国内区块链研究热点的文献计量分析

目前,关于区块链的定义尚未统一。通常而言,区块链是指伴随比特币的大行其道而逐渐浮出水面的一种通过块链式数据结构验证与存储数据、通过分布式节点共识算法生成与更新数据、通过密码学确保数据传输与访问的安全、通过由自动化脚本代码组成的智能合约编程与操作数据的全新的分布式基础架构与计算范式。作为比特币底层支撑技术之一的区块链(Blockchain)概念源自日裔美国人中本聪(Satoshi Nakamoto)于2008年11月1日发表在比特币论坛的一篇名为《比特币: 一种点对点的电子现金系统》 (《Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System》)的文章。继而,学者们纷纷基于各自的学科背景对区块链的概念进行阐述。比如,尹冠乔指出,区块链是通过非对称加密算法分布式记录交易信息的技术,并且被记录在区块中的交易信息均已通过所有节点的共识机制检验。董慧等认为,区块链的本质就是兼具去中心化、安全、可信等特点的分布式记录着全部交易信息的数据库。而何蒲、于戈等将区块链比作由一个个不可修改的区块组成的从首页依次“链接”至下一页的电子账簿,每个区块都记录着发生在相应时段的全部交易数据。林小驰、胡叶倩雯则把区块链定义为由区块按照时间顺序串联而成的链状数据结构。

区块链主要被分为三类,即公有链、私有链、联盟链。公有链不受官方组织的管理,也不存在中心服务器,允许全世界所有个体或组织在既定规则下加入网络,能够发送交易并得到该区块链的认可。公有链是最早的,同时也是作为数字货币基石被广泛应用的一种区块链;私有链是一种可以按照其所有者的需求设定运行规则的区块链,采用总账式的记账方式,只有少数节点拥有读写权限,它的存储方式类似于其他分布式方案;而联盟链相较于其他两类区块链而言,运行规则的制定更加灵活、产生的交易成本更低,并且负责记账的节点可以预定多个。这些预定的节点参与、控制共识过程并共同决定区块的生成,而其他节点在加入网络后有权进行交易却无权记账。

区块链主要特点表现为去中心化、去信任化、信息不可篡改、安全可靠等,其中,去中心化的模式设计是最显著的特点。区块链采用分布式核算并存储信息的方式使该系统无需中心化硬件或管理机构,每一节点都同时拥有平等的权利与义务,整个网络由全部具备维护功能的节点共同维护,即区块链具有去中心化的特性。区块链的去信任化,其实是指该系统将以往的“信任人”转换为“信任机器”。具体而言,就是通过采用不受任何人干扰的协商一致的规范与协议进行点对点的交易,创造了一种无需信任的数据交互环境。而且,区块链会记录并永久储存那些已经通过验证的数据信息,任一节点只有同时控制系统里50%以上的节点才能够修改数据库中的信息,因此,区块链具备极强的信息不可篡改性与安全可靠性。

区块链是一种融合数学、密码学、计算机科学等学科知识而形成的新技术,相关的基础技术主要包括:时间戳服务、共识机制、非对称加密技术等。时间戳是区块链的记账工具,系统通过时间戳记录交易信息以确保连接在一起的区块数据安全可信、不可篡改;非对称加密技术是区块链构建信任机制的支撑技术,所有节点交易信息的安全可靠依赖于非对称加密算法。具体来看,区块链的任何节点都拥有两把密钥,为己所有的私钥与公布到网络中的公钥,节点使用私钥发送交易,接收方则通过该节点公布的公钥解密交易信息;而共识机制,即实现区块链全部节点一致认可交易有效的一种手段,共识机制既能够认定交易有效,也能防止交易被篡改。共识机制主要包括:工作量证明机制(PoW)、权益证明机制(PoS)、授权股份证明机制(DPoS)以及验证池(Pool)。

自2013年开始,国外科技便着手研究区块链,并于2015年下半年爆发了井喷式的关注度。与此同时,区块链也渐入国内产学研各界以及政府机构的视线,关注度与日俱增。国内学者已经对我国区块链发展的情况进行了综述研究,但以定性分析和传统的文献计量研究为主,而本研究借助CiteSpace软件对该研究领域的大量文献资料进行定量分析,增加了研究的广度与深度,并通过绘制可视化知识图谱,直观地展示研究状况及特点,把握我国区块链研究的热点主题并追踪最新前沿问题。

我国区块链研究热点主题及最新前沿问题追踪

通常而言,关键词可以在一定程度上揭示学术论文的研究主题。运用CiteSpace 分别绘制上述时间段内我国区块链研究的关键词共现以及突现关键词网络知识图谱,以便挖掘我国区块链研究的热点主题并追踪最新前沿研究问题。

1 研究热点分析

Node Type选择“Keyword”进行聚类分析,阈值设定为(2,2,20)、(2,2,20)、(3,2,20),运行软件获得关键词共现知识图谱。在此基础上,通过“Export-Network Summary Table”功能,分别输出频次(Freq)与中心度(Centrality)排名前10的关键词列表,如下所示。

表1 频次(Freq)前10位的关键词

国内区块链研究热点的文献计量分析

表2 中心度(Centrality)前10位的关键词

所谓研究热点,即指一定时间段内被众多学者共同关注与研究的话题,也即在相关文献资料中反复出现的主题。因此,文章中的高频关键词在一定程度上代表了该领域某段时期内的研究热点。由表1、表2可知,我国区块链研究的热点主题分为两方面,即基础研究与应用研究。

1.1 基础研究

归纳整理众多学者的研究发现,区块链的基础研究主要涉及对区块链发展现状及存在问题的研究。

目前,区块链作为一种新兴的具有国家战略发展意义的技术产业已迅速获得了世界范围内的高度关注,许多跨国大公司纷纷布局区块链产业,该新兴技术涉足的行业也越来越多。梅海涛、刘洁研究发现,高科技行业不断挖掘区块链技术,致力于打造集技术开发与系统运行于一体的生态系统,促进区块链与既有技术的融合创新,并为商业运行提供底层分布式应用协议,助力现有运营模式转型;金融行业已经将区块链从虚拟数字货币市场延伸至其他资产交易系统,诸如该技术在外汇、私人股权、金融衍生品等资产清算程序中的应用,未来将很可能颠覆传统的金融资产交易模式;此外,公共管理、能源、交通等行业也通过区块链解决由其中心化造成的低效率问题。

而区块链的问题主要集中在中心化、 效率、 隐私和安全问题等方面,具体来看:在中心化方面,沈鑫、裴庆祺、刘雪峰指出,算力证明迫使节点产生不对等性,也即出现51%攻击问题,在这种情况下,任意获得半数以上支持的提案都能通过,区块链的去中心化因算力集中而被打破; 在效率方面,梅海涛、刘洁认为,区块链的交易速率由于受到工作量证明机制的限制无法与目前支付系统的高效率媲美。并且,区块链的读写速率也被其较高的膨胀速度不断拉低。而区块链的传输机制需耗费大量网络带宽,致使系统耗费大量算力无法像云计算一样协同互动产生价值;在隐私与安全方面,尹冠乔的研究表明,在区块链系统中,用户的个人隐私实际就是私钥中包含的身份信息,私钥安全便代表用户的隐私安全,而目前区块链系统无法追踪丢失的私钥,也即该系统无法确保用户的身份信息不被盗用。董慧、张成岩、严斌峰也就区块链存在的问题展开研究,发现区块链的匿名性规则使其成为犯罪集团洗黑钱的备选手段,而区块链的无政府主义也造成了监管困难,在应用过程中很可能出现许多违规、违法的行为。

此外,林小驰、胡叶倩雯还发现,区块链也存在“不可能三角”,即“去中心化”、“高效低耗”与“安全”无法同时实现。

1.2 应用研究

目前,区块链的应用研究主要分为三个层面,即区块链1.0、区块链2.0和区块链3.0。一般而言,区块链1.0指的是诸如货币转移、支付系统等虚拟数字货币市场中对区块链的应用;区块链2.0主要指区块链在诸如证券登记、期货、贷款、票据等金融市场的应用,主要涉及金融资产的清算业务、智能合约的使用;而区块链3.0则是在原有基础上将该技术延伸拓展至更宽广的应用市场,渗透到人类生活的各方面,实现基于信任机制的全世界范围内的信息共享。如今,国内区块链的应用研究已经硕果累累。

从区块链1.0层面来看,林晓轩指出,区块链技术发端于以比特币为代表的虚拟数字货币市场,并被该领域广泛应用。由于虚拟数字货币耗费较低的发行与流通成本,并使得经济交易更加方便、透明,作为其底层支撑技术的区块链自然也成为了各国发行数字货币的属意技术。

从区块链2.0层面来看,突出表现在以下四个领域:第一,互联网金融。鲜京宸指出,区块链将颠覆传统金融行业的信用验证、资金流转、交易效率、风险管理等方面,将区块链技术引入互联网金融领域能够重新分配各参与主体的权益,新型金融机构能够获得更多的选择权利,以往的金融垄断局面将不复存在。并且,金融行业的信用体系与风险防控也完成更新升级;第二,金融市场基础设施建设。张苑认为,区块链的去中心化特点可以在减少金融资产流动成本的基础上保障资产安全,即同时提升了金融行业的安全与效率,因此,包括我国在内的新兴市场国家应借助区块链建设金融市场基础设施,并努力尝试将区块链技术应用于支付、清算、结算、登记等金融业务;第三,票据市场。任安军通过研究发现,将区块链应用于票据市场有利于政府监管与风险管控,并能够推动全国票据市场的统一。然而,目前我国并不具备在票据市场推广区块链的现实条件,一方面是由于市场中采用区块链进行交易的系统之间非常难对接,另一方面是数字票据高效清算必须有数字货币的配合;第四,P2P网络借贷。赵大伟的研究表明,区块链由于能够提供节点间的直接交易而成为构建新型P2P网络借贷平台信息中介的底层支撑技术,并对P2P网络借贷各参与者的行为起到一定的规范作用。而且,区块链可以保护P2P网络借贷参与各方的个人隐私安全,利用区块链系统构建征信系统有助于改善P2P网络借贷中征信难的状况。

从区块链3.0层面来看,钟玮、贾英姿针对会计行业运用区块链技术的现状及未来发展方向进行研究,发现区块链的最大贡献就是降低了财务风险。不但交易费用有所减少,而且在一定程度上避免了主观因素对数据的影响,提升了价值计量的客观公正性。陈旭、冀程浩对审计方面的研究表明,区块链有助于实现具有更好监控作用的事中审计、动态审计与远程审计。而王鹏、丁艺则指出,政府部门利用区块链技术创新治理模式,主要应用包括深化顾客导向思维、打造共享共建平台、构建多中心治理结构、创立智能化治理模式。

综合来看,目前区块链应用研究已经从最初单纯的数字货币(区块链1.0)过渡到更广泛的金融业(区块链2.0),并且渗透到社会中的很多领域(区块链3.0),其中金融领域是目前最成熟、应用最广的领域。未来区块链研究重点应放在区块链2.0与区块链3.0领域的应用研究。

2 追踪分析最新前沿问题

区块链

区块链研究的最新前沿问题可通过Kleinberg突现检测算法得到的突现词加以推测。通过区块链相关研究文献突现关键词网络发现,区块链研究的突现关键词主要有区块链、去中心化、物联网、金融科技、金融机构、底层技术、智能合约、支付结算、互联网金融、信任机制、信息化机制、数字资产等,与前文绘制的研究热点基本一致。

在此基础上,参照区块链相关研究文献突现关键词的网络节点时区视图,并借助“Export-Network Summary Table”功能,统计研究期间各年份的高频突现关键词,如下表所示。

表3 2015—2017年度高频突现关键词表

2015年突现关键词主要集中于对区块链概念、特点等方面的基础研究(去中心化、区块链等);2016年突现关键词数量较多,研究主题范围较广,以区块链的应用研究为主,其中,涉及区块链2.0的主题研究较多,如金融机构、科技金融、支付系统等等;2017年突现关键词体现出区块链应用研究的进一步延伸拓展,由此可见,对区块链的应用研究将成为未来努力的方向。目前,区块链应用已经处于区块链1.0向区块链2.0(金融领域)过渡时期,因此,现阶段应特别重视对区块链2.0应用的研究。此外,未来几年,区块链会超越金融领域,进入社会公证、智能化领域,即区块链3.0,届时区块链3.0将成为该领域的研究最前沿话题。

2.1 区块链1.0

区块链将不再局限于提供数字货币交易平台,而是进一步试水数字资产交易的后台程序以提高交易效率,降低费用成本,增强交易安全。未来数字货币 区块链的研究重点为“分布式记账”技术的深层次开发:首先,努力创新诸如账本设计、分布式共识机制等“分布式记账”底层技术,并及时申请相关技术及商业的创新专利,把握区块链技术系统发展的命脉;其次,组织学习“分布式记账”技术、概念验证(PoC)及应用构建,加强团队合作,促进技术应用创新。

2.2 区块链2.0

基于去中心化分布式结构的区块链能够在零中介参与的情况下完成节点间的去信任化交易,因此,金融业未来最具潜力的区块链应用领域即诸如征信系统、跨国支付与清算、证券登记转让与清算、票据、供应链金融业务等基础体系。在基础体系中引入区块链技术有助于维护客户信息安全,一定程度上降低法律监管成本与金融犯罪的发生率;并且减少了操作成本与风险,提高了交易效率。此外,以物联网与人工智能为代表的现代互联网金融领域将努力探索“区块链 物联网”与“区块链 人工智能”。物联网或可尝试借助区块链技术改善设备间的互联互通性,降低设备间的连接成本,提升用户、设备、网络间彼此的信任与安全程度;人工智能可以利用区块链进行人工智能友好化的升级,实现信誉提升、信息精准、安全机制完善等。

2.3 区块链3.0

未来区块链将越来越多的应用到社会生活的方方面面,诸如大数据、云计算、通信、审计、资产管理、医疗、教育、物流、公证、投票、仲裁、邮件、域名、鉴证、保险等领域都将成为区块链应用研究的重要方向。其中,较为突出的研究方向主要包括以下几个领域。

首先,区块链在大数据领域的应用。大数据实现信息共享需要克服的重大难题即如何兼顾个人隐私安全与数据开放化,而具备数据信息安全可靠、不可篡改等特点的区块链恰与大数据的这种核心需求不谋而合。因此,大数据领域未来应努力探索利用区块链的散列处理等加密算法对某些数据进行脱敏处理,在确保用户隐私安全的前提下开放数据,从而使大数据具有安全性、隐私性以及不可篡改性。

其次,区块链在通信领域的应用。区块链之所以成为未来通信领域的研究重点,主要是因为区块链技术契合该领域最核心的要求,即确保信息安全。基于去中心化架构的区块链技术颠覆了传统的传输信息方式,虽然区块链系统的所有节点均可接收发送者的信息,但系统规则将能够读取该信息的节点限制在私钥的拥有者,即使信息被截取也不能打开,也无法被跟踪,如此便确保了信息的绝对安全。

再次,区块链在资产管理领域的应用。资产管理可以尝试通过区块链技术对无形资产与有形资产进行确权、授权以及实时监控。针对无形资产而言,由于区块链的时间戳记账与数据信息不可篡改等特点,诸如知识产权保护、积分管理、域名管理等领域均可尝试引入该技术;针对有形资产而言,在区块链系统中标记下经物联网技术设计的有形资产的唯一标识,进而形成“数字智能资产”,即通过区块链进行分布式资产授权与把控。

最后,区块链在物流供应链领域的应用。传统物流供应链由于采取缺乏透明度的各参与方独自保存信息的方式而导致流通过程耗费大量的时间与金钱,并且无法解决出现的诸如冒领货物、假冒货物等问题,而具有信息公开透明、安全可靠特点的区块链恰好可以弥补传统物流供应链系统的上述不足。区块链的引入能够实现各参与方对物品的生产与流通全过程的实时监测,不但使物流成本大幅降低,还有助于实现更高效的供应链管理,并且在处理各种纠纷时也能够轻松完成举证与追查工作。因此,该领域被认为是未来区块链非常有前景的一个应用方向。

除此之外,还有许多其他应用领域有待进一步探索研究。如P2P借贷领域有待借助区块链的去中心化信任功能打造信息完全透明的借贷市场;审计领域有待借助区块链的数据库功能完成具备真实可信、信息可追踪等特性的数据审计过程;拍卖领域有待通过区块链信息的公开性功能保障拍卖市场正常运行;教育领域有待借助区块链的时间戳技术与数据库功能鉴别学历证书;游戏、彩票领域有待通过区块链的数学功能提升公正性;而存在性证明、身份验证、预测市场、智能合约、电子商务、文件存储等领域也将逐渐成为区块链应用研究的前沿话题。

(文章来源:《情报杂志》)

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