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区块链如何跨越未来10年

人民网记者 王震

2021年07月05日08:45 | 来源:人民网

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“十四五”时期,随着全球数字化进程的深入推进,区块链产业竞争将更加激烈。

作为新兴数字产业之一,区块链在产业变革中发挥着重要作用。近年来,区块链技术和产业在全球范围内快速发展,应用已延伸到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域,展现出广阔的应用前景。

日前,工信部、网信办印发《关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见》(以下简称《指导意见》),进一步明确了区块链行业未来10年的发展目标――到2025年,我国区块链产业综合实力达到世界先进水平,产业初具规模;到2030年,我国区块链产业综合实力持续提升,产业规模进一步壮大。

“《指导意见》的发布说明我国区块链发展的顶层设计已基本完成,对行业的整体发展有着重要的指导意义。”中国信息通信研究院云计算与大数据研究所所长何宝宏接受人民网记者采访时表示,随着相关政策的大力扶持、技术的不断优化、应用的持续拓展和治理的逐渐完善,区块链将迎来新的发展机遇期。

多地出台“行动计划”――

聚焦场景、企业、产业集聚区、人才等

近年来,我国区块链发展不断提速,各地陆续出台相关发展计划,以支持区块链技术创新、应用场景扩展和产业融合发展。

据不完全统计,自2020年以来,已有北京、河北、江苏、浙江、湖南、广东、海南、贵州、广西、云南等10个省级行政区出台区块链专项发展政策(见下表)。此外,还有宁波、福州、泉州、长沙、成都、青岛等多个城市也出台了相关政策文件。

2020年以来各省区市区块链专项发展政策汇总。制表:邓理天(实习)

《指导意见》围绕区块链应用场景、企业培育、产业集聚区、人才队伍等提出了2025年短期目标,包括:区块链应用渗透到经济社会多个领域,在产品溯源、数据流通、供应链管理等领域培育一批知名产品;培育3-5家具有国际竞争力的骨干企业和一批创新引领型企业;打造3-5个区块链产业发展集聚区;形成支撑产业发展的专业人才队伍等。

从目前各地的政策文件来看,多地都提出了相应的目标或举措。如在培育企业方面,浙江计划培育15家以上国内区块链领军企业;河北明确区块链相关领域领军企业和龙头企业要达到20家;湖南将推动3万家企业上链。在产业集聚区方面,贵州计划打造2至3个区块链产业基地;江苏计划3个省级区块链产业发展集聚区;北京提出重点在海淀区、朝阳区、通州区等建设各具特色和优势的区块链产业创新发展基地。在人才方面,江苏计划建设10个区块链人才实训基地;广西提出到2025年培育引进中高级人才1000名以上……

业内人士认为,当前区块链产业发展迎来“政策红利期”,未来产业发展和技术应用落地有望提速。

应用场景加速落地――

对经济社会发展的支撑作用初步显现

用手机一扫包装上“区块链溯源”的二维码,商品的商家名称、原产地位置、产品特色等“身份”信息一目了然。区块链技术在防伪溯源上运用,是各地近年来主动创新技术应用场景的一个缩影。

随着区块链技术的不断成熟,区块链在防伪溯源、供应链管理、司法存证、政务数据共享、民生服务等场景中已经初露锋芒。各地政府已经意识到区块链的应用前景和对于经济社会发展的重要意义,更多的应用场景正在加速落地。

日前,雄安新区完成首笔“链上”数字人民币工资代发,今年新区春季造林项目建设者以“数字人民币”形式领到工资,这是全国首批“区块链+数字人民币”应用场景之一。当地金融部门相关负责人介绍:“数字人民币为人们提供了更多的支付选择,商户使用数字人民币结算,资金可实时到账,方便快捷,且没有手续费。”

政务服务方面,区块链技术已经在数字身份、电子存证、电子票据、工商注册等多个应用场景落地。2020年,区块链在北京政务服务领域已落地140个具体场景应用,平均减少材料40%,让不少场景实现“最多跑一次”;在深圳,区块链电子证照应用平台,已经整合了居民身份证等24类常用电子证照和100多项高频政务服务事项。记者了解到,在各地发布的“行动计划”中,“政务上链”成为区块链技术的主要应用场景之一。

“近两年,区块链产业确实在政策和资金的帮助下,实现了跨越式发展,各个领域应用百花齐放,区块链技术逐渐走进日常生活。”宇链科技创始人、CEO罗骁对记者表示,根据目前的经验来看,区块链技术应用在降本增效方面具有重要意义。“比如,基于区块链技术的软硬一体化智慧巡检产品,能够应用于后厨、消防、危废品等巡检,极大的帮助企业减轻管理成本,同时也能服务于监管部门。”

工信部相关负责人表示,当前,我国区块链技术应用和产业已经具备良好的发展基础,涌现了一批有代表性的区块链应用。区块链对我国经济社会发展的支撑作用初步显现。

把握机遇和挑战――

推动我国区块链产业取得新优势

当前,新一轮科技革命和产业变革进一步深化,全球主要国家都在加快布局区块链技术发展。我国拥有强大的内需市场和丰富的应用场景,在区块链领域拥有良好基础,特别是联盟链发展迅速,但仍面临行业应用有待深入、产业基础还需夯实、生态培育有待加强等挑战。

与此同时,核心技术亟待突破、融合应用尚不成熟、产业生态有待完善、人才储备明显短缺等问题和短板,也在掣肘着区块链产业的发展。

“当前区块链产业发展仍处在初期阶段。区块链技术本身仍然面临安全、可信、扩展性等问题。区块链受限于底层技术、场景和商业化等因素,导致目前还没有规模化落地。”何宝宏指出,推动产业健康有序发展,要加强对区块链技术的引导和规范,通过完善区块链标准体系建设,推广和普及区块链的技术应用。

《中国区块链应用发展研究报告(2020)》指出,我国区块链专业人才不足,也极大限制了区块链技术规范标准化进程及产业的快速发展。目前,国内高校正在积极推出区块链专业课程,弥补人才短板。据人民网区块链研究院不完全统计,全国已有包括清华大学、复旦大学、浙江大学、同济大学、西安电子科技大学等30多所高校推出了区块链课程。

《指导意见》中明确了应用牵引、创新驱动、生态培育、多方协同、安全有序的基本原则,统筹协调产学研用各方力量,聚力解决制约产业发展的关键问题,努力推动我国在区块链领域取得产业新优势。

深化行业应用,推动区块链融合应用,支撑行业数字化转型和产业高质量发展,加快应用创新,支撑公共服务透明化、平等化、精准化;夯实产业基础,重点从标准体系、技术平台、质量品牌、网络安全、知识产权等方面,协同提升产业基础能力;布局产业链,培育一批区块链名品、名企、名园,建设开源生态;培养产业人才,支持高校设置区块链专业课程,通过建设人才实训基地等方式,加强区块链职业技术教育……

“《指导意见》是对区块链产业未来规划的详细实现路径,符合当下实际数字经济愿景目标。”罗骁表示,当前各地政府都在争相获取行业头部企业,甚至一些地方通过招商引资等方式给出巨大优惠,吸引各地优秀企业入驻。文件明确了园区对于产业区块链发展的重要意义,同时也明确了未来产业发展集聚区的数量。

“未来10年区块链产业将处于最好的发展时期,同时也必将面临更为激烈的竞争和挑战。《指导意见》为区块链产业的发展提供了方向指导,将促进后续各地的细则出台与落地实施,为建设先进的区块链产业体系奠定基础。”广州智链未来科技有限公司总经理肖颖浩认为,随着《指导意见》的出台,未来三到五年越来越多的机构将进入到行业中,市场竞争会逐步加剧。对于区块链企业而言,一方面要做好技术研究和技术储备,另一方面也要紧跟市场需求,切实与产业需要相结合,快速找到成熟可复制的商业模式,才能在激烈竞争的产业环境下生存发展。

工信部相关负责人表示,出台《指导意见》,有助于进一步夯实我国区块链发展基础,加快技术应用规模化,建设具有世界先进水平的区块链产业生态体系,实现跨越发展。 

(责编:王震、吕骞)

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区块链技术未来的发展前景如何 - 知乎

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区块链技术发展与展望 - 知乎

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Nowadays, it is no exaggeration to say that blockchain has already become a new and independent research topic rather than a sub-topic under the concept of cryptocurrency. From the technical view, the blockchain technology is based on a collection of fundamental computing technologies, including advanced cryptography, distributed data storage, peer-to-peer networking, distributed consensus protocols and so on. Generally, the blockchain technology has created a shared distributed ledger which is able to provide great flexibilities and potential in resolving many important challenges in complex computing contexts with multiple parties involved. To name a few, key challenges include achieving mutual trust, privacy protection and data consistency in large-scale business application scenarios. From the practical perspective, such business applications have already covered a very wide range of real-world industry domains, such as financial business services, governance services, medical services, city construction services and so on. While the blockchain technology starts getting more and more adopted and applied in diverse types of industrial cases, the current design of blockchain is actually far from practically sufficient especially when it is dealing with critical domain challenges. More specifically, the key limitations of blockchain mainly come from poor system scalability, weak resilience to external security attacks and the lack of computing interfaces to regulatory processes. On the other hand, it is just the downside of the blockchain technology that motivates the further research on many related technologies. 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日,中本聪在密码朋克邮件组中发布了《比特币:一种点对点的电子现金系统》[1],由此开启了加密数字货币与区块链技术的兴起之路。作为加密数字货币的底层基础技术,区块链技术一度与其紧紧绑定在一起,应用在各类公链项目中。而后,随着对区块链技术价值的发掘,区块链技术逐渐发展成为独立的研究领域,二者开始逐渐被区分。区块链技术被视作为底层的分布式账本技术,加密数字货币则被视作该层技术之上的激励手段及其应用生态中的金融工具,在联盟链的应用领域中甚至可以不需要加密数字货币。区块链技术的主要特征包括完全分布式、透明、不可篡改和可追溯。完全分布式:区块链利用分布式存储和分布式网络的技术,使得区块链网络中没有中心化节点且账本数据分散存储在网络中的各个对等节点中;透明:除了被加密的私有信息外,分布式账本中的所有信息均可以通过接口查询,网络中的所有节点均可以对其进行查询与校验。不可篡改:除了允许信息更改的部分私有区块链之外,区块中的信息一旦被全网达成共识并记录在区块链中,就无法再被更改。可追溯:存储在区块链中的交易可以通过其链式结构进行来源去向的追查。这些特征对比传统中心化的技术架构体系在部分应用场景下有其特有的优越性,随着区块链技术的活力逐步彰显,越来越多的产业开始应用区块链技术。在金融领域,其被应用到支付清算、保险理赔、供应链金融等;在政务领域,被应用到数字身份、征信、司法存证、电子政务等;在医疗领域被应用到药品供应链、临床数据等;在城市建设领域被应用到交通运输、能源管理、公共建设等。同时,也有诸多国家颁布政策法令支持区块链技术的发展甚至将其与国家战略相关联。在早期的研究中,区块链的体系架构主要聚焦在数据结构与共识机制上 [2],还有一部分研究工作提出了完整区块链技术架构并做了充分的论述 [3-4],但对区块链技术发展过程中涌现的扩展技术着墨不多,因此本文在前人的基础上,结合近年来区块链技术的发展现状总结了区块链的五层基础技术架构,并在此基础上讨论了各项扩展技术的研究与应用进展。本文第 2 章提出了区块链 5 层基础架构,并对每个层次的原理与技术进行了探讨;第 3 章从 Layer0、Layer1、Layer2 及密码学与隐私计算的角度介绍了当前各项扩展技术的发展;第 4 章结合前文提出了区块链技术面临的挑战与研究趋势;第 5 章为结束语。2. 区块链基础架构基础架构区块链技术经过十多年的发展,基本形成了如图 1 所示的基础技术架构,自下而上分别是数据层、网络层、共识层、合约层以及应用层。数据、共识、网络是区块链分布式账本的核心内涵,可以合称为分布式账本层。其中,数据层的内涵主要包括数据结构、数据模型及数据存储;网络层负责组网、传输与校验;共识层通过共识算法协调分布式环境中的协作节点达成共识;合约层包含了智能合约编写和执行的环境;应用层则运行着基于区块链技术的各种应用。针对区块链的基础技术架构,也有研究人员提出过不同的分层架构方案 [3-4] 。第一个不同之处体现在层次排列次序不同,区块链的共识层、网络层与数据层在技术实现上并无严格的次序依赖关系,其三者可被统一视作为“分布式账本层”,因此不同的排布方式不影响技术架构的内涵。第二个不同体现在是否将“激励层”纳入架构中,由于激励层的讨论内容更偏向经济模型而不是技术模型的设计,同时激励层在不同的区块链类型中并不普适存在,因而不被纳入到本文的基础技术架构中。在该种架构下,应用层通过合约层的提供的智能合约工具构建各类区块链应用,合约层依赖分布式账本层完成分布式网络下的共识达成、数据传播与存储。数据层区块链的数据层以分布式的方式存放着记录交易的区块。在业界实际的应用中,不同区块链的数据结构、数据模型及数据存储各有异同。数据结构就数据结构而言,区块链以区块为单位进行组织。区块包含区块头和区块体两部分,典型的区块结构如图 2 所示。区块头中存放的数据为支持区块链运行的功能型数据,其数据域没有通用的标准,但通常会包含前块哈希、默克尔根及时间戳信息。前块哈希本质上是指向父区块的指针,将区块链接起来;默克尔根是区块体中的默克尔树树根的值;时间戳记录了区块的产出时间可用于存证。不同的区块链还会包含不同的与其数据组织机制和共识机制紧密关联的数据域。如比特币区块头中还包含版本、难度目标及一个与工作量证明算法关联的随机数等;以太坊的实现机制更为复杂,区块头中还包含了布隆过滤器、手续费 gas 上限、叔块哈希等更多的信息。区块体中通常最主要包含的是交易数据的信息,交易数据通常利用默克尔树 [5-7] 进行组织,以增加数据的篡改成本并实现数据的快速比对与存在校验。默克尔树中每一个节点都是哈希值,因而也被称作哈希树。为了提升树的性能,以太坊提出了结合默克尔树与前缀树 [8-9] 的 MPT (Merkle Patricia Trie)树 [10] 用于存储其交易、收据以及状态数据。现今主流的区块链结构为链式结构,如图 3 所示,区块与区块之间由前序哈希连接。当链上产生分叉时,选取最长链作为主链。但近年也出现了以有向无环图(DAG)[11] 作为组织形式的区块链项目 [12-14]。数据模型区块链技术中的数据模型主要分为两种,交易模型和账户模型。交易模型侧重于记录交易的过程,即交易的来源于去向,以比特币、Corda[15] 等为代表的 UTXO 模型,这种模型天然契合区块链的链式结构,可以快速追踪和验证交易,但扩展性不强。账户模型侧重于记录账户的状态,即交易的结果,以以太坊、Hyperledger Fabric[16] 等为代表,这种模型灵活性更强,能支持更为复杂的业务处理逻辑。数据存储区块链的数据存储主要包括区块数据的存储和索引、状态等信息的存储。对于区块数据的存储,部分区块链选择了文本文件存储的方式,如比特币、Hyperledger Fabric,也有以以太坊为代表的一些区块链将区块数据储在数据库中。索引和状态信息一般都被存储在 KV 型数据库中以实现快速检索,典型的 KV 数据库包括 LevelDB 等。区块链中的每一个节点都可以作为存储完整的区块链账本、索引、状态等数据的全节点,达不到全节点存储资源要求的节点也可以选择做存储部分数据的轻节点。网络层网络层的职责是组网、数据传播与数据校验。组网在组网方面,与传统的 C/S、B/S 架构使用的中心化网络不同,区块链中使用点对点网络 (P2P Network),该种网络中每一个节点均是对等节点,均可以提供服务和获取服务。该种网络下不会因为中心节点的处理能力不足而形成性能瓶颈,网络中少部分节点的下线或者故障不会导致网络瘫痪或数据遗失。特别地,在区块链的网络中,每一个节点均可以承担路由、传播、验证及引入新节点的职责。在应用实践中,各项目的组网思路基本一致,以太坊的组网模式是基于 P2P 网络的核心协议 Kademlia[17] 协议做了适应性的改动。数据传播由于区块链中的每个节点均只与相邻节点建立网络连接,故在数据传播时每个节点均只向相邻节点广播。核心的传播步骤是,当某个节点产生了新区块,会将区块数据添加到本地链上并传输给临近节点;临近节点接收数据并校验通过后会存储到本地链并进一步传播,如果未通过校验则中止传播;如此循环直至区块数据同步到全网达成共识,或被废弃。经典的数据传播协议如 Gossip[18] 等也被应用到一些区块链的实践中。数据校验数据校验的主要是为了保证区块数据的合法性。校验内容会在不同的区块链中有所不同,主要会包含对共识证明、数字签名、数据结构、数据长度等的校验。比特币为例,其校验中包含工作量证明、Merkle 根、区块大小、交易数据结构及合法性等。共识层一致性问题是分布式系统面临的共性问题,共识机制是实现一致性的手段。传统的分布式系统本质上还是利用分布式技术的中心化系统,因此处理核心功能的节点接受统一的决策指令,共识问题也弱化成在节点诚实的基础假设上解决一致性的问题,只需要满足崩溃容错(Crash Fault Tolerance,CFT)共识协议即可,Paxos[19]、Raft 等就是这类协议。但在区块链这种完全分布式的场景中,决策权高度分散在好坏难辨的网络节点上,网络中的节点可能返回任意类型的结果,包括恶意的结果。因此,需要应用支持拜占庭容错(Byzantine Fault Tolerance,BFT)的共识协议,保证在网络内部分节点故障或作恶的情况下,整个网络仍能正常、一致地运行。这种共识协议主要分为两大类,概率性的 PoX (Proof of X)类和确定性的 BFT 类。主流的共识机制对比如表 1 所示,本文将主要讨论 PoX 和 BFT 类共识。说明:表中 PoW 为 proof of work,PoS 为 proof of stake,DPoS 为 delegated PoS, PoA 为 proof of activity,PoB 为 proof of burn,PoSV 为 proof of stake velocity,PoC 为 proof of capacity。敌手模型表示相应共识协议能够承受的最大恶意节点数量,其中 n 代表区块链网络的节点总数。特别的,Paxos 和 Raft 共识协议不支持拜占庭恶意节点容错,其敌手模型代表能够承受的最大宕机节点数量。来源:火链科技研究院整理PoX 类共识PoX (Proof of X)类共识需要节点提供某种证明,才能以一定概率获得记账权,常被应用在公链中。最经典的 PoW,即工作量证明,与比特币一同诞生,通过暴力求解 SHA256 问题提供工作量证明,最先求解的节点获得记账权,多个节点获得记账权的情况下,经过时间的推移,处于最长链上的区块的矿工是最终的记账者。PoW 机制在比特币上运行十多年没有出现过致命的问题足见其健壮性,但过高的资源浪费和过低的效率催生了新的共识机制。另一类主流的共识机制为 PoS,即权益证明,节点通过消耗币龄提供权益证明。PoS 认为在网络中投入通证数量越多持有时间越长的节点越值得信赖,因此有越大的概率成为出块者。在纯粹的 PoS 中,可以依据 Follow-the-Satoshi 等算法选择出块节点。PoS 发展过程中也出现过各种变种,如 DPoS、PoSV、Pow+PoS 等。PoS 共识下,出快速度更快,也解决了 PoW 资源浪费的问题,但其自身也存在强者恒强及一些安全性问题。随着区块链技术的发展,除了上述两类主流的共识机制外,还涌现出许多其他 PoX 类的共识机制,如 PoA、PoB、PoSV、PoC 等。BFT 类共识BFT (Byzantine Fault Tolerance,拜占庭容错)类共识是对拜占庭问题经典解决方案的延续。不同于 PoX 类共识,BFT 类共识通常是先达成共识,再记账,记账节点的认定也不再是基于概率的。最早,Lamport 等在 1982 年提出拜占庭问题 [20],通过虚构描述拜占庭帝国的将军们打仗时如何让忠诚的将军在叛徒将军的扰乱下仍能就作战计划达成一致的问题,来提出如何在网络通信可靠但节点不可靠的情况下达成共识的问题。Lamport 等人提出了两种协议作为解决方案,但都存在时间复杂度过高、扩展性不强的问题。直到 1999 年,Castro 和 Liskov 提出了实用拜占庭容错 PBFT[21] 算法,将 BFT 的时间复杂度降低至多项式级别才真正能在工业界广泛使用。自拜占庭问题被提出以来学术界和业界提出了各种解决方案,近年也出现了很多针对区块链的 BFT 的优化算法及 BFT 与 PoX 类共识的混合算法。如 Pass 和 Shi 提出的 PoW+BFT[22] 共识、应用在 Cosmos[24] 的 PoS+BFT 共识 Tendermint[25] 等。合约层数据层、网络层与共识层构建了区块链的底层技术,形成了分布式账本。合约层建立在分布式账本之上,该层包含了各类脚本、算法形成智能合约,为区块链提供了高度可编程性和可操作性。智能合约的思想最早由 Nick Szabo[26] 于上世纪 90 年代提出,是一种执行合约条款的计算机交易协议,但由于没有相契合的运用场景,没有引起广泛的关注。区块链技术的发展推动了完全分布式交易的发展,为智能合约的落地打开了局面。智能合约本质上就是一段预定义规则的代码,这种代码从技术视角看与传统技术行业的 IF-ELSE 逻辑的代码并没有本质区别,真正带来变化的是它运行在透明、不可篡改、完全分布式的区块链上而产生的“信任”带来了价值。智能合约与区块链结合的雏形诞生在比特币上。比特币采用基于逆波兰表示法的堆栈执行语言来实现 UTXO 的锁定脚本与实现脚本,包括 P2PKH (Pay-to-Public-Key-Hash)、P2PK (Pay-to-Public-Key)、P2SH (Pay-to-Script-Hash)、MS (Multi-Signature)和 OP_Retuen 等脚本分别实现不同的功能。使用该种脚本方式的多为早期使用 UTXO 模型的区块链项目及部分基于有向无环图(DAG)的项目。由于脚本方式的智能合约通常图灵不完备,表达性有限,于是催生了多个方向上的探索。其中最有代表性的是以容器方式实现的 Hyperledger Fabric、以虚拟机方式实现的以太坊。容器方式在实现上比虚拟机方式更轻量级也更加灵活,但是这种轻量级和灵活是以容器中的智能合约和应用的实现更重,为代价的。目前最主流的实现方式还是虚拟机方式。相比较而言,这种方式提供了较为健全的基础设施,封装了底层环境的虚拟机和基于该虚拟机的高级编程语言,为在区块链上进行智能合约的开发提供了很大的便利性。如以太坊实现了一个图灵完备的虚拟机,并提供了用于编写智能合约的高级编程语言 Solidity。该语言编写的智能合约编译成字节码之后可以部署在以太坊的区块链网络上,应用可以调用部署好的合约实现各种功能。应用层区块链的应用层与传统技术架构中的应用层类似,主要是封装一系列场景和应用。在以容器方式和虚拟机方式承载的智能合约诞生之前,区块链的应用十分有限,主要集中在数字货币上。智能合约的发展为应用层的丰富带来了福音。现今,区块链技术已经应用到金融、医疗、政务、商务、公益等各个领域,且都已经有了落地的案例,为提升各行业的效率引入了新的手段。3. 扩展技术数据、网络、共识、合约、应用构建了区块链技术的基础架构。但是随着应用生态的发展,基础的技术架构在效率、扩展性、隐私性等方面都产生了瓶颈。因而催生了各种 Layer0、Layer1、Layer2 及其他方面的扩展技术。Layer0 扩展区块链的 Layer0 层的扩展主要集中在数据传输上,通过优化区块链和传统网络结合的问题来实现扩展。相比 Layer1 和 Layer2 层的扩展,该层的扩展对区块链技术架构的侵入性较小。目前,Layer0 层的扩展方案主要集中在构建中继网络,提升数据传输的速度上。其思路类似于传统网络中的 CDN (Content Delivery Network)技术,通过构建虚拟网络,部署边缘服务器,优化网络中的负载和内容分发。Layer0 层中的中继网络通过在网络中部署一些中心化的中继节点,在中继节点或者中继节点构建的中继网络上做数据传输的优化,包括路由方式、传播方式、压缩技术等。目前,康奈尔大学和西北大学的研究人员提出的 Bloxroute[27] 与 Marlin Labs 提出的 Marlin[28] 是该方向上探索最多的项目。Layer1 扩展Layer1 层的扩展指对区块链基础架构中分布式账本层,即数据层、网络层、共识层的技术扩展,其核心在于对区块链技术自身的改造与扩展,以提升区块链的性能。数据层最直接的扩展方式为扩展区块大小,比特币的区块大小上限为 1M,该限制成为制约比特币系统吞吐量的重要因素。扩展区块大小以实现性能提升最典型项目为比特现金(BCH)。但这种扩展方式也会带来对账本存储的挑战。还有一种通过改变区块结构的变相扩容手段,隔离见证(SegWit,Segregated Witness)。该种方法将脚本签名从区块中拿出,使区块有更多空间用于容纳交易数据。但这种方式对吞吐量的提升很有限。除了对区块做扩展外,也有技术对区块链经典的链式结构做出了挑战。链式的存储结构导致网络中区块只能串行产生,无法并发处理交易数据。2015 年开始,兴起了不同于链式结构的数据组织方式——有向无环图(DAG),舍弃了区块和链式结构的概念,以交易为单位做处理,支持异步并发。典型的基于 DAG 数据结构项目包括 Byteball[12]、IOTA[13]、Hashgraph[14] 等。值得注意的是,类似 DAG 这种扩展技术往往也伴随着网络层和共识层机制的变化,并不仅限于数据层。网络层典型的网络层扩展技术为分片(Sharding)。分片是传统数据库行业中的水平扩容技术,引入到区块链中,通过将一个区块链网络分割成多个较小的片区,每个片区独立处理该片区的交易,以提升整个网络的吞吐量。分片的内涵包括了网络分片、交易分片、计算分片和状态分片,各种分片都是以网络分片为基础的,并且实现难度逐级递增。在提升性能的同时,分片技术带来的片区之间的通信消耗及单个片区被作恶者控制的隐患等也为该方案的应用带来了挑战。典型的应用了分片技术的项目包括 Ziliqa[29] 等。共识层共识层的扩展主要是通过提出各种新的共识协议提升区块链的运行效率,该部分在 2.4 中已经做了较为详尽的阐述,此处不再赘述。Layer2 扩展Layer2 层的扩展指的是链下的扩展方案,其主要的思想是在主链之外进行技术改进,将最终结果同步到主链上。该层的扩展方案目前主要分为状态通道、侧链、跨链等。状态通道状态通道是指在链下建立专属通道进行通信或交易,仅将最终的结果同步到主链上。这种方式便于将高频小额类交易移至链下进行,间接地提升了区块链系统的吞吐量,并降低了主链的存储量。但该种技术目前也还面临着节点中心化、易遭受流动性攻击以及其本身的扩展性等问题。主要的项目包括基于比特币的闪电网络 [30]、基于以太坊的雷电网络 [31] 及 Celer Network[32] 等。侧链相比于状态通道,侧链之于主链的独立性又进了一步,直接建立了新的链。该项技术由比特币的核心贡献者于 2014 年提出 [33]。通过侧链,使用双向锚定技术,在不影响主链的情况下进行协议升级或引入新型服务。其具体的实现模式可分为单一托管模式、联盟模式、SPV 模式、驱动链模式、混合模式等。比较典型的应用项目有 Liquid 、Rootstock、BTC Relay、Lisk、Plasma 等。跨链跨链技术可以使两个独立的账本实现资产、数据等的互操作。其核心要解决的问题是,如何实现互不信任的区块链账本的互通。其主要的实现模式包括公证人模式、侧链 / 中继、分布式私钥控制、哈希锁定及混合技术等。经典的跨链项目包括 Cosmos[24]、Polkadot[34]、Wanchain、Fusion 等。其他扩展区块链是一门建立在加密技术之上的技术,其基础架构中的各层都有加密技术的应用。因而,除了围绕数据传输、链上、链下的各种扩展方案外,围绕加密及隐私计算相等关问题也有不少扩展技术,如同态加密、安全多方计算、零知识证明、环签名、群签名、混币等技术,这些技术均期望达到在不泄露参与各方隐私、不依赖可信第三方的前提下,安全地完成计算或交易等。4. 挑战与趋势挑战区块链技术未来发展的关键挑战主要来源于以下几个维度:系统安全、数据隐私、监管、扩展性、跨链协议、链下信息及存储。系统安全:从软件系统角度来看,区块链技术包含了不同层次上的软件载体,如:客户端软件、智能合约、分布式应用、共识算法、虚拟机、网络通信模块等等。由于程序代码缺陷的不可避免性,区块链软件也同样面临着巨大的系统安全风险。例如,2016 年以太坊智能合发生的 The DAO 攻击,来源于相关合约代码中的“重入漏洞”,而这一攻击也造成了超过 5000 万美元的财产损失。宏观上来说,因为区块链技术的应用场景往往直接与各类数字资产关联,任何系统漏洞被利用攻击都有可能造成无法挽回的财产损失和市场秩序混乱。数据隐私:大量区块链的应用场景都有重要的数据隐私保护需求。例如,区块链供应链金融应用中,交易订单信息只能在与交易相关的有限企业内共享,否则会引发商业机密的泄露以及不公平交易的现象。然而,当前主流区块链技术为了保证数据、交易的可信,利用分布式账本技术在网络内进行了数据、计算的重复验证,因而提高了保护数据隐私的难度。监管:区块链技术的现有架构,有限程度上保证了部分监管合规性,如利用智能合约实现检测异常交易等监管逻辑。然而,在更广义的现实场景下的监管需求,目前难以得到有效支撑。如何高效的保证区块链交易、数据符合法律法规、行业规范、风控模型等特定监管规则,是区块链实现大规模落地应用的另一大挑战。扩展性:随着区块链逐渐走向主流应用场景,大规模计算需求所带来的扩展性瓶颈将越来越显著。大量网络节点同步、海量交易都将成为区块链提高扩展性并成为新一代信息基础设施的关键障碍。跨链协议:区块链技术的发展很有可能在应用生态上衍生出“一个行业一条链,多链共存”的情形。如何保证不同链之间的信息高效、可信流转和互通,是打通多个区块链及上层应用的关键问题。链下信息:数据在链上、链下分治的情形在区块链应用中很普遍。然而,很多应用场景需要获取相应的链下信息并完成计算任务。这种情况下,区块链技术对链下信息的可信、一致性提出了较大挑战。存储:由于区块链技术的一大设计原则是账本数据无法删除,使得账本数据不断膨胀。同时,由于区块链的安全可信相当程度上就建立在众多网络节点对账本的冗余备份之上,这愈发加重了数据存储上的挑战,让如何有效进行区块链数据分布式的存储和管理成为了重要的技术问题。技术研究趋势基于区块链技术的发展现状,对未来技术研究趋势上的判断总结如下。区块链编程语言设计:目前区块链的开发生命周期中基本采用了主流编程语言,如 C++、Go 等。未来,一个技术研究趋势是,如何进一步强化区块链技术的开发支持,包括设计新的编程语言、开发已有语言的区块链 SDK 等,从而在软件开发的生命周期中降低区块链开发的复杂度、提高开发效率。在智能合约方面,当前主流开发语言包括 Solidity、C++、JavaScript 等,这些语言在安全性、隐私性角度的支撑都相对较弱。因此,正如 Facebook 在 Libra 项目中提出的 Move 语言一样,未来新的安全智能合约语言将会是一大研究重点。此外,智能合约语言是否需要做到图灵完备也会成为重要的讨论点。领域性强的非图灵完备语言同样是可能的研究趋势之一。密码学实用化方案:当前大量的密码学技术被应用在区块链技术架构的实践探索中,用以增强区块链的隐私保护能力,如同态加密、混淆电路、门限签名、零知识证明、安全多方计算等。这些技术在算法层次提供了强大的机密性以及平台通用性,然而在实践中,通常会引入很大的开销。因此,这一问题上的未来技术研究热点可能是如何基于密码学技术,提出实用化的实践方案。区块链性能优化:作为当前区块链大规模应用的主要瓶颈之一,性能优化在下一阶段仍将成为关键的技术研究点。具体而言,区块链未来可能的性能提升点包括:高性能区块链架构设计、应用导向的高效共识协议及优化、可并行的交易处理引擎、网络通信加速技术等。分布式存储:针对当前区块链数据膨胀难以管理、查询能力较弱的问题,未来的相关研究方向将重点面向分布式存储技术展开。FISCO-BCOS[36] 区块链提出的 AMDB 可以认为是这一方向上的初步尝试。如何保证分布式存储的数据一致、完整、可信,并且与现有区块链架构有机结合都是重要的技术研究点。监管科技和合规协议:区块链应用与数字资产的强相关性,意味着监管、合规必将成为区块链技术的核心要点。如何在区块链中内嵌对于反洗钱、反恐怖主义融资等通用监管需求,如何构建标准化的数据合规协议,保障区块链技术在主流场景中得以应用,将成为重中之重。5. 总结与展望区块链技术自 2008 年以来经过十多年的发展,逐渐走入了更多人的视野,融入到了各行各业的产业建设中,今年国家也首次将区块链技术纳入了新基建的范畴。在区块链技术发展的如火如荼的当下,本文系统性地梳理了区块链技术的基础架构、扩展技术、挑战与趋势,以总结区块链技术的发展现状,并期望为未来的进一步相关研究工作带来启发。参考文献[1] Nakamoto S. 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2022年区块链十大发展趋势 - 知乎

2022年区块链十大发展趋势 - 知乎切换模式写文章登录/注册2022年区块链十大发展趋势链建科技​已认证账号美国权威科技网站Business Insider总结了2022年区块链的十大趋势,一起来看看未来区块链有什么发展趋势。1、新的第三代和第四代区块链解决方案我们将观察到的第一个趋势是旨在消除速度和可扩展性挑战的新第三代和第四代解决方案的开发加速。Aion、Cardano 和 EOS 等第三代区块链平台引入了分片等技术来解决扩展问题,以降低成本和交易速度。这些平台也增强了区块链的分布式应用能力。还有第四代区块链旨在解决先前的挑战,并以易于消费的方式实现信任,加速业务网络的形成、运营和重新配置。这些低成本且高度可扩展的平台旨在进行务实的权衡,例如认识到并非所有交易都是使用可变共识机制创建的平等。有趣的第四代区块链平台,如 Insolar 和 Aergo,正在通过面向业务的接口,隐藏底层区块链技术的复杂性,使业务网络更容易使用。2、走向更多的区块链标准化和互操作性我们将在 2022年看到的另一个趋势是加速创建标准和互操作性的可能性。这些应该使多个区块链能够进行通信。区块链和分布式账本网络的数量正在稳步增长。大多数区块链网络都在孤立的生态系统上运行,因为它们试图解决一组独特的需求。随着越来越多的人继续关注新兴技术及其功能,将这些新链互连已成为必要。标准是任何开发技术成功的重要关键,区块链也不例外。在技术开发的正确时间制定正确的标准,可以确保互操作性、产生信任并有助于确保技术的易用性。通过这种方式,他们支持其发展并创造了大规模采用的途径。区块链的快速发展将催生许多不同种类的链。一种越来越明显的技术是跨链技术,这是一种新兴技术,旨在允许在不同的区块链网络之间传输价值和信息。这项技术正日益成为讨论的热门话题,被视为增强区块链之间互操作性的最终解决方案。3、区块链即服务 (BaaS) 解决方案众所周知,BaaS 已成为越来越多商业公司采用的一种方式。公司之间对区块链即服务 (BaaS) 的需求正在稳步增长,并将在 2022 年持续增长。这个领域包括微软、亚马逊和谷歌等。BaaS 帮助其客户利用解决方案构建基于云的主机,并使他们能够在区块链及其应用程序上运行相关功能,而无需克服技术困难或运营开销,也无需投资更多的基础设施开发。BaaS 运营商帮助客户专注于他们的核心工作和区块链功能。4、对区块链和加密技能的巨大需求2022 年将看到对区块链和加密技能的更大需求。区块链行业的增长潜力以及区块链在各个行业的主导地位日益增强,这是对这些技能的需求增加的重要原因。区块链技术对企业在成本效率和性能改进方面的承诺以及加密市场的蓬勃发展直接转化为对区块链专业人士的需求增加。LinkedIn 的一份报告将区块链列为 2021 年及以后最受欢迎的技能之一。因此,企业需要具备技能的区块链专业人士来帮助他们利用大部分区块链技术来推动其业务目标。5、区块链-IOT-G5 整合2021年,我们经历了区块链与其他技术(如大数据和人工智能等)集成的增长趋势。企业也越来越关注将区块链用于物联网或物联网应用。物联网市场正在急剧增长,预计在2022年,由于最近 5G 网络的采用而加速增长。然而,当今5G物联网市场的预期潜力受到极其分散的物联网生态系统的限制。区块链技术似乎是应对各种 5G 物联网挑战的最合适和最有效的方式。由于区块链的自动加密和不可变性质,它可能有助于解决安全性和可扩展性方面的许多问题。预计 2022 年将听到更多该领域的试点项目和初始用例。6、区块链和元宇宙Metaverse中的区块链应用是2022年的另一个顶级区块链趋势。Metaverse是以前著名的Facebook的新兴领域,在那里将有区块链、增强现实、虚拟现实等新技术的“沉浸式”体验。如果没有区块链技术,Metaverse 将是不完整,因为一切都将存储在中心化网络中。区块链将使新一波社交网络的到来成为可能,这些网络可能比现有的 Facebook、Instagram、Twitter 和 YouTube 等现有网络更大甚至更好,这些网络现在是社交媒体这个词的同义词。预计2022年的区块链将使用NFT等在Metaverse上运行多个平台。因此,像NFT这样的数字资产将定义元宇宙的所有权,而加密货币将为新的数字经济提供动力。7、区块链和政府政府也开始进入区块链市场。区块链为政府以更有效的方式组织流程和处理信息提供了新方法。在过去几年中,一些国家的政府一直在试验将这种新技术应用于各种功能和服务,包括土地登记、教育认证、医疗保健、采购、食品供应链和身份管理。迄今为止,阻碍各国政府进一步使用区块链的因素是信任。世界银行为此提出了“三层”设计和实施框架,以防止该技术与其预期应用之间存在潜在故障。他们的框架包括社交层、数据层和技术层。社会层构成了人类行为者和社会方面,例如激励和动机等。数据层是账本本身,它在可用性、安全性、真实性和可靠性方面提供了什么。技术层包括 DLT 协议、数据存储和共识机制等。8、NFTNFT市场在2021年的显著增长预计将在2022年继续。随着几乎所有事物都变得数字化,越来越需要复制物理项目的属性,例如更具独特性、所有权证明和稀缺性。之前描述的Metaverse概念将为创新的NFT用例带来大量新机会。各种新用例,包括游戏、音乐、票务、社交媒体上的帖子等,正在进入NFT市场,被各种好处和可以产生的利润所吸引。但这个市场面临的风险和挑战将要求监管干预。这提高了拥有不可替代代币的国际监管机构以更好地监管和合法化的重要性。结果可能会产生重大影响,并将对NTF的未来产生决定性影响。然而,这将如何进行仍然不确定。9、产业区块链将高速发展由于虚拟货币的导致的市场过热和混乱,各国政府对于区块链如何发展应用一直持相当怀疑和审慎的态度,但这种情况正在改变,这一切,正是由于产业区块链的发展。在中国,政府用积极的态度和一定程度的规范来使区块链在产业上有成功的应用。领先于各国率先推进应用的数字货币是中国成功推动区块链应用的典范,在另一方面,处于变革中的中国房地产产业也受益于区块链,根植于房地产业的瀚兰区块链地产,其推出的兰房链平台,已经在充满经济活力的中国大湾区房地产项目上获得应用。此外,区块链在金融、物流、版权等产业也正被雄心勃勃的创业公司们推进着,这一切将极大的推动区块链在整个产业中高速发展。10、监管政策正逐渐明朗区块链带来全球经济的新一轮数字化变革,将极大的挑战现有的监管体系,而我们在包括在中国、美国乃至全球的监管体系中,都看到政府对于这一新兴技术的大规模运用持有的保留审慎的态度。但在2021年的经历之后,政府对于区块链的监管将逐渐明朗,这种政策的方向性改变来源于政府对于区块链潜力和实力的认可,更多的是区块链已经带来的积极改变提升了政府大规模应用的决心,而有明确可依的监管措施也正在制定中,将有可能在新的一年出现。编辑于 2022-02-12 15:12区块链(Blockchain)​赞同 2​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请

区块链如何跨越未来10年--经济・科技--人民网

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区块链如何跨越未来10年

人民网记者 王震

2021年07月05日08:45 | 来源:人民网

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“十四五”时期,随着全球数字化进程的深入推进,区块链产业竞争将更加激烈。

作为新兴数字产业之一,区块链在产业变革中发挥着重要作用。近年来,区块链技术和产业在全球范围内快速发展,应用已延伸到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域,展现出广阔的应用前景。

日前,工信部、网信办印发《关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见》(以下简称《指导意见》),进一步明确了区块链行业未来10年的发展目标――到2025年,我国区块链产业综合实力达到世界先进水平,产业初具规模;到2030年,我国区块链产业综合实力持续提升,产业规模进一步壮大。

“《指导意见》的发布说明我国区块链发展的顶层设计已基本完成,对行业的整体发展有着重要的指导意义。”中国信息通信研究院云计算与大数据研究所所长何宝宏接受人民网记者采访时表示,随着相关政策的大力扶持、技术的不断优化、应用的持续拓展和治理的逐渐完善,区块链将迎来新的发展机遇期。

多地出台“行动计划”――

聚焦场景、企业、产业集聚区、人才等

近年来,我国区块链发展不断提速,各地陆续出台相关发展计划,以支持区块链技术创新、应用场景扩展和产业融合发展。

据不完全统计,自2020年以来,已有北京、河北、江苏、浙江、湖南、广东、海南、贵州、广西、云南等10个省级行政区出台区块链专项发展政策(见下表)。此外,还有宁波、福州、泉州、长沙、成都、青岛等多个城市也出台了相关政策文件。

2020年以来各省区市区块链专项发展政策汇总。制表:邓理天(实习)

《指导意见》围绕区块链应用场景、企业培育、产业集聚区、人才队伍等提出了2025年短期目标,包括:区块链应用渗透到经济社会多个领域,在产品溯源、数据流通、供应链管理等领域培育一批知名产品;培育3-5家具有国际竞争力的骨干企业和一批创新引领型企业;打造3-5个区块链产业发展集聚区;形成支撑产业发展的专业人才队伍等。

从目前各地的政策文件来看,多地都提出了相应的目标或举措。如在培育企业方面,浙江计划培育15家以上国内区块链领军企业;河北明确区块链相关领域领军企业和龙头企业要达到20家;湖南将推动3万家企业上链。在产业集聚区方面,贵州计划打造2至3个区块链产业基地;江苏计划3个省级区块链产业发展集聚区;北京提出重点在海淀区、朝阳区、通州区等建设各具特色和优势的区块链产业创新发展基地。在人才方面,江苏计划建设10个区块链人才实训基地;广西提出到2025年培育引进中高级人才1000名以上……

业内人士认为,当前区块链产业发展迎来“政策红利期”,未来产业发展和技术应用落地有望提速。

应用场景加速落地――

对经济社会发展的支撑作用初步显现

用手机一扫包装上“区块链溯源”的二维码,商品的商家名称、原产地位置、产品特色等“身份”信息一目了然。区块链技术在防伪溯源上运用,是各地近年来主动创新技术应用场景的一个缩影。

随着区块链技术的不断成熟,区块链在防伪溯源、供应链管理、司法存证、政务数据共享、民生服务等场景中已经初露锋芒。各地政府已经意识到区块链的应用前景和对于经济社会发展的重要意义,更多的应用场景正在加速落地。

日前,雄安新区完成首笔“链上”数字人民币工资代发,今年新区春季造林项目建设者以“数字人民币”形式领到工资,这是全国首批“区块链+数字人民币”应用场景之一。当地金融部门相关负责人介绍:“数字人民币为人们提供了更多的支付选择,商户使用数字人民币结算,资金可实时到账,方便快捷,且没有手续费。”

政务服务方面,区块链技术已经在数字身份、电子存证、电子票据、工商注册等多个应用场景落地。2020年,区块链在北京政务服务领域已落地140个具体场景应用,平均减少材料40%,让不少场景实现“最多跑一次”;在深圳,区块链电子证照应用平台,已经整合了居民身份证等24类常用电子证照和100多项高频政务服务事项。记者了解到,在各地发布的“行动计划”中,“政务上链”成为区块链技术的主要应用场景之一。

“近两年,区块链产业确实在政策和资金的帮助下,实现了跨越式发展,各个领域应用百花齐放,区块链技术逐渐走进日常生活。”宇链科技创始人、CEO罗骁对记者表示,根据目前的经验来看,区块链技术应用在降本增效方面具有重要意义。“比如,基于区块链技术的软硬一体化智慧巡检产品,能够应用于后厨、消防、危废品等巡检,极大的帮助企业减轻管理成本,同时也能服务于监管部门。”

工信部相关负责人表示,当前,我国区块链技术应用和产业已经具备良好的发展基础,涌现了一批有代表性的区块链应用。区块链对我国经济社会发展的支撑作用初步显现。

把握机遇和挑战――

推动我国区块链产业取得新优势

当前,新一轮科技革命和产业变革进一步深化,全球主要国家都在加快布局区块链技术发展。我国拥有强大的内需市场和丰富的应用场景,在区块链领域拥有良好基础,特别是联盟链发展迅速,但仍面临行业应用有待深入、产业基础还需夯实、生态培育有待加强等挑战。

与此同时,核心技术亟待突破、融合应用尚不成熟、产业生态有待完善、人才储备明显短缺等问题和短板,也在掣肘着区块链产业的发展。

“当前区块链产业发展仍处在初期阶段。区块链技术本身仍然面临安全、可信、扩展性等问题。区块链受限于底层技术、场景和商业化等因素,导致目前还没有规模化落地。”何宝宏指出,推动产业健康有序发展,要加强对区块链技术的引导和规范,通过完善区块链标准体系建设,推广和普及区块链的技术应用。

《中国区块链应用发展研究报告(2020)》指出,我国区块链专业人才不足,也极大限制了区块链技术规范标准化进程及产业的快速发展。目前,国内高校正在积极推出区块链专业课程,弥补人才短板。据人民网区块链研究院不完全统计,全国已有包括清华大学、复旦大学、浙江大学、同济大学、西安电子科技大学等30多所高校推出了区块链课程。

《指导意见》中明确了应用牵引、创新驱动、生态培育、多方协同、安全有序的基本原则,统筹协调产学研用各方力量,聚力解决制约产业发展的关键问题,努力推动我国在区块链领域取得产业新优势。

深化行业应用,推动区块链融合应用,支撑行业数字化转型和产业高质量发展,加快应用创新,支撑公共服务透明化、平等化、精准化;夯实产业基础,重点从标准体系、技术平台、质量品牌、网络安全、知识产权等方面,协同提升产业基础能力;布局产业链,培育一批区块链名品、名企、名园,建设开源生态;培养产业人才,支持高校设置区块链专业课程,通过建设人才实训基地等方式,加强区块链职业技术教育……

“《指导意见》是对区块链产业未来规划的详细实现路径,符合当下实际数字经济愿景目标。”罗骁表示,当前各地政府都在争相获取行业头部企业,甚至一些地方通过招商引资等方式给出巨大优惠,吸引各地优秀企业入驻。文件明确了园区对于产业区块链发展的重要意义,同时也明确了未来产业发展集聚区的数量。

“未来10年区块链产业将处于最好的发展时期,同时也必将面临更为激烈的竞争和挑战。《指导意见》为区块链产业的发展提供了方向指导,将促进后续各地的细则出台与落地实施,为建设先进的区块链产业体系奠定基础。”广州智链未来科技有限公司总经理肖颖浩认为,随着《指导意见》的出台,未来三到五年越来越多的机构将进入到行业中,市场竞争会逐步加剧。对于区块链企业而言,一方面要做好技术研究和技术储备,另一方面也要紧跟市场需求,切实与产业需要相结合,快速找到成熟可复制的商业模式,才能在激烈竞争的产业环境下生存发展。

工信部相关负责人表示,出台《指导意见》,有助于进一步夯实我国区块链发展基础,加快技术应用规模化,建设具有世界先进水平的区块链产业生态体系,实现跨越发展。 

(责编:王震、吕骞)

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区块链技术发展与展望 - 知乎

区块链技术发展与展望 - 知乎切换模式写文章登录/注册区块链技术发展与展望Huochain Research打造最专业的区块链研究机构摘 要:当前火热的区块链技术和比特币在 2008 年相伴而生,但近些年随着各界对其研究与应用不断深入,区块链技术已经开始独立于加密数字货币,发展成为一门新的研究领域。区块链技术利用密码学原理、分布式数据存储技术、点对点网络及共识机制构建的分布式账本为解决多方合作过程中的信任、隐私、数据差异等问题带来了破局的契机。诸多产业领域如金融、政务、医疗、城市建设等均开始将区块链技术应用到实际建设中。但随着区块链应用与产业落地的推广,区块链技术也遇到了诸如扩展性、安全性、监管难等方面的挑战,催生了各界围绕区块链技术的各个方面及相关的密码学技术不断进行创新研究或引入新技术进行补充。为此,本文结合当前学界及产业界的研究及应用情况,总结了区块链技术的五层基础体系架构,即数据层、网络层、共识层、合约层及应用层,并介绍了该架构中各个层次的原理与技术。在此基础上,我们进一步介绍了针对区块链与传统网络结合、区块链技术自身以及相关密码学技术的各种典型的扩展技术,并讨论这些技术对区块链技术带来的影响。最后,结合区块链技术当前的发展现状,文章分析了其在应用与研究领域仍然面临的挑战及其未来的研究方向,以期望为未来的研究工作带来启发与借鉴。关键词:区块链;分布式;点对点网络;共识机制;智能合约Abstract:The blockchain or distributed ledger technology, which has been gaining an increasing level of popularity in the past 10 years, was introduced for the first time back in 2008 when the famous Bitcoin cryptocurrency was initiated. In recent years, blockchain has been undergoing a rapid growth in both academia and industry domains. 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日,中本聪在密码朋克邮件组中发布了《比特币:一种点对点的电子现金系统》[1],由此开启了加密数字货币与区块链技术的兴起之路。作为加密数字货币的底层基础技术,区块链技术一度与其紧紧绑定在一起,应用在各类公链项目中。而后,随着对区块链技术价值的发掘,区块链技术逐渐发展成为独立的研究领域,二者开始逐渐被区分。区块链技术被视作为底层的分布式账本技术,加密数字货币则被视作该层技术之上的激励手段及其应用生态中的金融工具,在联盟链的应用领域中甚至可以不需要加密数字货币。区块链技术的主要特征包括完全分布式、透明、不可篡改和可追溯。完全分布式:区块链利用分布式存储和分布式网络的技术,使得区块链网络中没有中心化节点且账本数据分散存储在网络中的各个对等节点中;透明:除了被加密的私有信息外,分布式账本中的所有信息均可以通过接口查询,网络中的所有节点均可以对其进行查询与校验。不可篡改:除了允许信息更改的部分私有区块链之外,区块中的信息一旦被全网达成共识并记录在区块链中,就无法再被更改。可追溯:存储在区块链中的交易可以通过其链式结构进行来源去向的追查。这些特征对比传统中心化的技术架构体系在部分应用场景下有其特有的优越性,随着区块链技术的活力逐步彰显,越来越多的产业开始应用区块链技术。在金融领域,其被应用到支付清算、保险理赔、供应链金融等;在政务领域,被应用到数字身份、征信、司法存证、电子政务等;在医疗领域被应用到药品供应链、临床数据等;在城市建设领域被应用到交通运输、能源管理、公共建设等。同时,也有诸多国家颁布政策法令支持区块链技术的发展甚至将其与国家战略相关联。在早期的研究中,区块链的体系架构主要聚焦在数据结构与共识机制上 [2],还有一部分研究工作提出了完整区块链技术架构并做了充分的论述 [3-4],但对区块链技术发展过程中涌现的扩展技术着墨不多,因此本文在前人的基础上,结合近年来区块链技术的发展现状总结了区块链的五层基础技术架构,并在此基础上讨论了各项扩展技术的研究与应用进展。本文第 2 章提出了区块链 5 层基础架构,并对每个层次的原理与技术进行了探讨;第 3 章从 Layer0、Layer1、Layer2 及密码学与隐私计算的角度介绍了当前各项扩展技术的发展;第 4 章结合前文提出了区块链技术面临的挑战与研究趋势;第 5 章为结束语。2. 区块链基础架构基础架构区块链技术经过十多年的发展,基本形成了如图 1 所示的基础技术架构,自下而上分别是数据层、网络层、共识层、合约层以及应用层。数据、共识、网络是区块链分布式账本的核心内涵,可以合称为分布式账本层。其中,数据层的内涵主要包括数据结构、数据模型及数据存储;网络层负责组网、传输与校验;共识层通过共识算法协调分布式环境中的协作节点达成共识;合约层包含了智能合约编写和执行的环境;应用层则运行着基于区块链技术的各种应用。针对区块链的基础技术架构,也有研究人员提出过不同的分层架构方案 [3-4] 。第一个不同之处体现在层次排列次序不同,区块链的共识层、网络层与数据层在技术实现上并无严格的次序依赖关系,其三者可被统一视作为“分布式账本层”,因此不同的排布方式不影响技术架构的内涵。第二个不同体现在是否将“激励层”纳入架构中,由于激励层的讨论内容更偏向经济模型而不是技术模型的设计,同时激励层在不同的区块链类型中并不普适存在,因而不被纳入到本文的基础技术架构中。在该种架构下,应用层通过合约层的提供的智能合约工具构建各类区块链应用,合约层依赖分布式账本层完成分布式网络下的共识达成、数据传播与存储。数据层区块链的数据层以分布式的方式存放着记录交易的区块。在业界实际的应用中,不同区块链的数据结构、数据模型及数据存储各有异同。数据结构就数据结构而言,区块链以区块为单位进行组织。区块包含区块头和区块体两部分,典型的区块结构如图 2 所示。区块头中存放的数据为支持区块链运行的功能型数据,其数据域没有通用的标准,但通常会包含前块哈希、默克尔根及时间戳信息。前块哈希本质上是指向父区块的指针,将区块链接起来;默克尔根是区块体中的默克尔树树根的值;时间戳记录了区块的产出时间可用于存证。不同的区块链还会包含不同的与其数据组织机制和共识机制紧密关联的数据域。如比特币区块头中还包含版本、难度目标及一个与工作量证明算法关联的随机数等;以太坊的实现机制更为复杂,区块头中还包含了布隆过滤器、手续费 gas 上限、叔块哈希等更多的信息。区块体中通常最主要包含的是交易数据的信息,交易数据通常利用默克尔树 [5-7] 进行组织,以增加数据的篡改成本并实现数据的快速比对与存在校验。默克尔树中每一个节点都是哈希值,因而也被称作哈希树。为了提升树的性能,以太坊提出了结合默克尔树与前缀树 [8-9] 的 MPT (Merkle Patricia Trie)树 [10] 用于存储其交易、收据以及状态数据。现今主流的区块链结构为链式结构,如图 3 所示,区块与区块之间由前序哈希连接。当链上产生分叉时,选取最长链作为主链。但近年也出现了以有向无环图(DAG)[11] 作为组织形式的区块链项目 [12-14]。数据模型区块链技术中的数据模型主要分为两种,交易模型和账户模型。交易模型侧重于记录交易的过程,即交易的来源于去向,以比特币、Corda[15] 等为代表的 UTXO 模型,这种模型天然契合区块链的链式结构,可以快速追踪和验证交易,但扩展性不强。账户模型侧重于记录账户的状态,即交易的结果,以以太坊、Hyperledger Fabric[16] 等为代表,这种模型灵活性更强,能支持更为复杂的业务处理逻辑。数据存储区块链的数据存储主要包括区块数据的存储和索引、状态等信息的存储。对于区块数据的存储,部分区块链选择了文本文件存储的方式,如比特币、Hyperledger Fabric,也有以以太坊为代表的一些区块链将区块数据储在数据库中。索引和状态信息一般都被存储在 KV 型数据库中以实现快速检索,典型的 KV 数据库包括 LevelDB 等。区块链中的每一个节点都可以作为存储完整的区块链账本、索引、状态等数据的全节点,达不到全节点存储资源要求的节点也可以选择做存储部分数据的轻节点。网络层网络层的职责是组网、数据传播与数据校验。组网在组网方面,与传统的 C/S、B/S 架构使用的中心化网络不同,区块链中使用点对点网络 (P2P Network),该种网络中每一个节点均是对等节点,均可以提供服务和获取服务。该种网络下不会因为中心节点的处理能力不足而形成性能瓶颈,网络中少部分节点的下线或者故障不会导致网络瘫痪或数据遗失。特别地,在区块链的网络中,每一个节点均可以承担路由、传播、验证及引入新节点的职责。在应用实践中,各项目的组网思路基本一致,以太坊的组网模式是基于 P2P 网络的核心协议 Kademlia[17] 协议做了适应性的改动。数据传播由于区块链中的每个节点均只与相邻节点建立网络连接,故在数据传播时每个节点均只向相邻节点广播。核心的传播步骤是,当某个节点产生了新区块,会将区块数据添加到本地链上并传输给临近节点;临近节点接收数据并校验通过后会存储到本地链并进一步传播,如果未通过校验则中止传播;如此循环直至区块数据同步到全网达成共识,或被废弃。经典的数据传播协议如 Gossip[18] 等也被应用到一些区块链的实践中。数据校验数据校验的主要是为了保证区块数据的合法性。校验内容会在不同的区块链中有所不同,主要会包含对共识证明、数字签名、数据结构、数据长度等的校验。比特币为例,其校验中包含工作量证明、Merkle 根、区块大小、交易数据结构及合法性等。共识层一致性问题是分布式系统面临的共性问题,共识机制是实现一致性的手段。传统的分布式系统本质上还是利用分布式技术的中心化系统,因此处理核心功能的节点接受统一的决策指令,共识问题也弱化成在节点诚实的基础假设上解决一致性的问题,只需要满足崩溃容错(Crash Fault Tolerance,CFT)共识协议即可,Paxos[19]、Raft 等就是这类协议。但在区块链这种完全分布式的场景中,决策权高度分散在好坏难辨的网络节点上,网络中的节点可能返回任意类型的结果,包括恶意的结果。因此,需要应用支持拜占庭容错(Byzantine Fault Tolerance,BFT)的共识协议,保证在网络内部分节点故障或作恶的情况下,整个网络仍能正常、一致地运行。这种共识协议主要分为两大类,概率性的 PoX (Proof of X)类和确定性的 BFT 类。主流的共识机制对比如表 1 所示,本文将主要讨论 PoX 和 BFT 类共识。说明:表中 PoW 为 proof of work,PoS 为 proof of stake,DPoS 为 delegated PoS, PoA 为 proof of activity,PoB 为 proof of burn,PoSV 为 proof of stake velocity,PoC 为 proof of capacity。敌手模型表示相应共识协议能够承受的最大恶意节点数量,其中 n 代表区块链网络的节点总数。特别的,Paxos 和 Raft 共识协议不支持拜占庭恶意节点容错,其敌手模型代表能够承受的最大宕机节点数量。来源:火链科技研究院整理PoX 类共识PoX (Proof of X)类共识需要节点提供某种证明,才能以一定概率获得记账权,常被应用在公链中。最经典的 PoW,即工作量证明,与比特币一同诞生,通过暴力求解 SHA256 问题提供工作量证明,最先求解的节点获得记账权,多个节点获得记账权的情况下,经过时间的推移,处于最长链上的区块的矿工是最终的记账者。PoW 机制在比特币上运行十多年没有出现过致命的问题足见其健壮性,但过高的资源浪费和过低的效率催生了新的共识机制。另一类主流的共识机制为 PoS,即权益证明,节点通过消耗币龄提供权益证明。PoS 认为在网络中投入通证数量越多持有时间越长的节点越值得信赖,因此有越大的概率成为出块者。在纯粹的 PoS 中,可以依据 Follow-the-Satoshi 等算法选择出块节点。PoS 发展过程中也出现过各种变种,如 DPoS、PoSV、Pow+PoS 等。PoS 共识下,出快速度更快,也解决了 PoW 资源浪费的问题,但其自身也存在强者恒强及一些安全性问题。随着区块链技术的发展,除了上述两类主流的共识机制外,还涌现出许多其他 PoX 类的共识机制,如 PoA、PoB、PoSV、PoC 等。BFT 类共识BFT (Byzantine Fault Tolerance,拜占庭容错)类共识是对拜占庭问题经典解决方案的延续。不同于 PoX 类共识,BFT 类共识通常是先达成共识,再记账,记账节点的认定也不再是基于概率的。最早,Lamport 等在 1982 年提出拜占庭问题 [20],通过虚构描述拜占庭帝国的将军们打仗时如何让忠诚的将军在叛徒将军的扰乱下仍能就作战计划达成一致的问题,来提出如何在网络通信可靠但节点不可靠的情况下达成共识的问题。Lamport 等人提出了两种协议作为解决方案,但都存在时间复杂度过高、扩展性不强的问题。直到 1999 年,Castro 和 Liskov 提出了实用拜占庭容错 PBFT[21] 算法,将 BFT 的时间复杂度降低至多项式级别才真正能在工业界广泛使用。自拜占庭问题被提出以来学术界和业界提出了各种解决方案,近年也出现了很多针对区块链的 BFT 的优化算法及 BFT 与 PoX 类共识的混合算法。如 Pass 和 Shi 提出的 PoW+BFT[22] 共识、应用在 Cosmos[24] 的 PoS+BFT 共识 Tendermint[25] 等。合约层数据层、网络层与共识层构建了区块链的底层技术,形成了分布式账本。合约层建立在分布式账本之上,该层包含了各类脚本、算法形成智能合约,为区块链提供了高度可编程性和可操作性。智能合约的思想最早由 Nick Szabo[26] 于上世纪 90 年代提出,是一种执行合约条款的计算机交易协议,但由于没有相契合的运用场景,没有引起广泛的关注。区块链技术的发展推动了完全分布式交易的发展,为智能合约的落地打开了局面。智能合约本质上就是一段预定义规则的代码,这种代码从技术视角看与传统技术行业的 IF-ELSE 逻辑的代码并没有本质区别,真正带来变化的是它运行在透明、不可篡改、完全分布式的区块链上而产生的“信任”带来了价值。智能合约与区块链结合的雏形诞生在比特币上。比特币采用基于逆波兰表示法的堆栈执行语言来实现 UTXO 的锁定脚本与实现脚本,包括 P2PKH (Pay-to-Public-Key-Hash)、P2PK (Pay-to-Public-Key)、P2SH (Pay-to-Script-Hash)、MS (Multi-Signature)和 OP_Retuen 等脚本分别实现不同的功能。使用该种脚本方式的多为早期使用 UTXO 模型的区块链项目及部分基于有向无环图(DAG)的项目。由于脚本方式的智能合约通常图灵不完备,表达性有限,于是催生了多个方向上的探索。其中最有代表性的是以容器方式实现的 Hyperledger Fabric、以虚拟机方式实现的以太坊。容器方式在实现上比虚拟机方式更轻量级也更加灵活,但是这种轻量级和灵活是以容器中的智能合约和应用的实现更重,为代价的。目前最主流的实现方式还是虚拟机方式。相比较而言,这种方式提供了较为健全的基础设施,封装了底层环境的虚拟机和基于该虚拟机的高级编程语言,为在区块链上进行智能合约的开发提供了很大的便利性。如以太坊实现了一个图灵完备的虚拟机,并提供了用于编写智能合约的高级编程语言 Solidity。该语言编写的智能合约编译成字节码之后可以部署在以太坊的区块链网络上,应用可以调用部署好的合约实现各种功能。应用层区块链的应用层与传统技术架构中的应用层类似,主要是封装一系列场景和应用。在以容器方式和虚拟机方式承载的智能合约诞生之前,区块链的应用十分有限,主要集中在数字货币上。智能合约的发展为应用层的丰富带来了福音。现今,区块链技术已经应用到金融、医疗、政务、商务、公益等各个领域,且都已经有了落地的案例,为提升各行业的效率引入了新的手段。3. 扩展技术数据、网络、共识、合约、应用构建了区块链技术的基础架构。但是随着应用生态的发展,基础的技术架构在效率、扩展性、隐私性等方面都产生了瓶颈。因而催生了各种 Layer0、Layer1、Layer2 及其他方面的扩展技术。Layer0 扩展区块链的 Layer0 层的扩展主要集中在数据传输上,通过优化区块链和传统网络结合的问题来实现扩展。相比 Layer1 和 Layer2 层的扩展,该层的扩展对区块链技术架构的侵入性较小。目前,Layer0 层的扩展方案主要集中在构建中继网络,提升数据传输的速度上。其思路类似于传统网络中的 CDN (Content Delivery Network)技术,通过构建虚拟网络,部署边缘服务器,优化网络中的负载和内容分发。Layer0 层中的中继网络通过在网络中部署一些中心化的中继节点,在中继节点或者中继节点构建的中继网络上做数据传输的优化,包括路由方式、传播方式、压缩技术等。目前,康奈尔大学和西北大学的研究人员提出的 Bloxroute[27] 与 Marlin Labs 提出的 Marlin[28] 是该方向上探索最多的项目。Layer1 扩展Layer1 层的扩展指对区块链基础架构中分布式账本层,即数据层、网络层、共识层的技术扩展,其核心在于对区块链技术自身的改造与扩展,以提升区块链的性能。数据层最直接的扩展方式为扩展区块大小,比特币的区块大小上限为 1M,该限制成为制约比特币系统吞吐量的重要因素。扩展区块大小以实现性能提升最典型项目为比特现金(BCH)。但这种扩展方式也会带来对账本存储的挑战。还有一种通过改变区块结构的变相扩容手段,隔离见证(SegWit,Segregated Witness)。该种方法将脚本签名从区块中拿出,使区块有更多空间用于容纳交易数据。但这种方式对吞吐量的提升很有限。除了对区块做扩展外,也有技术对区块链经典的链式结构做出了挑战。链式的存储结构导致网络中区块只能串行产生,无法并发处理交易数据。2015 年开始,兴起了不同于链式结构的数据组织方式——有向无环图(DAG),舍弃了区块和链式结构的概念,以交易为单位做处理,支持异步并发。典型的基于 DAG 数据结构项目包括 Byteball[12]、IOTA[13]、Hashgraph[14] 等。值得注意的是,类似 DAG 这种扩展技术往往也伴随着网络层和共识层机制的变化,并不仅限于数据层。网络层典型的网络层扩展技术为分片(Sharding)。分片是传统数据库行业中的水平扩容技术,引入到区块链中,通过将一个区块链网络分割成多个较小的片区,每个片区独立处理该片区的交易,以提升整个网络的吞吐量。分片的内涵包括了网络分片、交易分片、计算分片和状态分片,各种分片都是以网络分片为基础的,并且实现难度逐级递增。在提升性能的同时,分片技术带来的片区之间的通信消耗及单个片区被作恶者控制的隐患等也为该方案的应用带来了挑战。典型的应用了分片技术的项目包括 Ziliqa[29] 等。共识层共识层的扩展主要是通过提出各种新的共识协议提升区块链的运行效率,该部分在 2.4 中已经做了较为详尽的阐述,此处不再赘述。Layer2 扩展Layer2 层的扩展指的是链下的扩展方案,其主要的思想是在主链之外进行技术改进,将最终结果同步到主链上。该层的扩展方案目前主要分为状态通道、侧链、跨链等。状态通道状态通道是指在链下建立专属通道进行通信或交易,仅将最终的结果同步到主链上。这种方式便于将高频小额类交易移至链下进行,间接地提升了区块链系统的吞吐量,并降低了主链的存储量。但该种技术目前也还面临着节点中心化、易遭受流动性攻击以及其本身的扩展性等问题。主要的项目包括基于比特币的闪电网络 [30]、基于以太坊的雷电网络 [31] 及 Celer Network[32] 等。侧链相比于状态通道,侧链之于主链的独立性又进了一步,直接建立了新的链。该项技术由比特币的核心贡献者于 2014 年提出 [33]。通过侧链,使用双向锚定技术,在不影响主链的情况下进行协议升级或引入新型服务。其具体的实现模式可分为单一托管模式、联盟模式、SPV 模式、驱动链模式、混合模式等。比较典型的应用项目有 Liquid 、Rootstock、BTC Relay、Lisk、Plasma 等。跨链跨链技术可以使两个独立的账本实现资产、数据等的互操作。其核心要解决的问题是,如何实现互不信任的区块链账本的互通。其主要的实现模式包括公证人模式、侧链 / 中继、分布式私钥控制、哈希锁定及混合技术等。经典的跨链项目包括 Cosmos[24]、Polkadot[34]、Wanchain、Fusion 等。其他扩展区块链是一门建立在加密技术之上的技术,其基础架构中的各层都有加密技术的应用。因而,除了围绕数据传输、链上、链下的各种扩展方案外,围绕加密及隐私计算相等关问题也有不少扩展技术,如同态加密、安全多方计算、零知识证明、环签名、群签名、混币等技术,这些技术均期望达到在不泄露参与各方隐私、不依赖可信第三方的前提下,安全地完成计算或交易等。4. 挑战与趋势挑战区块链技术未来发展的关键挑战主要来源于以下几个维度:系统安全、数据隐私、监管、扩展性、跨链协议、链下信息及存储。系统安全:从软件系统角度来看,区块链技术包含了不同层次上的软件载体,如:客户端软件、智能合约、分布式应用、共识算法、虚拟机、网络通信模块等等。由于程序代码缺陷的不可避免性,区块链软件也同样面临着巨大的系统安全风险。例如,2016 年以太坊智能合发生的 The DAO 攻击,来源于相关合约代码中的“重入漏洞”,而这一攻击也造成了超过 5000 万美元的财产损失。宏观上来说,因为区块链技术的应用场景往往直接与各类数字资产关联,任何系统漏洞被利用攻击都有可能造成无法挽回的财产损失和市场秩序混乱。数据隐私:大量区块链的应用场景都有重要的数据隐私保护需求。例如,区块链供应链金融应用中,交易订单信息只能在与交易相关的有限企业内共享,否则会引发商业机密的泄露以及不公平交易的现象。然而,当前主流区块链技术为了保证数据、交易的可信,利用分布式账本技术在网络内进行了数据、计算的重复验证,因而提高了保护数据隐私的难度。监管:区块链技术的现有架构,有限程度上保证了部分监管合规性,如利用智能合约实现检测异常交易等监管逻辑。然而,在更广义的现实场景下的监管需求,目前难以得到有效支撑。如何高效的保证区块链交易、数据符合法律法规、行业规范、风控模型等特定监管规则,是区块链实现大规模落地应用的另一大挑战。扩展性:随着区块链逐渐走向主流应用场景,大规模计算需求所带来的扩展性瓶颈将越来越显著。大量网络节点同步、海量交易都将成为区块链提高扩展性并成为新一代信息基础设施的关键障碍。跨链协议:区块链技术的发展很有可能在应用生态上衍生出“一个行业一条链,多链共存”的情形。如何保证不同链之间的信息高效、可信流转和互通,是打通多个区块链及上层应用的关键问题。链下信息:数据在链上、链下分治的情形在区块链应用中很普遍。然而,很多应用场景需要获取相应的链下信息并完成计算任务。这种情况下,区块链技术对链下信息的可信、一致性提出了较大挑战。存储:由于区块链技术的一大设计原则是账本数据无法删除,使得账本数据不断膨胀。同时,由于区块链的安全可信相当程度上就建立在众多网络节点对账本的冗余备份之上,这愈发加重了数据存储上的挑战,让如何有效进行区块链数据分布式的存储和管理成为了重要的技术问题。技术研究趋势基于区块链技术的发展现状,对未来技术研究趋势上的判断总结如下。区块链编程语言设计:目前区块链的开发生命周期中基本采用了主流编程语言,如 C++、Go 等。未来,一个技术研究趋势是,如何进一步强化区块链技术的开发支持,包括设计新的编程语言、开发已有语言的区块链 SDK 等,从而在软件开发的生命周期中降低区块链开发的复杂度、提高开发效率。在智能合约方面,当前主流开发语言包括 Solidity、C++、JavaScript 等,这些语言在安全性、隐私性角度的支撑都相对较弱。因此,正如 Facebook 在 Libra 项目中提出的 Move 语言一样,未来新的安全智能合约语言将会是一大研究重点。此外,智能合约语言是否需要做到图灵完备也会成为重要的讨论点。领域性强的非图灵完备语言同样是可能的研究趋势之一。密码学实用化方案:当前大量的密码学技术被应用在区块链技术架构的实践探索中,用以增强区块链的隐私保护能力,如同态加密、混淆电路、门限签名、零知识证明、安全多方计算等。这些技术在算法层次提供了强大的机密性以及平台通用性,然而在实践中,通常会引入很大的开销。因此,这一问题上的未来技术研究热点可能是如何基于密码学技术,提出实用化的实践方案。区块链性能优化:作为当前区块链大规模应用的主要瓶颈之一,性能优化在下一阶段仍将成为关键的技术研究点。具体而言,区块链未来可能的性能提升点包括:高性能区块链架构设计、应用导向的高效共识协议及优化、可并行的交易处理引擎、网络通信加速技术等。分布式存储:针对当前区块链数据膨胀难以管理、查询能力较弱的问题,未来的相关研究方向将重点面向分布式存储技术展开。FISCO-BCOS[36] 区块链提出的 AMDB 可以认为是这一方向上的初步尝试。如何保证分布式存储的数据一致、完整、可信,并且与现有区块链架构有机结合都是重要的技术研究点。监管科技和合规协议:区块链应用与数字资产的强相关性,意味着监管、合规必将成为区块链技术的核心要点。如何在区块链中内嵌对于反洗钱、反恐怖主义融资等通用监管需求,如何构建标准化的数据合规协议,保障区块链技术在主流场景中得以应用,将成为重中之重。5. 总结与展望区块链技术自 2008 年以来经过十多年的发展,逐渐走入了更多人的视野,融入到了各行各业的产业建设中,今年国家也首次将区块链技术纳入了新基建的范畴。在区块链技术发展的如火如荼的当下,本文系统性地梳理了区块链技术的基础架构、扩展技术、挑战与趋势,以总结区块链技术的发展现状,并期望为未来的进一步相关研究工作带来启发。参考文献[1] Nakamoto S. 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期待超级应用时代:未来3年区块链发展有十大趋势_元宇宙观察_澎湃新闻-The Paper

应用时代:未来3年区块链发展有十大趋势_元宇宙观察_澎湃新闻-The Paper下载客户端登录无障碍+1期待超级应用时代:未来3年区块链发展有十大趋势毕良寰/欧科云链研究院首席研究员2023-03-03 08:55来源:澎湃新闻 ∙ 元宇宙观察 >字号·去中心化金融将不会和传统金融各自设防,双方的边界将逐步打通,或利用合成资产等方式进行融合。·越来越多的政府将不满足于小范围政务效率提升的试水,从提升效率再到打破数据孤岛、组链联网外,数字身份、数字资产以及围绕这两者的区块链平台方面也会吸引更多政府机构的目光。从区块链技术随着比特币走进众人的视野至今,短短十几年时间,这项技术演变成了虚拟资产、数字藏品、元宇宙、Web 3.0等一个又一个令人兴奋的新引擎。除了技术与应用不断发展,资本也为之躁动。2022年初,红杉资本宣布推出5至6亿美元的Web 3.0投资基金。作为该基金的主要推动人,Michelle Bailhe称红杉资本正专注于投资下一个科技时代。1602年于荷兰阿姆斯特丹成立的世界首家股票交易所距今已400多年,经历了岁月洗礼后,如今证券行业已成为公司扩大融资的重要渠道。同样,区块链技术对于人类生活的改造和影响也会经历长期的积累和不断进化,最后将会发展成为下一个浪潮。目前,区块链行业已进入早期采用阶段,Blockdata数据显示, 2022年区块链及加密行业的融资额达到299亿美元,是5年前的10倍以上。随着资本的助推,我们正对即将到来的区块链超级应用翘首以盼,并期望它们能像Web 2.0时代的腾讯、阿里巴巴、亚马逊等公司一样,成为Web 3.0领域的巨头。本文将回溯区块链技术发展史的重要节点,并沿着历史轨迹寻找区块链应用未来发展的十大方向。商业应用:始于信任,超越金融1997年诺贝尔经济学奖获得者Robert Merton曾认为,金融技术既不能取代信任,也不能创造信任。信任包含值得信任和能力胜任两个维度。而区块链技术被称为信任的机器,天生具备金融行业属性。信任作为社会中交易或交换关系的基础,其重要程度不言而喻,而第一个大规模应用也始于此——试图解决金融第三方信任问题。2008年底,比特币概念横空出世,把区块链技术带入到公众的眼中。“这种新的电子货币系统,完全点对点的形式,而且无须受信第三方介入。” 这是区块链技术的第一个应用。这一切发端于第三方中介带来的信任问题,而随着区块链技术应用的不断发展,其用途必将超越金融。趋势一:TradFi与DeFi的融合共生不过,比特币的定位存在天生的局限性。于是,定位为通用平台的以太坊带着智能合约腾空出世,旨在让所有开发者都可以在上面建构属于自己的区块链延伸应用程式。这也成就了以太坊上目前最大的应用场景之一:去中心化金融(DeFi)。这与作为第三方中介提供信任的传统金融截然不同。从原生虚拟资产AMM机制到如今可以将TradFi(传统金融)连接到DeFi的合规平台,去中心化金融的不断创新也引起了各国政府的关注,例如新加坡金管局于2022年11月3日执行了机构级DeFi协议的第一个真实世界用例,参与方包括摩根大通、星展银行和SBI数字资产控股公司,他们利用AAVE协议完成了外汇和政府债券交易。经过几年的发展,DeFi的应用场景日渐丰富,数据也见证了DeFi的增长轨迹。2023年,DeFi上总资产规模达到286亿美元(截至2023年1月29日),短短两个月内增长22.5%。同期纳斯达克指数增长11.03%。去中心化金融作为第一大应用场景,未来的发展仍然不可估量,随着各国纷纷试水去中心化金融应用,以及搭建虚拟资产监管框架,未来,去中心化金融将不会和传统金融各自设防,双方的边界将逐步打通,或利用合成资产等方式进行融合。2022年的CeFi(中心化金融)黑天鹅事件增强了用户的风险意识,更多用户开始转向包括去中心化金融在内的多样平台,随着更多资产的流入,去中心化金融的资产总规模有望快速增加。趋势二:NFT上升至企业战略除了去中心化金融这个从区块链最根本特性发展起来的应用场景外,NFT(非同质化通证)成为了各公司推进商业模式升级的载体。在实际场景中,NFT并未局限于特定的数字资产形式,其应用范围非常宽泛,可以是你能想象到的任何形式,比如图片、音乐、视频、线上收藏品,甚至一段文字。2021年3月,NFT数字艺术品《每一天:最初的5000天》在佳士得拍卖会上以6934.6万美元的天文数字成交,引爆了全球热度。2021年Ezek联合周杰伦名下潮牌PHANTACi发行NFT项目Phanta Bear,开售约40分钟即宣告售罄。企业与NFT最契合之处即NFT可承载品牌价值,并打造出圈效应。耐克、阿迪达斯、Tiffany、星巴克等众多知名品牌都推出了自己的NFT战略,并已初步盈利。其中,耐克的成绩最为亮眼,其NFT收入在各品牌中排名第一,截至目前,Nike NFT总收入1.86亿美元,是第二名Dolce & Gabbana的近8倍。主要品牌旗舰NFT项目启动情况。来源:Messari不过,使用NFT赋予品牌价值打造出圈效应,也不能忽视自身品牌形象以及整个项目的运营设计。例如,保时捷于2023年1月23日发行的首个NFT系列便于开售首日跌破发行价。除了围绕自家产品发行承载品牌价值的NFT数字商品外,一些公司也将NFT用作了会员工具。例如星巴克为自家品牌NFT赋予了一系列会员权益:线上咖啡制作教学、艺术家联名商品,以及前往哥斯达黎加的“Starbucks Hacienda Alsacia”咖啡农场旅行等。尽管2022年的NFT市场热度不及2021年,但这并不影响行业巨头在NFT之路上进行探索。亚马逊预计将在2023年春季推出NFT计划。该公司2022年底推出的纪录片《NFTMe》已经展现了其对NFT的开放态度。据我们观察,NFT工具的旅程将经历三个阶段:从经营核心IP上升到品牌企业战略,再到深入元宇宙。未来,除了早期布局的企业逐步盈利外,也会有更多企业利用NFT为品牌赋予价值。在信息过载的现代社会,企业将利用NFT增进品牌粘性,打造出圈效应,寻求新的增长点。趋势三:元宇宙入口硬件持续升级人们希望去中心化金融能通过创新应用解决一些现有的金融痛点,而不同于此,对于以区块链为底层技术的元宇宙,人们则期望它创造出一个全新需求,或者一个全新的世界。我们所设想的元宇宙其实是严重依赖硬件设施的。花旗银行预估,元宇宙的内容流环境需要将计算效率提高到当今水平的1000倍以上。计算、储存、网络基础设施、消费性硬件和游戏开发平台等领域都需要大举投资。元宇宙的崛起除了对硬件有更高要求外,网络、算力也有巨大的提升空间。虚拟现实、增强现实以及作为统称的混合现实将是元宇宙的“入口”,元宇宙概念的大热也助推上述领域一年比一年成熟,这也支撑用户的沉浸式体验不断升级。根据研究机构Statista的数据,2024年全球AR(增强现实)和VR(虚拟现实)市场规模预计将达到728亿美元。智能手机已经改变了我们的生活方式,如今,科技公司正在对元宇宙相关硬件进行升级,“未来,如果没有增强现实,你的生活将被打乱,正如今天,如果没有互联网,我们将不知道如何成长?”苹果CEO蒂姆·库克曾如此表达他的兴奋之情。此外,在2022年Meta发布VR头显之际,马克·扎克伯曾预计该设备将改变人们的工作方式。2023年,联想集团发布了Chronos动捕设备加码元宇宙,这是一个超过3公斤的灰色盒子。Project Chronos被称为元宇宙“传送门”,无需通过可穿戴设备便可完成实时动作捕捉,并同步至虚拟人物身上,实现全沉浸的虚拟现实。作为元宇宙入口的硬件及技术不断升级,“轻量级”甚至“隐形化”发展已经成为未来的发展共识,这也将助推元宇宙迈向更宏大的叙事。趋势四:区块链应用带来新商业模式几十年后,二维码、文字沟通的线上世界也可能变成打字机式的“老古董”。Gartner预测,到2026年,将有25%的人每天至少在元宇宙里花一个小时时间从事各种各样的活动。根据Global Data,2030年元宇宙市场规模有望达到9964.2亿美元。目前广为人知的元宇宙,比如游戏《堡垒之夜》、Sandbox和Decentraland虚拟平台,更多涉足游戏和娱乐领域。可口可乐、路易威登和苏富比在Decentraland上都有业务。不过,这些只是元宇宙的“初级”游戏。我们更看好借用元宇宙去打造新的商业模式的企业,而不仅仅局限于游戏、娱乐行业或者线上办公,这才是“终极游戏”。在电商方面,传统电商平台流量红利褪去之后,商家思维开始向私域流量运营转变。而元宇宙虚拟平台可以撬动Web 3.0的流量,而与元宇宙相结合的商业模式也可以提高私域流量的用户粘性。例如沃尔玛为抓住下一代用户的目光,在Roblox推出了Walmart Land,将虚拟产品与“卖货”模式相结合,还推出了三种体验:电动岛、风格之家和电音节,用这些新的体验来承载其品牌价值,实现线上线下品牌价值协调统一,并期望不断探索未来线上线下全渠道卖货的购物体验。或许将元宇宙作为工具而非最终目标,更有利于探索未来的商业增长。趋势五:小众赛道的机遇除了DeFi、NFT、元宇宙这些主流赛道外,区块链技术的应用发展自然离不开开发工具与信息服务工具。在区块链技术应用领域,大家往往更关注承载游戏、资产发行与交易、供应链效率提升等主要赛道的平台,但与此同时,一些区块链技术的小众赛道也在抢跑。Rootdata数据显示,该领域获投项目共有53笔,主要集中在种子轮阶段。有关链上数据&分析的细分赛道投融资最活跃,共融资36笔,占该领域总融资金额的36.73%,其中超1亿美元融资的项目有区块链数据分析公司Chainalysis(1.7亿美元)、加密资产软件公司Lukka(1.1亿美元)等。一些科技企业基于链上数据提供不同服务。图片来源:欧科云链研究院区块链技术离不开链上数据。关于两者间的联系,欧科云链副总裁、欧科云链控股执行董事张超是这样形容的:“如果将下一代互联网Web 3.0看作一个人,那区块链技术就是连接所有器官的血管,链上数据就是流动在血管里的血液,为全身细胞带去所需的物质和能量。”此外,除了链上数据赛道,还有其他工具类型,例如2022年的行业乱象催生出了对虚拟资产审计公司的新需求,资本已开始大举布局。“工欲善其事,必先利其器”,这也是开发工具与信息服务工具等小众赛道的真正价值,小众赛道充满增长潜力,今日小众或成就未来的大方向。趋势六:区块链技术应用更为“绿色”经历了野蛮成长期后,快速发展伴随的问题也逐渐受到业界的关注。再生金融(ReFi)作为一个新生叙事也应运而生,机构对此的解读各有不同,但总体而言,它主张应对气候变化、支持环境保护和生物多样性,以及创建更加公平和可持续的金融体系。这与主流风险资本越来越多地接受环境、社会和治理(ESG)指标并推出以可持续发展为重点的基金如出一辙。2022年9月,世界经济论坛启动了加密可持续联盟,专注于对ReFi的加速采用。马斯克也创立了X Prize基金,目前也在进军ReFi。不仅如此,Cosmos、Polygon、Near等许多L1和L2区块链都明确表示会促进以及支持低碳绿色经济。现如今,ReFi赛道已有多个应用。Regen Network专注于帮助企业在链上购买、交易和回收碳信用额度。此外还有2023年年初上线的多款ReFi游戏,旨在用游戏的方式激励用户采取可以改善环境的行为,例如Pozzle Planet、WheelCoin。中国工商银行的区块链应用Icago,奖励使用节能车辆的用户。未来将有更多应用进军ReFi,证明区块链的发展已然过了“跑马圈地”的时代,它们将吸引公司和用户参与解决世界上的问题,并利用代币来计算他们的贡献和提供经济回报,或者将可持续、绿色的理念引入自己的项目或企业中来,目前也有许多L1和L2区块链在提供专项基金鼓励更多开发者进入这一领域。趋势七:并购加速区块链应用步入超级应用时代推动区块链技术在不同场景的应用离不开资本的力量。随着行业的发展,资本市场上的并购在加速。据公开数据统计,2013年后的7年里,在区块链行业总计发生了129笔并购交易,交易规模约26亿美元。而据Blockdata统计,在2021年8月到2022年8月的一年时间里,共发生251笔并购。其中大部分集中在交易平台、NFT市场以及区块链开发平台和基础设施工具领域。在市场行情大幅下滑的时候,区块链行业有望在2022年下半年到2023年迎来并购活动的激增。2022年,一些公司估值下降达70%,使它们成为了具有吸引力的收购目标。收购者通常有两类:一类公司具有强大的经济能力,通过并购不断扩张自己的业务市场规模;一类公司则是希望借助这样的方式迈入新的业务,例如2021年12月美国运动服饰巨头耐克宣布收购加密时尚潮牌RTFKT,之后,RTFKT的首个虚拟形象项目CloneX发售一周交易量就超过了1.4亿美元。eBay于2022年6月对NFT交易平台 KnownOrigin进行了收购。除其他行业将区块链公司收入囊中外,也有反向收购案例。NFT项目Doodles于2023年年初宣布收购曾获艾美奖提名的动画工作室Golden Wolf。未来,我们将看到越来越多的双向收购,区块链应用公司也会从其他行业寻求更多的资源整合和业务拓展,这些收购无疑会加快区块链技术应用的发展步伐。政府应用:效率与变革,区块链应用加入顶层设计区块链技术已不是新鲜事物,但它经历了很久的探索,才实现了具体应用的落地和对问题的切实解决。不为技术而技术,而为解决不同问题而使用合适的技术是各界不变的初衷。早在2019年,德国、美国、中国等国已经将区块链提升到国家战略层面,新加坡金融管理局也将区块链技术称为经济发展的“根本”。那么3年过去了,各国政府层面推进得如何了呢?趋势八:政务从试水到加入顶层设计现有政务系统存在很多问题,例如部门协同、数据联动、效率、数据确权责任制困难等等问题。北京市海淀区在海淀通App开设“区块链专区”,可直接办理公租房补贴、海淀区高新技能人才培训补贴审批等事项;在江苏,全国首笔基于区块链技术的闲置住宅使用权流转交易顺利完成;全国各地还有很多这样的应用案例。不仅中国,在瑞士,著名旅游小镇维茨康发放了通证,以刺激本地消费,帮助本地中小企业走出疫情阴影;法国也基于工业部门的优势和结构,启动基于区块链技术的项目,并通过技术赋能推动产业转型升级。首尔市政府启动首尔元宇宙第一阶段。不过政府对于区块链应用的发展已经不单单满足于政务方面的试水,将区块链技术加入整个政府或央行的顶层设计成为各国下一步研究的方向。其中一个成功的案例就是我们的数字人民币。截至2022年上半年,15个省市的试点地区通过数字人民币累计交易笔数大约是2.64亿笔,金额大约是830亿人民币,支持数字人民币支付的商户门店数量达到456.7万个。而针对于区块链的数字身份这一应用,韩国2024年将面向公民推出基于区块链的数字身份证,申请国家福利、转账甚至投票等活动只需一个个人身份识别码或指纹就能完成。世界银行称,数字身份是“游戏规则的改变者”。2023年1月30日,迪拜国际金融中心宣布推出DIFC元宇宙平台,旨在更好地提供元宇宙中的服务,在元宇宙空间里进一步推进迪拜元宇宙战略。越来越多的政府将不满足于小范围政务效率提升的试水,从提升效率再到打破数据孤岛、组链联网外,数字身份、数字资产以及围绕这两者的区块链平台方面也会吸引更多政府机构的目光。趋势九:区块链在国防军事的应用百花齐放除了政务外,国防与军事也成了区块链技术应用场景之一。军需供应链、战场物资支持与战场救护、数据安全以及虚拟资产相关的犯罪活动等领域均已出现区块链技术应用的身影。据统计,美国、俄罗斯、北约是国防/军事区块链应用最为活跃的国家与地区,主要应用涵盖军民融合、指挥与控制、通信、作战、军事后勤等方面。每个国家各有侧重,例如美国更侧重于数据保护:去年3月,SpiderOak公司与洛克希德·马丁公司合作开发区块链解决方案,以确保卫星通信安全。包括用区块链技术开发一个多领域指挥控制平台,为国防部及盟友提供可互操作、可协作的安全通信系统。国内国防军事方面更多会使用软硬件一体化解决方案,几乎不会使用BaaS等纯线上产品。虽然区块链技术提升了军事国防数据管理能力,但因其本身技术的限制,大规模的军事应用仍然存在限制,因此打破区块链技术在大规模应用的瓶颈,将是军事国防应用的下一个目标。由于军事国防对安全的要求,区块链软硬服一体化融合将是未来一个重要的发展方向。趋势十:技术监管补齐网络安全监管漏洞随着技术不断发展,虚拟货币犯罪涉案金额也呈现增长趋势。一些新犯罪形式五花八门,且具有高流通性,导致涉案金额巨大、受害者众多且监管困难。目前,行业内已有科技公司利用技术弥补网络安全和网络犯罪的监管漏洞。以欧科云链为例,在多条主流公链数据基础之上,通过对数据的深度挖掘,以及机器学习和模式识别算法建模,欧科云链平台上上亿的地址标签库可自动生成资金流向图,从而可开拓研判思路,实现科技助警。未来的监管系统将会朝着分布式迈进,与技术监管相结合,例如与多家专业的链上数据分析和追踪机构合作,不仅在金融制度上进行监管,还从链上数据和技术上做到预警,此外,部分监管条例也可与智能合约技术相结合。针对目前跨国监管的难点,可搭建一个去中心化的组织架构,由一个国际监管委员会来运作,弥补这一漏洞。区块链应用“分布不均”的未来区块链从最初的概念到不同场景下的应用试验,已经走过了几十年的历程,技术经历了不断升级、融合、创新,并找到了应用场景,也积累了成功的实践经验,很多行业先驱可能已经忘了这是一个很漫长的过程,而这只是改变人们生活的第一步。当未来主义的电影从荧幕照进现实的时候,只有长期坚持初心的玩家才有资格继续留在“牌桌”上。“未来已来,只是分布不均”,科幻文学的创派宗师威廉·吉布森如是说。区块链的未来,不是空中楼阁,不是镜花水月,它正从应用试验来到百花齐放,并终将迎来区块链行业的超级应用时代,就如同2010年的互联网一样。责任编辑:郑洁图片编辑:蒋立冬校对:刘威澎湃新闻报料:021-962866澎湃新闻,未经授权不得转载+1收藏我要举报#区块链查看更多查看更多开始答题扫码下载澎湃新闻客户端Android版iPhone版iPad版关于澎湃加入澎湃联系我们广告合作法律声明隐私政策澎湃矩阵澎湃新闻微博澎湃新闻公众号澎湃新闻抖音号IP 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区块链发展趋势、挑战与机遇的分析与展望 - 知乎

区块链发展趋势、挑战与机遇的分析与展望 - 知乎首发于洞悉IOT物联网切换模式写文章登录/注册区块链发展趋势、挑战与机遇的分析与展望袁 帅​北京新荟友科技有限公司 创始人随着区块链与数字经济、新基建、工业4.0等的不断融合发展,这项重塑生产关系和建立信任机制的技术,其样貌也逐渐清晰,甚至已经有一些应用走进了现实。那么区块链技术有哪些最新发展趋势、挑战与机遇呢?本文整理了来自一线专家学者对于区块链的观点与认识,来还原对区块链庐山真面目的揭示与呈现,以求得知底层技术与上层应用的出入法。核心观点摘要如下:1.区块链是一种在没有信任或者缺乏信任关系的情况下建立的信任机器,所以区块链对于发展中国家,特别是对信任度比较低的国家意义非常大。2.我们认为在2030-2035年左右,绝大多数的企业都将在区块链技术平台上运营。从现在到2030年,这一段时间将是区块链技术发展和应用的高潮期。3.区块链的经济学意义就是集中式共享数据的边际成本已经高于边际效应。因此,区块链技术是数字经济的重要组成部分,也是数字经济的重要推动力。4.人类社会最终将从万物互联过渡到万物智联、万物信联的时代,区块链技术是平台经济、共享经济和数字经济的底层基础。5.区块链项目有别于传统信息化项目的“堆积木”,需要从流程、激励、标准、治理、生态等机制上全面考虑和设计。关于信任如何理解区块链是一种建立信任的技术?区块链是一种在没有信任或者缺乏信任关系的情况下建立的信任机器,所以区块链对于发展中国家,特别是对信任度比较低的国家意义非常大。一则是社会发展而言,通过区块链技术有助于发展中国家加快进入信任社会,提升社会治理和信任环境的改善,二则是对行业发展来说,区块链技术对于信任程度比较低,或者存在信任关系但信任关系不连续、信任成本比较高的行业都具有颠覆性效果。具体到我国当前所处的历史机遇期和经济结构调整期,通过发挥区块链技术的融合、赋能与链接作用,可以避免或者不用再走欧美国家近一百年构建信任社会的道路,因此具有十分重要且长远的意义。发展阶段如何理解区块链技术在当前所处的发展阶段?人们总是高估技术对当前的挑战,低估技术对长远的挑战。类比互联网的发展历程,区块链应该会经历一个从学术圈、技术圈往更广大用户和更广阔场景渗透和扩散的过程。1990 年代之前的互联网仍然是军队、高校、学院和技术圈的话题和实践,比如 TCP/IP、WWW 等协议,从 1994 年开始才出现各种客户端(比如浏览器、ftp 客户端、Telnet 客户端等等),再后来才有商业应用,比如门户、新闻、电商、社交、办公等等。如果把2018年看作区块链的产业元年,我们认为在2030-2035年左右,绝大多数的企业都将在区块链技术平台上运营。从现在到2030年,这一段时间将是区块链技术发展和应用的高潮期。数字化转型区块链技术与数字化转型的关系是什么呢?区块链跟数字经济的关系可以从分为三个方面。首先,区块链技术是数字经济的重要组成部分,也是数字经济的重要推动力。当人类社会进入数字驱动的社会时,数据在每个人的手中没有价值,数据只有通过共享才有价值。传统的数据共享与数据保护形成了天然矛盾,区块链便应运而生,通过分布式账本技术在实现数据共享的同时实现了数据隐私保护。区块链的经济学意义就是集中式共享数据的边际成本已经高于边际效应。第二,经济组织形态将从单一中心化的垂直信任关系向多中心化的分布信任关系转变。千百年来,生产关系的构建与经济体的演进都是通过中心化实现,做生意也是通过中心化组织实现,未来区块链技术可以使人类社会从需要无数个中心化组织提供背书的机制,到通过在零信任环境下通过点对点交易建实现信用社会的形态转变。这将无限扩张了人类的信任空间。假如现在的经济交易规模是基准值100,那么进入区块链经济社会的交易规模将变成100²,甚至是N倍。第三,人类社会最终将从万物互联过渡到万物智联、万物信联的时代,区块链技术是平台经济、共享经济和数字经济的底层基础。一份调研报告显示,北京市有2000万人口,汽车使用率大约是4%,假如让汽车使用效率达到30%,那么在同等人口量级情况下,用车需求只有三分之一或者五分之一。现在,在北京一个人用一辆车或者两辆车,但在未来全面化的数字经济场景下,用户可以拥有千分之一宝马、万分之一的奥迪等等数字所有权权益和使用权权益,这就形成了围绕汽车的平台经济与共享经济,这一数字化经济形态的底层基础就是区块链。未来,汽车公司不再卖车,而是成为了出行服务商。车企未来的对标对象可能不是宝马、奔驰等同行竞争者,而是Google、Uber甚至是区块链行业巨头等。现在看来,这是对区块链技术和数字经济关系的一种设定,而未来十年很有可能会演变为一种客观存在。挑战区块链技术应用在数字化转型的过程中还面临哪些挑战?如果我们现在用区块链去解决问题,可能面临多方协作的共识问题。目前区块链的难点包括以下几点:第一,多方共识,多方协作。建立区块链生态需要第一推动力;建行开发贸易融资平台,建行是第一推动力;互联网法院应用数字存证平台,法院是第一推动力;北京在发布政务区块链应用蓝皮书时提到已将区块链技术用在了140多个场景中,北京市政府是第一推动力。这是目前做区块链项目面临的第一个难点。第二,全面理解,深入认识。一般的用户和企业客户可能知道区块链的技术价值,但还未能充分理解区块链的技术本质和应用逻辑。根据我们过往的咨询案例与切身体会,很多用户甚至是大企业客户,都不太理解区块链的技术原理、标准、场景、扩容、测链、跨链等专业知识,对于隐私计算、数字水印、零知识证明、同态加密等更为细分复杂的技术研究,了解和认识更为有限。另外,当下还缺少垂直的区块链技术培训企业与媒体公司,能够扮演客观独立的角色,还未能对区块链产业环境和趋势研究发挥净化、引导和培育的作用。第三,生态思维,价值共识。区块链项目有别于传统信息化项目的“堆积木”,需要从流程、激励、标准、治理、生态等机制上全面考虑和设计。很多客户在做区块链项目时,会将其类比为ERP(企业资源计划)、MES(生产信息化管理系统)、HIS(医院信息化系统)或EMRS(电子病历信息系统)等项目,或其迭代升级的版本。其实,在区块链落地应用的发展初期,区块链平台的体系化与标准化将成为重要“法宝”,多方高效协同是取胜的关键。区块链网络之所以被称为价值网络,是因为在该网络中,每个参与方都在承载网络价值的传输,这其中涉及到的参与方可能包括大型企业、中小型企业,甚至个人。只有在多方为共同目标努力的情况下,区块链才能更好的赋能跨企业合作。制定合理的激励机制、任务分配与绩效考核方法,也是其遵循的核心原则。机遇区块链技术在应用方面将会呈现怎样的发展图景?第一,区块链在政府、医疗等公共服务行业的作用和潜力巨大。因为政府行业跟金融服务行业没有区别,都要提供办贷款、结婚证、社保、医保等服务,都是数字化比较密集的行业。区块链和政府公共服务行业结合的一个抓手,我们认为是区块链城市,就是区块链底层技术服务与智慧城市的结合。通过区块链技术实现G2G、G2B和G2C之间的数据共享,为市民提供更加优质便捷的公共服务,为企业提供稳定、透明、便捷、高效的营商环境,为政府的放管服改革和国家治理体系治理能力的现代化提供可靠支撑。在公共医疗领域,由于医疗数据的高隐私性和场景特殊性,数据流通不畅及信息不对称等情况加剧了就医体验差、诊疗周期长、结果互认差、医患矛盾、假药劣药等诸多问题层出不穷且难以规避。面对医疗健康产业的种种问题或痛点,区块链在保障患者数据隐私的前提下,通过打通医疗数据的信息流通、存证与共享渠道,进而改善机构之间互为数据孤岛的现状,重建医患之间的信任,提高行业效率。第二,金融行业目前仍是区块链行业的主战场,但是相对重要性正在下降。通过对全球200个信息公开的案例进行调研,区块链的金融业用例已从70%-80%降至40%,重要性正在下降。同时,金融行业的区块链将会更多地与实体经济融合,而不是简单的金融流程变革上的区块链应用。第三,区块链在供应链金融领域依然有非常大的发展空间。我国供应链整体效率还比较低,但供应链流程效率的改善对于加快我国智能化制造和工业4.0的转型升级,无疑将具有十分重要的意义。通过区块链可以重塑供应链和产业链,目前整体上还处于两链融合和三链融合的阶段。隐私安全区块链技术在个人隐私保护和网络安全方面发挥着怎样的作用?第一,要正确理解隐私跟共享的关系。只要共享,数据泄露、隐私泄露的可能性就会提升。要做到数据共享,同时又有特别好的隐私保护,这是没法实现的。第二,要正确理解区块链和隐私的关系。我们说人工智能需要大数据,但实际上区块链需要人类智能就足够了,根本用不到人工智能——因为区块链是小数据载体。举个例子,银行办理国际汇款业务,最快是三天,需要填很多表单,可能涉及到多个银行中介反复交叉核对与验证工作。而加入这些银行中介节点都在同一个区块链网络中,情形就大不一样了,因为区块链能同时提供隐私保护和数据共享,每一个节点单位只需要两三个数据项的验证与确认就OK了,所以区块链对隐私保护是革命性的。作用与影响区块链技术与其他新型信息技术,特别是大数据技术的关系和相互影响?首先,区块链技术是一个底层技术,但不是显性技术,不像人脸识别软件,安装了就能立刻能感受其存在作用的技术。因为,区块链技术是需要与各种信息技术相融合、相连接的技术,本质上是要嵌合在多种技术体系中的一种技术。第二,数字经济的本质是数据经济。数字经济的发展需要大量的数据,大量的数据如果是真实的、相关的、有用的,那就太完美了,而现实是大量数据可能是低质的、虚假的、不相关的、价值密度低的。区块链可以对数据起到一个过滤和筛选的作用,然后对优质的可信的数据进行安全接入和可信共享,进而提纯大数据分析价值或赋能AI算法学习。因此我们认为区块链根本性地改变了数据接入技术,但不改变数据分析技术。第三,我们所谓的云计算更多是对企业内部而言的,区块链是什么概念? 区块链的意义对于企业就像ERP,ERP是对内的流程管理。如果未来企业的商业生态都基于区块链服务而构建,这就不是简单的迭代关系,而是系统改造了。所以,区块链既是一种网络技术,也有可能基于云计算平台之上而构建。第四,物联网、边缘计算这些技术未来会基于区块链平台而开发,这也是一个发展趋势。因此,区块链技术是一个融合性技术,它可以同时促进各项技术得到更好的发展,每项技术实现相得益彰、包容共进。以上内容来自公号: 量观网络 版权归其所有,转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯权益,请作者持权属证明联系,将及时更正、删除。计划目标:“新基建 新职业”:打造100+新型物联网实训基地,培训100万+物联网新型人才。一是,打造100家新型物联网实训基地。通过对行业企业实地走访与考察,并对企业在物联网实训设施、设备、环境、实训队伍、实训资源、管理机制等方面的工作进行评估,对达标的企业授予“中关村物联网产业联盟实训基地”的称号。二是,开展物联网新职业调查。通过开展线上调查与行业企业的实地调研,结合相关可查资料,在数据分析的基础上形成物联网新职业人才画像,发掘物联网行业中在细分领域的新职业。中关村物联网产业联盟将与企业共同开发新职业的职业能力标准,同时产业联盟为其职业能力标准提供从团标到村标再到国标的升级通道。三是,建立证书评价体系。依据国家职业资格证书制度内容框架,运用标准参照型职业能力评价技术,开发线下教材与职业能力提升资源包,通过实施完整的评价过程,做大做强物联网从业人员职业能力评价证书,实现与国家人才政策和职业能力提升计划政策的接轨。四是,建立新职业发布机制。随着社会经济技术的快速发展,行业内的新岗位和新职业将不断出现,建立新岗位、新职业的发现和发布机制,促进行业新兴人才和复合性人才的培养和成长,推动行业内新职业的规范化发展。物联网实训基地建设相关事宜,请联系垂询中关村物联网产业联盟。发布于 2020-08-07 11:04区块链(Blockchain)物联网物联网产品​赞同 4​​1 条评论​分享​喜欢​收藏​申请转载​文章被以下专栏收录洞悉IOT物联网洞悉物联网行

区块链技术发展与展望 - 知乎

区块链技术发展与展望 - 知乎切换模式写文章登录/注册区块链技术发展与展望Huochain Research打造最专业的区块链研究机构摘 要:当前火热的区块链技术和比特币在 2008 年相伴而生,但近些年随着各界对其研究与应用不断深入,区块链技术已经开始独立于加密数字货币,发展成为一门新的研究领域。区块链技术利用密码学原理、分布式数据存储技术、点对点网络及共识机制构建的分布式账本为解决多方合作过程中的信任、隐私、数据差异等问题带来了破局的契机。诸多产业领域如金融、政务、医疗、城市建设等均开始将区块链技术应用到实际建设中。但随着区块链应用与产业落地的推广,区块链技术也遇到了诸如扩展性、安全性、监管难等方面的挑战,催生了各界围绕区块链技术的各个方面及相关的密码学技术不断进行创新研究或引入新技术进行补充。为此,本文结合当前学界及产业界的研究及应用情况,总结了区块链技术的五层基础体系架构,即数据层、网络层、共识层、合约层及应用层,并介绍了该架构中各个层次的原理与技术。在此基础上,我们进一步介绍了针对区块链与传统网络结合、区块链技术自身以及相关密码学技术的各种典型的扩展技术,并讨论这些技术对区块链技术带来的影响。最后,结合区块链技术当前的发展现状,文章分析了其在应用与研究领域仍然面临的挑战及其未来的研究方向,以期望为未来的研究工作带来启发与借鉴。关键词:区块链;分布式;点对点网络;共识机制;智能合约Abstract:The blockchain or distributed ledger technology, which has been gaining an increasing level of popularity in the past 10 years, was introduced for the first time back in 2008 when the famous Bitcoin cryptocurrency was initiated. In recent years, blockchain has been undergoing a rapid growth in both academia and industry domains. Nowadays, it is no exaggeration to say that blockchain has already become a new and independent research topic rather than a sub-topic under the concept of cryptocurrency. From the technical view, the blockchain technology is based on a collection of fundamental computing technologies, including advanced cryptography, distributed data storage, peer-to-peer networking, distributed consensus protocols and so on. Generally, the blockchain technology has created a shared distributed ledger which is able to provide great flexibilities and potential in resolving many important challenges in complex computing contexts with multiple parties involved. To name a few, key challenges include achieving mutual trust, privacy protection and data consistency in large-scale business application scenarios. From the practical perspective, such business applications have already covered a very wide range of real-world industry domains, such as financial business services, governance services, medical services, city construction services and so on. While the blockchain technology starts getting more and more adopted and applied in diverse types of industrial cases, the current design of blockchain is actually far from practically sufficient especially when it is dealing with critical domain challenges. More specifically, the key limitations of blockchain mainly come from poor system scalability, weak resilience to external security attacks and the lack of computing interfaces to regulatory processes. On the other hand, it is just the downside of the blockchain technology that motivates the further research on many related technologies. Based on the traditional blockchain design, new functional extensions and technical optimizations have been continuously proposed by researchers and practitioners to make blockchain more practically usable and meet various demands of different kinds of business users as well. In this overview paper, we systematically introduce a general architecture of the blockchain technology with five functional layers, based on the state of art knowledge from both academia and industry research works. Specifically, the five-layered architecture is consisted of a data layer, a network layer, a distributed consensus layer, a smart contract layer and an application layer. Moreover, we provide a technical description of key theories and important techniques on each functional layer. Based on the proposed general architecture of blockchain, we further present an in-depth explanation of its core technical extensions on: i) possible integrations with existing computer network techniques; ii) the blockchain framework itself and important modules and iii) underlying critical cryptography techniques. In addition, we discuss potential contributions that these promising technical extensions could be able to make to help reshape and optimize the blockchain technology. Lastly, according to the current development of the blockchain technology and its existing real-world mainstream applications, we share our general views on the future challenges and important directions for blockchain in order to facilitate more follow-up research works in the future.Keywords: Blockchain; distribution; P2P network; consensus protocol; smart contract1. 引言2008 年 10 月 31 日,中本聪在密码朋克邮件组中发布了《比特币:一种点对点的电子现金系统》[1],由此开启了加密数字货币与区块链技术的兴起之路。作为加密数字货币的底层基础技术,区块链技术一度与其紧紧绑定在一起,应用在各类公链项目中。而后,随着对区块链技术价值的发掘,区块链技术逐渐发展成为独立的研究领域,二者开始逐渐被区分。区块链技术被视作为底层的分布式账本技术,加密数字货币则被视作该层技术之上的激励手段及其应用生态中的金融工具,在联盟链的应用领域中甚至可以不需要加密数字货币。区块链技术的主要特征包括完全分布式、透明、不可篡改和可追溯。完全分布式:区块链利用分布式存储和分布式网络的技术,使得区块链网络中没有中心化节点且账本数据分散存储在网络中的各个对等节点中;透明:除了被加密的私有信息外,分布式账本中的所有信息均可以通过接口查询,网络中的所有节点均可以对其进行查询与校验。不可篡改:除了允许信息更改的部分私有区块链之外,区块中的信息一旦被全网达成共识并记录在区块链中,就无法再被更改。可追溯:存储在区块链中的交易可以通过其链式结构进行来源去向的追查。这些特征对比传统中心化的技术架构体系在部分应用场景下有其特有的优越性,随着区块链技术的活力逐步彰显,越来越多的产业开始应用区块链技术。在金融领域,其被应用到支付清算、保险理赔、供应链金融等;在政务领域,被应用到数字身份、征信、司法存证、电子政务等;在医疗领域被应用到药品供应链、临床数据等;在城市建设领域被应用到交通运输、能源管理、公共建设等。同时,也有诸多国家颁布政策法令支持区块链技术的发展甚至将其与国家战略相关联。在早期的研究中,区块链的体系架构主要聚焦在数据结构与共识机制上 [2],还有一部分研究工作提出了完整区块链技术架构并做了充分的论述 [3-4],但对区块链技术发展过程中涌现的扩展技术着墨不多,因此本文在前人的基础上,结合近年来区块链技术的发展现状总结了区块链的五层基础技术架构,并在此基础上讨论了各项扩展技术的研究与应用进展。本文第 2 章提出了区块链 5 层基础架构,并对每个层次的原理与技术进行了探讨;第 3 章从 Layer0、Layer1、Layer2 及密码学与隐私计算的角度介绍了当前各项扩展技术的发展;第 4 章结合前文提出了区块链技术面临的挑战与研究趋势;第 5 章为结束语。2. 区块链基础架构基础架构区块链技术经过十多年的发展,基本形成了如图 1 所示的基础技术架构,自下而上分别是数据层、网络层、共识层、合约层以及应用层。数据、共识、网络是区块链分布式账本的核心内涵,可以合称为分布式账本层。其中,数据层的内涵主要包括数据结构、数据模型及数据存储;网络层负责组网、传输与校验;共识层通过共识算法协调分布式环境中的协作节点达成共识;合约层包含了智能合约编写和执行的环境;应用层则运行着基于区块链技术的各种应用。针对区块链的基础技术架构,也有研究人员提出过不同的分层架构方案 [3-4] 。第一个不同之处体现在层次排列次序不同,区块链的共识层、网络层与数据层在技术实现上并无严格的次序依赖关系,其三者可被统一视作为“分布式账本层”,因此不同的排布方式不影响技术架构的内涵。第二个不同体现在是否将“激励层”纳入架构中,由于激励层的讨论内容更偏向经济模型而不是技术模型的设计,同时激励层在不同的区块链类型中并不普适存在,因而不被纳入到本文的基础技术架构中。在该种架构下,应用层通过合约层的提供的智能合约工具构建各类区块链应用,合约层依赖分布式账本层完成分布式网络下的共识达成、数据传播与存储。数据层区块链的数据层以分布式的方式存放着记录交易的区块。在业界实际的应用中,不同区块链的数据结构、数据模型及数据存储各有异同。数据结构就数据结构而言,区块链以区块为单位进行组织。区块包含区块头和区块体两部分,典型的区块结构如图 2 所示。区块头中存放的数据为支持区块链运行的功能型数据,其数据域没有通用的标准,但通常会包含前块哈希、默克尔根及时间戳信息。前块哈希本质上是指向父区块的指针,将区块链接起来;默克尔根是区块体中的默克尔树树根的值;时间戳记录了区块的产出时间可用于存证。不同的区块链还会包含不同的与其数据组织机制和共识机制紧密关联的数据域。如比特币区块头中还包含版本、难度目标及一个与工作量证明算法关联的随机数等;以太坊的实现机制更为复杂,区块头中还包含了布隆过滤器、手续费 gas 上限、叔块哈希等更多的信息。区块体中通常最主要包含的是交易数据的信息,交易数据通常利用默克尔树 [5-7] 进行组织,以增加数据的篡改成本并实现数据的快速比对与存在校验。默克尔树中每一个节点都是哈希值,因而也被称作哈希树。为了提升树的性能,以太坊提出了结合默克尔树与前缀树 [8-9] 的 MPT (Merkle Patricia Trie)树 [10] 用于存储其交易、收据以及状态数据。现今主流的区块链结构为链式结构,如图 3 所示,区块与区块之间由前序哈希连接。当链上产生分叉时,选取最长链作为主链。但近年也出现了以有向无环图(DAG)[11] 作为组织形式的区块链项目 [12-14]。数据模型区块链技术中的数据模型主要分为两种,交易模型和账户模型。交易模型侧重于记录交易的过程,即交易的来源于去向,以比特币、Corda[15] 等为代表的 UTXO 模型,这种模型天然契合区块链的链式结构,可以快速追踪和验证交易,但扩展性不强。账户模型侧重于记录账户的状态,即交易的结果,以以太坊、Hyperledger Fabric[16] 等为代表,这种模型灵活性更强,能支持更为复杂的业务处理逻辑。数据存储区块链的数据存储主要包括区块数据的存储和索引、状态等信息的存储。对于区块数据的存储,部分区块链选择了文本文件存储的方式,如比特币、Hyperledger Fabric,也有以以太坊为代表的一些区块链将区块数据储在数据库中。索引和状态信息一般都被存储在 KV 型数据库中以实现快速检索,典型的 KV 数据库包括 LevelDB 等。区块链中的每一个节点都可以作为存储完整的区块链账本、索引、状态等数据的全节点,达不到全节点存储资源要求的节点也可以选择做存储部分数据的轻节点。网络层网络层的职责是组网、数据传播与数据校验。组网在组网方面,与传统的 C/S、B/S 架构使用的中心化网络不同,区块链中使用点对点网络 (P2P Network),该种网络中每一个节点均是对等节点,均可以提供服务和获取服务。该种网络下不会因为中心节点的处理能力不足而形成性能瓶颈,网络中少部分节点的下线或者故障不会导致网络瘫痪或数据遗失。特别地,在区块链的网络中,每一个节点均可以承担路由、传播、验证及引入新节点的职责。在应用实践中,各项目的组网思路基本一致,以太坊的组网模式是基于 P2P 网络的核心协议 Kademlia[17] 协议做了适应性的改动。数据传播由于区块链中的每个节点均只与相邻节点建立网络连接,故在数据传播时每个节点均只向相邻节点广播。核心的传播步骤是,当某个节点产生了新区块,会将区块数据添加到本地链上并传输给临近节点;临近节点接收数据并校验通过后会存储到本地链并进一步传播,如果未通过校验则中止传播;如此循环直至区块数据同步到全网达成共识,或被废弃。经典的数据传播协议如 Gossip[18] 等也被应用到一些区块链的实践中。数据校验数据校验的主要是为了保证区块数据的合法性。校验内容会在不同的区块链中有所不同,主要会包含对共识证明、数字签名、数据结构、数据长度等的校验。比特币为例,其校验中包含工作量证明、Merkle 根、区块大小、交易数据结构及合法性等。共识层一致性问题是分布式系统面临的共性问题,共识机制是实现一致性的手段。传统的分布式系统本质上还是利用分布式技术的中心化系统,因此处理核心功能的节点接受统一的决策指令,共识问题也弱化成在节点诚实的基础假设上解决一致性的问题,只需要满足崩溃容错(Crash Fault Tolerance,CFT)共识协议即可,Paxos[19]、Raft 等就是这类协议。但在区块链这种完全分布式的场景中,决策权高度分散在好坏难辨的网络节点上,网络中的节点可能返回任意类型的结果,包括恶意的结果。因此,需要应用支持拜占庭容错(Byzantine Fault Tolerance,BFT)的共识协议,保证在网络内部分节点故障或作恶的情况下,整个网络仍能正常、一致地运行。这种共识协议主要分为两大类,概率性的 PoX (Proof of X)类和确定性的 BFT 类。主流的共识机制对比如表 1 所示,本文将主要讨论 PoX 和 BFT 类共识。说明:表中 PoW 为 proof of work,PoS 为 proof of stake,DPoS 为 delegated PoS, PoA 为 proof of activity,PoB 为 proof of burn,PoSV 为 proof of stake velocity,PoC 为 proof of capacity。敌手模型表示相应共识协议能够承受的最大恶意节点数量,其中 n 代表区块链网络的节点总数。特别的,Paxos 和 Raft 共识协议不支持拜占庭恶意节点容错,其敌手模型代表能够承受的最大宕机节点数量。来源:火链科技研究院整理PoX 类共识PoX (Proof of X)类共识需要节点提供某种证明,才能以一定概率获得记账权,常被应用在公链中。最经典的 PoW,即工作量证明,与比特币一同诞生,通过暴力求解 SHA256 问题提供工作量证明,最先求解的节点获得记账权,多个节点获得记账权的情况下,经过时间的推移,处于最长链上的区块的矿工是最终的记账者。PoW 机制在比特币上运行十多年没有出现过致命的问题足见其健壮性,但过高的资源浪费和过低的效率催生了新的共识机制。另一类主流的共识机制为 PoS,即权益证明,节点通过消耗币龄提供权益证明。PoS 认为在网络中投入通证数量越多持有时间越长的节点越值得信赖,因此有越大的概率成为出块者。在纯粹的 PoS 中,可以依据 Follow-the-Satoshi 等算法选择出块节点。PoS 发展过程中也出现过各种变种,如 DPoS、PoSV、Pow+PoS 等。PoS 共识下,出快速度更快,也解决了 PoW 资源浪费的问题,但其自身也存在强者恒强及一些安全性问题。随着区块链技术的发展,除了上述两类主流的共识机制外,还涌现出许多其他 PoX 类的共识机制,如 PoA、PoB、PoSV、PoC 等。BFT 类共识BFT (Byzantine Fault Tolerance,拜占庭容错)类共识是对拜占庭问题经典解决方案的延续。不同于 PoX 类共识,BFT 类共识通常是先达成共识,再记账,记账节点的认定也不再是基于概率的。最早,Lamport 等在 1982 年提出拜占庭问题 [20],通过虚构描述拜占庭帝国的将军们打仗时如何让忠诚的将军在叛徒将军的扰乱下仍能就作战计划达成一致的问题,来提出如何在网络通信可靠但节点不可靠的情况下达成共识的问题。Lamport 等人提出了两种协议作为解决方案,但都存在时间复杂度过高、扩展性不强的问题。直到 1999 年,Castro 和 Liskov 提出了实用拜占庭容错 PBFT[21] 算法,将 BFT 的时间复杂度降低至多项式级别才真正能在工业界广泛使用。自拜占庭问题被提出以来学术界和业界提出了各种解决方案,近年也出现了很多针对区块链的 BFT 的优化算法及 BFT 与 PoX 类共识的混合算法。如 Pass 和 Shi 提出的 PoW+BFT[22] 共识、应用在 Cosmos[24] 的 PoS+BFT 共识 Tendermint[25] 等。合约层数据层、网络层与共识层构建了区块链的底层技术,形成了分布式账本。合约层建立在分布式账本之上,该层包含了各类脚本、算法形成智能合约,为区块链提供了高度可编程性和可操作性。智能合约的思想最早由 Nick Szabo[26] 于上世纪 90 年代提出,是一种执行合约条款的计算机交易协议,但由于没有相契合的运用场景,没有引起广泛的关注。区块链技术的发展推动了完全分布式交易的发展,为智能合约的落地打开了局面。智能合约本质上就是一段预定义规则的代码,这种代码从技术视角看与传统技术行业的 IF-ELSE 逻辑的代码并没有本质区别,真正带来变化的是它运行在透明、不可篡改、完全分布式的区块链上而产生的“信任”带来了价值。智能合约与区块链结合的雏形诞生在比特币上。比特币采用基于逆波兰表示法的堆栈执行语言来实现 UTXO 的锁定脚本与实现脚本,包括 P2PKH (Pay-to-Public-Key-Hash)、P2PK (Pay-to-Public-Key)、P2SH (Pay-to-Script-Hash)、MS (Multi-Signature)和 OP_Retuen 等脚本分别实现不同的功能。使用该种脚本方式的多为早期使用 UTXO 模型的区块链项目及部分基于有向无环图(DAG)的项目。由于脚本方式的智能合约通常图灵不完备,表达性有限,于是催生了多个方向上的探索。其中最有代表性的是以容器方式实现的 Hyperledger Fabric、以虚拟机方式实现的以太坊。容器方式在实现上比虚拟机方式更轻量级也更加灵活,但是这种轻量级和灵活是以容器中的智能合约和应用的实现更重,为代价的。目前最主流的实现方式还是虚拟机方式。相比较而言,这种方式提供了较为健全的基础设施,封装了底层环境的虚拟机和基于该虚拟机的高级编程语言,为在区块链上进行智能合约的开发提供了很大的便利性。如以太坊实现了一个图灵完备的虚拟机,并提供了用于编写智能合约的高级编程语言 Solidity。该语言编写的智能合约编译成字节码之后可以部署在以太坊的区块链网络上,应用可以调用部署好的合约实现各种功能。应用层区块链的应用层与传统技术架构中的应用层类似,主要是封装一系列场景和应用。在以容器方式和虚拟机方式承载的智能合约诞生之前,区块链的应用十分有限,主要集中在数字货币上。智能合约的发展为应用层的丰富带来了福音。现今,区块链技术已经应用到金融、医疗、政务、商务、公益等各个领域,且都已经有了落地的案例,为提升各行业的效率引入了新的手段。3. 扩展技术数据、网络、共识、合约、应用构建了区块链技术的基础架构。但是随着应用生态的发展,基础的技术架构在效率、扩展性、隐私性等方面都产生了瓶颈。因而催生了各种 Layer0、Layer1、Layer2 及其他方面的扩展技术。Layer0 扩展区块链的 Layer0 层的扩展主要集中在数据传输上,通过优化区块链和传统网络结合的问题来实现扩展。相比 Layer1 和 Layer2 层的扩展,该层的扩展对区块链技术架构的侵入性较小。目前,Layer0 层的扩展方案主要集中在构建中继网络,提升数据传输的速度上。其思路类似于传统网络中的 CDN (Content Delivery Network)技术,通过构建虚拟网络,部署边缘服务器,优化网络中的负载和内容分发。Layer0 层中的中继网络通过在网络中部署一些中心化的中继节点,在中继节点或者中继节点构建的中继网络上做数据传输的优化,包括路由方式、传播方式、压缩技术等。目前,康奈尔大学和西北大学的研究人员提出的 Bloxroute[27] 与 Marlin Labs 提出的 Marlin[28] 是该方向上探索最多的项目。Layer1 扩展Layer1 层的扩展指对区块链基础架构中分布式账本层,即数据层、网络层、共识层的技术扩展,其核心在于对区块链技术自身的改造与扩展,以提升区块链的性能。数据层最直接的扩展方式为扩展区块大小,比特币的区块大小上限为 1M,该限制成为制约比特币系统吞吐量的重要因素。扩展区块大小以实现性能提升最典型项目为比特现金(BCH)。但这种扩展方式也会带来对账本存储的挑战。还有一种通过改变区块结构的变相扩容手段,隔离见证(SegWit,Segregated Witness)。该种方法将脚本签名从区块中拿出,使区块有更多空间用于容纳交易数据。但这种方式对吞吐量的提升很有限。除了对区块做扩展外,也有技术对区块链经典的链式结构做出了挑战。链式的存储结构导致网络中区块只能串行产生,无法并发处理交易数据。2015 年开始,兴起了不同于链式结构的数据组织方式——有向无环图(DAG),舍弃了区块和链式结构的概念,以交易为单位做处理,支持异步并发。典型的基于 DAG 数据结构项目包括 Byteball[12]、IOTA[13]、Hashgraph[14] 等。值得注意的是,类似 DAG 这种扩展技术往往也伴随着网络层和共识层机制的变化,并不仅限于数据层。网络层典型的网络层扩展技术为分片(Sharding)。分片是传统数据库行业中的水平扩容技术,引入到区块链中,通过将一个区块链网络分割成多个较小的片区,每个片区独立处理该片区的交易,以提升整个网络的吞吐量。分片的内涵包括了网络分片、交易分片、计算分片和状态分片,各种分片都是以网络分片为基础的,并且实现难度逐级递增。在提升性能的同时,分片技术带来的片区之间的通信消耗及单个片区被作恶者控制的隐患等也为该方案的应用带来了挑战。典型的应用了分片技术的项目包括 Ziliqa[29] 等。共识层共识层的扩展主要是通过提出各种新的共识协议提升区块链的运行效率,该部分在 2.4 中已经做了较为详尽的阐述,此处不再赘述。Layer2 扩展Layer2 层的扩展指的是链下的扩展方案,其主要的思想是在主链之外进行技术改进,将最终结果同步到主链上。该层的扩展方案目前主要分为状态通道、侧链、跨链等。状态通道状态通道是指在链下建立专属通道进行通信或交易,仅将最终的结果同步到主链上。这种方式便于将高频小额类交易移至链下进行,间接地提升了区块链系统的吞吐量,并降低了主链的存储量。但该种技术目前也还面临着节点中心化、易遭受流动性攻击以及其本身的扩展性等问题。主要的项目包括基于比特币的闪电网络 [30]、基于以太坊的雷电网络 [31] 及 Celer Network[32] 等。侧链相比于状态通道,侧链之于主链的独立性又进了一步,直接建立了新的链。该项技术由比特币的核心贡献者于 2014 年提出 [33]。通过侧链,使用双向锚定技术,在不影响主链的情况下进行协议升级或引入新型服务。其具体的实现模式可分为单一托管模式、联盟模式、SPV 模式、驱动链模式、混合模式等。比较典型的应用项目有 Liquid 、Rootstock、BTC Relay、Lisk、Plasma 等。跨链跨链技术可以使两个独立的账本实现资产、数据等的互操作。其核心要解决的问题是,如何实现互不信任的区块链账本的互通。其主要的实现模式包括公证人模式、侧链 / 中继、分布式私钥控制、哈希锁定及混合技术等。经典的跨链项目包括 Cosmos[24]、Polkadot[34]、Wanchain、Fusion 等。其他扩展区块链是一门建立在加密技术之上的技术,其基础架构中的各层都有加密技术的应用。因而,除了围绕数据传输、链上、链下的各种扩展方案外,围绕加密及隐私计算相等关问题也有不少扩展技术,如同态加密、安全多方计算、零知识证明、环签名、群签名、混币等技术,这些技术均期望达到在不泄露参与各方隐私、不依赖可信第三方的前提下,安全地完成计算或交易等。4. 挑战与趋势挑战区块链技术未来发展的关键挑战主要来源于以下几个维度:系统安全、数据隐私、监管、扩展性、跨链协议、链下信息及存储。系统安全:从软件系统角度来看,区块链技术包含了不同层次上的软件载体,如:客户端软件、智能合约、分布式应用、共识算法、虚拟机、网络通信模块等等。由于程序代码缺陷的不可避免性,区块链软件也同样面临着巨大的系统安全风险。例如,2016 年以太坊智能合发生的 The DAO 攻击,来源于相关合约代码中的“重入漏洞”,而这一攻击也造成了超过 5000 万美元的财产损失。宏观上来说,因为区块链技术的应用场景往往直接与各类数字资产关联,任何系统漏洞被利用攻击都有可能造成无法挽回的财产损失和市场秩序混乱。数据隐私:大量区块链的应用场景都有重要的数据隐私保护需求。例如,区块链供应链金融应用中,交易订单信息只能在与交易相关的有限企业内共享,否则会引发商业机密的泄露以及不公平交易的现象。然而,当前主流区块链技术为了保证数据、交易的可信,利用分布式账本技术在网络内进行了数据、计算的重复验证,因而提高了保护数据隐私的难度。监管:区块链技术的现有架构,有限程度上保证了部分监管合规性,如利用智能合约实现检测异常交易等监管逻辑。然而,在更广义的现实场景下的监管需求,目前难以得到有效支撑。如何高效的保证区块链交易、数据符合法律法规、行业规范、风控模型等特定监管规则,是区块链实现大规模落地应用的另一大挑战。扩展性:随着区块链逐渐走向主流应用场景,大规模计算需求所带来的扩展性瓶颈将越来越显著。大量网络节点同步、海量交易都将成为区块链提高扩展性并成为新一代信息基础设施的关键障碍。跨链协议:区块链技术的发展很有可能在应用生态上衍生出“一个行业一条链,多链共存”的情形。如何保证不同链之间的信息高效、可信流转和互通,是打通多个区块链及上层应用的关键问题。链下信息:数据在链上、链下分治的情形在区块链应用中很普遍。然而,很多应用场景需要获取相应的链下信息并完成计算任务。这种情况下,区块链技术对链下信息的可信、一致性提出了较大挑战。存储:由于区块链技术的一大设计原则是账本数据无法删除,使得账本数据不断膨胀。同时,由于区块链的安全可信相当程度上就建立在众多网络节点对账本的冗余备份之上,这愈发加重了数据存储上的挑战,让如何有效进行区块链数据分布式的存储和管理成为了重要的技术问题。技术研究趋势基于区块链技术的发展现状,对未来技术研究趋势上的判断总结如下。区块链编程语言设计:目前区块链的开发生命周期中基本采用了主流编程语言,如 C++、Go 等。未来,一个技术研究趋势是,如何进一步强化区块链技术的开发支持,包括设计新的编程语言、开发已有语言的区块链 SDK 等,从而在软件开发的生命周期中降低区块链开发的复杂度、提高开发效率。在智能合约方面,当前主流开发语言包括 Solidity、C++、JavaScript 等,这些语言在安全性、隐私性角度的支撑都相对较弱。因此,正如 Facebook 在 Libra 项目中提出的 Move 语言一样,未来新的安全智能合约语言将会是一大研究重点。此外,智能合约语言是否需要做到图灵完备也会成为重要的讨论点。领域性强的非图灵完备语言同样是可能的研究趋势之一。密码学实用化方案:当前大量的密码学技术被应用在区块链技术架构的实践探索中,用以增强区块链的隐私保护能力,如同态加密、混淆电路、门限签名、零知识证明、安全多方计算等。这些技术在算法层次提供了强大的机密性以及平台通用性,然而在实践中,通常会引入很大的开销。因此,这一问题上的未来技术研究热点可能是如何基于密码学技术,提出实用化的实践方案。区块链性能优化:作为当前区块链大规模应用的主要瓶颈之一,性能优化在下一阶段仍将成为关键的技术研究点。具体而言,区块链未来可能的性能提升点包括:高性能区块链架构设计、应用导向的高效共识协议及优化、可并行的交易处理引擎、网络通信加速技术等。分布式存储:针对当前区块链数据膨胀难以管理、查询能力较弱的问题,未来的相关研究方向将重点面向分布式存储技术展开。FISCO-BCOS[36] 区块链提出的 AMDB 可以认为是这一方向上的初步尝试。如何保证分布式存储的数据一致、完整、可信,并且与现有区块链架构有机结合都是重要的技术研究点。监管科技和合规协议:区块链应用与数字资产的强相关性,意味着监管、合规必将成为区块链技术的核心要点。如何在区块链中内嵌对于反洗钱、反恐怖主义融资等通用监管需求,如何构建标准化的数据合规协议,保障区块链技术在主流场景中得以应用,将成为重中之重。5. 总结与展望区块链技术自 2008 年以来经过十多年的发展,逐渐走入了更多人的视野,融入到了各行各业的产业建设中,今年国家也首次将区块链技术纳入了新基建的范畴。在区块链技术发展的如火如荼的当下,本文系统性地梳理了区块链技术的基础架构、扩展技术、挑战与趋势,以总结区块链技术的发展现状,并期望为未来的进一步相关研究工作带来启发。参考文献[1] Nakamoto S. 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全球区块链产业全景与趋势(上篇). 2022–2023年度报告 | by HTX Research | HTX Research | Medium

链产业全景与趋势(上篇). 2022–2023年度报告 | by HTX Research | HTX Research | MediumOpen in appSign upSign inWriteSign upSign in全球区块链产业全景与趋势(上篇)HTX Research·FollowPublished inHTX Research·86 min read·Dec 8, 2022--Share2022–2023年度报告摘 要2022年,美联储持续加息,全球流动性紧缩,加密行业进入深熊。今年,Crypto资产总市值缩水超过2.2万亿美元,CEFI类机构业务规模下降约71.4%。行业在连续经历Terra崩盘、3AC和FTX破产事件后受到重创,包括BlockFi、Genesis等大型机构遭遇破产或清算危机。但是,行业的建设并没有停止:一级市场的投融资总额超过277亿美元;以太坊开启了PoS新时代,Layer2快速发展;X2E唤醒了GameFi新业务模式等。本篇报告将从行情、数据、投资、地域、应用、技术、监管等7个领域全面分析2022年的得与失,为2023年的行业发展提供预判和建议。我们从加密人口占有率、CEX流量、DeFi流量和网络搜索热度四个维度,建立了Crypto地域发展指数,美国、越南和俄罗斯位居前三。2022年全球加密用户大约有3.2亿人,超40%为亚洲人,新用户增长量由2021年的1.94亿人下降到2500万人。美国、韩国和俄罗斯的CEX交易所访问量最大,总占比超22%。美国DeFi市场份额占比第一,DeFi协议的访问量是第二名巴西的6倍。南美、南非和中东地区对加密行业的关注度最高。东南亚地区加密人口达到4600万,仅次于北美市场。南美和非洲的加密货币应用场景以支付和储值为主,有超过1/3的国民日常使用稳定币。基础设施赛道仍聚焦于性能优化,服务类设施更加完善。以太坊Layer2项目百花齐放。新公链依靠“模块化”技术路线得到了快速发展。存储赛道技术发展多样化,存储容量和利用率持续缓步增长。域名作为应用层和DID的基础设施,也出现爆发式增长。跨链桥数量众多,安全性和互操作性仍然有可提升的空间。在矿业方面,比特币矿业发展艰难,而以太坊即将迎来质押即服务的新时代。在应用层面,DeFi各链总TVL较历史最高点下降了70%以上。杠杆出清,收益率下降。NFT市场高开低走,总市值下降约42%,交易活跃用户数下降约88.9%。NFTfi项目已崭露头角,成为下一个增长点。GameFi和Metaverse有亮点表现,但发展不足。在监管政策方面,今年,全球有超42个主权国家和地区对于加密行业采取了105项监管措施和指导。积极类政策占比36%,较去年大比例增加。各国对行业的全面监管框架已提上日程,CEX监管趋严,链上监管或被纳入体系。熊市仍在继续,我们提出了4个有价值的市场底部指标,给出了规避熊市陷阱和保护资产的建议。最后,我们预测了2023年行业发展的一些方向,(1)2023年初行情筑底;(2)Twitter等Web2头部社交将持续融入Web3,带来新的SocialFi发展模式;(3)Layer2将在2023年出现生态爆发;(4)ZK加速网络开始起步;(5)Dapp Chain 将迎来快速发展期;(6)链上存储的真实需求快速增长,存储赛道迎来实质性发展;(7)链上监管加强,部分协议或受到威胁;(8)加密货币将被更多国家用于支付或授权为法币。— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —作者火必研究院Flora Li,Stefanie Wei,Barry Jiang,Nolan Liu,Johnny Louey,Siyu Chen,Andy Hoo,Mingwang Zheng,Jimmy Qi,Lucio Lyu贡献者:nansen.ai— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —1. 全球经济形势下的加密行业1.1 全球宏观:通胀、加息和下跌如果要给2022年的全球宏观市场梳理一条脉络,那么一定绕不开全球通胀和随之而来的货币紧缩这条主线。它们就像是宏观市场这篇大乐章的基调,影响着全球经济的方方面面。这其中当然也包括加密货币市场。不仅如此,正因为当前我们面临的宏观经济形势是近几十年少见的,所以在今年影响加密货币市场的因素里,宏观因素超过了监管、新技术、新赛道等行业内部因素而占据了主要地位。下面我们根据全球通胀和货币紧缩这两个要点来梳理一下今年以来全球的宏观市场情况。图1–1:CPI YoY of US, EU, UK, China and Japan (来源:Bloomberg, data from 10/1/2021 to 9/30/2022)上图为美国、欧元区、中国、日本和英国这几个主要经济体从2021年10月到2022年9月的CPI同比数据,可以看到在过去一年里几个主要经济体的通胀均上升,且除中国外,其他国家目前的通胀率均处于近十几年来的最高水平。面对这种情况,全球各个高通胀国家的央行普遍采取了通过加息及退出QE等收紧货币政策的方式,希望能借此抑制需求端,从而降低通胀。图1–2:Benchmark interest rate of US, Euro Area and UK (来源:Bloomberg, Data from 10/30/2021 to 9/30/2022)上图为美国、欧元区和英国从2021年底至今的基准利率走势图。可以看出,本轮全球的加息周期的特点是力度猛节奏快。以美国为例,美联储在8个月的时间内将联邦基准利率提升至2.5%的水平,而在上一轮加息周期时美联储将利率提升至这一水平用了将近2年的时间。快速猛烈的加息无疑为全球风险资产的价格带来巨大压力,这其中加密货币不可幸免。表1–1:市值前5大币种2022年涨跌幅 (来源:Tradingview,Huobi Research)上表为市值排名前列的几个主要币种今年以来的涨跌幅。可以看到伴随货币政策的收紧,各个币种无论赛道无一幸免,都遭遇了大幅下跌。虽然今年行业内发生了terra崩盘、以太坊合并等历史性事件,但这些事件要么是宏观环境恶化的后果之一,要么并没有改变行业整体下跌的趋势。因此可以说,今年的宏观市场环境的关键词就是通胀、加息和下跌。1.2 Crypto:潮水退去的一年2022年是加密货币市场长期下行的一年,外部金融环境恐慌,加之内部诸多事件连锁暴雷,直接导致整体市值缩水2万亿美元。1.2.1 行情:由牛转熊,并进入深熊表1–2:主要趋势板块跌幅 (来源:coinmarketcap,Huobi Research)这里可以看出来,在熊市期间,BTC和ETH依然发挥着重要的作用,在保持着高的市值占比的同时,跌幅也相对较小。DeFi板块和Gamefi板块 虽然总市值跌幅在80%-90%之间,但是大部分单个资产的跌幅都更大一些。因为总市值也一直在补充进入新资产,增加了资产数量,也就填充了资产的下跌。市场的下跌,对于牛市时比较热门的资产退热很快,大部分的跌幅都到了90%甚至更高。200周SMA指标对于主流资产BTC来说,通过观察十多年来的历史数据,200周SMA指标适合于观察BTC的底部区间。图1–3:BTC价格在200周SMA指标下 (来源:Tradingview)由于2014年之前,BTC未完成指标200周的前提条件,所以该指标从2014年中旬开始。从历史数据来看,2015年的两次跌破指标,2019年的触碰指标,2020年“312”的跌破指标,大多只是短暂的触碰或调整后便反弹。但是目前来看,BTC价格自今年6月份跌破指标,8月份的突破后回落,价格一直长期震荡在指标的下部。根据指标来看,BTC历史第一次跌破并在下方震荡,目前的市场便是史无前例的深熊。1.2.2 应用:在低迷中发展和创新根据DeFillama数据,DeFi Total TVL从2022年1月份171 billion USD 到 2022年10月份最低点50 billion USD。目前10月末约为55 billion USD。随着Terra等的一系列暴雷,DeFi的TVL也出现过两次断崖式下跌,市场确认并加速进入了熊市阶段。图1–4:链上总锁仓量 (来源:DeFiLlama)下图的数据是显示借贷协议中未偿还债务的价值。当下的数据约为4 billion USD。与去年最高点25 billion USD相比,下降了84%。在链上的用户对于杠杆的需求下降,从而使得链上交易活动减少,也是这次熊市的一个明显的特征。图1–5:链上总借贷量 (来源:token terminal)目前ETH链依然是DeFi的主战场。随着2020后半年的牛市开启,协议的爆发性增长,币价和收益率同时上升,吸引来了大量的资金注入。流动性也随之增加。但是随着2022年,市场下跌,币价和收益率也在同时下跌。流动性被抽取,大量资金外流又加速下跌情绪。目前主流借贷协议的稳定币存款利率甚至低于美国国债。在近期,又有许多协议遭受黑客袭击,链上又出现了如Terra的暴雷事件,使得厌恶风险的资金被提取。在这种行情下,市场也进一步的推动了Layer2公链的发展,DeFi生态能在Layer2上二次发展。扩容方案的速度更快,价格更便宜,对于普通用户的成本就更低,更能吸引小资金用户参与DeFi。这也是Layer2发展的好时机。通过观察Layer2链上的TVL数据,我们发现,在2022年4月份,Layer2 的链上TVL达到了最高点7.5 billion USD,随后一路下行至7月份的3.7 billion USD。不同于其他的生态,Layer2生态从7月份触底之后便一路上行,到现在约5.32 billion USD。这要归功于Layer2的技术逐渐成熟,开始发币,并且大量的应用随之落地,并且多数Layer2链的开发团队也在积极展开激励,比如预空投奖励活动,发币等。随着Layer2扩容方案的发展和进步,未来的链上必然会派生出更多的玩法和生态项目。图1–6:Layer2链上TVL数据 (来源:L2BEAT)随着市场的热度消退,NFT交易量也呈现出萎靡的姿态。在五月份拉盘出现的超高量,是因为当时发行的otherdeed for otherside(也叫猴子地)产生了fomo情绪。同时,NFT的总市值的跌幅约为一半。NFT的计价方式以币本位为主,而ETH的波动也很大,NFT的总市值不可避免的下跌。NFT的市值从约35 billion USD跌到了21 billion USD,跌幅约为40%。NFT总市值的下跌并没有ETH的幅度大,是因为NFT有持续的新资产发布,一直在给市场输送NFT,这也同时吸引非NFT用户加入到NFT。图1–7:NFT Volume (来源:NFTGO)尽管NFT市场萎靡,目前的日均交易额仅为牛市中的15%,甚至更低,但是拥有NFT的钱包数量的增速并未放缓,每周约增加8万个,如下图。市场用户持续增多,新产品增多,NFT总市值却在缓慢下降(如上图),这是NFT市场消除泡沫的现象。NFT的价格趋于理性,同时也会有越来越多的用户持有NFT,这是一种市场良性发展的现象。图1–8:拥有过NFT的钱包数量 (来源:nansen)1.2.3 投资:在熊市中寻找新希望加密货币二级市场的数据持续低迷,一级市场也难以独善其身。根据Odaily星球日报的不完全统计,2022 年 第三季度全球加密市货币场已披露融资总金额为 58.41 亿美元,共发生 442 起投融资事件(不含基金募资及并购),集中在基础设施 20 起、技术服务商 50 起、金融服务商 49 起、应用 246 起以及其他服务商 77 起。其中,应用赛道获得的融资金额最多,为 26.05 亿美元。与2022年第一,二季度相比,第三季度的总融资额和融资事件总数都有明显的下滑:根据Odaily和PANews报道的公开信息统计,2022 年第二季度全球加密市场共发生 511 起投融资事件(不含基金募资及并购),已披露总金额为 127.1 亿美元。在所有融资事件中,融资规模超过 1 亿美元以上的交易数量达到 28 笔。今年Q1全球加密市场共发生 461 起投融资事件,已披露总金额为 92 亿美元。图1–9:2022年三个季度融资活动对比 (来源:Huobi Research)在Q2,全球加密投资机构最关注的领域为GameFi 和NFT。游戏、游戏相关的基础设施和技术解决方案共获得了 82 笔融资,在数量上排名第一,占融资总数量的 16%。GameFi领域的融资金额同样遥遥领先,高达 29.96 亿美元,占全行业融资总额的 23.5%。图1–10:2022年第二季度加密货币基金融资数量分类 (来源:Huobi Research)资本倾向于投资 GameFi的趋势在 Q3 继续。GameFi 这一赛道的融资额为 9.63 亿美元,占总融资金额的 16.4%,在 442 笔融资事件中占比 15%(67 笔)。其中包括链游开发商,链游公会以及 X2E 链游项目。Q3中,L1项目的融资表现也很好。虽然 L1 赛道只有 13 笔融资数量,仅占总融资数的 3%,但是其融资总金额达到 6.25 亿美元,是除了 GameFi 之外,融资金额最高的子赛道。比较出众的,便是Move语言的两大公链,Sui和Aptos,他们宣称,继承了Libra的 Move 开发语言,并聚焦于改善 L1 的安全性和可扩展性,同时大规模提升网络性能。高估值融资,吸引了整个市场的注意。在新公链的明星效应下,新项目也层出不穷。图1–11:2022年第三季度加密货币基金融资数量分类 (来源:Huobi Research)因为熊市持续了一段时间,很多机构并没有成功的撑过去,还有一些机构受到了暴雷事件的影响从而解散或破产。大部分的加密投资机构转换了牛市以来的风格,加强了对投资项目的筛选。虽然在这种环境,优秀的项目也难以被掩盖光芒。各机构重点关注[1]的领域可以分为2大类,基础设施类和应用类。整体看来大家更关注基建类项目。根据Huobi Research公开的调研结果显示,Infra的提及频次是最高的,其中2根主线是ZK和新公链,像中间件,数据,预言机,DID等领域也明显带有基建的成分。应用类项目方面,DeFi、GameFi、社交排名前三。尽管DeFi已经冷清了一段时间了,但它仍然是机构最看好的方向。[1] 详情请阅读Huobi Research 研究报告《20家投资机构告诉你未来的机会在哪里》:https://research.huobi.com/#/ArticleDetails?id=3122. 加密市场地域分析2.1 区域市场流量分析经过14年的发展,以BTC为代表的加密资产已经影响并传播到全球的各个区域,正在由点及面的快速发展中。为评估全球不同地区加密市场的发展水平,我们主要将从以下四个维度来分析和判断各个地区加密资产业务的渗透情况和发展速度。(1)加密人口总数及占有率:加密人口占有率指的是一国加密用户数量与该国人口总数的比值,它最能直观反映出加密市场在一个国家的采用情况;(2)CEX流量[2]:中心化交易所是加密货币市场的重要组成部分。这些交易所通常易于使用,许多加密新手都是通过它们开启探索加密世界的大门,加密市场中大部分的用户和流动性资金都集中在中心化交易所里。我们根据交易所自身活跃用户、深度、交易量和可靠性等选取了市场中综合排名前100的CEX;(3)DeFi流量[3]:DeFi在近两年成为加密市场中发展极其迅速的领域之一。随着AMM、流动性挖矿等模式诞生,DeFi迅速吸引了市场上的大批资金,大量行业资深用户和从业者都曾积极参与DeFi应用的交互,对DeFi协议的分析可帮助我们准确地分析全球crypto资深用户的分布情况。我们根据DeFi协议的TVL、交易量、日活用户等选取了主流的、不同公链上的近300个DeFi项目;(4)关键词热度:网络热度可以从更宏观的角度反映出大众对加密市场的兴趣程度。[2] 本文选用的中心化交易所目标为Binance、Coinbase、FTX、Kraken、Kucoin、Huobi Global、Gate.io、Bitfinex、Bitstamp、Coincheck、Gemini、Bybit、MEXC、Bithumb、OKX、Poloniex等;流量数据来源于similarweb;[3] 本文选用的DeFi目标为MakerDAO、Lido、Curve、AAVE、Uniswap、Convex Finance、Justlend、Pancakeswap、Compound Finance、Instadapp、Balancer、Sushiswap、GMX、Yearn.finance、Synthetix、dYdX等;流量数据来源similarweb。2.1.1 全球加密用户增速放缓,亚洲占比超40%下图反映了经过身份认证的全球加密货币用户总数,该数据是根据交易平台、链上钱包信息及不同的服务提供商等多个渠道统计得出的。图2–1:全球加密人口总数(来源:Statista,Huobi Research)2018年到2020年,全球加密货币市场处于发展早期,用户增长较为缓慢;2020年后,市场的蓬勃生态吸引了不少加密原生用户,并迎来爆发式增长。从上图也可以看出,2021年的增长率和增长绝对值都是近年来最高的。这背后可能是众多金融机构和传统交易者纷纷入场,加之NFT的火热,彻底点燃了加密市场的热情。进入2022年后,全球的宏观经济处于衰退边缘,但下跌中的加密市场却展现出令人惊讶的坚韧性。从数据上看,全球范围内的加密用户人口仍然持续净增长。截止到2022年11月,全球的加密用户总数大约有3.2亿人,渗透率约4.3%。其中,亚洲地区的加密市场用户总数占比最大,大约40%。图2–2:全球各地区加密人口数量(来源:Statista,Huobi Research)2.1.2 美国、韩国、俄罗斯占据CEX流量前三我们从获取到的数据中发现,2022年中心化交易所的整体市场规模较2021年有较大幅度下降。具体来说,加密资产总市值在过去一年里下降约66%,加密货币现货交易量下降约27%,独立访客数下降了24%。从这些数据我们不难看出,无论是网页端还是移动端的加密用户,对中心化交易所的月访问量都在不断减少。这与加密市场逐步转入深熊有关。行情持续走低、资产的不断缩水均使得存量加密用户的交易兴趣越来越少。图2–3:过去一年主要CEX的月访问流量和加密市值(来源:Similarweb,Huobi Research)上图显示了过去一年里主要CEX的月访问流量和加密总市值的关系。二者的相关系数为90.8%,具有很强的正相关性。不过值得注意的有两点。第一,二者在2022年5月有小幅背离。这可能是由于LUNA崩盘这类黑天鹅事件,大量用户需要到交易所抛售或抄底,反而推高了当月的交易所访问量。第二,交易所访问量虽然走低,但下降幅度远小于市值下跌程度。这说明了加密市场中仍然有很大部分的存量用户,他们对加密市场保持持续关注。图2–4:部分国家的主要CEX流量占比(来源:Similarweb,Huobi Research)CEX流量占比中,美国凭借自身的加密用户绝对数量和市场规模优势牢牢占据榜首,韩国、俄罗斯、土耳其、日本分别以7.4%、6.1%、5.6%和3.8%的占比紧随其后。总体来看,排名靠前的国家都有对加密行业相对友好的政策。韩国和日本因为失业率和房价都较高,阶级固化严重,青年民众将逆袭的希望寄托在了加密货币投资上。俄罗斯在制裁中被迫选择了一个更为开放和自由的金融体系。土耳其长期遭受高通胀折磨,加密货币在该国出现了货币替代的作用。图2–5:部分国家的主要CEX流量占比及月流量(来源:Similarweb,Huobi Research)上图是占比前五国家的每月访客量变化图。美国、韩国、俄罗斯、土耳其、日本的下降率分别是72.9%,48.6%,25.6%,59.6%,38.6%。其中,美国下降幅度最大,这主要是受宏观经济影响,美联储连续大幅度加息,收紧流动性的同时改变了资金的风险偏好;而俄罗斯的下降幅度最少。战争引发的全球性经济制裁似乎让无国界的加密市场有了用武之地,成为该国有效的支付和贸易的补充渠道之一。2.1.3 DeFi用户美国占绝对优势过去一年全球的DeFi独立用户总数相对有所提升。在2022年里,即便行业里发生了一系列暴雷、脱锚及攻击事件,但DeFi的长期价值和基础功能仍让他们保持着信心,并对未来市场的复苏持乐观态度。因此,我们认为DeFi市场的基本面仍然相对健康。图2–6:过去一年主要DeFi协议的月访问流量(来源:Similarweb,Huobi Research)图2–7:部分国家的主要DeFi流量占比(来源:Similarweb,Huobi Research)从地域占比看,美国在DeFi上的市场份额优势明显,占比为31.8%,远远超过其他国家,这与DeFi项目源起于美国有关。美国近年来也不断拥抱加密行业,吸引了大量资金和人才,众多加密初创公司纷纷涌入硅谷、纽约等金融科技中心。与CEX流量略有不同,在DeFi流量占比中,英国、法国、德国、加拿大等一批发达国家排名靠前。这可能是由于DeFi的用户群体比较偏向专业和资深用户,有较高的门槛,这些国家金融体系更成熟,投资者教育也更深入。巴西排名第二,这是因为巴西是拉美第一大加密货币市场,而且一些银行、投资公司正在或准备提供与加密市场相关的服务,资产管理公司QR Capital和Hashdex还推出了DeFi ETF,起到了普及的作用。2.1.4 “NFT”成为全球最为关注的Crypto话题我们搜集了过去一年里和加密市场相关的主要关键词,并从中选取最高频的5个词(排名不分前后)绘制成可视化地图,以便读者更直观的感受出全球各地区对加密行业的兴趣分布。图2–8:Worldwide keyword volume in crypto(来源:Google trends)从关键词分布上看,“BTC”、“DeFi”和“Cryptocurrency”在南美、南非和中东等地区频次最为密集,很大程度上是因为这些地区的金融基础设施和支付体系不够发达,加之长期较高的通胀率,加密货币是用作日常支付和价值存储的绝佳替代品;“NFT”的表现令人意外,它的热度几乎渗透到了世界每个角落。这可能是因为NFT可以很好的与体育、艺术、娱乐、文化和游戏等各个行业相互结合,极易出圈;加上每个NFT独特的社区文化以及财富效应,进一步扩大了它的影响力,刮起了一阵全球NFT潮流。图2–9:Keyword search volume and total crypto market capitalization(来源:Similarweb,Huobi Research)上图是一年多来各类crypto关键词的搜索量,能反映出大众对加密领域的兴趣程度。2021年兴起的NFT市场让crypto火热出圈,各种crypto关键词纷纷占据互联网用户的热度榜,搜索流量持续增加。进入2022年,随着加密市场整体行情走低,行业关注度开始下滑。Q1、Q2期间行业内发生的一连串事故也让本就脆弱的市场情绪更加低落。随着2022下半年仅有的几大行业热点事件结束后,全球对加密市场的关注度正处于相对沉寂的状态。由于大众传播的特点,负面消息总是更吸引读者,所以搜索量的高峰往往出现在行情快速下跌、负面新闻多的时期。但拉长时间范围看,大众对加密行业的关注度下降了接近一半。2.2 区域市场产业分析2.2.1 北美:DeFi创新主战场北美地区是全球加密市场的重要组成部分。目前该地区拥有约4700万名加密用户,占全球加密人口14.7%。由于北美是世界上经济最发达地区之一,加密市场也十分活跃。从流量占比上看,北美地区开展的DeFi业务尤为强劲。下面我们对该地区主要国家之一的美国进行具体分析。●美国:加密市场的风向标在过去的几年里,美国对加密货币的看法发生了明显转变。越来越多人开始注意到加密货币投资和交易,并纷纷加入这一行列。我们列出的加密市场指标也反映了这一现象,美国在各个维度均位列前茅。目前,美国加密市场用户约4600万,占总人口13.7%;在中心化交易所和DeFi领域的流量占比分别是9.2%和31.8%。从美国在各个CEX的交易种类上看,BTC是美国加密用户的主要选择,其次是以太坊、狗狗币、ADA以及其它加密货币。具体来说,美国正以约15亿美元的BTC交易量引领全球。领先的数据表现也解释了为何近年来加密市场的价格波动常常与美国风险市场之间有较强的关联性。尤其是2022年以来,加密市场的价格走向几乎完全以美联储的货币政策为导向;另一方面,美国在众多DeFi协议中31.8%的交易量占比也是遥遥领先。对DeFi的拥抱也使得美国成为DeFi创新的前沿阵地,硅谷、纽约等地聚集了大量开发者,多数项目也更容易在这片热土获得早期资金和人才支持。表2–1:美国加密市场发展指标(来源:Huobi Research)美国加密市场的快速发展主要可以归结为以下几点原因:1、年轻人是加密市场中的主要用户群体。根据Finder调查显示,美国18–34岁的年轻人为主力军,占总加密用户的56%。相比于喜欢股票和债券等传统投资组合的中老年人,年轻人似乎更能承受风险,加密货币可能带来的高收益让他们趋之若鹜,推动了整体市场的采用率;图2–10:cryptocurrency ownership split in the US: by age(来源:Finders)2、合规化进程日益推进。美国多数州推出了加密友好型法案,推动了当地的合法化加密活动。例如,俄亥俄州提议了以加密货币支付税款的法案;怀俄明州通过了13项法律,包括承认加密货币为货币,允许当地银行为数字资产提供托管服务。有了这些法案,大型机构和金融服务商都可以为美国用户提供合法化的资产管理以及相关的加密服务;3、其它因素。除了上述原因外,我们认为还有一些事件在推动美国加密市场发展中发挥了重要作用,如Microstrategy和Tesla等大型机构的入场、美国逐渐丰富的线下加密货币支付场景以及大型加密初创公司蜂拥而至美国等。2.2.2 东南亚:新兴市场涌现,加密用户占有率激增近年来,东南亚地区的加密市场成长非常迅速。目前加密人口总数约4600万,仅次于北美市场。虽然该地区多以中低收入国家为主,人均购买力并不如发达地区。但部分东南亚国家(如越南、菲律宾、泰国)的加密用户占有率却表现比较突出,加密活动已渗透到很多生活化场景里。●越南:国家加密货币采用率之首该国的加密用户人数约2000万,占其总人口的五分之一以上,成功跻身到全球高加密货币采用国家的榜首。以越南为代表的东南亚新兴加密市场增长的主要原因有以下几点:(1)顺应当地金融改革和现代化要求。过去十年里,东南亚国家和政府十分重视区块链等新兴技术,并期待它们能为经济数字化铺平道路。在越南,无现金支付逐渐成为该国常态,当地政府为扩大加密货币采用设定了相对宽松的加密税;同时,由于该地区传统金融体系不够发达,能获取的服务非常有限,导致用户不得不转向使用效率更高的加密货币;(2)GameFi成为用户热衷的投资场景。基于东南亚地区人文环境和消费习惯,游戏是该地区极为重要的组成部分。根据公开数据,2020年印度尼西亚的手游下载量最高为38%,其次是越南达到22%;菲律宾、越南在游戏付费率方面排名靠前,分别是55%和50%。发达的游戏产业环境也给区块链游戏的诞生提供了良好的土壤。2021年,现象级链游Axie Infiity问世,其创新性的 “play-to-earn”模式迅速点燃了市场热情,吸引了大批用户和资金争相涌入,东南亚地区毫无疑问成长为GameFi的中心。表2–2:越南加密市场发展指标(来源:Huobi Research)● 新加坡:加密新宠,全球web3重要节点新加坡在近几年的中美互联网市场饱和下沉和东南亚经济崛起中抓住了机遇,尤其是疫情后数字化转型的加速期,新加坡逐渐成为互联网的创业热土,吸引了大批创新者和独角兽企业。这其中自然也包括了加密领域。新加坡为加密行业提供了高度开放的政策环境,既有明确监管,但也给予了很大的容错创新空间。根据陀螺报告显示,新加坡金融管理局在DeFi中提供了监管沙盒加强版等包容性更强的绿灯监管方式。即使许可牌照未能申请,也可依据豁免条例暂时允许提供特定支付服务。因此,新加坡逐渐成为全球加密领域最为友好的地区之一。毕马威发布的数据中显示,2021年新加坡在加密领域共有超80笔风险投资交易,总额高达14.8亿美元;相比2020年该数字还只有26笔,总额1.1亿美元,金额环比增长近14倍。表2–3:新加坡加密市场发展指标(来源:Huobi Research)2.2.3 亚洲其它地区:加密人口基数巨大,市场热情居高不下亚洲地区地域辽阔、国家众多,坐拥全球最多的加密用户数量。下面我们选取几个重点国家对其进行分析:● 日韩:加密交易活动极其活跃日韩两国在交易所流量占比中的表现不可忽视。具体来说,韩国以7.4%位居第二、日本则以3.85%位列第六。一方面,Upbit、Bithumb、CoinOne、Korbit和Gopax等主要加密交易所的所在地都位于日韩两地,推高了二者在这部分的数据表现;另一方面,根据Coindesk的报道,两国居高不下的失业率和较高的房价迫使当地年轻人不得不寻求其它创造财富的手段。尤其是韩国,几乎陷入全民炒币的现状。除就业和高消费压力外,当地的阶级固化及财阀垄断也让底层社会的创业之路异常艰难。加密货币作为无国籍的投资,被他们的年轻人视为摆脱贫困和积累财富乃至实现阶级跨越的重要手段。数据显示,每5个韩国年轻人就有1个在炒比特币。另外,当地政府对拥有、出售和购买加密资产等行为的合法化以及未来可能出台的优惠税法提案,都使得加密市场在该地区越来越受欢迎。表2–4:日本、韩国加密市场发展指标(来源:Huobi Research)● 香港:沉睡的东方金融中心香港的加密市场在很长一段时间里处于灰色地带。作为曾经的亚洲中心,香港凭借发达的金融产业和背靠大陆市场的先天优势,吸引了一大批像Animoca、FTX、BitMEX等知名加密企业。但是,随着中国大陆对加密活动采取的一系列全面禁令,香港迅速散失其市场优势;加之CBDC试点工作在香港的稳步推进,香港金融管理局也希望将潜在的加密货币纳入监管范围。趋严的政策环境加速了大批从业者和加密企业的出走,导致香港加密市场份额在过去几年经历了快速下滑。不过,随着香港在2022年10月31日发布了全新的虚拟资产政策宣言,明确了当地加密活动的合法性,重新开放的香港加密市场有望在未来再度崛起。表2–5:香港加密市场发展指标(来源:Huobi Research)● 印度:监管摇摆不定,加密市场奋勇前进印度储备银行并不像其它国家央行对加密技术感兴趣,其财政部长曾在2018年对外宣称印度储备银行将全面禁止加密货币,但并没有将其上升至法律层面。这意味着加密交易在印度处于灰色地带。因此,尽管印度的加密市场在过去很长一段时间里一直存在较大的发展阻力,但并未停滞前进的脚步。直到去年,印度最高法院裁决印度央行对加密货币的禁令实属违宪,标志着印度政策的放松。政府监管的转向极大促进了印度加密经济的发展。根据Coindesk报道,印度农村地区希望购买和交易加密货币的投资者显著增加,Coinswith Kuber的农村注册量增长了135%;与此同时,今年以来印度区块链行业完成16笔交易融资,总额超过6.27亿美元,是2021年的14.25倍。另外,印度虽人口基数大,但年轻人的教育程度良好,对于区块链和加密货币的前沿技术和概念更加易于接受和理解。加密领域中一大批现有的优秀技术开发团队如Matic、Starkware均来自印度,他们都已成为了各自技术分支路线中的头部项目。这些都足以反映出印度加密市场的巨大潜力。表2–6:印度加密市场发展指标(来源:Huobi Research)2.2.4 欧洲:加密主力军之一,战争未能阻止市场前进脚步欧洲地区我们着重关注俄罗斯和乌克兰。从我们的数据上看,俄罗斯与乌克兰两国在各项指标中也都排名靠前。很大程度上是因为俄乌战争的爆发,导致两国的加密活动均有所增加。从俄罗斯方面来看。目前拥有加密货币的人口超过1460万,占总人口的10.1%。该国在建立与加密货币相关的法规上采取了很多积极性措施。2022年9月,俄罗斯通过立法批准了本国部分地区可以利用水力、核电等资源进行加密货币的开采。另外,由于战争导致该国在西方国家的制裁下不得不退出SWIFT,加密货币可能是对外贸易结算的重要补充。同样在9月份,俄罗斯央行正式宣布将使用比特币、以太坊等加密货币进行的跨境支付合法化。至于乌克兰,突如其来的战争给本国经济造成了极大打击,通货膨胀居高不下;加上当地央行的戒严令对本国居民的现金交易进行了严格限制,许多乌克兰人认为加密货币是用来对冲通胀的有效避险方式。因此,从战争开始以来乌克兰的加密货币转账量持续增长。表2–7:俄罗斯、乌克兰加密市场发展指标(来源:Huobi Research)2.2.5 南美&非洲:应用场景以支付和储值为主南美和非洲的主要国家采用加密货币的原因大多比较一致,主要是本国金融危机、高通胀以及法币过度贬值等。其中较为典型的国家有委内瑞拉、阿根廷、巴西、摩洛哥和埃及等。虽然不是所有加密货币都可以用来作为风险对冲的工具,但稳定币一定是这些地区用作资产储备的好手段。根据公开数据显示,由于常年保持高达8%的年化通胀率,南美和非洲地区至少超过1/3的人习惯用稳定币进行零售交易和日常资产储备。同时,这些地区也是世界上用稳定币来进行报酬支付比例最高的区域。2.2.6 加密市场发展成熟度指数,美国居榜首最后,我们根据以上分析并结合了本章的4个指标,计算出世界上15个不同国家的加密市场发展成熟度指数[4]。表2–8:部分国家的加密市场发展成熟度指数[5] (来源:Huobi Research)[4] 我们采用等权重的方式来计算它们的总体评分。这是为了简化模型和避免主观因素影响,即使我们知道这可能会造成一定的误差。图2–11:各国家评价总分(来源:Huobi Research)从我们的指标上看,美国的加密市场成熟度最高,但市场渗透率方面不如越南这类新兴市场。这可能是由于美国金融体系比较发达,虽然资金体量庞大,但投资者还有除加密货币外的各种别类资产配置选择。相比之下,越南、阿根廷、巴西这类新兴市场投资者的金融类选择不多。而加密货币作为无国界资产,具有高收益和高流动性等特性,深受他们的青睐。随着加密行业继续发展,监管政策的不断完善,这些新兴市场的潜力不容小觑。3. 2022年加密行业十大事件3.1 Terra崩盘,行业步入更严峻的熊市Terra的崩盘可以说是2022年甚至整个行业有史以来最恶劣的事件之一。Terra曾在全币圈红遍一时,跻身十大加密资产。它的崩盘使得许多投资者血本无归,也为本来已踏入熊市的加密货币市场雪上加霜。创立于2018年,Terra是透过「稳定币」UST 和「治理代币」Luna 的双币机制而建立的支付区块链。在2022年初,Terra的创办人Do Kwan推出了名为Anchor的协议:只要将UST存进去,就可以获得20%的年化收益。 因此LUNA吸引了很多投资者,其去中心化的特点也获得了币圈的宠爱。Anchor协议推出后,市面上多数的UST都被存进协议上,在UST崩盘前,有将近75%的UST(多达14B)都是存在Anchor协议上,许多投资者甚至抵押其他加密货币资产借UST去赚取20%的年化收益。因为UST的需求越来越庞大,LUNA的价格也随着攀升突破100美元。 在顶峰时期,UST发行量超过150亿,成为币圈最大的去中心化算法稳定币。在2022年5月,Terra在curve里面的UST资金池因为有用户大幅抛售而失去了平衡,UST因此脱锚,价格一路下降。 面对UST的失衡,Do Kwan动用LFG团队基金出售80,000枚BTC大量购回UST。可惜市场已对Terra失去信心,其他用户们纷纷抛售UST。Terra的算法同时令LUNA大量增发,LUNA & UST因此进入死亡螺旋。 Terra链上的交易者无法跟上大规模抛售,因此崩盘是无可避免的。图3–1:LUNAUSD(来源:Coinmarketcap.com)Terra的崩盘对市场造成巨大损失,UST的价格在几天内跌至 $0.2,而LUNA的价格也归零,Terra Network市值蒸发了400亿美元,许多投资者损失严重。除此之外,LFG 出售的80,000枚比特币也对市场造成巨大冲击,比特币价格下跌也导致整体市场面临更严峻的熊市。3.2 三箭资本破产,加密行业进入“雷曼时刻”三箭资本(Three Arrows Capital)是由创始人Su Zhu和Kyle Davies于2012年创立的加密货币对冲基金。三箭资本以其高杠杆押注而闻名,从不同的公司借入了大量资金,并投资于许多不同的数字资产项目。 在2022年3月,其资产管理规模曾达到100亿美元,投资组合包括Avalanche、Solana、Polkadot和Terra等代币。三箭资本无疑是币圈内的投资巨头。Terra崩盘之后, 随即有消息流传指三箭资本面临流动性问题,也有消息指该公司疑似挪用客户资金。在2022年6月14日,Su Zhu 删除了社交媒体Twitter账号简介中包括以太坊等数字货币标签,并在Twitter上发布推文:“我们正在与有关方面进行沟通,并完全致力于解决这个问题。”不过,Su Zhu并未明确所回应该“问题”的具体内容。随后一星期,数字资产经纪公司Voyager Digital表示,已经向三箭资本出借15,250个比特币和3.5亿美元的稳定币USDC。按当时的价格计算,贷款总额超过6.75亿美元。Voyager Digital公司要求三箭资本在6月27日前偿还全部未结清贷款,否则将面临违约。三箭资本结果是没有偿还该贷款,Voyager 随即从法律途径向三箭资本寻求赔偿。事情曝光后, 其他三箭资本的借贷人纷纷要求三箭资本偿还贷款, 包括Genesis Global Trading BlockFi,BitMex,FTX,及Blockchain等等。 三箭资本被迫出售其资产,更一度在curve上的stETH/ETH池大幅抛售8万枚stETH (超过 8400 万美元), 导致stETH脱锚 (stETH曾经一脱锚到0.94ETH)。图3–2:三箭资本示意图(来源:CNBC.com)三箭资本在币圈打开了一个资金敞口,其影响深远。可是由于缺乏透明度,没有人知道谁对他们持有敞口, 随着越来越多机构披露三箭资本的坏帐,整个行业引发恐慌, 资金不断撤出,加密行业进入“雷曼时刻”。3.3 FTX事件引发行业地震今年11月FTX由于用户挤兑导致流动性枯竭且资不抵债,最终宣布破产。这可以说是本轮熊市以来第一大风险事件,其影响广泛而深远。FTX成立于2019年,和其姊妹公司Alameda共同为Sam Bankman-Fried创立。在成立之后直到暴雷之前的短短三年时间,FTX已经成为一个市值240亿美元,行业排名第二的中心化交易所,其创始人SBF的个人资产也达到了156亿美元。但一周之内,这些资产全部化为泡影。事情的根本原因是FTX作为中心化交易所,持有大量用户资产。而其姊妹公司Alameda由于业务需要大量资金,因此其以所持有的FTT和SOL等代币作为抵押,从FTX借出用户资金。这样一来FTX的用户资产虽然从账面价值看变化不大,但已经从包含大量稳定币和BTC的资产转变为持有大量FTT和SOL等代币,资产同质化严重且波动性高。事情的导火索来自于Coindesk发现了FTX资产负债表上的问题并发表了分析文章做出警示。之后币安创始人CZ以此为由宣布为规避风险将卖出持有的FTT,从而引发市场恐慌,导致FTT价格暴跌,从而使得FTX资产端大幅缩水,并引发用户挤兑浪潮。最终FTX因为用户挤兑导致流动性枯竭,且持有的FTT和SOL等资产大幅下跌导致资不抵债,最终宣布破产。FTX的破产直接引发了行业地震并导致市场崩盘。作为行业领导者之一,FTX和Alameda参与了众多项目的投资,尤其在今年熊市期间,他们更是多次出手救助陷入危机的业内公司,树立了币圈央妈的形象。据不完全统计,FTX参与直投的项目超过了110个,部分如下表:表3–1:FTX直投项目(部分)(来源:Dune,Huobi Research)除此之外,其他与FTX有业务往来的项目如bitDao和MIM,以及投资公司如红杉资本和淡马锡等纷纷遭受了代币暴跌和相关投资资产减记等损失。可以说此次FTX破产事件其影响之深远,造成的损失之大不是Luna、3AC等事件可以比拟,堪称真正的币圈雷曼事件。除了市场下跌和相关公司及项目遭受损失之外,本次事件还对整个行业生态造成了严重的影响。最直接的影响是中心化交易所遭遇到了信任危机。自事件爆发后,各大交易所都面临提币压力,显示出当前用户在恐慌情绪影响下对中心化交易所的巨大不信任。面临这种局面,各大交易所纷纷采取措施自救,如进行储备资产披露,呼吁建立行业规范和行业复苏基金等。但从长远来看,本次事件对整个行业生态将带来深远的影响:用户对中心化机构失去信任及对去中心化的呼声增加可能导致去中心化项目的再次发展;监管必然将进一步增强,合规牌照的获取难度和成本都会进一步升高;各个项目或机构在本次事件后的信息透明度都将大幅提高;事件可能导致用户对整个加密货币行业的信心动摇,使得行情下跌的同时低迷时间大幅延长等等。尽管如此,我们相信不破不立,每次事件的爆发都是刮骨疗毒,每次行情的下跌都是机会。随着事件的逐步平息,在经历阵痛之后行业依然会逐步走向好的方向。3.4 美联储大幅加息,高风险资产首当其冲前文我们说到2022年在全球宏观市场中最重要的事件就是全球通胀和各国央行为应对通胀而进行的加息等货币紧缩政策。并且本轮通胀和加息周期的特点是:通胀率高且顽固,加息速度快幅度大。下图为美国自1980年以来的通胀率和基准利率数据:图3–3:美国40年CPI同比数据和基准目标利率(来源:Bloomberg,Huobi Research)从上图可以看出,当前美国的通胀率已经到达了1980年以来的最高水平,而基准利率也在8个月的时间内到达2008年以来的最高水平,且预计在明年二季度以前还会继续加息。在这样的背景下,全球各个国家和各个行业都感受到了金融寒冬的冷意,下表为各大类资产在2022年的涨跌幅。表3–2:2022年各大类资产涨跌幅(来源:Bloomberg,Huobi Research)从上表可以看出,在美联储大幅加息的背景下,全球大类资产都受到了巨大影响:除大宗商品受到除美国货币政策之外的因素影响而上涨外,不管是全球股市,各国货币还是国债都出现了大幅下跌。其中代表短期资金成本的2年期美债和以科技股为主的纳指跌幅相对更大。在这种情况下,加密货币行业也难以避免。更有甚者,加密货币行业由于自身特点,存在杠杆率相比传统行业偏高的现象,在全球资金收紧的情况下,去杠杆的过程也相对更加暴力和剧烈,如terra崩盘和三箭资本破产等年度重大事件,它们的发生虽然有各自不同的直接原因,但根本原因都是受到全球货币紧缩的大环境而产生的现金流问题。因此在若干年后,如果要分析2022年加密行业的重大事件之时,以美联储加息为代表的全球流动性紧缩是分析很多问题的根本。3.5 以太坊合并,PoS新时代开启2022年9月15日,万众瞩目的以太坊合并顺利完成,标志着以太坊主网的共识机制正式从工作量证明(PoW)切换到了权益证明(PoS)。作为世界级计算机,以太坊自诞生起便一直使用工作量证明共识机制来保证系统的安全,各种交易、智能合约、账户等复杂功能也都是运行在这一核心机制之上。随着以太坊上生态应用的不断繁荣,当前的基础架构对系统扩展性提出挑战,PoW的局限性严重限制了以太坊的未来发展。为解决可扩展性问题,团队给出了一系列网络升级方案。合并是该系列中的第二次网络升级,它将生态中现有的两条独立区块链以太坊主网与信标链相结合,在保留原有执行智能合约的功能和完整的历史数据及用户状态的同时实现共识机制的切换。图3–4:以太坊合并示意图(来源:Ethereum.org)合并后,以太坊在区块结构、网络结构、共识机制和节点类型上均出现相应变化。新区块可以视为信标区块与原PoW块的组合,其中与PoW共识相关的区块字段会相应的修改为0或常数;网络结构将采用“共识层+执行层”的架构,由共识层协调和指挥执行层生成和同步区块;合并后,以太坊节点种类会更加丰富。无状态节点的加入既有助于保持网络的去中心化程度,还能为未来的分片架构做准备。图3–5:合并后以太坊区块示意图 (来源:Ethereum foundation blog)图3–6:合并后以太坊客户端架构 ( 来源:ethresearch.ch)以太坊合并是对加密货币市场具有里程碑意义的重大事件:对以太坊来说,合并是奠性能提升的关键一步,转向权益证明机制为以太坊后续的分片扩容提供了基础条件。不仅如此,合并后ETH的发行率将大幅下降,加上EIP-1559的销毁,未来ETH极可能进入通缩。对行业来说,合并意味着大规模显卡挖矿时代结束,矿工不得不涌向替代链或就此退出。随着以太坊慢慢补齐性能短板,未来势必会挤压其它PoS公链生态。从更深层次的方面来说,合并是以太坊响应全球减少碳足迹号召的重要改变。比特币的经久不衰让行业见证了PoW机制的强健性,但其要求不断运行矿机来反复计算直到找到符合要求的哈希值对能源有巨大的消耗。以太坊过渡为权益证明后,每年的全球能源消耗也将因此减少约0.4%。3.6 Tornado cash监管,引发加密行业思考与担忧2022年8月8日,美国财政部外国资产控制办公室 (OFAC)将 Tornado Cash 及其关联的加密钱包地址添加到其“特别指定国民名单”(SDN)中,禁止美国公民与该协议或与之相关的任何以太坊地址进行交互,如果与SDN名单中的地址进行交互,相关人和实体都将会面临处罚(图)。根据 Tornado Cash 官方推特,其协议遭到以下相关机构制裁:Tornado Cash GitHub 页面关闭Tornado Cash 贡献者账户查禁Tornado Cash 协议中 USDCRPC 请求遭 Infura、Alchemy 拒绝图3–7: OFAC对Tornado Cash的制裁文件(来源: https://home.treasury.gov/,Huobi Research)Tornado Cash被禁的主要原因则是朝鲜黑客组织 Lazarus Group 利用Tornado Cash 进行大规模的洗钱,同时帮助非法活动洗钱多达70亿美金,对美国国家安全构成了威胁。此次被列入制裁名单的链上地址中总计有 4.37 亿美元的资产。针对此次制裁,大量的服务供应商与DeFi协议禁止对Tornado cash的访问以及相关钱包的封杀。 Tornado Cash也引发了大量的讨论,包括区块链是否应该抗审查,加密货币行业是否应该迎合监管等,以太坊核心开发者也专门在开发者电话会议中详细讨论了国家级监管审查的应对策略等。Tornado Cash事件不仅促进了人们对隐私和监管两者之间冲突的深远思考,也标志着全球监管机构正式对DeFi的狂野西部展开了行动。3.7 OP发币带领Layer2热潮回归今年Layer2领域最大的事件就是主流的Optimistic Rollup协议Optimism发行了代币OP,推动了它本身和Layer2领域整体的逆市增长。2022年初,Layer2增速放缓。为了吸引用户和刺激增长,Layer2协议们各显身手。首先是在4月,头号Optimistic Rollup协议Arbitrum发布了名为 “The Arbitrum Odyssey “的生态探索活动,鼓励用户使用链上项目以获得NFT 奖励。用户热情高涨,不过由于活动太过火爆,超出了网络预设的承受能力,该活动不得不中止了。随后,Optimism官方宣布将发行原生代币OP并公布了经济模型。6月初,Optimism又宣布拿出占初始供应量5.4%的OP代币创建激励基金,以资助OP生态系统中的建设者和项目。这些举措助力Optimism的TVL(以ETH计算)在半年内增长了4倍多。表3–3:Optimism协议的各项数据对比(来源:L2beat,optimistic.etherscan.io,Huobi Research)Optimism是Rollup四大天团里第一个发行代币的,它的增长为其他协议做出了很好的示范。7月13日,ZK Rollup团队StarkWare连续发布3篇文章,宣布旗下产品StarkNet将要发行原生代币,并介绍了Token的应用场景、发行数量及分配情况等,而且表示StarkNet网络已经铸造了100亿枚代币,会将一部分分配给StarkNet生态的贡献者及相关投资人。至此,四大项目中的两大已经发行了代币或者有了明确的计划。剩下两家发币也是或早或晚的事。zkSync在官方的用户文档中就表态过将会发行Token,Arbitrum为了稳固自己头把交椅的位置,不发币怕是都不行。除了发行代币之外,在技术层面,Layer2也在持续迭代(后文详解)。Arbitrum在8月推出了 Nitro 网络升级,增加了网络吞吐量并降低交易成本。Optimism 宣布将在今年Q4上线重大升级 Bedrock,实现以太坊等效性、缩短L1到L2的存款时间、降低交易成本。StarkNet实现了 Rust-VM,极大降低了Rust 语言的开发者的门槛。zkSync 2.0的主网(第一阶段仅团队可用)将在11月上线。Layer2协议们通过技术升级持续提升性能和用户体验,通过代币引入更多种的手段让网络捕获价值,并激励开发者和用户。现在回头来看,Optimism发行代币的时间正是今年Layer2整体的TVL的拐点。在这之后,Layer的TVL增长了63%,成为了熊市中为数不多的还能实现增长的领域。今年的夏天称不上是“Layer2 Summer“,但Layer2已经显示出了强劲的生命力。在下一个盛夏,它们也许就会带来惊喜。图3–8:Optimism发行代币是几年Layer2 的TVL的拐点(来源:L2beat,Huobi Research)3.8 STEPN之后,X to EARN终局,GameFi何去何从曾经拥有100万用户以及472万注册用户并能够在一个季度赚取高达 1.225 亿美元的利润,STEPN可以说是2022年GameFi 和X to Earn 最辉煌的项目之一。 但是STEPN 还是最终陷入瓶颈,并步入死亡螺旋,为 2022年X-Earn的热潮画上句号。图3–9:STEPN(来源:coinmarketcap.com)鼓励用户走路来赚取代币,是STEPN的核心。自从游戏推出后,STEPN便获得了币圈的宠爱,也吸引了很多Web2的新用户,很快便有爆炸性的增长。在 5 月达到顶峰时,STEPN拥有70万个活跃用户,占Solana 每日唯一付费用户的近 20%。STEPN在五月高峰期之后,活跃用户直线式下跌,新用户也在不断减少。图3–10:STEPN 活跃用户数量(来源:Dune Analytics)STEPN衰落背后的原因除了加密货币市场熊市的影响以及LUNA崩盘引起加密恐慌的原因之外,还有STEPN在2022年7月宣布清退中国大陆用户,导致用户们纷纷出售有关STEPN的加密货币资产。STEPN的实用型代币GST在需求下降的情况下进入了失控的供应膨胀,导致其价格暴跌。STEPN 为X to Earn 开启了一个新的模式,导致STEPN急速发展的爆发点以及因为没有持续的用户增长而衰的问题也为未来其他X to Earn 的项目提供了参考价值。3.9 今年最大的并购案:Huobi收购作为曾经华语市场份额最大的交易所,Huobi在2022年10月初被香港百域资本旗下的并购基金正式收购,这可能是加密货币行业今年以来最大的并购案。Huobi集团成立于2013年,创始人为李林。伴随加密货币市场增长,Huobi交易所的市场份额逐步增大,在2017年后成为中文世界市场份额最大的交易所,整体生态布局处于行业领先地位,火币大学、火币投资等具有不错口碑。直到2021年,Huobi、币安和OK被视为中文加密货币交易所的三大巨头。但在2021年中国大陆出台了在全球各个国家中最严格的加密货币监管政策,包括禁止中国大陆用户进行加密货币交易、禁止中国大陆境内的虚拟货币挖矿、禁止在中国大陆注册的企业从事虚拟货币相关业务。监管政策出台后,以Huobi为代表的加密货币相关业务的公司纷纷宣布退出大陆市场,业务全面转向海外。在退出前,Huobi的日均交易量超过600亿美元,峰值一度超过900亿美元,而在退出后又遭遇市场进入熊市,日均交易量萎缩到了50亿美元的水平,交易量跌幅超过90%。但Huobi作为老牌交易所,仍然具有深厚的底蕴和有价值的资产。除本身的品牌影响外,Huobi持有美国、香港、韩国、日本等地的合规牌照,且在香港有上市公司火币科技,这些对于收购方仍有相当大的吸引力。因此在经过多次谈判后,在10月初香港百域资本宣布收购李林持有的Huobi Global的全部股份。香港百域资本(About Capital Management)是由陈亦骅于2008年创立的香港资产管理公司,他也是景林资产合伙人。百域资本在收购Huobi后,宣布成立全球顾问委员会,目的在于指导火币全球站的战略布局与发展,其名单有百域资本创始人陈亦骅,火币联合创始人杜均,波场创始人孙宇晨,香港科技大学副校长汪扬和Valkyrie投资联合创始人Leah Wald。在收购完成后的第一次全体大会上,孙宇晨作为顾问委员会代表宣布了几项重要举措,包括给HT赋能、加强出海战略等。在之后的一个星期,HT价格涨幅超过了80%,显示市场对这次收购和Huobi战略调整的认可。相信在完成这次收购和战略调整后,Huobi将在未来重现辉煌。3.10 美欧启动顶层布局,全面监管提上日程全球加密货币市场在经历上一轮大爆发之后,以美欧为代表的各国政府监管政策加快步伐。2022年3月9日美国总统拜登签署了《关于确保数字资产负责任创新的行政命令》,这是美国有史以来第一个整体政府措施来应对风险和利用数字资产及其基础技术所带来的潜在利益。该命令制定了涵盖六个关键优先事项的数字资产国家政策:消费者和投资者保护、金融稳定、非法融资、美国在全球金融体系和经济竞争力方面的领导地位、金融包容性和负责任的创新。9月16日白宫即发布了首个加密货币行业监管框架草案,该框架遵循数字资产行政命令,动用了美国证券交易委员会和商品期货交易委员会等现有监管机构的力量,还规定通过G7、G20、反洗钱金融行动特别工作组 (FATF) 和金融稳定委员会 (FSB) 扩大美国与其合作伙伴之间的合作。图 3–11:Bitcoin Regulation(来源: Allrecode.com/post/31774)2022年6月30日 欧盟理事会主席和欧洲议会就加密资产市场 (MiCA)提案达成临时协议,10月5日欧盟理事会批准最终的加密资产市场监管立法(The Markets in Crypto Assets regulation bill,MiCA)文本,10月10日欧洲议会委员会以28票赞成、1票反对的结果通过了MiCA法案,接下来将在欧洲议会全体会议上对MiCA进行的最终投票批准,一旦通过将在12–18个月后生效。10月10日欧洲议会成员还对《资金转移条例》(Transfer of Funds Regulation,TFR)进行了投票,这是一项反洗钱法案,要求使用加密货币进行的转账必须包含支付人和收款人的身份信息。这两项法案一旦生效将在欧盟建立统一的加密监管框架,将成为全球主要司法管辖区最全面的加密资产监管法规,也将为从事加密资产的服务提供商以及投资者提供强有力的保障。美欧推出的加密监管框架将对全球加密市场产生巨大影响,美国和欧盟将率先建立起统一的加密监管体系,不仅可以提升自己管辖区内的监管效率和执法力度,也可以为其他国家监管提供参照样板。4. Web3基础设施4.1 以太坊的突围和进击4.1.1 RollupRollup是被寄予厚望的链下扩容解决方案。Rollup的主要思想是用户在Layer 2 (链下)进行交易,由Layer 2运营者将交易压缩打包后,将压缩过的交易数据和链下状态的转换证明提交上链,最后由以太坊主网(未来也可以是其他Layer 1)的验证者验证。由于使用了效率更高的编码方式、减少需要上传的数据等措施,以太坊主网存储这一批链下交易需要耗费的字节数下降了。同时又因为以太坊主网不必重新计算链下的交易,交易消耗的gas也大大减少。Rollup一方面减少了链上资源的消耗,一方面又能保持数据的可用性,也就是以太坊主网能够查看并保证任何人都不能篡改链下的交易。所以它可以在继承以太坊的去中心化和安全性的同时提升可扩展性,成为了Layer 2的主流技术方案。Vitalik也说过:“对于以太坊而言,Rollups 是短中期,也可能是长期的唯一无须信任的可扩展性解决方案。”Rollup在2022年初已经初具规模,在今年实现了逆势增长。根据l2beat数据[6],2022年1月1日,Rollup的整体TVL为1.56M ETH,约是以太坊主网TVL的4.5%。截至2022年10月20日,Rollup的TVL已经上升至3.62M ETH,增长了131%,与以太坊主网TVL的比例也上升到了7.5%附近。今年加密市场整体行情并不好,同期ETH的价格下跌了65%,Rollup能在这样的环境中实现增长实属不易。[6] Rollup 的TVL占Layer 2总体TVL的97%,所以这里用前者代替后者。ETH的价格波动非常大,所以本文用ETH计算锁定资产价值,而没有使用USD计价。图4–1:2022年度Rollup的TVL变化(来源:L2beat,Huobi Research)在项目部署数量方面,根据DeFiLlama数据,截止2022年10月底,Rollup上部署的项目大约有210个(在多个Rollup上都部署的项目只按照1个计算),以太坊主网上的项目有585个。在这一项上,Rollup与以太坊的比例为35.9%,比年初的19.3%有了大幅升高。此前有人猜想过,如果以太坊主网的gas费用下降,Rollup的重要性就会降低。而事实是今年ETH的价格和平均gas Price都下降了,以太坊主网的gas费会下降得更多,但Rollup还是吸引了大量项目部署。这表明众多项目团队看好以太坊和Rollup的前景,“以Rollup为中心”的以太坊网络正在慢慢形成。从地址数量上看,根据各Rollup的区块链浏览器公布的地址数量估算,Rollup共有地址4 M个,较年初翻了4倍。以太坊主网有209 M个地址,Rollup地址数量从不足以太坊地址数量的1%上升到了接近2%。尽管也实现了增长,但在吸引用户上还有很长路要走。Rollup的逆市增长主要由它的技术进步推动。今年Rollup的进展主要在提升兼容性、降低数据可用性费用、降低验证成本、去中心化、研发zkEVM这5个方向。● 提升兼容性因为兼容EVM,更便于各类项目部署,所以OP Rollup 的资沉占当前Rollup的80%以上。但是兼容EVM不代表项目能够无缝部署,它们还是需要做很多代码上的调整。提升EVM的兼容性,缩小和以太坊的区别一直是OP Rollup的重点工作。Arbitrum One在9月初迁移至了Nitro,提升了网络的兼容性。Nitro的客户端软件的基础层直接编译了Geth 的核心(主流的以太坊客户端)。Geth取代了原本Arbitrum定制的EVM模拟器来处理执行和状态维护功能,确保Nitro与以太坊高度兼容。Optimism在去年底进行了EVM等效性升级后,今年又提出了“以太坊等效性“的说法。它将在计划于Q4推出的重大升级Bedrock中实现,旨在最小化与以太坊的差异,以便 Optimism 可以在相同的核心代码上共享和协作。有了更强的兼容性,项目部署的成本会更小,能够使用的太坊配套工具会更多,OP Rollup协议的网络效应也会更强。● 降低数据可用性费用Rollup的费用主要有2大块,其一是交给L1的数据可用性(DA)的费用,其二是它本身的运营费用。由于Rollup的执行在链下且大部分时间负荷不大,运营费用占比相对小,DA费用占比较大。为了减小DA费用,各团队都在改进批处理和压缩系统上下了功夫。例如Optimism通过设置更加合理的费用参数降低了30%的费用,它还将使用更高效的压缩算法以进一步降费。除了这些常规手段,Arbitrum还推出了一个新产品Nova,可将DA费用降到底线。Nova建立在Arbitrum的Anytrust技术上,它利用数据可用性委员会(DAC)在链下存储和提供数据,只在用户质疑DAC时才转回Rollup模式。DAC需要保证至少有2个诚实的委员,与传统的 BFT类共识需要占总数2/3的节点保持诚实相比,它信任假设弱得多,也更容易实现得多。本质上它是用一个最小的额外信任假设换取了更低的成本和更快的提款时间。游戏和社交类项目很适合部署在Nova上,目前已有接近10个项目运行在Nova上。StarEX也正式上线了Volition模式,用户可以根据业务类型选择原始交易数据是存储在以太坊上还是DAC中。● 降低验证成本OP Rollup依靠欺诈证明解决争议。欺诈证明分为一轮交互式与多轮交互式。此前只有Arbitrum使用多轮交互式欺诈证明,基于Optimism的代码的OP Rollup全都使用的是一轮交互式证明。多轮交互式证明在链下不断缩小争议范围,直到找到有争议的一个执行步骤,再去链上重新执行并仲裁,这样可以缩小解决争议需要使用的链上资源,成本比一轮交互更低。Optimism正在研发新一代欺诈证明Cannon,它就是一个多轮交互式的欺诈证明。其他OP Rollup很有可能都效仿Optimism的这个升级,未来OP Rollup解决争议的成本会普遍下降。更重要的是Cannon将使用MiniGeth(Optimism简化版的Geth客户端)作为EVM模拟器,这本质上是对Rollup方案与主链的解耦,一方面可以通过升级MiniGeth适应EVM的升级,另一方面可以将MIniGeth换成其他工具,以支持其他主链虚拟机实现Rollup方案。ZK Rollup依靠有效性证明(零知识证明,ZKP)来解决争议。与OP Rollup不同的是,它不需要做交互式证明,而是一次性把执行的语句都生成ZKP,由验证者来验证ZKP以判断证明者是否诚实。为了提高验证的效率,StarkNet升级了递归STARK证明。这个升级利用了STARK证明的“对数压缩“特性,即生成证明所需的时间与执行语句所需的时间大致呈线性关系,而验证证明的时间大致与生成证明成对数关系。原先采用的SHARP技术,为多个待证明的命题生成一个总的ZKP1,而升级后,会先把命题分为几个小组,为给个小组都生成一个小证明,再把这些小证明作为命题,生成一个总的ZKP2。由于对数压缩的特性,验证ZKP2会比验证ZKP1快得多,当然消耗链上计算资源就少得多。此举同样可以起到加速生成证明的作用,因为多个小证明可以并行计算。图4–2:递归Stark证明(来源:medium.com/starkware)● 去中心化某OP Rollup网络在今年初出现过一次宕机事件,导致网络在数小时内不可用。原因是Rollup协议都需要用Sequencer对交易排序,而目前Sequencer都是由项目团队本身或者关系密切的单个运营商运营,这是非常中心化的。当Sequencer出现了故障,没有其他同等节点可以继续运行,所以导致了网络瘫痪。只有推进Rollup协议的去中心化才能消除这个灰犀牛风险。Optimism试图在Bedrock版本中建立一个多客户端生态系统,与外部团队合作并激励他们创建其他客户端。而多客户端也就意味着Sequencer自然而然地去中心化了,单点故障风险也就降低了。这个设想是比较宏大的,能不能实现不好说。立法其上,取法其中,如果Optimism能实现Sequencer的去中心化,也是一个重大胜利。不排除这样一种可能,当新版本运行平稳后,成为节点的条件是质押OP代币。这会赋予代币更明确的应用场景和收益来源,也许会引领Rollup的去中心化变革。图4–3:Optimism设想的多客户端的生态系统(来源:optimismpbc.medium.com)● 研发zkEVM近2年来ZK Rollup发展的重点一直都在zkEVM的研发上。zkSync、Polygon和 Scroll都在积极研发,并宣布会在2022年底之前在测试网或主网上推出他们的zkEVM版本。目前看来zkSync一直保持着领先身位。它在4月就上线了测试网,目前已经实现了 EVM 字节码层面的兼容,完成了在电路中和在执行环境中的实现。在核心基础设施方面,全节点集成已完成,能够成功部署和执行已编译的智能合约。近期又反复宣称在今年10月28日第一个运行在以太坊主网的zkEVM兼容的ZK Rollup就要上线(校稿时已经上线)。团队有信心,也留了后手。届时上线的版本不部署任何项目,只有官方团队可以在主网上用真实资产测试,随后才会允许开发者使用。已经有一批知名协议和公司宣布将在zkSync 2.0上部署,包括Uniswap、Chainlink、OKX钱包、法币出入金解决方案Ramp和Banxa、去中心化加密交易平台Hashflow、保险协议Nexus Mutual等。在对公众开放后,zkSync的生态系统也许会有快速的发展。4.1.2 以太坊合并今年以太坊本身最大的升级就是合并。合并的目的是为了将以太坊原本的POW共识机制转变成POS机制。随着共识机制的转变,网络结构也出现了深刻的变化,这也影响了以太坊的去中心化程度。合并后以太坊采用共识层+执行层(执行引擎)的架构来生成和同步区块。用户的转账与智能合约调用由执行引擎(就是原来的ETH全节点)打包、广播和执行,GAS费的小费部分仍旧归执行引擎所有。共识层的任务是首先要和执行引擎建立通信,要求它们生成或验证ExecutionPayloads,随后信标节点以它为基础达成共识,生成完整的信标区块。EIP-1559之后,小费部分占收入的比重大幅下降,矿工的主要收入来自区块奖励。合并后独立运行执行引擎只能获得小费,难以盈利。执行引擎需要附属于共识节点,依靠质押奖励获得收入。所以看似是两个网络的融合,不如说是共识层会吸收执行引擎,形成一个新的共生体。POS以太坊有45万个验证者,而POW以太坊只有1万多个节点,验证者数量的大幅提升也能提升网络的去中心化程度。当然巨量的GPU矿机无法被吸收,它们要寻找出路,后文还会说到。以太坊一直存在状态爆炸的问题,即网络积累的数据越来越多,需要的存储空间也越来越大。这会让节点的硬件负担越来越重,不得不变得中心化。为此社区提出了无状态的目标,希望轻客户端在不需要实际存储任何状态的条件下,能够验证所有交易和状态。转为PoS后的以太坊就要实现无状态性,让具有全部状态的节点和无状态的节点能够一同参与验证工作,并保持住网络较高的去中心化程度。有了无状态性技术,合并后的以太坊共识层中会有3种节点(客户端):1,不具备ETH1执行引擎的客户端2,具备无状态性的ETH1执行引擎的客户端3,具备全部状态的ETH1执行引擎的客户端第1类客户端是最轻的客户端,它仅能参与共识的达成,无法验证执行层的交易。它存在的意义是在共识层监督其他类型的节点。第3类客户端拥有全部的状态、执行能力和共识能力,可以把它理解为全节点。它需要投入用于存储、计算的硬件和质押的代币,所以成本也较高,数量不会很多。第2类节点是无状态节点,可以向第3类节点请求数据,再利用自己的执行引擎去验证交易的有效性。以太坊合并后的一个质疑点是网络的去中心化程度。尽管前文的网络结构变化和无状态性都能提高网络的中心化程度,但质押解决方案Lido的快速增长却引起了忧虑。Lido是一个占据全网质押金额超过1/3的大型质押解决方案。有人认为如果Lido再设法聚集了另外1/3的权益,它就有能力控制网络。我们需要注意到,Lido不是由单一实体控制的。Lido内部有30个节点运营商,它们与Lido不存在隶属关系。它们都是具有可靠记录和合法追索权的顶级节点运营商,需要通过DAO的投票才能获得运行资格且一直处于DAO的监控下。因此不能将Lido等同于中心化的矿池。相反,恰恰是因为Lido在去中心化上的不断努力,让它在与CEX矿池的角逐中逐渐占据了上风。所以大型单一实体/联合体控制网络的风险没有想像中的那么大。以太坊在合并之后会走向何方呢?V神近期在采访中表示,以太坊开发人员希望明年实现四个关键目标,包括可扩展性、隐私、基础层抗审查性和帐户抽象,其中解决可扩展性是他们的“第一要务”。以太坊团队认为,扩容将通过 Rollup 来实现,因此合并后的计划是成为一个强大的结算和数据可用性层,让Rollup安全并低成本地运行。关于以太坊未来的发展,我们将在十大预测部分讲解。4.2 公链破局之路公链在技术上普遍面临的一个最大问题即扩容,而且受区块链不可能三角(去中心化、可扩展性、安全性)的制约。单体链试图通过调整区块大小提高性能,但还是避免不了链上拥堵、高gas fee、过于中心化。要突破不可能三角,目前采用的方法有:1.优化共识算法,提高共识效率(POS或者NPOS机制,最终确定工具),本质上是在去中心化和安全性上的权衡;2.优化执行环境并行处理交易,而不是像EVM那样一次处理一笔交易;3.模块化。4.2.1 模块化未来公链的形态绕不开一个变革性的话题 — — 模块化。模块化是把一个复杂系统拆分为多个相互独立的子模块。每一个子模块具有独立的逻辑和功能,然后再组装起来构成一个整体,从而实现复杂系统的全部功能。模块化有以下优势:1. 在开发阶段,每个子模块可以同时进行开发或外包,提高效率;2. 各个模块可独立工作,有利于出现问题时进行隔离;3. 可插拔,每个模块能够互相组合,实现不同的功能。区块链的架构发展经历了三个阶段。即从传统的单片式区块链,到执行层和共识层的分离(Layer2),再到现在数据可用层的分离(Celestia和Polygon)。模块化都是公链发展的必然趋势。这可以从两方面说明:1.单体链的局限性;2.区块链的不可能三角。单体链的局限性其实更加显而易见,比如Solana,它需要完成底层基础设施开发、自行维护网络安全和上层生态建设的任务。如果该公链是非EVM兼容,生态建设难度会更大。此外,单体链在跨链成本和可组合性上略显劣势。而对于Cosmos和Polkadot生态来说,它们在共识层和跨链上有统一的模块化工具,由于不必执着于重复性的工作,公链开发人员反而更能专注于经济 模型设计和应用层的创新。图4–4:公链的模块化架构(来源:Huobi Research)目前,包括以太坊在内的公链已经在模块化的技术路线上前进。共识层的模块化以Cosmos的Tendermint和Polkadot的Substrate为代表,它们主要提供共识层和通信层的模块化工具。执行层的分离是以太坊Layer2为代表,但Layer2不属于区块链,它们是以太坊的扩容组件,负责执行交易,并把结果上链。数据可用性层的分离以Celestia和Polygon Avail为代表,是目前能够实现承担数据可用性的独立公链。数据可用性还可以用分片技术解决,ETH2.0、Near和Polkadot都采用不同的分片技术实现。这些技术的目的都是在不同的模块上实现性能的最大化,每个架构层能够做进一步的扩容和优化,又不破坏主链的去中心化和安全性。从以上模块化实现机制上来看,Celestia这条模块化公链具有更为创新的设计理念,它专注于处理其它链的数据可用性问题,Layer2建立在其之上做执行层。独立数据可用性模式的发展也在不断被复制,比如Polygon Avail、zkPorter。从技术实现和链上数据来看,这些模块化的技术都处于早期阶段。单纯与模块化相关的公链,其链上生态、TVL相对较弱。但由于分片技术还有很多需要解决的问题,比如各分片之间的“跨链”交互和验证,Rollup至少是以太坊很长一段时间内的扩容解决方案。模块化还有继续发展的时间和空间。总的来说,模块化区块链在跨链上可能具有更多的可能性,不仅局限于资产的跨链,也更易实现生态的可组合性,但这可能发生类似Terra的风险。无论是分片技术还是Celestia都还处于发展早期,对行业的实际影响还需要上线之后才能得知。但我们可以预测一下公链在下一个牛市的情况,ETH2.0依靠分片,可能会成为其生态的结算层和数据层的基础设施。Evmos与Celestia的合作,Rollup将不仅局限于以太坊上,还有可能成为其它链的执行层。即使以太坊实现分片,Celestia也有使用场景。下一个公链叙事的话题点仍然集中在如何破局不可能三角的问题上。4.2.2 多链网络的发展多链网络主要是建立在相同的开发框架和模块化工具的基础上。多链网络在技术发展上经历了至少6年的时间。目前属于多链网络的有Cosmos、Polkadot、BNB Chain、Avalanche、Octopus,未来可能还有Polygon。这些区块链都能为其子网/zones/平行链提供建立的模块化工具,但在共享安全性和跨链上都有不同。多链网络的优势在于:1.提供了模块化工具,方便开发者;2.跨链上的安全性、快速确认以及能够有更多可组合性;3.每条子链承担各自的执行和应用,形成DApp专用链,提供更好的性能。(1)Cosmos开启下一个时代Cosmos是多链网络的第一梯队老牌公链项目,随着Evmos建链、多链网络和模块化概念兴起、Cosmoverse大会的举办,Cosmos一直话题不断。得益于Cosmos模块化工具的灵活性和跨链技术的升级,众多项目选择在Cosmos生态建链,目前有超过263个项目在运行,项目总市值117亿美金。根据Map of Zones,目前有51条链接入IBC跨链技术,24小时IBC交易量为$26.37 million(10月24日数据),交易笔数达155,800笔,Cosmos 24小时 IBC交易笔数和交易金额在主流跨链项目排名第一,超过Multichain、Stargate、Celer cBridge等。正是由于Cosmos的跨链生态特色,使得跨链生态的繁荣及需求远超于其它项目。表4–1. Some data for crosschain bridges in 24H (Oct.24, 2022)(来源:Huobi Research)图4–5:Cosmos Network Ecosystem(来源:Huobi Research)即使在多链网络项目中表现出色,但Cosmos一直存在两个问题:1.技术升级较为缓慢,2022年主要集中在IBC的技术升级上,而链间账户和链间安全也没有推出;2.Cosmos Hub在整个生态体系中承担的角色一直不太明确,导致$ATOM价值捕获能力低。从链上地址数来看,Cosmos Hub 每日活跃地址数从今年1月开始基本维持在1万以上。而BSC、Ethereum、Solana、Polygon等公链均在30万以上。相比主要Layer2项目,其活跃地址数与Optimism相差无几。目前,Cosmos Hub的网络质押率几乎维持在66%的安全状态,175个活跃的验证节点,$ATOM的年通胀率为12.81%,整体质押年化收益约为18.94%。图4–6:主要公链每日活跃地址数(来源:Artemis,Huobi Research)9月26日举办的Cosmoverse大会给行业带来了新的活力,大会最重要的部分就是Cosmos Hub 2.0白皮书的发布,它将会从三个方面尝试解决Cosmos的现有问题:(1)推出了链间安全、流动质押、链间调度器、链间分配器四大功能板块,重新定义了Cosmos Hub作为生态中心的新角色;(2)重新设计经济模型,解决$ATOM通胀和应用场景不足的问题,更为生态的持续发展提供了资金;(3)建立更为合理有序的治理DAO支持以上两个新方案的实施。Cosmos Hub2.0是否会带来预期的效果,需要到明年才能展现。但此前dYdX宣布将迁移到Cosmos做独立链,Delphi发文将研究和开发Cosmos生态系统。Cosmos生态之后的发展还是有很大的想象空间。(2)Polkadot未来何去何从?同为多链平台,与Cosmos相比,Polkadot的平行链上线缓慢,并且也没有引起用户和资本的关注。目前,Polkadot网络中有297名验证者,网络质押率也维持在55%左右,代币$DOT的通胀率为7.61%。Polkadot生态项目目前超过179个。Polkadot总市值达到75亿美元,加密货币排名第11。连接XCM跨链技术的仅有18条链。从Subscan的链上数据看,Polkadot日活地址数在1200左右,其它平行链日活很多都只有两位数。相比于用户活跃度,开发者活动在今年比去年有所上涨,9月的开发者活动创下历史新高。图4–7:Polkadot生态平行链(来源:Subscan)图4–8:Polkadot 开发者活动(来源:santiment)Polkadot与Cosmos相比,用户、生态与项目市值均有一定的差距,原因可能多个:(1)Cosmos于2019年3月上线主网,生态发展较早,在2021年5月IBC顺利上线,同时又赶上了公链生态百花齐放,顺利实现了Cosmos生态的大爆发。Polkadot则是在2020年5月上线主网,22年5月才上线XCMP,早期开发工具与基础设施的不完善也在一定程度上导致Polkadot错过了2021年生态爆发的便车。(2)Cosmos相比较Polkadot,开发者进入该生态的门槛较低,项目无需质押DOT拍卖卡槽即可参与生态项目的开发。(3)在过去两年市场上行期间,质押Cosmos能够领取大量生态项目的空投也让众多用户进入Cosmos生态,从而形成一定的财富效应。除此之外,Polkadot可能面临的更困难的情况是,作为其创始人Gavin Wood辞去了Parity Technologies CEO的职位。在Cosmos已经开始开发共享安全技术的情况下,Polkadot是否能够在卡槽拍卖机制上给予更多的灵活性,或者未来有更多的技术和模式创新,是Polkadot能够在新公链的包围圈中找到出路的方式之一。4.2.3 新技术,新期待区块链行业处在早期阶段,公链基础设施存在巨大的发展空间。随着生态应用对底层基础设施的性能需求不断提升,运用新技术的公链也在不断孕育。今年下半年最令人瞩目的就是Diem系的公链Aptos、Sui和Linera,它们技术目的和创新点也是围绕着区块链不可能三角进行。在Diem系公链中主要从编程语言、并行化和共识机制入手,以提高公链的性能、安全性、开发友好性。表4–2:公链性能对比(来源:Huobi Research)(1)共识机制共识机制经历了比特币网络为首的PoW链的辉煌时期,到以太坊merge之后PoS链的新时代。目前,大部分公链都采用了2012年诞生的PoS机制。除了PoS之外,为了提高出块效率和维护网络的安全性,也诞生了其它创新的共识机制,比如Solana的PoH以及Avalanche的雪崩共识。性能在共识层的体现是共识达成的效率、经济性及安全性,这主要是算法决定的。目前PoS共识的算法已有很多成果,比如PBFT、HotStuff、DUMBO、Algorand,这些在理论上都能实现比较高的TPS。Aptos和Sui都延续了DiemBFT共识,其本身在基于HotStuff的共识上进行了改进,其中之一是增加了内存池,相当于增加了一个实际的存储层,这与Solana类似。这一改动极大的提高了系统的性能。并且,Aptos改变了区块结构,减少了达成共识需要的带宽。图4–9:Aptos区块结构与传统区块结构对比(资料来源:Huobi Research)Sui的共识机制作为其最大的亮点,无论是在创新性和解决性能问题上都有所突破。Aptos和Sui虽都是在HotStuff BFT上做的变体,但Sui改造了DiemBFT中的交易内存池,让交易广播直接在内存池中进行。同时,采用了一个名为Tusk的全局随机硬币,实现了异步共识。共识使得Sui具有更快的交易速度、低延迟、更好的可扩展性。Aptos和Sui对共识机制的创新在新公链中难能可贵,也付出了很大的研发成本。创新的共识机制和最终确定性算法对建设公链来说是非常具有挑战性的工作,超越前人已是很难,而在其上进行的改进是否能够实现指数级别的性能提升犹未可知。(2)编程语言以太坊使用虚拟机和Solidity编程语言实现了智能合约,这是上一个牛市的根本原因之一。但由于Solidity不支持并发,安全性低等缺陷,也有很多区块链开始使用Rust或者构建新的编程语言。而Aptos和Sui就使用了Move语言。下图简要地对比了Solidity、Move、Rust三种编程语言的特点。相比之下,Move语言在安全、并行化、开发友好性表现优异。● 安全性:Move从语言设计、虚拟机、合约调用方式和合约具体执行几个层面为智能合约提供了全方位的安全保障。● 并行化:Move为数字资产做出了专门定义,对交易进行分类和识别,再结合多线程执行引擎,使得交易数据能够被同时运行和处理。● 开发友好:Move降低了开发门槛,降低了复杂度,有经验的开发者上手Move的时间大概只需花费1–2天;对无智能合约编程基础的开发者而言,从零学习Move也大致只需要1–2周。表4–3:不同编程语言对比(来源:Aptos,Huobi Research)(3)并行化并行化是一个很系统的解决可扩展性问题方案,需要从编程语言、虚拟机、底层架构、共识算法等方面考虑。并行计算在web2中已经是非常成熟的技术,而在区块链领域才刚刚起步。新公链在并行化方案上都采用了Block-STM(Software Transactional Memory)并行执行引擎来执行交易。它在同一个CPU上的不同核心上同时执行不相关的交易,通过对交易实现多指令流和多数据流,最大程度上提高并行度。Aptos和Sui在支持并行计算的处理上略有不同。比如,Sui对交易对象进行了分类,结合了DAG和BFT共识。并行化计算并不仅仅体现在TPS的增加,因为现有的智能合约只适合于串行执行,比如AMM、NFT铸造。而未来要发挥出并行计算的威力,就需要智能合约在算法上更符合并行计算的特点。这需要开发者们转化思维,开发更好的生态应用,发挥并行化公链的优势。从Diem系公链的创新模式可以看出,(1)智能合约编程语言对安全性、并行化和开发者具有极其重要的作用;(2)并行化是未来公链的确定性的正确之路;(3)共识机制大部分基于BFT进行改造,而且基于共识机制的创新都是很小的算法改进,所以其进步空间可能已到天花板级别。除了Diem系的公链之外,对于传统公链的升级最大的期待是分片技术,其中有三个代表项目,分别是ETH2.0,Polkadot,Near。这三个项目的差异主要体现在三个方面:1.分片验证人的随机分配方式以及共识协议算法;2.ETH2.0采用同构分片方案,Polkadot采用异构分片;3. ETH2.0采用欺诈证明或ZK-SNARK证明实现更高的分片节点抽样的安全性。分片技术在今年似乎并没有进展,而由于其实现难度较大,可能需要好几年的研发时间。未来是否有更多的创新技术应用于公链,是整个行业值得期待的一件事情。4.3 Web3的数据底座:存储的发展轨迹4.3.1 存储赛道现状存储是比较早出现并很受关注的基础设施之一,最早的去中心化存储方案 Storj 和 IPFS 协议在2017年就已经上线。有人把存储与计算和共识并列成为Web3的三大支柱,足见存储的基础性作用。不过设计区块链的初衷不是用它来存储大体量的数据。为了将区块链去中心化的特点与存储不断膨胀的数据量的要求结合起来,各项目团队在数据存储格式、复制方式、跟踪方式、存储证明等方面做出了多样的设计和实践,形成了2大类主要的技术路线,分别是基于区块链网络的存储方案和基于P2P网络的存储方案。基于区块链网络的存储的原理相对简单,经过处理的数据就存在区块里。Arweave是其中典型代表,它不完全是区块链的结构,网络也不要求节点存储每一个区块。但它的SPoRA共识机制要求节点若想出块,就必须要能访问由网络随机设定出的历史区块。节点为了增大出块概率,就会存储更多的历史区块,并保持永久存储。基于P2P网络的存储的典型代表是Filecoin。用户的文件存储在P2P网络(IPFS)的节点中,而非区块链上。这些P2P节点也是Filecoin区块链网络的节点,它依靠用于表示存储了制定数量副本的复制证明PoRep和用于表示持续存储了数据的时空证明PoST来证明自己完成了存储任务。此外,还有一种聚合平台式的存储方案,它可以视为以上两种方案的结合体,以ColdStack、Stratos为代表。它们会利用其他的协议,寻找最合适的途径完成存储。表4–4:主流存储项目的技术分类(来源:Huobi Research)存储赛道在2022年受到加密行业整体环境影响很大,呈现出了增长放缓的状态。下表中是几个主流存储协议在2022年的各项数据。在可用存储容量与实际存储容量上,Filecoin仍然一骑绝尘。Filecoin的存储能力目前进入稳定增长阶段,存储容量在今年前3个季度增长了15%。虽然仍在增长,但与去年下半年的52%的高增速相比就显得毫无亮点。它的亮点在于实际使用的存储容量有了稳步的增长,截止第三季度末已存储了210.8 PB数据,比年初增长了7倍多。其他协议的存储空间利用率也有增长,但仍然在低位,这表明去中心化存储在存储的整体市场中还在非常不重要的位置。Sia较高的利用率主要是因为它的存储容量增长停滞和数据冗余度高,Arweave存储的原理与另外不同,不能横向比较利用率。由于代币价格下跌,各协议的存储费用和收入都有了较大下降,与中心化云存储每GB每月大约0.0007美元的价格相比,大部分协议仍然不具备成本优势。Arweave的节点数量比去年同期下降了60%以上,其他协议都有小幅增长。在生态建设方面,由于各家计算法方式不同,数据可能有偏差,总体看来基于存储协议构建的或与之合作的项目数量不多,这再次反映了存储还没有获得更多的应用。表4–5:部分主流存储协议数据汇总(来源:messari.io,filecoin.io,arweave.org,sia.tech,crust.network,Huobi Research)注:1 EB= 1000 PB,1 PB= 1000 TB,1 TB= 1000 GB。其他存储协议难以获取多维度的数据,故未列出。4.3.2 存储+计算尽管从数据上看,存储发展并不顺利,但存储领域还是在进行着升级和创新。首要的升级就在于加入计算的功能。目前大多数的存储方案只是实现了“去中心化硬盘“的功能,满足了最基本的需求,但还没有基于存储的计算的功能。尽管加密行业有了好几个“全球计算机”,但此计算非彼计算。基于存储的计算主要包括本地开发环境渲染、数据流的插入与提取等等,这些都是目前 Web2 应用最常用和最必要的功能。为了能将可编程性引入分布式存储网络并释放更多的价值和潜力,Filecoin提出了FVM(Filecoin Virtual Machine)的概念,并在今年7月的Filecoin v16 Skyr 升级中成功推出。FVM是一个支持多语言的、基于 WASM 的执行环境,它将在Filecoin网络添加智能合约部署功能。目前已实现第一阶段,即FVM中可以运行Filecoin网络的核心逻辑,这是在内置智能合约中(Filecoin叫它actor)实现的。第二阶段具有更大的意义,届时将允许用户将自定义逻辑部署到网络中,Filecoin将实现“智能合约+可证明存储“的愿景。在此阶段,FVM也要完成对EVM的兼容,这样可以利用以太坊生态现有的智能合约和EVM 工具如 Hardhat、Foundry、Remix、Truffle 和 MetaMask等。此外,Stratos正在尝试提供一个更完善的、全套的解决方案,包括数据库存储、静态存储、计算和共识等多个模块。它将网络分为3个层次,其中的资源层除了提供存储功能外,还将作为通用计算平台,提供各种面向应用的函数调用接口。图4–10:完全的FVM(来源:filecoin.io/blog)4.4 应用层的基础:域名的繁荣在Web3的世界,各类钱包地址均由一串字符所组成,为了更加友好的识别与传播,域名系统应然而生。域名可以与自己使用的钱包给挂勾起来,也就是说可以直接用这个域名来代替这个钱包地址,从而给用户带来更多便利,减少因输错地址而出现的交易错误。作为Web3世界DID赛道的龙头,域名的重要性不言而喻。早在2017年,域名赛道的先行者ENS就在以太坊上启动了。目前它已经发展成为市场份额最大的项目。无论从数量上还是从质量上它均遥遥领先,甚至可以说2022年域名的繁荣其实就是ENS的繁荣。截至撰稿日,ENS域名的市值[7]达9600万美金(约52,720ETH),占整个域名赛道的90%。Solana链上的.sol域名与Unstoppable提供的多链域名服务也有一小部分份额,分别为$5.8M和$4.17M,占比不到5%。其余域名项目占比较小。在注册数量上,各项目之间的差距没有市值的差距那么大。如果采取适合的策略,其他项目仍然能获得发展空间。[7] 域名的市值的计算方法如下:在这个域名NFT的最近交易价格或同系列NFT的地板价这二者中选取较大者视为单个域名的价值。剔除可能的清洗交易,计算所有域名价值的总和。表4–6:各公链域名系统一览(来源:Huobi Research)图4–11:ENS NFT价格及交易量(来源:nansen)ENS域名在今年出现了爆发式的增长。从全年成交分布来看,整个市场于4–5月份达到高峰,经历过短暂的安静后(4–6月份crypto市场出现连环暴雷),随后在9–10月又重归火热,单日成交金额迅速达到1200万美金/每天。图4–12:ENS近一年来成交情况(来源:nansen)在8–10月中,ENS域名成交长时间霸占了Opensea成交榜单前五名,是全年熊市中最耀眼的一束光。在ENS域名的带动下,其他公链的域名,如“.apt”域名、“.bnb”域名和“.bit”域名均给出了自己的发售计划和路线图。成为下半年域名赛道讨论最火热的事件。4.4.1 域名火爆的原因域名火爆的原因有很多,但最根本的主要有三点。首先,域名火爆最根本的是它自身的稀缺性。一个特定的域名(特别是三位数和四位数)被人注册后,第二个人就无法再继续注册和使用该域名。熟悉互联网域名的人都知道,在2000年左右互联网域名大爆发的时候,越稀缺的互联网域名,后续溢价的幅度越大。区块链领域的域名投资者已经熟知了当年互联网域名爆发的历史,因此这次历史性的机会必然不会错过。第二,区块链域名的创新模式为域名火爆提供了不竭动力。传统域名是通过中心化的DNS服务器来解析,而区块链域名则是通过链上智能合约来解析,是去中心化的,域名资产受保护程度较高。通过链上合约,区块链域名解析的是钱包地址、个人网页、头像、推特账号、邮箱等等。期使用范围更广,更具拓展性。同时其本身作为一个NFT,能够与其他类别的NFT一起参与各类链上交易参与链上生态。另外从NameWrapper功能中衍生出的子域名可单独转让并解析等模式也让ENS域名同传统域名相比,有了更高的吸引力。第三,持续的叙事接力将域名火爆现象推向高潮。从3D(三位数字域名)和4D炒作开始,陆续诞生了5D、6D、表情符号、百家姓、Web3时刻、国家代码等概念。一个类别的域名代表着一类叙事,而正是这种叙事的接力不断推升域名从一个故事传递到下一个。同时,推特上一些知名的KOL (如Nick.eth, 139.eth)等的持续带货也为叙事添加了更多的社交属性,域名不断出圈,成为整个2022年NFT交易市场中较为亮眼的一颗星。由于本身的稀缺性,域名的火爆现象预计会持续进行,在将来会不断地创造新记录,可能偶尔一段时间里的热度会有下降,但火热的浪潮会一波接着一波。4.5 跨链桥:崛起与危机4.5.1 市场状况与发展趋势4.5.1.1 市场状况随着公链生态在2021年以来的百花齐放,多种公链与Layer 2网络得到快速发展,根据Blockchain-Comparison的统计,现在Layer1与layer 2区块链数量至少有126个。跨链交互的需求增长迅速,跨链桥因而成为当前链上重要的基础设施之一。根据debridges.com最新的数据,目前上线的跨链桥项目已经超过111个,头部跨链桥总锁仓量超过164亿美元(图1)。大部分跨链桥项目已经支持主流公链。跨链桥支持的生态资产也越来越多,例如头部跨链桥目前支持的跨链代币超过1700种。跨链资产主要集中在稳定币与公链代币,如USDT, USDC, DAI, WBTC与ETH。表4–7:头部跨链桥锁仓量(来源:debridges.com)由于各个Layer 2、公链网络的底层架构差异大,跨链互操作的实现难度依然较高,当前跨链桥主要扮演资产跨链的桥梁角色,提供代币在不同网络间流转的服务。资产跨链并不能真正实现跨链,而是指原生资产在另一条链上的铸造和销毁过程,或者原生资产和跨链资产的兑换。目前跨链桥的技术方案主要通过三大类来实现,如锁仓+铸造/销毁类,流动性池类与原子交换。从跨链机制来讲,主要是通过原生跨链,外部验证与原子交换三种方式实现跨链。外部验证方案具有较低的部署成本与较快的响应能力,是目前最主流的跨链桥使用机制,然而其安全性较差,这也导致了大量的跨链桥安全事故。4.5.1.2 发展趋势根据2022年跨链桥的的数据,我们预测未来头部跨链桥的竞争将会加剧,跨链桥数量继续增长,超轻节点跨链有望成为新的跨链桥模式,跨链聚合器将成为新的发展方向,NFT跨链有望实现突破。目前跨链桥主要集中在头部公链,例如以太坊、BSC、Polygon上的跨链桥数量分别达到101个、74个、48个。随着本轮新类型公链叙事的出现,如高性能公链与模块化公链,势必会导致更多的跨链桥项目出现。当前111个跨链桥中只有8个锁仓量过亿,并且占到总跨链桥锁仓量90%以上,未来这种头部效应预计会更强。当前跨链桥和信息通信主要使用外部验证与原生验证的方式实现,前者由多种中继验证并转发链上信息,而后者则需要在链上运行轻节点。这两种模式都存在不足,前者安全性较差但成本低响应快,后者轻节点成本高但安全性好。超轻节点(ULN)则是兼具轻节点的安全性和中继的低成本,通过执行与线上轻节点相同的验证方式来实现。ULN的区块头并不是按顺序全部保存,而是由去中心化预言机按需分配,Layer Zero是第一个通过超轻节点实现原生跨链的跨链桥。当前,选择外部验证的跨链桥模式已经出现多起重大的安全事故,超轻节点跨链模式的出现有望成为新的跨链桥趋势。图4–13:LayerZero的超轻节点架构(来源:layerzero.network)跨链交易聚合也伴随着跨链桥的应运而生,跨链交易聚合用算法为用户提供链间跨链路径的最优选择,方便用户交易。这种跨链+流动性聚合的模式在一定程度上可以提高资金利用率,有望成为新的发展方向。除此之外,NFT资产相对于Token资产今年并没有太大的涨幅,根据nansen数据显示,在过去的12个月以太坊的交易市场总交易量仅约为2100万以太坊,这个交易量不足顶级交易所一天的现货交易总和。尽管目前主流跨链桥均已支持NFT跨链,然而由于NFT项目大部分没有找到合适的应用场景以及大部分NFT流动性不足使得跨链交易量无法提高。预计在接下来的一年,NFT项目随着大量应用场景的落地,跨链需求会上升,跨链交易量有望实现突破。图4–14:以太坊主流NFT交易所交易量(来源:nansen)4.5.2 跨链桥安全事件汇总与分析跨链桥目前已经成为连接多链的刚需产品,然而也是资金被盗的重灾区,去年共有4起较大的跨链桥安全事故,今年则增加到9起,被盗资金也从去年的6.6亿美元上升到今年的13.8亿美金,涉及资金超过22亿美元。安全事故主要的原因集中在代码漏洞与逻辑漏洞,私钥泄漏导致的仅为2起。我们主要总结了涉及被盗的跨链桥项目,实际上大部分的跨链桥都或多或少的出现过一些技术问题。表4–8:2022年跨链桥安全事故汇总(来源:Huobi Research)跨链桥之所以频繁被黑客攻击,一方面是因为跨链桥拥有大量的加密资产,对黑客来说是极其有吸引力的;另一方面,跨链技术仍然是比较新的,基本上大量的跨链桥开始于2021年,技术复杂性与跨链桥代码规范的不成熟导致了多种类型漏洞的出现,并且主要集中在多重签名和智能合约漏洞/执行错误。对于项目方而言,跨链桥项目本身就存在许多潜在的安全隐患,并且被黑客盯死不放,因此项目需要在在设计时就将安全摆到更高的位置,比如筛选更可靠的服务提供商,更加去中心化,更严谨的开发等等。此外项目也应该加强外部审计并引入漏洞赏金来确保跨链桥资金的安全。对于用户而言,选择主流的安全性较高的跨链桥、及时取消高风险项目授权且与顶级的中心化交易所配合完成跨链能在一定成都降低资金跨链的风险。关于Huobi ResearchHuobi Research成立于2016年4月,于2018年3月起致力于全面拓展区块链各领域的研究与探索,以泛区块链领域为研究对象,以加速区块链技术研究开发、推动区块链行业应用落地、促进区块链行业生态优化为研究目标,主要研究内容包括区块链领域的行业趋势、技术路径、应用创新、模式探索等。本着公益、严谨、创新的原则,Huobi Research将通过多种形式与政府、企业、高校等机构开展广泛而深入的合作,搭建涵盖区块链完整产业链的研究平台,为区块链产业人士提供坚实的理论基础与趋势判断,推动整个区块链行业的健康、可持续发展。联系我们:咨询邮箱: research@huobi.com官方网站: https://research.huobi.com/Twitter: Huobi_Researchhttps://twitter.com/Huobi_ResearchMedium: Huobi 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区块链如何跨越未来10年

人民网记者 王震

2021年07月05日08:45 | 来源:人民网

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“十四五”时期,随着全球数字化进程的深入推进,区块链产业竞争将更加激烈。

作为新兴数字产业之一,区块链在产业变革中发挥着重要作用。近年来,区块链技术和产业在全球范围内快速发展,应用已延伸到数字金融、物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域,展现出广阔的应用前景。

日前,工信部、网信办印发《关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见》(以下简称《指导意见》),进一步明确了区块链行业未来10年的发展目标――到2025年,我国区块链产业综合实力达到世界先进水平,产业初具规模;到2030年,我国区块链产业综合实力持续提升,产业规模进一步壮大。

“《指导意见》的发布说明我国区块链发展的顶层设计已基本完成,对行业的整体发展有着重要的指导意义。”中国信息通信研究院云计算与大数据研究所所长何宝宏接受人民网记者采访时表示,随着相关政策的大力扶持、技术的不断优化、应用的持续拓展和治理的逐渐完善,区块链将迎来新的发展机遇期。

多地出台“行动计划”――

聚焦场景、企业、产业集聚区、人才等

近年来,我国区块链发展不断提速,各地陆续出台相关发展计划,以支持区块链技术创新、应用场景扩展和产业融合发展。

据不完全统计,自2020年以来,已有北京、河北、江苏、浙江、湖南、广东、海南、贵州、广西、云南等10个省级行政区出台区块链专项发展政策(见下表)。此外,还有宁波、福州、泉州、长沙、成都、青岛等多个城市也出台了相关政策文件。

2020年以来各省区市区块链专项发展政策汇总。制表:邓理天(实习)

《指导意见》围绕区块链应用场景、企业培育、产业集聚区、人才队伍等提出了2025年短期目标,包括:区块链应用渗透到经济社会多个领域,在产品溯源、数据流通、供应链管理等领域培育一批知名产品;培育3-5家具有国际竞争力的骨干企业和一批创新引领型企业;打造3-5个区块链产业发展集聚区;形成支撑产业发展的专业人才队伍等。

从目前各地的政策文件来看,多地都提出了相应的目标或举措。如在培育企业方面,浙江计划培育15家以上国内区块链领军企业;河北明确区块链相关领域领军企业和龙头企业要达到20家;湖南将推动3万家企业上链。在产业集聚区方面,贵州计划打造2至3个区块链产业基地;江苏计划3个省级区块链产业发展集聚区;北京提出重点在海淀区、朝阳区、通州区等建设各具特色和优势的区块链产业创新发展基地。在人才方面,江苏计划建设10个区块链人才实训基地;广西提出到2025年培育引进中高级人才1000名以上……

业内人士认为,当前区块链产业发展迎来“政策红利期”,未来产业发展和技术应用落地有望提速。

应用场景加速落地――

对经济社会发展的支撑作用初步显现

用手机一扫包装上“区块链溯源”的二维码,商品的商家名称、原产地位置、产品特色等“身份”信息一目了然。区块链技术在防伪溯源上运用,是各地近年来主动创新技术应用场景的一个缩影。

随着区块链技术的不断成熟,区块链在防伪溯源、供应链管理、司法存证、政务数据共享、民生服务等场景中已经初露锋芒。各地政府已经意识到区块链的应用前景和对于经济社会发展的重要意义,更多的应用场景正在加速落地。

日前,雄安新区完成首笔“链上”数字人民币工资代发,今年新区春季造林项目建设者以“数字人民币”形式领到工资,这是全国首批“区块链+数字人民币”应用场景之一。当地金融部门相关负责人介绍:“数字人民币为人们提供了更多的支付选择,商户使用数字人民币结算,资金可实时到账,方便快捷,且没有手续费。”

政务服务方面,区块链技术已经在数字身份、电子存证、电子票据、工商注册等多个应用场景落地。2020年,区块链在北京政务服务领域已落地140个具体场景应用,平均减少材料40%,让不少场景实现“最多跑一次”;在深圳,区块链电子证照应用平台,已经整合了居民身份证等24类常用电子证照和100多项高频政务服务事项。记者了解到,在各地发布的“行动计划”中,“政务上链”成为区块链技术的主要应用场景之一。

“近两年,区块链产业确实在政策和资金的帮助下,实现了跨越式发展,各个领域应用百花齐放,区块链技术逐渐走进日常生活。”宇链科技创始人、CEO罗骁对记者表示,根据目前的经验来看,区块链技术应用在降本增效方面具有重要意义。“比如,基于区块链技术的软硬一体化智慧巡检产品,能够应用于后厨、消防、危废品等巡检,极大的帮助企业减轻管理成本,同时也能服务于监管部门。”

工信部相关负责人表示,当前,我国区块链技术应用和产业已经具备良好的发展基础,涌现了一批有代表性的区块链应用。区块链对我国经济社会发展的支撑作用初步显现。

把握机遇和挑战――

推动我国区块链产业取得新优势

当前,新一轮科技革命和产业变革进一步深化,全球主要国家都在加快布局区块链技术发展。我国拥有强大的内需市场和丰富的应用场景,在区块链领域拥有良好基础,特别是联盟链发展迅速,但仍面临行业应用有待深入、产业基础还需夯实、生态培育有待加强等挑战。

与此同时,核心技术亟待突破、融合应用尚不成熟、产业生态有待完善、人才储备明显短缺等问题和短板,也在掣肘着区块链产业的发展。

“当前区块链产业发展仍处在初期阶段。区块链技术本身仍然面临安全、可信、扩展性等问题。区块链受限于底层技术、场景和商业化等因素,导致目前还没有规模化落地。”何宝宏指出,推动产业健康有序发展,要加强对区块链技术的引导和规范,通过完善区块链标准体系建设,推广和普及区块链的技术应用。

《中国区块链应用发展研究报告(2020)》指出,我国区块链专业人才不足,也极大限制了区块链技术规范标准化进程及产业的快速发展。目前,国内高校正在积极推出区块链专业课程,弥补人才短板。据人民网区块链研究院不完全统计,全国已有包括清华大学、复旦大学、浙江大学、同济大学、西安电子科技大学等30多所高校推出了区块链课程。

《指导意见》中明确了应用牵引、创新驱动、生态培育、多方协同、安全有序的基本原则,统筹协调产学研用各方力量,聚力解决制约产业发展的关键问题,努力推动我国在区块链领域取得产业新优势。

深化行业应用,推动区块链融合应用,支撑行业数字化转型和产业高质量发展,加快应用创新,支撑公共服务透明化、平等化、精准化;夯实产业基础,重点从标准体系、技术平台、质量品牌、网络安全、知识产权等方面,协同提升产业基础能力;布局产业链,培育一批区块链名品、名企、名园,建设开源生态;培养产业人才,支持高校设置区块链专业课程,通过建设人才实训基地等方式,加强区块链职业技术教育……

“《指导意见》是对区块链产业未来规划的详细实现路径,符合当下实际数字经济愿景目标。”罗骁表示,当前各地政府都在争相获取行业头部企业,甚至一些地方通过招商引资等方式给出巨大优惠,吸引各地优秀企业入驻。文件明确了园区对于产业区块链发展的重要意义,同时也明确了未来产业发展集聚区的数量。

“未来10年区块链产业将处于最好的发展时期,同时也必将面临更为激烈的竞争和挑战。《指导意见》为区块链产业的发展提供了方向指导,将促进后续各地的细则出台与落地实施,为建设先进的区块链产业体系奠定基础。”广州智链未来科技有限公司总经理肖颖浩认为,随着《指导意见》的出台,未来三到五年越来越多的机构将进入到行业中,市场竞争会逐步加剧。对于区块链企业而言,一方面要做好技术研究和技术储备,另一方面也要紧跟市场需求,切实与产业需要相结合,快速找到成熟可复制的商业模式,才能在激烈竞争的产业环境下生存发展。

工信部相关负责人表示,出台《指导意见》,有助于进一步夯实我国区块链发展基础,加快技术应用规模化,建设具有世界先进水平的区块链产业生态体系,实现跨越发展。 

(责编:王震、吕骞)

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2022年区块链十大发展趋势 - 知乎

2022年区块链十大发展趋势 - 知乎切换模式写文章登录/注册2022年区块链十大发展趋势链建科技​已认证账号美国权威科技网站Business Insider总结了2022年区块链的十大趋势,一起来看看未来区块链有什么发展趋势。1、新的第三代和第四代区块链解决方案我们将观察到的第一个趋势是旨在消除速度和可扩展性挑战的新第三代和第四代解决方案的开发加速。Aion、Cardano 和 EOS 等第三代区块链平台引入了分片等技术来解决扩展问题,以降低成本和交易速度。这些平台也增强了区块链的分布式应用能力。还有第四代区块链旨在解决先前的挑战,并以易于消费的方式实现信任,加速业务网络的形成、运营和重新配置。这些低成本且高度可扩展的平台旨在进行务实的权衡,例如认识到并非所有交易都是使用可变共识机制创建的平等。有趣的第四代区块链平台,如 Insolar 和 Aergo,正在通过面向业务的接口,隐藏底层区块链技术的复杂性,使业务网络更容易使用。2、走向更多的区块链标准化和互操作性我们将在 2022年看到的另一个趋势是加速创建标准和互操作性的可能性。这些应该使多个区块链能够进行通信。区块链和分布式账本网络的数量正在稳步增长。大多数区块链网络都在孤立的生态系统上运行,因为它们试图解决一组独特的需求。随着越来越多的人继续关注新兴技术及其功能,将这些新链互连已成为必要。标准是任何开发技术成功的重要关键,区块链也不例外。在技术开发的正确时间制定正确的标准,可以确保互操作性、产生信任并有助于确保技术的易用性。通过这种方式,他们支持其发展并创造了大规模采用的途径。区块链的快速发展将催生许多不同种类的链。一种越来越明显的技术是跨链技术,这是一种新兴技术,旨在允许在不同的区块链网络之间传输价值和信息。这项技术正日益成为讨论的热门话题,被视为增强区块链之间互操作性的最终解决方案。3、区块链即服务 (BaaS) 解决方案众所周知,BaaS 已成为越来越多商业公司采用的一种方式。公司之间对区块链即服务 (BaaS) 的需求正在稳步增长,并将在 2022 年持续增长。这个领域包括微软、亚马逊和谷歌等。BaaS 帮助其客户利用解决方案构建基于云的主机,并使他们能够在区块链及其应用程序上运行相关功能,而无需克服技术困难或运营开销,也无需投资更多的基础设施开发。BaaS 运营商帮助客户专注于他们的核心工作和区块链功能。4、对区块链和加密技能的巨大需求2022 年将看到对区块链和加密技能的更大需求。区块链行业的增长潜力以及区块链在各个行业的主导地位日益增强,这是对这些技能的需求增加的重要原因。区块链技术对企业在成本效率和性能改进方面的承诺以及加密市场的蓬勃发展直接转化为对区块链专业人士的需求增加。LinkedIn 的一份报告将区块链列为 2021 年及以后最受欢迎的技能之一。因此,企业需要具备技能的区块链专业人士来帮助他们利用大部分区块链技术来推动其业务目标。5、区块链-IOT-G5 整合2021年,我们经历了区块链与其他技术(如大数据和人工智能等)集成的增长趋势。企业也越来越关注将区块链用于物联网或物联网应用。物联网市场正在急剧增长,预计在2022年,由于最近 5G 网络的采用而加速增长。然而,当今5G物联网市场的预期潜力受到极其分散的物联网生态系统的限制。区块链技术似乎是应对各种 5G 物联网挑战的最合适和最有效的方式。由于区块链的自动加密和不可变性质,它可能有助于解决安全性和可扩展性方面的许多问题。预计 2022 年将听到更多该领域的试点项目和初始用例。6、区块链和元宇宙Metaverse中的区块链应用是2022年的另一个顶级区块链趋势。Metaverse是以前著名的Facebook的新兴领域,在那里将有区块链、增强现实、虚拟现实等新技术的“沉浸式”体验。如果没有区块链技术,Metaverse 将是不完整,因为一切都将存储在中心化网络中。区块链将使新一波社交网络的到来成为可能,这些网络可能比现有的 Facebook、Instagram、Twitter 和 YouTube 等现有网络更大甚至更好,这些网络现在是社交媒体这个词的同义词。预计2022年的区块链将使用NFT等在Metaverse上运行多个平台。因此,像NFT这样的数字资产将定义元宇宙的所有权,而加密货币将为新的数字经济提供动力。7、区块链和政府政府也开始进入区块链市场。区块链为政府以更有效的方式组织流程和处理信息提供了新方法。在过去几年中,一些国家的政府一直在试验将这种新技术应用于各种功能和服务,包括土地登记、教育认证、医疗保健、采购、食品供应链和身份管理。迄今为止,阻碍各国政府进一步使用区块链的因素是信任。世界银行为此提出了“三层”设计和实施框架,以防止该技术与其预期应用之间存在潜在故障。他们的框架包括社交层、数据层和技术层。社会层构成了人类行为者和社会方面,例如激励和动机等。数据层是账本本身,它在可用性、安全性、真实性和可靠性方面提供了什么。技术层包括 DLT 协议、数据存储和共识机制等。8、NFTNFT市场在2021年的显著增长预计将在2022年继续。随着几乎所有事物都变得数字化,越来越需要复制物理项目的属性,例如更具独特性、所有权证明和稀缺性。之前描述的Metaverse概念将为创新的NFT用例带来大量新机会。各种新用例,包括游戏、音乐、票务、社交媒体上的帖子等,正在进入NFT市场,被各种好处和可以产生的利润所吸引。但这个市场面临的风险和挑战将要求监管干预。这提高了拥有不可替代代币的国际监管机构以更好地监管和合法化的重要性。结果可能会产生重大影响,并将对NTF的未来产生决定性影响。然而,这将如何进行仍然不确定。9、产业区块链将高速发展由于虚拟货币的导致的市场过热和混乱,各国政府对于区块链如何发展应用一直持相当怀疑和审慎的态度,但这种情况正在改变,这一切,正是由于产业区块链的发展。在中国,政府用积极的态度和一定程度的规范来使区块链在产业上有成功的应用。领先于各国率先推进应用的数字货币是中国成功推动区块链应用的典范,在另一方面,处于变革中的中国房地产产业也受益于区块链,根植于房地产业的瀚兰区块链地产,其推出的兰房链平台,已经在充满经济活力的中国大湾区房地产项目上获得应用。此外,区块链在金融、物流、版权等产业也正被雄心勃勃的创业公司们推进着,这一切将极大的推动区块链在整个产业中高速发展。10、监管政策正逐渐明朗区块链带来全球经济的新一轮数字化变革,将极大的挑战现有的监管体系,而我们在包括在中国、美国乃至全球的监管体系中,都看到政府对于这一新兴技术的大规模运用持有的保留审慎的态度。但在2021年的经历之后,政府对于区块链的监管将逐渐明朗,这种政策的方向性改变来源于政府对于区块链潜力和实力的认可,更多的是区块链已经带来的积极改变提升了政府大规模应用的决心,而有明确可依的监管措施也正在制定中,将有可能在新的一年出现。编辑于 2022-02-12 15:12区块链(Blockchain)​赞同 2​​添加评论​分享​喜欢​收藏​申请

中国区块链标准与技术发展趋势展望_腾讯新闻

中国区块链标准与技术发展趋势展望_腾讯新闻

中国区块链标准与技术发展趋势展望

作者 | 陈丽姗 编审 | 于百程 排版 | 王纪 珑琰

区块链技术的发展直接制约区块链作为底层基础设施的应用价值,也决定着区块链与产业融合的广度和深度。其中,区块链标准是发展区块链技术和实现产业运用最关键的一环之一,直接影响区块链技术的发展路径。此外,区块链不同方面的技术也在现阶段呈现出不同的特点与趋势。

(一)中国区块链技术标准现状

1. 区块链标准进程在2021年实现飞跃

国内外各大机构都在积极牵头区块链标准的制定。从全球范围内看,不同国家对标准的着重点不一样。牛津大学网络空间安全中心主任、可信计算国际标准组专家安德鲁·马丁表示,美国更关注基础共性的标准;德国更偏向工程化的标准,工业区块链是该国的重点;日本则更关注服务类标准,如基于区块链的服务和应用实践等。

目前,中国对区块链技术标准的制定主要体现在基础设施方面,应用和服务占比较小。中国是最早开展区块链标准化工作的地区之一,早在2016年10月,随着中国区块链技术和产业发展论坛成立,中国就开启了区块链和分布式记账技术领域的标准化工作。

中国作为区块链技术应用大国,在推动区块链标准的制定上同样发挥着重要的作用。2021年7月,国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)第13组(SG13)会议期间,在中国电信研究院区块链团队的共同努力下,由中国电信牵头的两项区块链标准,经与来自中、美、英、加、韩多国专家多轮讨论协商,最终正式立项通过。两项标准如下所示:

从中国国内区块链标准现状出发,据全国标准信息公共服务平台、全国团体标准信息平台、企业标准信息公共服务平台,以及01区块链不完全统计,截止2021年底,我国已发布153项区块链标准,其中包含8项国家标准、3项行业标准、18项地方标准、70项区块链团体标准以及54项企业标准。

2021年是中国区块链标准化工作突飞猛进的一年,单年新增82项区块链相关标准,占现有区块链标准总数的53%。其中,2021年共新增5项国家标准、1项行业标准、 3项地方标准、44项区块链团体标准以及29项企业标准。新增行业、地方标准以及国家标准如下图所示。

表1. 2021年新增区块链相关国家标准

资料来源:01区块链·零壹智库据公开资料统计

表2. 2021年新增区块链相关行业、地方标准

资料来源:01区块链·零壹智库据公开资料统计

从行业分类来看,属于信息传输、软件和信息技术服务业的标准共计79项,占比52%,其次是金融业(30项),占比19%,随后是其他互联网服务(14项,9%)和科学研究和技术服务业(11项,7%)。此外,区块链技术标准还涉及批发和零售业、租赁和商务服务、教育服务等行业。总体上看,我国对区块链技术标准的研究仍以基础设施为主,应用层面的标准有待进一步开发。

图1.区块链标准的行业分布

资料来源:01区块链·零壹智库据公开资料统计

结合118项出台的地方和企业相关区块链技术标准来看,从地区分布上,江苏省以出台26项区块链标准位居第一,广东省以23项紧随其后。北京市、上海市和浙江省以十余件区块链标准位于第二梯队。位于第三梯队的包括福建省、湖南省和贵州省等地。总体看,各地区区块链标准成果与地区区块链相关企业规模和政策扶持力度息息相关。

图2. 各省市出台的区块链标准数量

资料来源:01区块链·零壹智库据公开资料统计

2. 区块链标准化的三大难点

The Global Standards Mapping Initiative(GSMI)发布的Global Standards Mapping Initiative:An overview of blockchain technical standards(全球标准制定倡议:区块链技术标准概述)中绘制了来自30多个技术标准制定实体、185个司法管辖区和近400个行业集团的数据。该报告梳理出目前区块链标准制定中仍需突破的关键点。

(1).区块链术语仍缺乏统一定义

目前,区块链行业缺乏统一定义和术语是该行业发展需要突破的关键问题。不同机构下对区块链相关术语缺乏统一性和确定性定义,尽管这些差异似乎很微小,但却会在整个标准的开发和实施过程中被放大,并直接影响到各机构对区块链相关技术的解释差异。

(2).标准制定领域既有差距,也有重叠

区块链标准化过程中存在标准内容和范围的差别与重叠。这主要体现在以下几个方面:一是区块链标准在技术堆栈的分层方法因组织而异,如面向网络的标准与面向应用层的标准。二是区块链在垂直行业的应用中涉及如金融机构、合规机构等多主体,而不同主体在制定标准缺乏一致性步调。三是区块链与其他高度标准化的技术领域重叠,如密码学、零知识证明等,这些技术也对区块链标准和技术轨迹存在重大影响。

(3).标准受地理因素、制定者的专业和角色影响

目前,区块链标准制定的主体主要位于欧洲、北美和中国,虽然一些机构有意通过地方团体或区域代表将全球声音纳入其倡议,但许多机构仍然缺乏全球代表性。这导致标准制定会受某些地区基础设施、监管和文化等因素影响。标准制定过程中缺乏代表性还体现在制定主体的专业知识,这导致标准研发方向有所“偏好”,所制定的标准未必使技术的最终使用者收益。此外,制定标准的“角色”同样导致标准化过程的透明度问题,如生产者开展的标准化工作引发消费者在该过程受到排斥甚至是剥削的担忧。

(二)区块链技术的演进趋势

根据中国信息通信研究院发布的《区块链白皮书 2021》,目前,区块链开始步入以“信任链”“协作链”为导向的新发展阶段。一方面,随着数据这一生产要素的重要性凸显,区块链技术支持低成本构建数据全流程信任通道,通过搭建“信任链”助力产业数字化转型。另一方面,区块链自身也正在技术、应用和产业维度等方面全面升级,通过构建可信协作网络的方式深度服务于各个交叉领域和主体。

就区块链技术演进趋势来看,中国信通院发布的《区块链白皮书(2021年)》将区块链技术分为核心技术、扩展技术和跨链技术三大类。三大类技术在发展趋势上呈现出不同特点,但总体上看,目前区块链技术架构已趋于稳定,围绕产业区块链场景实际需求,相关技术朝着“高效、安全、便捷”持续演化。

来源:中国信息通信研究院

1. 区块链核心技术渐进式创新

2021年区块链整体技术未有明显突破,但核心技术的渐进式创新仍在持续,其中对等网络、共识机制、智能合约的优化改进最为突出。核心技术优化具体表现在以下几个方面。

一是对等网络深度优化,蚂蚁链推出BTN( Blockchain Transmission Network),提升区块链节点的通信能力,加速区块链网络数据传输;长安链发布自研P2P网络 Liquid代替开源组件ibp2p,提升区块链系统兼容性和通信效率。

二是异步共识算法取得进展,中科院软件所张振峰团队与美国新泽西理工学院共同提出的国际上首个完全实用的异步共识算法小飞象拜占庭容错算法( DUMBOBET),有望应用于实际生产环境。

三是智能合约开发框架持续探索, FISCO-BCOS发布基于Rust的新型Wasm合约语言框架Liquid,探索智能合约新模式。国内区块链技术呈点状突破态势,对于细分技术领域边界的探索力度不断加大,整体技术水平持续提升。

2. 扩展技术提升区块链服务能力

扩展技术上看,区块链技术与其他相关技术如物联网、隐私计算和云计算的结合实现了技术之间的相互补充,也扩展了区块链服务能力的相关技术。这三大技术在2021年同样也是火热的赛道。

区块链与物联网的结合能够实现打通数字世界和物理世界的可信连接通道。物联网设备可有效提升上链数据真实性,而区块链也能为数据要素流转和价值挖掘提供可信保障,二者结合能够促进数据要素发挥作用,促进区块链在物联网的应用拓展。

区块链加隐私计算是新兴的火热赛道,二者技术的结合能够取长补短,为实现数据价值共享提供了新的技术路径和解决思路。将隐私保护技术内嵌入区块链底层设施,在实现数据“可用不可见”的基础上,促进多方数据的协作和共享。

区块链与云计算的结合BaaS(Blockchain as a Service,区块链即服务)以云计算为基础,通过融合区块链底层、集成开发工具、智能合约管理、自动化运维、数字身份、跨链服务等功能,实现区块链底层和应用一站式开发与部署。蚂蚁、腾讯、华为、趣链等主流BaaS平合现已具有多引擎支持、多模式部署、多节点统管理等能力。

3. 跨链互操作紧迫性问题突出

随着区块链应用广度与深度的不断拓展,不同区块链平台之间跨链难、上层应用系统与底层链切换难、链上链下可信交互难的三难问题逐渐凸显,其中,链间互操作尤其重要,最为紧迫,也是行业公认的焦点难点。

跨链互通主要技术手段包括公证人机制、侧链/中继链、哈希时间锁定、分布式私钥控制四类,以上跨链项目从技术层面验证了链间互操作的可行性,但受制于技术、应用、流程机制等因素,整体上仍处于早期阶段。

区块链技术在未来有什么发展趋势? - 知乎

区块链技术在未来有什么发展趋势? - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答​切换模式登录/注册发展趋势区块链(Blockchain)区块链技术在未来有什么发展趋势?关注者10被浏览6,722关注问题​写回答​邀请回答​好问题​添加评论​分享​5 个回答默认排序小恐龙​ 关注区块链技术将在三个方面寻求突破在2020中国信息通信大会上,中国通信学会正式发布《区块链技术前沿报告(2020年)》。报告指出,区块链技术将在以下几个方面寻求突破:一是区块链底层技术,随着区块链技术与物联网、5G、大数据等技术结合,高频海量数据对于区块链自身的TPS要求越来越高。Hashgraph成为针对可信互联网探索的一个重要里程碑,可能突破区块链局限,从创新路径实现区块链最终理想的一个有力尝试。二是区块链跨链技术,同构跨链和异构跨链实现了区块链之间数据共享和业务协同,既是区块链向外拓展和连接的桥梁,也是实现价值网络的关键。三是区块链链上链下数据交换技术,支持HTTPS、基于TLS的自定义协议、gRPC接口、FTPS等功能,为现有的业务系统的数据上链以及获取链上的数据提供了具体方法。更多区块链资讯,点击卡片获取编辑于 2020-12-09 16:10​赞同 1​​添加评论​分享​收藏​喜欢收起​一叶知秋看一叶落知天下秋,见小文章道社会事。​ 关注在我看来,区块链技术是继大型机、个人电脑、互联网、移动互联网之后计算范式的第五次颠覆式创新。区块链的未来究竟会变成什么样,大家都难以判定,但我深信,区块链的应用一定是未来的发展趋势。区块链的发展趋势存在即是合理,区块链技术拥有这么好的优势,它的未来前景也很受人们的看好。在这里我就浅谈几个未来的发展趋势。1.与物联网的结合如今,很多物联网都是运营商、企业内部的自组织网络,建立成本高。而且物联网的中心化架构,也不能有效保护用户的数据安全和隐私。而区块链的去中心化,就为物联网提供解决这些问题的可能性。通过点对点直接互联的方式进行数据传输,整个物联网就不需要引入大型数据中心进行数据同步和管理控制,包括数据采集、指令发送和软件更新等操作都可以通过区块链的网络进行传输。这样就能大大降低成本。同时区块链数据本身就不可能被非法篡改或者丢失,所以物联网通过区块链的数据加密技术和P2P互联网络,就不会造成安全漏洞和隐私泄露。当然区块链和物联网的结合应用还有很多,这里就不一一细讲。2.物流运输举个例子,如果把物流信息存储在数据库里,由于区块链技术的透明性,我们可以随时查看物流的运输路线和日程安排。甚至还可以对过往的运输经验进行分析,不断更新最佳路线和日程,这样一来,运输效率就大大提高了。3.企业融资目前很多小企业都面临融资困难的问题。通过区块链技术,可以使商品具备资产化的特征,再利用区块链基础平台,让资金有效、快速地接入到企业中,支持企业的创新和发展,不断改善中小企业的营商环境。4.溯源防伪如今市场上处处充斥着假货,让人难以辨别真伪。如果引入区块链技术,凭着其不可篡改、数据可追溯的功能,商品的溯源防伪问题就很解决了。举个例子,用区块链技术对钻石进行身份认证,记录每一颗钻石的属性,并把数据存放至区块链中。只要有非法的交易活动,或是欺诈造假的行为,就会被检测出来。除了钻石之外,区块链技术也可以对药品、艺术品、收藏品、奢侈品等进行溯源防伪。声明:本文版权归作者所有,转载须注明出处。如果你对区块链更多的资讯的兴趣,欢迎关注我的账号“一叶知秋”。发布于 2018-05-30 17:01​赞同 2​​添加评论​分享​收藏​喜欢

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2022-2023 中国区块链年度发展报告_腾讯新闻

2022-2023 中国区块链年度发展报告_腾讯新闻

2022-2023 中国区块链年度发展报告

为全面掌握 2022 年我国区块链技术创新和产业发展的整体态势,把握 2023 年我国区块链发展的最新动向,赛迪区块链研究院组织专家力量,编撰形成了《2022-2023 中国区块链年度发 展报告》。在详细梳理我国区块链发展总体现状,围绕产业发展、 技术创新、行业应用、标准制定、企业发展等细分领域逐一展开 现状梳理和总结的同时,针对我国区块链发展面临的问题、未来趋势及对策给出精准分析和建议。

一、我国区块链发展总体情况

(一)政策数量爆发增长,政策内容覆盖全面

一是区块链作为“十四五 ”新经济发展时期的重要基础设施, 在各领域全面开花,涵盖区块链技术的政策数量爆发式增长。根据赛迪区块链研究院统计,截至 2022 年底,各部委及各地方政 府在内出台的区块链相关政策数量已有千余项。一方面,国家及 各部委统筹区块链在农业、商贸、交通、旅游、政务、教育、金 融等各领域规划和路线图,仅 2022 年发布的区块链相关政策已 有 69 项,同比增长 8%,旨在通过区块链技术加速数据要素流通, 提升数据价值,加快推动各行各业新业态新模式,为构建全国统一大市场提供有力支撑。

2020 年—2022 年国家及各部委区块链相关政策数量

另一方面,各地方政府持续强化区块链在数字经济与实体经济融合、公共服务治理、保障改善民生、金融科技服务等重点方向应用场景布局和探索。据不完全统计,包括北京、上海、成都、重庆、西安、青岛、昆明、无锡、赣州、湖州等在内一二三线城 市发布的区块链相关政策已超 1200 项, 旨在以区块链技术为基 础,加快政务服务、社会治理、智慧城市、智能制造等方面数字化升级,打造高效便捷数字化政府,构建数字经济创新发展标杆城市。

截至 2022 年底各地方政府区块链相关政策数量(不完全统计)

二是区块链专项政策持续出台,扶持领域更加细化,专项资 金力度加大。一方面,国家部委以身作则,加快区块链在交通、 司法领域数字化建设,提升数字化服务水平。2022 年 5 月,交 通运输部发布《基于区块链的进口干散货进出港业务电子平台建 设指南》,强调要推动区块链技术与交通行业深度融合发展,推 进基于区块链技术的全球航运服务网络建设,推动在进口干散货 运输中的应用,深入推进数据共享和业务协同。同月,最高人民 法院发布《最高人民法院关于加强区块链司法应用的意见》,提出要充分发挥区块链在促进司法公信、服务社会治理、防范化解风险、推动高质量发展等方面的作用,全面深化智慧法院建设,推进审判体系和审判能力现代化,创造更高水平的数字正义。

另一方面,各地方政府一是细化区块链技术创新应用,深入推进区块链应用推广工作。2022 年 3 月,江苏省印发《江苏省 区块链应用推广行动计划(2021—2023 年)》, 旨在通过打造区块链技术应用系统、培育区块链知名企业和产品、探索区块链 应用服务和监管治理新模式新机制等途径争创全国区块链创新 发展示范区。此外,北京市、常州市等城市围绕不动产登记、电 子劳动合同的细化领域,充分发挥区块链信息技术的驱动引擎作 用,提升企业办事效率,优化城市营商环境。二是加大区块链资 金扶持,培育区块链产业应用市场,推动区块链服务主体做大做 强。如 2022 年 8 月,昆明市发布的《云南省人民政府办公厅关 于印发云南省支持区块链产业发展若干措施的通知》中提到对企业年度区块链营业收入(不含政府奖补)首次突破 500 万元、2000 万元、5000 万元的,分别给予 6% 、8% 、10%的奖励,以此加大招商引资力度。三是部分城市积极落实国家区块链创新应用试点, 扎实推进试点工作。2022 年 7 月,滁州市发布《滁州市“ 区块链+ 民政 ”创新应用试点工作方案》,将聚焦保障和改善民生,加快区块链信息基础设施建设,构建滁州市民政联盟链,积极探 索区块链技术在民政领域的运用,全面提升民政信息化建设水平,为实现民政高质量发展提供支撑。

三是与区块链相关的元宇宙创新发展政策争相推出,前瞻布局数字经济新机遇。 自 2021 年元宇宙概念火爆以来,我国国务院办公厅,主抓产业发展的工业和信息化部等部门在多个规划、 多次会议中提及元宇宙相关行业发展, 旨在紧抓技术发展前沿, 推进数字经济发展。2022 年 1 月,国务院在《“ 十四五 ”数字经济发展规划》 中强调,要深化人工智能、虚拟现实、8K 高清 视频等技术融合,拓展社交、购物、娱乐、展览等领域应用,这 些都是元宇宙涵盖范围之内。在元宇宙相关产业的加持下,我国 数字经济发展将更快一步,覆盖范围也更加广阔。2022 年 11 月, 工信部工业文化发展中心牵头成立工业元宇宙协同发展组织,并 发布《工业元宇宙创新发展三年行动计划(2022-2025)》,表示将通过元宇宙创新发展,助力制造强国建设、数字中国建设。

同时,各地方政府陆续出台元宇宙专项政策,抢先布局数字经济新赛道,2022 年是中国元宇宙政策的开启年,多地政府更加意识到元宇宙在新的技术革新和产业变革中的重要作用,因地制宜制定推动当地元宇宙产业发展的专项政策。据赛迪区块链研 究院统计,2022 年中国各省市及市辖区发布的元宇宙专项政策共有 29 项。

从元宇宙专项政策城市发布数量来看,上海、广州走在全国城市的前沿,分别发布了 4 项专项政策,上海政策包括全市政策加上虹口区、徐汇区、宝山区的政策,广东则是广州的黄埔区、 南沙区加上珠海横琴自贸区。北京、杭州和武汉分别从市辖区层 面出台了 2 项专项政策,深圳、青岛、厦门、南京等城市也都出 台了相关政策措施。从我国发布的元宇宙专项政策内容来看,各 地规划的重点任务较为一致,主要围绕技术攻关、平台搭建、基 础设施建设、产业链培育、应用场景构建、企业引培、金融服务等方面开展部署,制定元宇宙产业发展的未来目标。

元宇宙专项政策城市分布

四是区块链监管开始注重平台经济、城市建设高质量、高水平化发展。2022 年 1 月,国家发展改革委等部门发布《关于推 动平台经济规范健康持续发展的若干意见》,其中提到要加强区 块链平台技术创新,完善平台经济领域监管规则体系,推动协同 治理。2022 年 8 月, 中国银保监会发布《关于银行业保险业支 持城市建设和治理的指导意见》,提出鼓励银行保险机构合理应用区块链等新兴技术,提升城市金融服务能力和风险管控水平,更好推动城市智慧化水平建设。

(二)标准制定加速推进,体系规范持续完善

一是区块链技术规范标准及区块链在供应链、能源等领域应用国际标准积极制定。2022 年,我国积极参与区块链技术和区 块链应用国际标准,提升区块链发展国际话语权。一方面,分布 式技术、智能合约标准研究不断加大,为智能合约应用的功能、 性能、安全提供指引。2022 年 11 月,由蚂蚁链和中国信通院联 合立项的《分布式账本系统智能合约生命周期管理要求》《基于 分布式账本技术的授权服务应用指南》获得国际电信联盟立项, 旨在为用户、开发者、服务提供商、审计方等提供高效、稳定、 安全的开发环境,加强身份信息及隐私保护,促进区块链应用推广。

另一方面,区块链在供应链金融、数字藏品、绿电消费等领域应用标准加快研制。2022 年 4 月,IEEE 计算机协会区块链和 分布式记账标准委员会发布《基于区块链的供应链金融标准》, 对基于区块链的供应链金融通用框架、角色模型、典型业务流程、 技术要求、安全要求等方面进行定义,有助于提升企业自身的供 应链金融系统标准化水平,以标准促协同,助力产业数字化升级。 2022 年 12 月,由北京电力交易中心有限公司联合国网数字科技 控股有限公司等单位编制的《基于区块链的绿电消费信息溯源参 考架构》获得国际电信联盟立项通过,为国际国内区块链在绿电 消费信息溯源领域应用、绿电绿证方案提供指引,有助于提升我国在绿色低碳领域的国际规则制定权和话语权。

二是区块链国家标准进展不断。2021 年《信息技术 区块链和分布式记账技术 存证应用指南》《信息技术 区块链应用服务 中间件 参考架构》《信息技术 区块链和分布式记账技术 系统测试要求》等起草的区块链技术标准于 2022 年已经征求意见,有望对区块链技术在存证应用、系统部署、应用接入等方面提供 显著帮助,加强区块链系统安全性能,促进各领域区块链业务实 际需求。同时,国家继续加大区块链在实体经济应用标准研制, 如《信息技术 区块链和分布式记账技术 物流追踪服务应用指南》 将为物流行业数据保护、监管合规等提供规范,深入区块链与实体经济融合,探索数字经济发展新模式。

三是地方标准加快制定。2022 年,各地方政府及企事业单位加快区块链在自身优势领域标准研制,助力提高地方技术应用品牌和竞争能力。如北京市作为全国做政治、文化、国际交往、 科技创新等中心,在实现“互联网+政务”,建设数字政府方面 处于领先地位。在政务服务领域,北京市已落地百余个应用场景, 在促进数据共享、业务协同等方面成效显著,为城市发展提供良 好的营商环境。2022 年,北京市深入政务服务,打造全国首个 超大城市区块链基础设施“ 目录链 ”。同时,北京市经济和信息 化局、大数据中心联合中国科学院计算技术研究所、北京航空航 天大学、北京工业大学、中国科学院自动化研究所、北京微芯区 块链与边缘计算研究院华为技术有限公司等多个校企,发布《目 录区块链技术规范》,旨在以“ 目录链 ”为核心,进一步促进“ 目 录链 ”上政务和社会数据安全的有序流通,构建数据要素可信流 通、治理体系高效协同的“北京模式 ”。云南省作为东南亚地区 重要的贸易赛道,2022 年发布《区块链跨境贸易服务应用指南》, 旨在进一步引导云南跨境贸易规范、健康、有序发展,打造中国跨境贸易高质量品牌。

四是团体标准成果显著。在中央网信办、工信部等多部门的推动下,2022 年是区块链应用推广元年。为促进区块链技术在 各应用领域的健康、有序发展,企事业单位、高校等社会各界团 体加快区块链技术和行业应用标准制定。根据赛迪区块链研究院 统计,2022 年颁布的区块链团体标准超 40 余项,涵盖电商、农 产品溯源、支付交易、工业、政务服务、能源、医疗、物流等多 个领域。同时,随着元宇宙的概念不断深入,基于区块链的元宇宙相关标准也在不断研制中,力促新业态新模式规范发展。

(三)技术研究实力不断增强,推动解决方案更新迭代

一是以高校为主的区块链团队实力不断增强,区块链人才培养持续输出。一方面,根据赛迪区块链研究院统计,截至 2022 年底,由高校主导的区块链实验室、创新中心、孵化基地等数量 已有 41 家。且以高校为主导的技术不断创新,如北京邮电大学 提出的一种基于区块链的数据受控流转方法,可在不可信网络环 境下建立数据流转联盟链,设立可信第三方、数据上传区和下载 区,执行数据通过加密上传的智能合约,设置不同用户间的访问 控制结构树,对流转数据加密并将其上传至数据流转中台,在执 行密钥生成的智能合约时,可信第三方根据数据接收者的身份属 性,动态生成资源访问密钥,最后执行数据解密获取的智能合约,数据接收者利用资源访问密钥进行解密获得流转数据明文,并通过链上链下数据摘要对比,验证流转数据的真实性。这种方法即可确保数据来源可信,也可控制数据流动范围。

另一方面,目前,区块链复合型、创新型人才问题依旧突出,高校是解决人才培养的重要途径。根据赛迪区块链研究院统计, 截至 2022 年底,我国已有超 60 家高校开设区块链专业或课程, 其中 2022 年新增 8 所。如三亚学院开设《区块链工程》课程, 旨在贯彻当前“新基建 ”战略,布局“新工科 ”建设,为培养掌 握区块链技术基本理论和区块链项目开发方法,具有区块链系统 设计与实现能力、区块链项目管理与实施能力的人才提供输出途 径。打造具备较强团队协作、沟通表达和信息搜索分析职业素质, 在区块链项目系统设计开发、区块链项目管理、区块链系统服务等领域发挥作用的复合应用型专业技术人才。

二是以企业为主的区块链技术研发不断深入,解决方案更新迭代。一方面,根据赛迪区块链研究院统计,截至 2022 年底, 由企业主导的区块链实验室、创新中心、孵化基地等数量已超60 家。如国家电网提出的基于区块链的近零碳排放园区的能源交易系统,可为包括园区区域链和能源供应区块链提供基于蚁群 算法共识构建的跨链交互模型进行能源交易数据功能,实现园区 区域链与能源供应区块链的跨链交互,提高了跨链交互效率,实现园区区块碳减排管理的智能化、 自动化管理。

另一方面,以企业为主的区块链专利申请数量和公开数量遥遥领先。根据赛迪区块链研究院统计,截至 2022 年底,我国区 块链专利申请量和公开量均已超 6 万项,其中申请量 2022 年约7800 余项,公开量约 16000 余项,且均位居全球第一。

2019 年—2022 年我国区块链专利申请量和公开量

从应用方面来看,区块链专利涉及了数据存储、金融支付、 信息检索、商贸服务、电子标签、数字资产等领域。从技术方面 来看,区块链专利主要涉及共识算法、验证机制、跨链技术、数 据安全等方面。从专利申请主体来看,截至 2022 年底,包括高 校、企业、个人在内的申请主体已有近 5000 个,其中以企业最 为突出,是区块链专利方案贡献的中坚力量。2022 年专利申请排名前十的企业依旧以科技型和金融类公司为主。

2022 年我国区块链专利公开量排名前十企业

三是多方合作共促技术集成创新。从合作角度来看,企业与 高校合作是共同推动区块链技术创新的重要途径。高校是基础理 论知识的策源地,而企业是技术实践应用的试验田,校企合作已 经成为区块链基础设施建设、平台创新、场景应用等发展的重要 支撑。根据赛迪区块链研究院的统计,截至 2022 年底,已有近 30 家在国家、省市等为主要牵头单位,多个企业和高校共同合 作的研究机构成立,其中不乏清华大学、北京邮电大学、上海交 通大学、深圳大学等全国知名高校。同时,在专利申请方面,企 业与高校、企业与企业之间不断加深合作,共同探索区块链技术创新,为区块链产业发展提供内容和场景服务。

校企合作区块链技术创新图谱

(四)产业规模稳步增长,助力数字经济稳健发展

一是在政府政策的支持和扶持下,我国区块链产业规模稳步增长。根据赛迪区块链研究院统计,2022 年我国区块链产业(除 去加密货币、虚拟货币,具有区块链产品投入和产出的企业)规 模约 67 亿元,同比去年增长 3.08% 。从数据中可以看出,近三 年来,受疫情影响,我国区块链产业规模从 2020 年的 50 亿元增 长至 2022 年的 67 亿元,近三年复合增长率约 77%,虽增速有所放缓,但三年累计产业规模已近两百亿元。

2020 年—2022 年我国区块链产业规模(亿元)

二是区块链企业规模不断扩大,与产业规模趋势一致,我国 区块链企业规模进入稳定增长期。随着 2021 年软硬件一体机、 数字藏品、元宇宙、数字人民币、Web3.0 等区块链产业链新赛 道的发展,推动 2022 年区块链企业发展。根据赛迪区块链研究 院统计,截至 2022 年底,我国以区块链为主营业务,具有投入 或产业的企业约 1700 余家。自 2019 年以来,区块链企业累计数量年均增速 8%。

2019 年—2022 年我国区块链企业新增数量(家)

(五)资本市场理性推进,产品创新和成熟化不断进步

一是区块链投融资规模增速平稳,资本市场理性推进。根据 赛迪区块链研究院统计,截至 2022 年底,我国区块链行业投融 资笔数累计近千笔,其中 2022 年我国区块链行业投融资数量共 54 笔,投融资规模约 75 亿元,同比 2021 年有所下降。2022 年, 随着以区块链为基础的元宇宙、Web3.0 概念火爆,国内在金融、 数字资产等方面的监管制度进一步加强,促使我国在区块链行业投融资理性发展。

2019 年—2022 年我国区块链市场融资情况

二是区块链融资轮次聚焦,前期产品和后期发展占比较大。根据赛迪区块链研究院的统计数据,如下图所示 2022 年我国区 块链市场融资轮次分布情况显示,2022 年我国区块链种子轮、 天使轮、Pre-A 轮、A 轮占全年投融资的 70% 。一方面,反映出 2022 年我国区块链产品的发展创意和产品创新随着新形势、新业态的发展而革新。另一方面,也反映出我国区块链解决方案推陈出新,为应用推广拓展提供基础。 同时,2022 年我国区块链 战略投资占比 18%,也可以反映出我国部分区块链产品发展迅速,市场活力充足。

2022 年我国区块链市场融资轮次占比情况

三是区块链融资领域持续拓展。从区块链投融资领域来看,2022 年我国区块链投融资涵盖金融、医疗、能源、农业、物流、汽车交通、文化娱乐、BaaS 服务、数据服务、房产、社交、零 售、先进制造等 18 个领域,相比 2021 年持续拓展。同时,多个 企业同时开展多领域探索,如上海零数科技 2022 年同时开展在能源、数据服务、汽车交通等领域应用,获得数千万投融资。

(六)应用场景更加聚焦,实体产业深度融合

一是区块链应用案例数量飞速增长。随着国家区块链应用创 新试点的下发,以及各地区块链应用推广工作的开展,2022 年 我国区块链应用数量飞速增加。根据赛迪区块链研究院不完全统 计,截至 2022 年底我国区块链应用案例已超 1500 个,其中 2022 年新增 185 个。从细分应用领域来看,政府、司法、金融应用领 域较为突出。从整体上来看,当前我国区块链行业应用已开始进 入推广阶段,应用领域不断深入,且伴随着新业态新模式的出现,区块链场景发展将不断突破。

2019 年-2022 年区块链落地数量

二是区块链与实体经济融合更加深入。根据工业和信息化部 信息技术发展司发布《2022 年区块链典型应用案例名单》显示, 2022 年共有 61 个应用入选,其中区块链+实体经济有 24 个,占 比 40%。其次,数字化政府建设不断推进,政务服务效率显著提升,也助力智慧城市加速建设。

工信部《2022 年区块链典型应用案例名单》领域分布

三是从备案的区块链应用来看,备案企业和平台不断增多, 区块链发展氛围向好。根据中央网信办发布的区块链备案平台批 次,截至 2022 年底,共发布十批 2691 个区块链备案平台信息, 其中 2022 年 965 个,占比 36% 。同时,从 2022 年备案平台领域来看,数字藏品数量最多超 300 个, 占比约 30%。

2019-2022 区块链备案平台数量

二、促进我国区块链健康发展的建议

(一)加强核心技术创新和推广延伸

随着以数据为主产业数字化进程加快,以及元宇宙虚拟世界 的发展,对区块链技术提出了新要求。一是持续加快多方安全计 算、隐私计算等技术研究和创新,满足新经济模式下数据安全、 隐私安全的保障。二是探索以区块链技术的 Web3.0 在协议层、 基础元件层、用例层、接入层架构等方面的创新。加强区块链与 人工智能、5G 的融合应用,创新技术集成新方向。三是强化企 业之间区块链技术的探讨与合作,推动已有存储技术、跨链技术、异步并行技术等的推广性和延伸性。

(二)持续推进和完善标准化建设

一是持续推进区块链技术标准研制,尤其是数据安全、隐私 保护等方面的标准制定。同时,建立健全 Web 3.0 标准规范体系 工作机制,探索建立健全 Web3.0 信息技术参考框架,支持行业、 团体、国际标准制定。二是从元宇宙技术、应用等方面着手,围 绕元宇宙产业链,加快元宇宙数据、产品等细分标准研制,为元 宇宙生态建设和产业发展提供规范指引。三是继续鼓励国内互联网巨头、科技型企业积极加入国际区块链、元宇宙、Web3.0 标准组织,参与相关国际标准制定,加强国际合作交流,提升国际话语权。

(三)应用推广和产业协同并行发展

一是持续推动现有在金融、政务、司法等发展较好的,具有 可复制性、可推广性的区块链应用模式,通过区块链技术加速全 国金融市场一体化、政务应用一体化、司法建设一体化发展。二 是继续推广国家区块链应用创新试点工作,深入探索和拓展区块 链细分场景落地,打造具有地方特色和辨识度的区块链应用成果。 三是强化各地区之间、企业与企业之间等区块链产业发展主体之 间的协同合作,深度交流、共享区块链发展经验,以点带线,以线带面推动全国区块链“统一化 ”发展。

(四)加大数字经济下的新业态新模式监管

一是持续完善关于虚拟货币、NFT 等相关监管政策和细则, 密切关注以“数字 XX ”为名义的区块链平台发展规范,运用区 块链、大数据等融合技术加强平台、企业监管,维护社会稳定。 二是对于已备案的区块链内容等进行不定时审查核实,及时整理、 清除违规、倒闭企业、平台,净化产业发展环境。同时,继续探 索区块链沙盒监管模式,为金融健康发展提供支撑。三是积极引 导公众正确认识元宇宙产业边界,提醒和警示人民群众元宇宙投 资陷阱。并加大 Web 3.0 网络空间内容管控,注意在内容审核、网络意识形态方面,加强空间治理,防范网络风险。