎設施將是未來長遠發展方向,但具體建設模式仍將在前進中持續探索,不斷演進。
2、全球區塊鏈發展現狀當前,區塊鏈技術多向創新突破,產業生態穩步構築。各國政府加大對區塊鏈產業戰略布局的同時,投融資交易熱度下降,行業回歸理性發展。
政策方面,各國政府加大對區塊鏈產業的戰略布局,鼓勵技術與政策監管各有側重。2019-2020 年,全球 24 個國家發布了專門針對區塊鏈產業發展及行業監管方面的專項政策或法律法規。
▲各國政府區塊鏈政策舉例
項目方面,各國政府積極推進區塊鏈技術項目落地。據統計,自2012 年至 2020 年 9 月,各國政府部門發起或參與的區塊鏈實驗項目數量多達 236 項,主要涉及金融(包括央行數字貨幣)、公共服務、政府檔案、數字資產管理、投票、政府採購、公共投票、土地認證/不動產登記、醫療健康等領域。
截止 2020 年 9 月,2020 年實施的區塊鏈實驗項目數量已超過 2019 年全年水平,區塊鏈技術及應用受到各國政府的高度重視,應用普及率進一步提升。
▲各國政府區塊鏈項目類型分布
投融資層面,區塊鏈產業投融資交易熱度下降。2017、2018 是區塊鏈產業發展最活躍的時期,2019 年全球區塊鏈產業發展有所「降溫」,產業投融資金額比 2018 年均有所下降。2020 年 1 月至 9 月,全球區塊鏈產業投融資金額達到 31.6 億美元,547 筆交易。美國在區塊鏈企業投融資交易金額和事件數量方面領先於其他國家。加拿大和中國在區塊鏈企業投融資金額方面也處於領先位置。
投融資熱點方面,美國區塊鏈投融資主要集中在數字資產、金融業、網際網路、平臺開發等領域;我國則更加關注溯源、供應鏈金融、數據管理、BaaS 等領域。
▲2010-2020Q3 全球區塊鏈投融資金額
▲2010-2020Q3 全球區塊鏈產業投融資佔比
產業規模層面,全球新增區塊鏈企業數量持續減緩。雖然全球不斷有新增的區塊鏈企業,但增長速度自 2018 年起逐年放緩。截至 2020年 9 月,全球共有區塊鏈企業 3709 家。受到區塊鏈技術尚未規模應用,風險投資減少,前期高速增長自然回落等因素影響,2019 年起全球新增區塊鏈企業數量大幅度回落。
當前,區塊鏈企業主要分布在美國和中國,此外,英國、新加坡、瑞士、加拿大等國家和地區也比較重視區塊鏈技術應用發展。垂直行業方面,數字資產成為企業涉足最多的領域,佔比達到 35%。此外,金融、網際網路、供應鏈&物流位居第二、三、四位。
▲全球區塊鏈企業增長趨勢
▲全球各主要國家地區區塊鏈企業佔比
▲全球區塊鏈企業垂直行業分類
專利方面,全球總體區塊鏈專利申請量仍然呈快速增長趨勢,中國自 2018 年開始保持在較高的增長水平。2013 年至 2020 年 9 月,全球區塊鏈發明專利申請量達到 3.5 萬件,授權量達到 2165 件。
申請量方面中國以 2.1 萬件高於其他國家,且授權量方面中國也以 998件處於領先水平。此外,美國、韓國、歐洲區塊鏈專利申請量也位於前列。全球區塊鏈專利申請機構 Top20 中,阿里巴巴、騰訊、IBM、微眾銀行、Nchain 等排名靠前。
▲2013-2020Q3 主要國家地區區塊鏈專利申請量與授權量情況
科研方面,全球區塊鏈學術研究日趨活躍,核心熱點逐漸凸顯。數據統計顯示 ,截至 2019 年,全球區塊鏈相關學術論文發表量為2793 篇,2018 年起呈大幅上漲趨勢。從國家層面看,當前區塊鏈領域研究熱度 Top10 的國家分別是中國、美國、英國、印度、德國、韓國、澳大利亞、義大利、加拿大和法國;新加坡雖論文總數不高,但在高水平論文和國際合作論文方面有不俗表現。
從研究領域看,區塊鏈相關文獻關鍵詞共現矩陣反映出,當前區塊鏈學術研究主要聚集在六大領域:
第一類是研究區塊鏈技術體系,包括網絡體系、互信、網絡性能,以及區塊鏈技術帶來的經濟和社會影響;
第二類主要涉及比特幣和加密貨幣;
第三類主要涉及數據安全、隱私保護、信任管理、授權;第四類主要涉及智能合約;
第五類主要涉及物聯網、雲計算、邊緣計算;
第六類主要涉及智能電網、智慧城市等應用領域。
▲2010—2019 年全球區塊鏈論文產出量
▲全球區塊鏈論文發文量統計
▲區塊鏈熱點領域聚類研究示例
行業組織方面,共建國際生態,推動技術應用發展。經中國信通院統計梳理,截至 2020 年 9 月,美國、中國、歐盟、日本等國家或地區先後的區塊鏈行業組織已增加到 19 個,根據推動主體的不同可以分為三類:
一是技術創新類,以開發解決方案為核心要素,如Hyperledger、Enterprise Ethereum Alliance、InterWork Alliance;
二是生態合作類,關注某個國家或地區生態構建所面臨的挑戰,如可信區塊鏈推進計劃、區塊鏈生態聯盟、日本區塊鏈協會;
三是行業應用類,基於行業關係探討應用發展路徑,如貿易領域的數字商會、金融業的Interbank Information Network、遠洋運輸業的 Tradelens。
與 2019 年相比,大部分行業組織成員數呈上升勢頭;但受到組織變動、經濟形勢等因素影響,EEA、Blockchain in Transport Alliance 等行業組織的成員數量出現一定程度的下滑。目前,成員數量排名前三分別是Interbank Information Network 、R3 和可信區塊鏈推進計劃。
▲全球區塊鏈行業組織成員變化情況
3、我國區塊鏈發展現狀我國區塊鏈政策環境積極向好,企業多領域開拓業務,垂直行業應用落地項目不斷湧現,區塊鏈產業蓬勃發展,但應用落地模式仍有待探索。
中央及地方全面啟動區塊鏈產業部署,技術重要性被普遍認知。2020 年,我國國家部委、各省政府及省會城市發布與區塊鏈技術有關的政策、法規、方案文件共 217 份,顯示出我國各省市積極發展區塊鏈產業,促進自有技術創新,鼓勵區塊鏈技術應用落地。
自「1024」區塊鏈講話之後,地方政府密切關注區塊鏈技術,積極打造區塊鏈先行應用試點地區。各省政策多數是鼓勵區塊鏈技術應用落實,主要集中在創新發展、金融、政務及公共服務等領域,此外也涉及農業、貿易商貿、公共衛生、交通運輸、智慧財產權等方面。
▲我國區塊鏈政策地域分布
截至 2019 年底,全國共有 23 個城市或地區成立 30 餘家區塊鏈產業園區。從地理位置來看,北京、上海、杭州、廣州、重慶、青島、長沙等城市區塊鏈產業園區數量較多,形成以北京、山東為主的環渤海聚集效應,以浙江、上海、江蘇為主的長江三角洲聚集效應,以廣東為主的珠江三角洲聚集效應和以重慶、湖南為主的湘黔渝聚集效應。
結合產業園的定位發展,均是以為企業服務為前提,打造區塊鏈創新平臺和產業高地,這樣的定位也為企業的聚集效應提供了基礎。
▲全國區塊鏈園區情況示例
從總體發展階段判斷,我國區塊鏈產業發展與全球其他國家基本保持同步水平。2018 年,我國新增區塊鏈企業數量迎來高峰。2019年起,受到風險資本熱情減弱、投資自然回落等因素影響,新增區塊鏈企業數量大幅下降。截至 2019 年底,已有超過 80 家上市公司涉足區塊鏈領域,積極部署供應鏈金融、資產管理、跨境支付、跨境貿易等領域的應用。
隨著我國區塊鏈產業鏈逐漸完善,多數區塊鏈企業不止聚焦於某一方面,呈現多領域協同發展態勢。據統計,國家網際網路信息辦公布的 801 個區塊鏈信息服務備案清單中,北京、廣州、上海、浙江、江蘇、山東為備案企業最多的省市。
▲國內區塊鏈企業數量變化
▲四批次備案區塊鏈企業地區分布
與技術特徵相對應的區塊鏈核心作用,主要體現在存證、自動化協作和價值轉移三方面,隨著其價值潛力不斷被挖掘,應用落地場景已從金融這個突破口,逐步向實體經濟和政務民生等多領域拓展。
區塊鏈針對實體經濟的核心價值正是促進產業上下遊高效協作,提升產融結合效能。發展前期,區塊鏈應用模式主要以文件、合同等的存證為主。現階段,區塊鏈產業應用正逐步向政務數據共享、供應鏈協同、跨境貿易等自動化協作和價值互聯邁進。
▲區塊鏈應用場景及典型建設模式梳理
▲四批次備案區塊鏈企業技術及應用分布
金融是區塊鏈技術應用場景中探索最多的領域,在供應鏈金融、貿易融資、支付清算、資金管理等細分領域都有具體的項目落地。截至 2020 年 11 月國內已備案的區塊鏈信息服務中,金融(含供應鏈金融)領域項目數量排名第一,佔比高達 36%。
▲金融企業區塊鏈落地領域示例
隨著區塊鏈應用落地加快推進,「區塊鏈+」業務已經成為網際網路骨幹企業進軍區塊鏈行業的發展重點,在金融業務之外,積極部署網際網路、溯源、供應鏈&物流、數字資產、政務及公共服務、智慧財產權、法律、醫療等多領域的應用。
▲網際網路骨幹企業區塊鏈應用布局一覽
二、區塊鏈技術發展態勢現階段,由核心技術、擴展技術和配套技術三者組成的區塊鏈技術體系已逐步成形,未來將繼續在數據流通、網絡規模、技術運維、平臺安全等方面創新演進。
1、區塊鏈技術圖譜區塊鏈作為一種綜合性技術,其技術組成按重要程度可分為核心技術、擴展技術、配套技術三類。核心技術指一個完整的區塊鏈系統必須要包含的技術,包括密碼算法、對等式網絡、共識機制、智能合約、數據存儲;擴展技術指進一步擴展區塊鏈服務能力的相關技術,包括可擴展性、互操作性、協同治理、安全隱私;配套技術指提升區塊鏈系統安全性、優化使用體驗等相關技術,包括系統安全、運維部署、基礎設施。
▲區塊鏈技術圖譜示意圖
核心技術現狀:2014 年以太坊的誕生,奠定了區塊鏈系統的五大核心技術,包括密碼算法、對等式網絡、共識機制、智能合約、數據存儲。
(1)、密碼算法。國密支持成為多數聯盟鏈標準配置。2020 年 1 月 1 日起實施的《中華人民共和國密碼法》,加速了國內聯盟鏈對國密算法的支持進度,國密支持佔比逐步提升,逐漸成為聯盟鏈的標準配置。據 2020年可信區塊鏈評測結果顯示,受測廠商目前國密支持佔比已達 82%,其中,SM2、SM3、SM4 支持率分別佔比 79%、75%、68%。
▲2020 國密算法支持率
(2)、對等網絡。兼顧通信效率與去中心程度的混合型網絡成為主流。對等網絡按網絡結構可分為無結構網絡、結構化網絡、混合型網絡。無結構網絡魯棒性好,去中心化程度高,但通信冗餘嚴重,容易形成網絡風暴,如經典 Gossip 網絡;有結構網絡犧牲了去中心化程度,按照一定策略維護網絡拓撲結構,提升通信效率,如類 DHT((Distributed Hash Table,分布式哈希表)網絡;混合型網絡作為一種折中方案,兼顧了通信效率與去中心化程度。隨著區塊鏈網絡規模的擴大,出於對高效通信策以及網絡治理的需要,混合型網絡逐漸成為行業主流方案。
(3)、共識機制。聯盟鏈偏好高效、確定性的共識機制,多共識支持趨勢凸顯。相對於公鏈希望「全民公投」的共識,聯盟鏈注重共識效率和共識確定性,如類 BFT 共識、Raft 共識等。此外,為適應不同應用場景,參與測試的聯盟鏈產品超 6 成已提供可插拔多種共識機制的支持,多共識支持逐漸成為主流。
▲2020 共識機制支持率
(4)、智能合約。合約類型頭部效應凸顯,Go 和 Java 支持率位列前茅。依託Hyperledger Fabric 和以太坊的強大生態,Chaincode 合約和 EVM 合約備受歡迎,成為多數聯盟鏈都支持的合約類型。此外,WASM 合約憑藉移植性好、加載快、效率高、社區生態好的特點,成為區塊鏈合約體系的新寵。在合約語言類型方面,超過 75%的鏈系統支持多種合約語言,Go 和 Java 依然是當前支持率最高的兩種語言。
▲2020 合約語言支持率
(5)、數據存儲。讀寫高效的 NoSQL 資料庫成為主流,國內資料庫嶄露頭角。區塊鏈作為一種 IO 敏感的分布式資料庫,底層存儲通常首選效率較高的 NoSQL 資料庫,如 LevelDB、CouchDB、RocksDB 等。同時,鑑於應用層多使用關係型資料庫的現實,32%的鏈系統還提供了對MySQL、SQLServer 的支持,即提供靈活可插拔的多種資料庫支持。
此外,得益於國內資料庫的快速發展,11%的鏈系統增加了對國內資料庫的支持。為了滿足不同的應用場景,68%的鏈系統提供了多種資料庫的支持。
▲2020 數據存儲支持率
擴展技術現狀:隨著區塊鏈應用廣度和深度的不斷拓展,行業對區塊鏈的要求逐漸攀升。行業需求的變化催生了一系列擴展技術來對鏈系統進行優化,具體包括可擴展性、互操作性、協同治理、安全隱私四個方面。
(1)、可擴展性。可擴展性成為提升系統性能的關鍵技術。廣義的可擴展性包括性能可擴展和功能可擴展兩個方面,性能可擴展專注於通過橫向擴展提升交易吞吐量,功能可擴展專注於通過橫向擴展增強區塊鏈服務能力(又稱互操作性)。
以支付為例,當前支付平臺 Visa 平均 2000 筆/秒,峰值 56000 筆/秒的交易速度對區塊鏈性能提出了更高的要求。而區塊鏈系統受限於共識機制、對等網絡、密碼算法等約束,單機性能存在上限,因此可擴展性就成為進一步提升區塊鏈處理能力的關鍵技術。目前,常見的可擴展性技術包括分片機制、閃電網絡、狀態通道、以及 DAG(Directed Acyclic Graph,有向無環圖)共識。
(2)、互操作性。互操作快速發展,整體任重道遠。互操作性指區塊鏈系統實例與其他系統實例或組成部分之間交換信息,並對所交換信息加以使用的能力 。具體包括用於解決上層應用與底層鏈緊耦合問題的應用層互操作,用於解決「鏈級孤島」的鏈間互操作,以及用於解決鏈上鏈下安全可信交互的鏈下數據互操作三個方面。
應用層互操作方面,部分 BaaS 廠商通過 Restful、RPC 等方式初步實現了上層應用與不同底層鏈的解耦問題;鏈間互操作方面,據2020 可信區塊鏈測試情況觀察,已有 46%鏈系統提供了跨鏈方案,中繼鏈技術路線佔比最高,代表性項目包括 WeCross、BitXHub、ODATS、Hyperledger Cactus 等,以上跨鏈項目均已實現對 Fabric 的跨鏈互通;鏈下數據互操作方面,TEE(Trust Execution Environment,可信執行環境)、Oracle(預言機)、SMPC(Secure Multi-Party Computation,安全多方計算)等數據安全交互技術得到初步應用。
▲2020 鏈間互操作方案技術路線統計
▲2020 鏈間互操作方案支持的底層鏈類型統計
互操作難本質是技術先行、標準滯後的一種表現,因此,解決互操作難題的關鍵在於,需要行業不同參與方凝聚共識,加強標準建設,以標準引導技術,技術反哺標準的思路穩步推進互操作發展進程。
(3)、 協同治理。協同治理發展緩慢,依然存在難點。區塊鏈作為一種去中心化的帳本系統,強調各參與方之間是平等合作的模式。相對於傳統的中心化服務,多參與方間地位平等的合作模式增加了協同治理的難度。區塊鏈治理是指創建、修改、更新系統規則的決策過程,可分為鏈下治理和鏈上治理兩種類型。
鏈下治理常見形式為核心參與方組建的治理委員會,治理規則通常由治理委員會投票決策;鏈上治理指治理規則通常被編碼在治理協議中,由各參與方對決策進行線上投票裁決。
(4)、安全隱私。合約安全和隱私保護成為焦點。區塊鏈作為去中心化的帳本系統,不同節點安全防護能力參差不齊,導致系統存在被攻擊的風險;合約編寫者能力參差不齊,加之缺乏便捷、有效的合約自動審計方案,導致合約安全事故頻發,已成為區塊鏈安全的重災區;區塊鏈去中心化、準匿名的特性,加之缺乏有效的監管手段,導致鏈系統存在被濫用的風險。
隨著鏈上數據的不斷豐富,應用場景的不斷拓展,數據流通過程中的隱私問題日益凸顯。如用戶身份信息、資產信息、交易流水等信息通常需要採用一定的技術手段提升數據流通過程中的隱私保護能力,常見方法除了傳統的數據加密、權限控制、數據加外,還引入零知識證明、同態加密等密碼算法,以及 TEE 、MPC、聯邦學習等提升多方協同場景中的隱私保護能力,實現數據的「可用而不可見」。
配套技術現狀:區塊鏈作為一種軟體系統,其實際應用過程中還需要配套技術提升系統安全性,優化使用體驗,加速區塊鏈發展進程,具體包括系統管理、操作運維、基礎設施三個方面。
(1)、系統管理。多技術融合加固系統穩定,合規監管任重道遠。系統管理層負責對區塊鏈體系結構中其他部分進行管理,主要包含權限管理和節點管理兩類功能。對於許可鏈而言,權限管理是區塊鏈技術的關鍵部分,尤其對於對數據訪問有更多要求。
區塊鏈作為一種綜合多種技術的去中心化複雜系統,實際使用過程中,面臨系統安全、合規安全問題。同傳統中心化服務一樣,鏈系統安全當前主要涉及 DDoS 攻擊、女巫攻擊、日蝕攻擊等網絡攻擊行為,常用防禦手段包括設立代理節點、強化網絡身份認證體系、網絡限流等。為了促進區塊鏈系統穩定合規發展,需要從政策法規和技術工具兩方面強化監管機制的落地實施。
(2)、操作運維。雲鏈融合簡化運維操作,提升運維效率。區塊鏈作為一種融合了密碼算法、對等網絡、共識機制、智能合約等多種技術的複雜系統,系統部署運維難度大,提升了區塊鏈的使用門檻。據 2020 可信區塊鏈評測統計,為降低運維難度,89%的廠商利用成熟的 Docker、Kubernetes 等技術,已實現對鏈系統的自動化部署,以及便捷運維。
在此基礎上,提供了 BaaS(Blockchain as a Service,區塊鏈即服務)服務、支持多鏈多雲部署的 BAF(Blockchain Automation Framework,區塊鏈自動化框架)、以及開箱即用的區塊鏈軟硬體一體機,大大降低了鏈系統運維部署的難度與工作量。
(3)、基礎設施。通用基礎設施已完善成熟,專用基礎設施亟待加強。區塊鏈的基礎設施分為通用基礎設施和專用基礎設施兩類。通用基礎設施指鏈系統和傳統網際網路服務使用過程中都需要的軟硬體資源,具有通用性,如通信網絡、雲平臺等;專用基礎設施指鏈系統使用過程中所特需的軟硬體資源,如統一的鏈資源管理系統、以及數字身份管理系統。
通用基礎設施經過多年發展,已相對成熟,微軟、谷歌、亞馬遜、阿里、騰訊、華為、百度等雲廠商已將區塊鏈服務集成到各自的雲產品中,提供開箱即用的區塊鏈服務。專用基礎設施涉及區塊鏈治理以及相關標準規範的制定,尚處於行業早期,隨著不同鏈互聯互通需求的噴發,將會促進區塊鏈專用基礎設施建設進程。
2、區塊鏈技術發展趨勢當前聯盟鏈的技術逐漸步入成熟穩定期,同時為了適應不同的業務場景需求,技術發展不斷朝著數據管理更高效、網絡規模更廣泛、技術運維更精細、平臺安全更可控方向探索突破。
(1)、數據流通更高效。聯盟數據的互聯互通,包含聯盟鏈治理模式的升級演進以及區塊鏈配合鏈外多方數據,實現共享流通。2020 年主流聯盟鏈平臺越來越重視鏈的治理功能,聯盟鏈一般由多方參與,有關平臺的建設、使用、管理應由聯盟多方共建,治理模式逐漸在一方牽頭,超級管理員主導的模式上,提供更加精細公平的方式。
比如成立聯盟運營委員會,以多中心化的方式代替獨家管理。運營委員會共同對聯盟鏈的各種事務進行討論和決策,包括聯盟鏈的準入審批、規則制定和執行、日常運營等,以保障鏈上交易規則的有效性和合理性。
在鏈外數據協同方面,隨著數據交換、共享力度的加大,其權屬、合規性、安全性等諸多風險開始顯現,出現了數據共享難以及隱私無法得到保障等問題,區塊鏈技術可使得數據權屬更易確認,可為跨組織的數據協作提供共享安全性,同時是鏈外流通元信息的可信存儲媒介,作為新型解決方案得到了業界的關注。
2020 年也看到了越來越多區塊鏈結合安全多方計算技術、可信執行環境技術等等,在鏈外數據流通方面提供解決思路,並最終在鏈上實現數據確權,信息存儲錨定,實現更廣泛的數據協同。
(2)、網絡規模更廣泛。網絡規模更廣泛,包含單一區塊鏈網絡規模的擴展以及鏈間的互操作。首先對於單一聯盟鏈網絡來說,一般採用拜佔庭容錯共識算法,但隨著共識節點數量增多,網絡需要交換的信息增多,系統負載及網絡通信量增大,造成性能下降,單一網絡規模受到局限。
2020 年我們可以看到聯盟鏈共識算法正結合更多的技術進行優化,比如將共識算法網絡複雜度與共識節點規模解耦,節點類型分為共識節點、非共識節點等,通過引入 VRF(可驗證隨機函數)保證共識節點選取隨機性和公平性;採用 DAG(有向無環圖)數據結構提升系統吞吐量、結合密碼學算法優化共識效率等等,整體上單一網絡規模不斷提升。
鏈間互操作是指不同區塊鏈系統實例之間交換信息,並對所交換信息加以使用的能力,又可稱之為跨鏈。具體指不同區塊鏈系統實例之間通過協商好的接口、通信協議、共識協議實現信息的安全可信交互。主要用於解決區塊鏈世界「鏈級孤島」問題,實現不同區塊鏈系統之間的數據互通、價值流動。
為了應對鏈間互操作的挑戰,旨在搭建鏈與鏈之間可信交互渠道的跨鏈技術逐漸成為業界關注的焦點,高效通用的跨鏈技術是實現萬鏈互聯的關鍵。跨鏈技術能夠連通分散的區塊鏈生態孤島,成為區塊鏈整體向外拓展的橋梁紐帶。2020 年,業界在跨鏈領域已有大量的探索和積累,正成為業界技術發展的熱點方向。
(3)、技術運維更精細。2020 年聯盟鏈的核心技術逐漸過渡到相對成熟穩定的階段,行業著力對不同的技術點進行完善優化,不斷簡化降低部署運維成本,為滿足不同的應用場景快速建鏈提供了更加精細的功能與服務。在技術實現方面,核心技術點包括共識機制、加密算法、智能合約、對等網絡不斷夯實優化外。
行業在應對大量數據突發請求場景下未雨綢繆,包括提供網絡流量控制,靈活根據系統處理能力過濾暴漲的業務請求,保障服務持續可用;提供帳本數據量控制,以應對帳本無限增長情況下,帳本佔用過多資源,影響節點運行等。目的是在特殊場景下仍可保證區塊鏈系統穩定可靠,服務可用。並且行業也在逐步完善聯盟鏈的帳戶角色體系,以配合更加完備的權限控制管理功能,不同的權限統歸到不同角色,用戶根據所屬角色即可判斷其所擁有的權限,以此使得多方可以更好的共建合作。
在部署運維方面,越來越多的區塊鏈底層配備有相應的上層服務管理應用,可屏蔽底層技術細節,提升易用性,簡化運維;同時區塊鏈即服務(BaaS)平臺,不斷簡化節點部署,支持私有化部署、跨機房地域部署、混合部署等模式,可滿足聯盟鏈不同參與方的不同訴求,降低接入門檻。
(4)、平臺安全更可控。平臺安全以及技術可控始終是行業關注的重點問題,2020 年行業內也不斷出現自研軟硬體一體機的解決方案,結合國內品牌伺服器,作業系統,集合軟硬體一體。並根據政府、企業用戶提供強隱私、高安全的區塊鏈整套應用部署方案。在當前特殊的背景下,正成為行業技術發展的一種選擇。
在密碼學上,國密算法逐漸成為聯盟鏈的標準配置,包括適配區塊鏈運用較多的哈希算法、數字籤名,到逐步適配國密證書、國密傳輸協議等完整的全國密技術方案,以此提升系統的安全可控。
同時平臺安全涉及到鏈上數據隱私保護,2020 年越來越多的聯盟鏈平臺提供了鏈上同態加密,支持鏈上密文的可計算;提供群環籤名,節點驗證交易正確性的同時,不會暴露交易發起者的信息;零知識證明,可讓一方不需在鏈上提供敏感信息的情況下,證明某個鏈上信息的正確性。行業內各種隱私算法技術正不斷在隱私性、可用性上不斷探索突破。同時如何保證鏈上數據隱私的情況下,仍可被監管,也是行業不斷攻克發展的方向。
三、區塊鏈產業發展態勢隨著區塊鏈技術的不斷深入,區塊鏈產業基礎越來越好,產業生態發展迅速,產業鏈分布日益廣泛。進入 2020 年,區塊鏈產業鏈已逐步成形,各類產業主體均積極發力布局。在眾多因素的積極推動下,產業整體呈現出良好的發展態勢。
1、區塊鏈產業圖譜區塊鏈產業圖譜可以分為橫向、縱向兩個不同維度進行觀察。縱向上,根據所屬環節的不同,區塊鏈產業可以分為底層技術、平臺服務、產業應用、周邊服務四大板塊;橫向上,根據參與主體的不同,包括科技公司、初創企業和上市公司等在內的各類企業已先後布局。
(1)、區塊鏈產業鏈逐步成型。我國區塊鏈產業發展起步較早,但發展初期存在方向不清,魚龍混雜的情況,市場發展亟待規範。2019 年以來,政府高層進一步為區塊鏈發展指明方向,重點服務於實體經濟的產業區塊鏈發展思路已成為行業共識,區塊鏈產業在我國得到迅速發展,集合技術研發、平臺支撐、服務配套、行業應用於一體的產業鏈逐步成型,其產業結構如下圖所示。
▲區塊鏈產業圖譜
從產業結構來看,區塊鏈產業重要分為底層技術、平臺服務、產業應用、周邊服務四部分。其中前三部分呈現出較為明顯的上下遊關係,分別由底層技術部分提供區塊鏈必要的技術產品和組件,平臺服務部分基於底層技術搭建出可運行相應行業應用的區塊鏈平臺,產業應用部分主要根據各行業實際場景,利用區塊鏈技術開發行業應用,實現行業內業務協同模式革新。
周邊服務部分則為行業提供支撐服務,其中包括行業組織、市場研究、標準制定、系統測評認證、行業媒體等,為產業生態發展提供動力。
底層技術。該部分企業主要提供區塊鏈提供底層核心技術產品或服務。其中,硬體基礎設施是區塊鏈運行的必要載體,除了傳統硬體製造商提供通用的計算、存儲、網絡設備外,還有類似嘉楠耘智、比特大陸等企業提供專用硬體設備,或者直接為用戶提供服務。
該部分國內參與企業主要是科技巨頭和區塊鏈技術初創企業,代表型企業有:百度、螞蟻鏈、騰訊、京東、趣鏈、紙貴等。
平臺服務。區塊鏈平臺與技術開發服務是上層應用的重要支撐。其中,根據區塊鏈組網方式不同,可分為公有鏈、聯盟鏈、私有鏈三種,聯盟鏈是國內區塊鏈最重要的發展方向,為企業級區塊鏈應用提供基本框架。
區塊鏈即服務(BaaS)集合了區塊鏈和雲計算兩者優勢,以雲作為基礎資源,配合區塊鏈網絡的創建、管理、運行、維護組件,對應用提供快捷部署和可視化管理平臺,降低了區塊鏈應用的開發部署成本,已成為區塊鏈技術企業最重要的服務形式之一。
阿里雲、騰訊雲、華為雲、金山雲等各大雲廠商均已推出自有 BaaS 服務,為行業企業尤其是中小微企業降低上鏈門檻,形成上鏈「綠色通道」。為支撐上層行業應用,該部分企業還提供相關配套服務,包括:區塊鏈瀏覽器、密鑰託管、數字身份、信息安全等。
產業應用。區塊鏈是信息技術的創新發展成果,也是各行業業務流程重構和產業互動模式革新的主要助推器。區塊鏈已經從最初的數字金融,逐步向供應鏈金融、產品溯源等領域擴展,現在已在政務、民生、工業管理等行業探索應用,其應用場景日益豐富,呈現出與其他行業深度融合發展態勢。目前,國內企業重點聚焦於服務實體經濟、改善政務民生相關應用發展,其中供應鏈金融和產品溯源已佔到全部應用的半壁江山,其他如政務、民生等已成廠商未來重點布局領域,即將出現爆炸式增長。
周邊服務。周邊服務包含行業研究、投融資、行業標準制定、系統測評認證、數位化轉型諮詢等。區塊鏈作為新興技術,其總體發展尚在初級階段,社會對該技術的認知尚未普及,行業媒體提供行業資訊,幫助行業參與者掌握行業動態;行業研究和投融資機構,為行業提供智力和資金支持,促進行業快速發展;
行業標準制定和測評認證機構對產品研發和服務能力提出要求,確保產品質量安全,規範行業發展;數位化轉型諮詢機構則為企業上鏈提供路徑指導,幫助企業認識區塊鏈價值,促進區塊鏈行業應用落地。構築區塊鏈產業生態離不開周邊服務給予支持,該部分企業和機構也呈現快速增長態勢,為區塊鏈產業發展奠定堅實基礎。
(2)、各類市場主體積極布局。大型信息技術企業全產業鏈布局。 。多數大型信息技術企業不止局限於產業鏈某一方面發展,在區塊鏈產業多個層級和多個領域全面投入,特別是科技巨頭對區塊鏈形成整體布局,致力於打造全產業鏈全棧式服務能力。
百度、阿里、騰訊、華為、京東等行業領軍企業通過技術研發,推出自研底層鏈,同時基於在雲計算、大數據、物聯網等方面的技術積累,形成了多個領域的綜合性區塊鏈集成解決方案,並依託自身雲平臺基礎打造基於雲計算的區塊鏈 BaaS 服務平臺;海爾、東軟、迅雷、奇虎 360 等企業結合自身業務需求積極拓展區塊鏈應用布局,在金融、民生、工業網際網路、區塊鏈安全等領域取得一定成果。
區塊鏈初創企業數量快速增長 。從 2016 年國家將區塊鏈技術列為戰略性前沿技術以來,註冊成立的區塊鏈企業數量快速增加,呈現井噴式增長。特別是 2019 年以來,國家各部委及各地政府積極出臺區塊鏈扶持政策,鼓勵區塊鏈相關初創及中小微企業發展。目前涉及區塊鏈業務的 1000 家企業中,初創企業數量最多,佔比達 57%,遠高於傳統 IT 網際網路公司的 23%佔比。
上市企業推動區塊鏈行業應用 。隨著區塊鏈應用落地加快推進,「區塊鏈+」業務已經成為大型上市企業進軍區塊鏈行業的發展重點。截至 2020 年 10 月,已有超過 262 家上市公司涉足區塊鏈領域,分別來自保險、房地產、商業百貨、安防設備、包裝材料、電信運營等多達 39 個領域。
上市公司的區塊鏈業務主要以行業應用為牽引,首先將金融領域為突破口,積極部署供應鏈金融、資產管理、跨境支付、跨境貿易等領域的應用。在國家網際網路信息辦公布的區塊鏈信息服務備案清單中,上市公司區塊鏈項目已達到 45 項。
2、區塊鏈產業發展趨勢較完備的產業鏈條和積極活躍的市場主體,為區塊鏈產業融通發展提供了良好的基礎。區塊鏈產業在政策扶持、生態構建、平臺服務、應用落地以及融合創新等方面呈現積極向好的發展態勢。
(1)、發展環境向好,加大產業扶持力度。疫情後世界政策環境和經濟貿易趨勢為區塊鏈帶來發展先機。國際方面,疫情帶來的物理隔離體現了經濟數位化的重要性,針對當前跨國數字經濟對於信任基礎的需求,區塊鏈提供了解決方案,其特點降低了交易風險,增強了跨國貿易和跨境數據流通的安全性。
國內方面,疫情防控倒逼新型數位技術迅猛發展的同時,區塊鏈在內的「新基建」成為 2020 年後穩增長的重要抓手,國內經濟發展趨勢和政策扶持導向給區塊鏈發展帶來機遇,政務、民生、醫療等領域將成為區塊鏈應用的突破口和主戰場。Gartner 發布的 2020 年中國 ICT 技術成熟度曲線中,中國區塊鏈技術已從泡沫破裂谷底期觸底反彈。
(2)、生態逐步完備,產業規模日益增長。隨著新技術對於社會經濟變革價值的體現,區塊鏈行業將逐漸形成涵蓋基礎設備、系統平臺、應用服務、配套支撐等的全方位產業鏈體系。無論是技術過硬、深耕行業的平臺型龍頭企業,成長潛力大、發展態勢好的區塊鏈創新企業,還是技術配套和行業應用類信息服務企業,將利用技術平臺結合行業特色,服務與實體經濟方方面面,合力打造服務完善、高低搭配的企業梯隊。
根據 IDC 預測,全球區塊鏈產業規模將保持增長,中國仍為全球區塊鏈市場規模第二大的單體國家。2020 年全球區塊鏈市場整體支出在新冠肺炎疫情的影響下有所減少,將達到 42.8 億美元;2019-2023 年,我國區塊鏈解決方案相關支出的複合年均增長率預期將達到 60%(與疫情前預測相比下降約10%)。
(3)、平臺服務導向,基礎設施呼聲漸起。2020 年 4 月,螞蟻金服、騰訊雲相繼發布「螞蟻開放聯盟鏈」和「騰訊產業加速器—區塊鏈」,傳遞出產業發展新方向,即是以科技龍頭為代表的區塊鏈企業所聚焦的已不僅僅是區塊鏈的技術和產品,而是逐步向平臺服務升級轉變。
可以預見,除布局技術研發和為區塊鏈產業深度發展提供必要的技術支撐之外,區塊鏈企業將愈來愈強調區塊鏈平臺建設和服務能力,目標在於打造可適用於安全可靠、靈活高效、適用於多場景的區塊鏈服務體系。
構建基於區塊鏈的新型基礎設施,發揮區塊鏈在提供信任通道、重構生產關係、降低邊際成本、實現價值傳遞等方面的優勢,探索數據要素的確權、流通,搭建面向行業的區塊鏈應用服務平臺,推動行業應用間互聯互通,推動實現行業運行數據共享利用和信用體系建設,促進行業轉型升級。
(4)、應用多向落地,行業滲透程度攀升。繼區塊鏈上升為國家新興技術戰略之後,其應用落地的呼聲愈演愈烈,但受制於技術自身瓶頸和理解成本較高,區塊鏈距離真正大規模落地仍需一段時間。伴隨著技術解決方案的豐富和應用示範標杆的成熟,區塊鏈的行業滲透率將日趨得到提升。
一方面,以數字金融、供應鏈管理等領域為切入點,結合行業自身,積極打造一批行業示範應用,形成較為成熟的商業模式,探索形成行業應用範式。另一方面,對於政府治理、民生保障、智能製造及新型智慧城市等領域全面布局,利用區塊鏈技術優勢,促進行業數位化改造升級,推動行業全方位探索實踐,促進區塊鏈技術在更多行業應用落地。
(5)、新型技術融合,拓展應用創新空間。作為 5G 時代最佳的信任承載體系,隨著區塊鏈與雲計算、大數據、人工智慧等新技術新應用交叉融合,網際網路從信息互聯、人人互聯向萬物互聯迭代創新,後工業時代基於信任中介進行交易契約的商業模式愈發不適應數字經濟「廣連接、大協作」的發展訴求,在網際網路、工業網際網路上提供「算法中介」,推動以SaaS等形式提供區塊鏈服務,降低行業應用開發部署門檻和成本,積極擴展靈活多樣的接入和增值服務,為行業企業應用區塊鏈提供基礎性產品,提升區塊鏈服務企業的產品力和創新力,提高行業應用創新效率。
智東西認為, 今年的區塊鏈技術,投資方面出現了降溫,但技術和產業的發展依然火熱,說明行業經過瘋狂的擴張後開始逐步趨於理性。但是,技術是把「雙刃劍,」在大力發展區塊鏈下遊應用的同時,仍需要謹慎地規避其可能帶來的風險。