全球区块链技术与应用创新的现状、趋势及启示

孟雪孙小月

全球区块链技术发展现状及趋势

(一）全球区块链技术发展现状

1.区块链技术创新不断升级。随着技术的不断升级迭代，区块链进入3.0时代，核心架构逐渐成熟，产业生态链初步形成。目前全球区块链功能架构保持稳定，但在实施过程中仍存在诸多安全问题和性能提升空间。区块链技术仍处于高速发展阶段，全球区块链技术创新趋势持续火热。

一是不断提高区块链的安全性。在密码学方面，区块链技术采用哈希算法、数字签名、数字证书、PKI系统、默克尔树等技术，是现代密码学中比较成熟的技术。在区块链钱包安全和公私钥存储安全方面，主要采用智能硬件钱包和安全私钥存储机制。在账本数据方面，为了满足账本数据的一致性、可用性等安全要求，一般采用数据校验、数据容灾备份等技术方案来保证上线期间各节点数据的一致性。 - 上链过程及数据上链的原因。系统故障导致丢失和损坏后及时恢复。

二是完善区块链隐私保护技术。为了提高区块链技术的匿名性区块链技术发展现状和趋势，保护用户身份安全隐私和交易数据隐私，提出了多种区块链隐私保护方案，大致分为三类：基于混合协议的技术、基于加密协议的技术和基于安全通道协议的技术。基于混币协议的技术是指在交易中包含大量的交易输入和交易输出，使得外界难以在输入输出中找到用户交易的上下游信息，从而分离输入和输出之间的连接以实现交易隐私保护。基于加密协议技术，对敏感数据进行密钥加密，只有持有相应密钥的用户才能查看数据内容，从而保证了用户数据的安全。例如多方安全计算、盲签名、环签名、零知识证明等技术，其中多方安全计算又进一步分为混淆电路、同态加密、密钥共享等。基于安全通道协议的技术主要利用双向小额支付通道、闪电网络、Sprites等链下支付安全通道将交易细节传递到链下执行，从而达到保护交易信息隐私的目的。2019 年 5 月，以色列区块链初创公司 QEDIT 专注于数据隐私保护，推出了 QEDIT 资产转移企业解决方案，用于维护区块链网络上大规模价值转移的数据机密性。

三是着力解决区块链互联互通和可扩展性问题。区块链跨链技术是连接各种区块链的桥梁。主要解决区块链之间的原子交易、资产转换、内部信息交换等问题，实现区块链互联互通，实现区块链价值。自由流动的目的。2019 年 7 月，德国区块链平台 Lisk 发布了一个软件开发工具包 (SDK)，能够创建可互操作的区块链生态系统，并使开发人员能够创建完全可定制的侧链。

四是采取多种措施提升区块链性能。区块链的性能已经成为制约区块链技术大规模应用的瓶颈之一。针对区块链性能不足的问题，业界提出了多种创新解决方案。主要思想是链上链下扩容、单任务到多任务并行处理、并行化、有向无环图DAG等技术方案。其中，分片技术根据分片机制的不同可以分为：网络分片、交易分片和状态分片。比较有名的项目是以以太坊和Quarkchain为代表的状态分片，以及以Zilliqa为代表的交易分片。片。2019 年 4 月，美国

2.全球专利增长放缓。截至2019年底，全球公有区块链专利申请量达到2.7万余件。2016-2018年，区块链专利申请量逐年快速增长。2018年全球新增专利11694件，2019年专利申请8299件，同比下降28.76%。步伐已经放缓。2019年中国保持高速增长态势，占全球专利的50.3%，居世界第一；美国专利申请量为6154件，占全球总量的22.8%，位居世界第二。

国际专利数量可以反映各国企业的创新能力、市场覆盖率和核心竞争力，是企业布局全球专利的重要方式。根据世界知识产权组织的 WIPO 数据，截至 2020 年 2 月，国际区块链专利数量为 3321 件，其中 3040 件在 2019 年之前公布，同比增长 150.3%。从各国专利数量来看，获得区块链国际专利最多的三个国家分别是美国、中国和韩国。其中，美国国际专利1545件，占专利总数的46.5%；中国专利471件，

(二）全球区块链技术发展趋势

1.以联盟链为核心的区块链技术将不断实现创新。与公链相比，联盟链具有部分去中心化、可控性更强、交易速度更快等特点，正逐渐成为区块链应用实际落地的主流选择。目前，区块链技术的大规模应用仍存在安全性、隐私保护不足、可扩展性低等问题。展望2020年，区块链企业将继续专注于突破区块链技术瓶颈。其中，共识机制或将成为区块链核心技术突破的主要方向，而区块链的链式结构和P2P网络结构也将不断迭代。各种技术创新解决方案将不断涌现，加速区块链技术创新落地。

2.BaaS 平台继续快速发展。BaaS 平台在安全性和可控性、性能和可用性方面直接调整云功能。同时，可以结合先进的容器化、功能化开发模式，快速覆盖公有云和私有云场景。区块链创新创业门槛低。，快速开发建设区块链去中心化底层架构和应用，为创业者和中小微企业降低区块链部署和运维成本，为企业提供更加灵活易用的开发环境。它适用于小型，中小微企业在区块链上探索链上创新应用。近年来，BaaS平台的成果和创新不断，全球互联网企业都在积极推动BaaS平台的服务升级，推动区块链应用成本降低和区块链市场繁荣。

3.国际企业之间的专利竞争正在逐步升级。近年来，区块链专利成为区块链企业的重要竞争点，全球区块链专利申请量持续攀升。其中，中国区块链专利申请量一直位居全球第一，2019年占比超过50%。随着区块链企业技术日趋成熟，应用产品数量不断增加，国际专利申请量将继续增加，国际企业之间的专利竞争将更加激烈。

全球区块链应用发展现状及趋势

(一）全球区块链应用发展现状

1.金融业正在积极部署区块链技术。金融行业是区块链技术应用最早、需求量最大的领域。目前，区块链在全球支付、贸易融资、代理投票、财产保险理赔、资产再抵押、银团贷款、自动合规与股权、证券交易等金融领域，特别是在数字资产交易方面，都有商业化的实施和推广。服务区。2019年6月，Visa推出部分基于区块链技术的Visa B2B Connect跨境汇款服务。支付网络集成了Hyperledger的技术，将覆盖全球30个贸易渠道和90个市场，成为支付行业的重要里程碑。共同基金公司 Vanguard 宣布，它正在使用区块链平台 Assembly 来帮助管理其金融产品的数据，从而改进其管理资金的方式。7 月，富士通实验室利用区块链开发了基于 DID 技术的系统，可以分析在线交易中的伪造风险和交易对手个人凭证的可信度。IBM 与一家金融服务公司合作推出了 Lygon 区块链平台试点项目，以数字化零售物业租赁行业的银行担保发行和管理，旨在降低欺诈风险和人为错误的可能性。2019年，德国商业银行、奥地利银行、巴西银行、澳大利亚联邦银行、俄罗斯联邦储蓄银行、新加坡星展银行、

2.对产品追溯应用的需求正在快速上升。商品溯源是目前区块链实施最有前景的领域之一。国内外企业在食品、医疗、文化等领域推广溯源应用。区块链技术的应用可以解决信息不对称造成的存在证明问题，实现商品的全程跟踪记录和商品上链信息，有效防止商品假冒区块链技术发展现状和趋势，降低供应链成本。2019年1月，家乐福应用区块链技术在比利时和意大利提供数字溯源解决方案，追踪生鲜产品的生产过程。二月里，美国 IBM 与制药公司 Boehringer Ingelheim 合作，将临床记录保存在区块链上，提高数据完整性、透明度和患者信息安全性，降低成本并实现流程自动化。5月，GE航空在微软Azure的帮助下，建立了基于区块训练技术的供应链跟踪系统，对飞机发动机关键零部件的制造和生命周期相关数据进行监控和整理。

3.区块链正逐渐在各国电子政务和公共服务应用中得到应用。区块链技术在政务领域的应用，将有助于实现政务数据的共享和开放，提高政府提供公共服务的效率，在税收、海关、商业、医疗等领域应用区块链技术。2019 年 1 月，智利财政部下属税务机构 TGR 启动了一个区块链支付处理平台试点，该平台将智利公共机构处理的交易（如税收或特许权使用费）存储在区块链上。5月，沙特阿拉伯海关试点基于区块链平台TradeLens的货物运输，将其跨境贸易平台 FASAH 与 IBM 和马士基的 TradeLens 区块链平台连接起来，实现在沙特阿拉伯港口的货物交付。7月，新加坡政府首次将区块链技术引入国庆庆典操作系统。基于区块链技术的搜索引擎 Boogle 负责新加坡国庆相关运营生态系统的软件开发。10月，迪拜经济发展部推出了基于区块链的统一商业登记平台UBRP，以提高企业在迪拜开展业务的便利性。新加坡政府首次将区块链技术引入国庆庆典操作系统。基于区块链技术的搜索引擎 Boogle 负责新加坡国庆相关运营生态系统的软件开发。10月，迪拜经济发展部推出了基于区块链的统一商业登记平台UBRP，以提高企业在迪拜开展业务的便利性。新加坡政府首次将区块链技术引入国庆庆典操作系统。基于区块链技术的搜索引擎 Boogle 负责新加坡国庆相关运营生态系统的软件开发。10月，迪拜经济发展部推出了基于区块链的统一商业登记平台UBRP，以提高企业在迪拜开展业务的便利性。

4.区块链在智能制造领域的应用正在迅速扩大。随着全球智能制造和物联网产业的快速崛起，区块链与制造、物联网感知的结合也成为必然趋势。2019 年 1 月，德国科技巨头西门子的能源管理和发电服务部门与区块链平台 EWF 合作，使用基于区块链的微电网控制解决方案来优化能源消耗，促进分散技术在能源行业的应用。6月，英国启动了第一个基于区块链的电力资产登记项目RecorDER。包括英国国家电网电力系统运营商在内的四家公司共同创建了一个基于区块链技术的共享数据库，用于记录连接到英国输配电网络的数据。所有发电和存储基础设施数据，提高资产信息的可见性和可用性，降低电网的整体运营成本。11月，IOST与日本富士见市电力系统联合推出基于IOST区块链的P2P电力交易项目，利用区块链技术驱动企业（或个人）之间链上电力交易的竞价制度和奖励机制。提高资产信息的可见性和可用性，降低电网的总体运营成本。11月，IOST与日本富士见市电力系统联合推出基于IOST区块链的P2P电力交易项目，利用区块链技术驱动企业（或个人）之间链上电力交易的竞价制度和奖励机制。提高资产信息的可见性和可用性，降低电网的总体运营成本。11月，IOST与日本富士见市电力系统联合推出基于IOST区块链的P2P电力交易项目，利用区块链技术驱动企业（或个人）之间链上电力交易的竞价制度和奖励机制。

(二）全球区块链应用发展趋势

1.在全球金融领域的应用将更加成熟。在全球大型金融机构和互联网巨头的联合创新驱动下，区块链技术正在从概念走向金融行业的各种应用。目前，全球已有一定数量的金融服务应用通过了原型验证和试运行阶段，涉及供应链金融、跨境支付、资产管理和保险等子领域，应用场景也在不断扩大. 区块链可以对关键金融领域的核心功能带来变革性的影响。未来，区块链在数字货币、支付结算、普惠金融、资产管理等领域的应用将进一步深化，推动传统金融机构转型。，重塑金融市场信用体系。

2.政务服务领域将成为各国探索的重点。在全球区块链的扩展应用中，将区块链技术与政府治理和公共服务相结合是当前区块链应用的热门方向。区块链逐渐成为构建智慧城市发展框架、推动政府治理创新的重要支撑。美国、英国、日本等区块链技术较为先进的国家对利用区块链技术提高政务管理效率持积极态度。近年来，国家政策扶持力度逐步加大，应用不断落地。面对数字社会的多样性和复杂性，区块链作为构建秩序、规则和信任的典型技术手段，在数字化的基础上进一步提供溯源机制和多方高效协同等能力，有助于实现更加高效、有序、可信的治理和监督。因此，未来在政务领域，区块链的应用也是必然的发展趋势。

3.分布式应用程序将继续积极实施。DApp（Decentralized Application，分布式应用）是公链技术的创新产品，也是公链技术及其核心价值的体现。目前，以以太坊、EOS、TRON为代表的公链已经开始进入DApp实际应用的推广阶段，区块链市场的竞争更加激烈。其中，以太坊和EOS包含了市场上90%的DApp。虽然区块链 DApp 的整体生态还不完整，但整体的活跃数量、交易额度和频率都比较少，距离 DApp 的大规模应用还有很长的路要走。球队继续进入比赛，

五点灵感

1.提升技术研发能力，加快关键技术自主创新。要明确区块链技术核心技术，攻克去中心化条件下区块链系统的性能提升、互联互通、安全和隐私保护等关键技术，加快推进区块链技术基础层、中间协议层和应用服务。层层创新探索。重点突破共识算法、智能合约安全、跨链通信、数据隐私保护、国密算法等关键技术。支持高校和科研院所汇聚产学研资源，建设区块链创新实验室和研究中心。

2.加强区块链技术基础理论研究。一是加强区块链底层技术学科基础建设。充分发挥高校、科研院所和重点企业的智力资源优势，建立区块链技术学科，建设联合实验室，鼓励高校开设区块链课程。紧跟国际区块链理论发展前沿，通过重大科学计划、国际科技合作计划等开展区块链基础理论研究，为区块链技术研发提供理论支撑。二是建立科学的区块链理论体系。加快分布式计算、博弈论、加解密算法等理论问题研究，探索区块链性能、隐私、安全与链上链下协同治理机制的平衡规律，加快理论、方法和其他区块链技术领域。整合研究，形成跨专业、多领域的跨区块链技术科学。三是加强对区块链安全和隐私保护的研究。重点研究零知识证明、同态加密、多方安全计算等前沿密码学问题，研究在没有可信第三方的情况下合约函数的安全计算方法，

3.推动我国区块链开源技术生态建设。一是支持开源区块链项目发展，引导企业加大对全球区块链共性基础技术资源的整合利用，支持中国企业或组织引领全球区块链项目创新发展。二是鼓励区块链企业组建开源软件企业联盟。鼓励区块链企业在遵守开源软件许可协议的基础上创新商业运营模式，借鉴比特币、以太坊等开源信息项目的成功经验，大力推广订阅服务、集成应用等商业模式。三是加快建设开源区块链社区。整合各方力量，着力为全球用户打造一两个综合性、运作良好的开源社区，全面提升社区的代码托管、项目迁移、代码审查等能力。

4.关注区块链安全问题，构建完善的安全体系。一是提高区块链安全风险防范意识，加强对区块链安全问题的持续性、常态化研究，对区块链技术、应用中的潜在风险、攻击手段和手段的变化进行持续跟踪分析。，研究和判断安全风险的发展趋势。二是研究制定区块链技术、平台、应用生态的安全技术要求和安全标准。识别主要威胁和相应的安全架构，对各个关键模块提出安全技术要求，形成区块链安全标准体系。三是深入研究区块链安全风险检测与响应技术。针对区块链核心技术与机制、平台架构、应用部署等不同类型的潜在安全问题，研究涵盖区块链编码、运行、部署和管理各个方面的解决方案。

5.在重点领域推进应用创新和试点测试。一是加大各地对区块链的支持政策，促进区块链技术成果转化应用。在应用场景中，优先考虑需求突出、痛点明显、增量显着、发展较快的优质业务。试点成功后，应逐步扩大应用范围。二是在区块链发展较为成熟的领域，如金融领域、政务服务、民生服务等，支持基础条件较好、示范效应强的产业。推广典型案例和示范项目。三是大胆探索区块链在信息基础设施、智慧交通、能源电力等领域的推广应用，提升城市管理智能化、精准化水平。围绕农业、医疗、教育、文化、智能制造等领域，搭建行业各主体合作交流和资源对接平台，组织开展区块链技术应用试点示范，积极拓展区块链应用情景。四是鼓励行业龙头企业展示区块链关键应用解决方案，加强区块链技术与现有产品和服务的融合创新，构建资源丰富、多方参与、合作共赢的跨行业区块链应用产品体系。行业解决方案。