1、区 块链产业图谱 及增 长 点研究 201801 02编 写 单 位中国 电 子学会编 写 组 主任徐 晓兰 中国 电 子学会副理事 长 兼秘 书长编 写 组 副主任李 颋 中国 电 子学会研究咨 询 中心主任李 岩 中国 电 子学会区 块链 分会副秘 书长编 写 组 主要成 员马 良 张 雅妮樊江洋 毛 诗齐许华 磊 张 婵 凌 霞陈 濛 萌 刘晟 瑄 王博霄尹 传 昊 徐 曼葛 瑶 姚瀚 飞2018区 块链产业图谱 及增 长 点研究 201803 04目 录CONTENTS第一章 编 制概要 01一、 编 制背景 02二、 编 制目 标 02三、 编 制方法 02四、下一步研究方向 03(
2、一)研究数据和案例仍需持 续 丰富 03(二)增 长 点研判有待 进 一步聚焦和完善 03第二章 区 块链 研究 综 述 04一、从可 编 程 货币 向可 编 程社会 迈进 06二、区 块链产业发 展的根本 驱动 因素 07(一)信息流、数据流和价 值 流深度融合,信息互 联 网向价 值 互 联 网 迈进 07(二)共 识 机制底 层 算法演 进 革新,区 块链 系 统 日 趋节 能高效 07(三) 侧链 、分片、 DAG 技 术 快速 发 展,区 块链 可 扩 展性和效率大幅提升 08(四)全球开源社区不断 发 展完善,自治 组织颠 覆 传统 商 业 架构 09第三章 区 块链 技 术 及
3、产业发 展 趋势 10一、技 术发 展 趋势 12(一) 发 达国家引 领 区 块链 底 层 技 术发 展,我国仍有 较 大提升空 间 12(二)既有基 础协议 面 临 商 业 化 应 用挑 战 ,新型 协议 区 块链 3.0 呼之欲出 13(三)区 块链 、人工智能、物 联 网等信息技 术 深度融合 发 展,共建智慧社会基 础设 施 14二、 产业发 展 趋势 15(一)大批公 链项 目主网上 线测试 ,企 业间 激烈角逐即将展开 15(二)垂直行 业应 用 侧 重于 联 盟 链 及私有 链 ,行 业 解决方案提供商将大量涌 现 16(三)金融或成区 块链 率先落地 领 域,多元 应 用日
4、渐兴 起 17I2018区 块链产业图谱 及增 长 点研究 201805 06IIIII第四章 区 块链产业图谱 分析一、区 块链产业 概 览(一)区 块链产业 的内涵和外延(二)全球及我国区 块链产业规 模二、基 础领 域各 产业 全面、快速、持 续发 展(一)硬件市 场规 模伴随数字 货币 市 值 爆 发 式增 长(二)操作系 统发 展加速推 动 分布式商 业应 用落地(三)开 发 工具有效提升开 发 人 员编 程和 设备 运行效率 三、特色 领域有望 实现 “区 块链 +”应 用 场 景初步落地(一 ) “区 块 链 + 供 应链 ”打破多方信息和信任藩 篱(二 ) “区 块 链 + 金
5、融 ”多 场 景 应 用加速落地(三 ) “区 块 链 + 版 权 保 护 ”有效解决盗版侵 权问题 四、前瞻 领 域发 展前景广 阔 未来可期(一 ) “区 块 链 + 智能制造 ”打造安全可信的智能制造生 态 体系(二 ) “区 块 链 + 物 联 网 ”搭建万物互 联时 代的信息和价 值 交流网络(三 ) “区 块 链 + 医 疗 ”保 护 医 疗 数据 隐 私和 药 品安全第五章 产业 增 长 点研判一、 研判方法和依据(一)技 术发 展(二) 应 用 场 景(三)市 场 需求 二、研判 结论(一) 短期增 长 点研判(二) 中期增 长 点研判(三) 长 期增 长 点研判附件 主要 专
6、业 名 词 解 释1820202224242932383840434445464748505050515252556064图 1 区 块链发 展 阶段图 2 提升区 块链 可 扩 展性的三个核心技术图 3 区 块链 底 层 核心技 术 共 识 机制图 4 区 块链 3.0 时代图 5 区 块链 技 术 构建未来信息基 础设 施的关键图 6 公 链 技 术 架构图 7 新 发 展形 势对 区 块链 即服 务 的新要求图 8 区 块链 技 术 在全球各 领 域 应 用案例图 9 区 块链产业图谱图 10 全球区 块链产业规 模及年增 长 率 ( 2013-2018 年)图 11 我国区 块链产业规
7、 模及年增 长 率 ( 2013-2018 年)图 12 短期增 长 点建 议 重点关注方向图 13 中期增 长 点建 议 重点关注方向图 14 长 期增 长 点建 议 重点关注方向表 1 典型 矿 机制造企 业 及主要 业务 方向表 2 硬件 钱 包典型企 业 及主要 业务 方向表 3 分布式存 储 典型 项 目及主要 业务 方向表 4 公 链 典型 项 目及共 识 机制表 5 侧链 和跨 链 典型 项 目及主要 业务 方向表 6 分布式存 储 典型 项 目及主要 业务 方向表 7 分布式 计 算典型 项 目及主要 业务 方向表 8 区 块链 即服 务 典型企 业 及主要 业务 方向0608
8、12131415161721222352556025272830313335372018 图 表目录CONTENTS区 块链产业图谱 及增 长 点研究 201807 01第一章 编 制概要01区 块链产业图谱 及增 长 点研究 2018一、 编 制背景区 块链 是分布式数据存 储 、点 对 点 传 输 、共 识 机 制 、加密算法等 计 算机技 术 的新型 应 用模 式 ,具有去 中介 化 、可追溯性 好 、 难 以 篡 改等特 点 。 自 2008 年概念得以确立以 来 ,区 块链发 展 仅 有 10 年 时 间, 仍 处 于 发 展的 婴 幼儿 期 。 鉴 于其在金 融 、科技等 领 域的
9、 赋 能效 应 ,近年来区 块链 受到全球的广泛关 注。随着 技 术 的日益成熟 , 基 础设 施的不断完善 , 安全性和效率的持 续 提升 , 区 块链 有望向社会多 领 域大 规模 应 用。 我国 拥 有广泛的区 块链 技 术应 用落地 场 景 ,在国家政策与各地政府的大力支持 下 ,我国区 块链技 术 持 续创 新 ,区 块链产业发 展 态势 良 好 ,在金 融 、存 证 、供 应链 管 理 、版 权 保 护 、公共服 务 、溯源和智能制造等 领 域的 项 目有望加快 试 点 应 用和落 地 ,有望成 为 数字 经济发 展的重要 驱动 力 。 针对 于 此 ,研究 编 制区 块链产 业图
10、谱 及增 长 点研究 报 告 ,深入分析区 块链产业发 展的根本 驱动 力 、技 术发 展 趋 势、 产业发 展 趋 势 、 产业 图谱 和增 长 点 , 为 推 动 区 块链 关 键 技 术进 步和 产业 化 应 用推广提供措施建 议 ,有助于我国加 强 新技 术 基 础 研 发 和前沿布 局 ,构筑新 赛场 先 发 主 导优 势 , 进 而促 进 我国前沿新 兴产业持 续 健康快速 发 展 ,推 动 我国 实 体 经济转 型升 级 。二、 编 制目 标一是明确区 块链发 展主要 驱动 因素及技 术 、 产业发 展 趋势 。二是探索区 块链 的 产业边 界,划分 产业类别 ,分 领 域 阐
11、述核心技 术 和市 场应 用 场 景。三是研判下一 轮 区 块链产业 增 长 点 , 为 相关行 业 主管部 门 、企 业 提供决策参 考 , 为 行 业 健康有序 发展 提供指 导 依据。三、 编 制方法一是研究 战 略政策文 件 。充分借 鉴 参考国内外主要研究 动态 和成 果 ,主要包括美国国家 标 准技 术 研 究 院 ( NIST) 发 布 的 区 块链 技 术 回 顾 ,美国高盛公司 发 布 的 区 块 链 :从理 论 走向 实 践 ,美国02 03第一章 编 制概要Coindesk 公司 发 布 的 2018 全球区 块链现 状 报 告 , 美国麦肯 锡 公司 发 布 的 区 块
12、链 的 战 略价 值 分析 ,英国政府 办 公室 发 布 的 分布式 账 本技 术 超越区 块链 , 英国德勤公司 发 布 的 2018 年全球区 块链调查 报 告,以及香港金融管理局 发 布的区 块链产业 白皮 书 等。二是 访谈 知名 专 家学 者 。通 过 与国内区 块链 相关 领 域的知名学 者 、行 业专 家的座 谈 交 流 , 围绕 区 块链 产业发 展核心 驱动 力、 产业类别 及增 长 点 趋势 展开充分研 讨 , 为报 告的 编 制奠定了系 统 的理 论 基 础。三是开展企 业实 地 调 研 。聚焦区 块链领 域的具体 产 品 、服 务 及解决方案提供方 式 , 对 国内外一
13、批在技 术 或 产业 方面具 备领 先水平和特色 优势 的区 块链 企 业 展开深度 调 研 ,并邀 请 部分企 业 的技 术 或 战 略负责 人 共同参与了 报 告的 编 制工作。四、下一步研究方向(一)研究数据和案例仍需持 续 丰富当前能 够观测 的 样 本量和收集整理的数据 规 模体量仍 较为 有 限 ,不能完全 满 足定量 评 价的 实际 需 求, 导 致 对 部分 观 点 论 述的 验证仅 停留在了理 论 和定性 层 面 ,在表达形式和表达内容方面的 层 次 性 、 饱满度均 有待提升,需要在下一步工作中持 续 完善改 进 。(二)增 长 点研判有待 进 一步聚焦和深入本 报 告借
14、鉴 了部分国内外 较为 知名的研究机构的公开成 果 ,走 访 了一批 业 内 资 深 专 家 ,并 结 合 对 区块 链领 域典型企 业 的广泛 调 研 结 果 ,初步提出了 产业 增 长 点研判提供具 备 参考价 值 的客 观 依 据 。但从目前取 得的 进 展来 看 ,研判方法 较为传 统 , 评 价依据 对 区 块链 企 业 独有特色的体 现 依然不 足 ,存在着很大的 进 步 和完善空 间 ,需要在接下来的工作中持 续 推 进 。第二章 区 块链 研究 综述区 块链发 展日新月 异 ,加密算法和共 识 机制等技 术 促成了可 编 程 货币 的 诞 生,智能合 约 技 术 推 动 可 编
15、 程金融蓬勃 兴 起,在 侧链 、分片、 DAG 等技 术 快速演 进 ,新 一代信息技 术 深度融合 发 展 ,开源社区建 设 日益完善的 态势 之 下 ,可 编 程社会有望 加速到来。区 块链产业图谱 及增 长 点研究 201804 0504 05区 块链产业图谱 及增 长 点研究 2018二、区 块链产业发 展的根本 驱动 因素(一)信息流、数据流和价 值 流深度融合,信息互 联 网向价 值 互 联 网 迈进互 联 网解决了信息和数据的 传输 和交 换问 题 ,基 于 TCP/IP 协 议 ,可将信息和数据快速复制与 传 播的 互 联 网将人 类带 入信息 时 代 。随着互 联 网和移
16、动 互 联 网的普 及 , “价 值转 移 ”的 难题 浮出水 面 ,由于交易 双方缺乏信 任 ,必 须 依 赖 于中介系 统 来解决 这 一信用 难 题 ,包括支付 宝 、微信等第三方支付系 统 ;人民 银 行清算中心等清算系 统 ;房 产 管理 局 、土地管理局等政府性物 权 登 记 中心 等 。区 块链 技 术 通 过 密码 学 、共 识 机制等算法 实现 在没有第三方机构信任背 书 情况下的价 值传 递 ,在不需要各个 节 点互信的情况下也可保 证 数据 记录 的完整和安全 , 有效提高了交易的 经济 性 、 安全性和高效性 , 使价 值 在互 联 网上的流通成 为现实 。(二)共 识
17、 机制底 层 算法演 进 革新,区 块链 系 统 日 趋节 能高效现 有共 识 机制的改 进 、融 合 、 验 证 ,正在快速推 动 区 块链 系 统围绕 去中介 化 、安 全 、能耗不可能三角 进 行更 优 化的均 衡 。比特 币 的 POW 机制去中介化和安全性 高 ,但能耗巨 大 、效率 较 低 。 针对 能 耗、交 易容量和共 识 速度 问 题 ,区 块链 共 识 机制快速 发 展演 变 , 权 益 证 明 POS、代理 权 益 证 明 DPOS、实 用拜 占庭容 错 算 法 PBFT、授 权 拜占庭容 错 dBFT 等机制 应 运而 生 ,典型的区 块链项 目如以太 坊、NEO 等。
18、2018 年 4 月 , EOS 进 一步提 出 BFT-DPoS 共 识 机制 , 在安全可控范 围 内 牺 牲去中介化程度 , 引 进 “人 大代表 ”, 通 过 投票 选 出代理人,力 图进 一步提高区 块链 系 统 运行效率,降低运行成本。第二章 区 块链 研究 综述资 料来源:中国 电 子学会整理时间200806 072013 2018一、从可 编 程 货币 向可 编 程社会 迈进2008 年,中本 聪发 表奠基性 论 文 Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System , “区 块 链 ”这 一概念横空出 世 。区 块链 技 术 具有去
19、中介 化 、可追溯性 好 、 难 以 篡 改等特 点 , 鉴 于其在金 融 、科技 等 领 域深刻的 颠 覆式 变 革潜 力 ,近年 来 ,区 块链 受到全球的广泛关 注 。从 应 用角 度 , 业 内普遍将区 块链发 展分 为 区 块 链 1.0、 2.0 和 3.0 阶 段。 2008-2013 年 为 区 块 链 1.0 阶 段 ,是以比特 币为 代表的数字 货币 应 用 ,其 场 景包括支 付 、流通等 货币职 能 , 经济 形 态 以比特 币 及其 产业 生 态为 主 ,代表性的 应用就是比特 币 。 2013 年 ,以以太坊 为 代表的区 块 链 2.0 应 用加入智能合 约 功
20、能 ,利用 计 算机程序自 动执 行合 同 ,使 得区 块链 从最初的 货币 体系拓展到股 权 、 债权 和 产权 的登 记 、 转 让 , 证 券和金融合 约 的交 易 、 执 行 ,甚至 博彩和防 伪 等金融 领 域 。伴随可 扩 展性和效率的提 高 ,区 块链应 用范 围 或将超越金融领 域 , 应 用到身份 认 证 、 公 证 、 仲裁 、 审计 、 域名 、 物流 、 医 疗 、 能源 、 签证 、 投票等 领 域 , 成 为 未来社会的一种最底 层 的 协议 , 届 时 区 块链 将 进 入 3.0 时 代。图 1 区 块链发 展 阶 段热 度区 块链 3.0 可 编 程社会区 块
21、链 2.0 可 编 程金融第三次 浪 潮区 块链 1.0 可 编 程 货币第二 次 浪潮第 一次 浪 潮区 块链产业图谱 及增 长 点研究 2018(三) 侧链 、分片、 DAG 技 术 快速 发 展,区 块链 可 扩 展性和效率大幅提升为 了解决公 链 的低吞吐量 带 来的高手 续 费 、网 络拥 塞等 诸 多 问 题 ,很多 团队 极有 预见 性的提出相 应的 优 化方 案 , 诸 如 侧 链 、分 片、 DAG 等技 术 的 发 展使交易安全性更 强 ,速度更 快 ,使得区 块链 的使用效率 得以有效提高 、 应 用范 围 得到大幅 扩 展 。 侧链 通 过 “双向 锚 定 ”机制 实现
22、 主 链货币 价 值 向 侧链 体系的 转 移, 帮助比特 币 、以太坊等主流数字 货币 在其他区 块链 上流 通 ,使其 应 用范 围 和前景愈加广 泛 。分片技 术 将大 型数据 库 分成更 小 、更 快 、更容易管理的部 分 ,以 实现 每秒 处 理数千笔交易的支付系 统 。DAG 具有独特 的拓扑 结 构,交易直接 进 入全网,成本低且速度快, 为 高并 发 的交易提供了极具前景的解决方案。(四)全球开源社区不断 发 展完善,自治 组织颠 覆 传统 商 业 架构伴随区 块链 的 发 展 ,世界上形成了各 类 区 块链项 目开源社 区 , 优质 的区 块链项 目吸引了全球各地的技 术 开
23、 发 者 、 产 品 创 作者 、 消 费 者和 爱 好者 , 开源社区的成 员 通 过该项 目代 币获 得回 报 , 编 写代 码 、 标 志设计 、 网站 设 计 、白皮 书 翻 译 等都可以成 为获 得 奖 励的途 径 。社区成 员 持有 项 目 的 “股 票 ”, 也自然而然成 为 了 区 块链项 目的宣 传 者 。 分布于全球的开源 项 目社区模糊了正式雇佣者与非正式雇佣者之 间 的界限 , 其开放、 扁 平 、平等的 组织结 构 ,独有的 经济 激励模型以及社区治理机 制 ,使得每一个社区成 员 均成 为 了一个微小 且独立的 贡 献者和管理 者 ,从而 实现 社区成 员 乃至全人
24、 类 的大 规 模 协 同工 作 ,将 对 公司这 种 传统组织 模式 产 生 难 以估量的 颠 覆作用。第二章 区 块链 研究 综述图 2 提升区 块链 可 扩 展性的三个核心技术侧链 分片DAG弱同步高并 发资 料来源:中国 电 子学会整理分 布 式 多 点 处理08 09加 速 价 值流通第三章 区 块链 技 术及产业发 展 趋势在多 环 节 、多 场 景 、多 领 域 应 用 驱动 下 ,区 块链 底 层 技 术 迭代不断加 速 ,日益显现 出与新一代信息技 术 深度融合 发 展的 态 势 ,伴随公 链 、 联 盟 链 、私有 链 技 术架 构的不断成熟,区 块链 系 统 愈 发 安全
25、和高效,有望在 经济 社会多 领 域落地 应 用。区 块链产业图谱 及增 长 点研究 201810 1110 11区 块链产业图谱 及增 长 点研究 2018一、技 术发 展 趋势(一) 发 达国家引 领 区 块链 底 层 技 术发 展,我国仍有 较 大提升空间全球区 块链 技 术 主要 领 先 团队 均出自欧美,且掌握核心技 术 和行 业话语权 ,在基 础 理 论 、核心技 术、 体系架 构 、 创 新 应 用方面尚有不 足 。自 诞 生以 来 ,区 块链经 过 10 年的 发 展 ,在全球已形成 了 “5 大平 台 +10 余家行 业协议 中 间 层 ”。五大底 层 平台 为 比特 币 、
26、以太 坊 、超 级账 本 、 Tendermint、 Ripple, 以五大公 链 为 基 础 建立的行 业组织 几乎囊括了全 球 IT、金融等各 领 域的 实 力企 业 , 垄 断了底 层 行 业标 准的制 定 。 处 于 行 业协议 中 间 层 的十余家公司均位于美 国 , 如 分布式金融 协 议 R3CEV、分布式 证 券 协 议DAH。当 前 ,我 国在区 块链 底 层 和行 业 中 间层领 先企 业 数量不多 , 具有代表性的企 业 包括企 业 NEO、Qtum、 Vechain 等。(二)既有基 础协议 面 临 商 业 化 应 用挑 战 ,新型 协议 区 块链 3.0 呼之欲出当
27、前 ,以以太坊 为 代表的区 块链项 目已能承 载 部分行 业应 用的开 发 ,但仍存在 诸 多 问 题 ,如可 扩展 性低 、效率 低 、手 续费 高 、 经济 模型 设计 不合 理 ,不能 满 足多 领 域分布式 应 用( DAPP)的大 规 模商 业 化落 地 。 针对 于 此 ,一大批区 块链 底 层 基 础 公 链 运用分 片 、跨 链 、 侧链 等技 术 ,采用多 链优 化 、中心化优 化、 局部化 优 化 、 结 构性 优 化等方 法 ,升 级优 化共 识 机 制 ,改 进 完善 经济 激励模 型 ,致力于提供商用 级别 的高 性能解决方 案 ,代表 项 目有美国 的 EOS、中
28、国 的 NEO、 ONT、 Qtum 以及新加坡 的 Zilliqa 等 。随着技 术 的日益成熟 , 基 础设 施的不断完善 , 交易安全性和效率的持 续 提升 , 区 块链 有望从以金融应 用 为 主的 2.0时 代向社会多 领 域大 规 模 应 用的 3.0 时 代 迈进 。第三章 区 块链 技 术 及 产业发 展 趋势资 料来源:清 华 大学信研院网 络 大数据技 术 研究中心整理资 料来源:中国 电 子学会整理图 3 区 块链 底 层 核心技 术 共 识 机制共 识 机制节 点存在 恶意 数量未知节 点不可信 数量未知改 变 算法工程改 进存在 恶 意 节点不存在 恶 意 节点有 许
29、 可共识无 许 可共识工作量 证 明 共 识其他工作量 证 明共 识中本 聪 共识有限 节 点拜占 庭容 错 共 识有限 节 点非拜占 庭容 错 共 识其他共 识权 益 证明 共识授 权权 益 证明 共 识教育社会 管理共享 经济IoT金融供 应链版 权医 疗区 块链 3.0图 4 区 块链 3.0 时 代支付、交易清 结 算、 贸 易金融、数字 货币 、股 权 、 私募、 债 券、金融衍生品、众筹、信 贷 、 风 控、征信数字病 历 、 隐 私保 护 、健康管理12 13专 利、著作 权 、商 标 保 护 、 软 件、游 戏 、 音 频 、 视频 、 书 籍 许 可 证 、 艺术 品 证 明票据、 仓储证 明、 单证档案管理、学生 证 信、 学 历证 明、 产 学合作代理投票、身份 认证 、档案管理、公 证 、 遗产继 承、个人社会信用、工商管理租 车 、租房、知 识 技能 物品溯源,物品防 伪 、物品 认证 、网 络 安全性、网 络 效率、网 络 可靠性