我国区块链产业链安全稳定评估研究_王强.pdf

学苑 AcademyAcademy我国区块链产业链安全稳定评估研究 文 王 强 陆亚鹏 苏 乐摘要：日趋严峻的国际形势下，ICT产业供应链面临核心技术卡脖子风险，为保障区块链产业的稳健发展，要着力打造安全可靠的区块链产业链体系，亟需对我国区块链产业链的安全稳定进行全面的分析梳理。本文调研分析了我国区块链产业链的优势领域与短板领域，选取技术控制力、市场控制力、产业链参与度、发展环境这四个维度构建了区块链产业链安全稳定评估指标体系，结合实际调研数据与专家打分，推出我国区块链产业链安全稳定发展指数。整体看，国内区块链产业链具备初步的安全稳定性，在技术控制力、市场控制力方面需要重点突破。关键词：区块链；产业链；安全稳定；技术控制力；市场控制力图1 联盟链产业链构成区块链服务于数字资产传递与数据资源流通，推动未来形成价值互联网，是核心技术自主创新的重要突破口。0 前言在当前地缘政治因素加持下，产业链和供应链安全越来越受到重视。习近平总书记在中央财经委员会第七次会议上强调，“产业链、供应链在关键时刻不能掉链子，这是大国经济必须具备的重要特征。为保障我国产业安全和国家安全，要着力打造自主可控、安全可靠的产业链、供应链，力争重要产品和供应渠道都至少有一个替代来源，形成必要的产业备份系统”。区块链服务于数字资产传递与数据资源流通，推动未来形成价值互联网，是核心技术自主创新的重要突破口。区块链是构建价值互联网的技术底座，是影响新的技术革新和产业变革的重要因素，同时也是实现下一代互联网技术自主可控、安全可信、占据全球领先地位的重要机遇。开展区块链产业链构建安全稳定评估研究，非常有必要。1明确评估范畴及对象联盟链是我国目前最主流的区块链技术形态，国内已形成了“上游联盟链技术及协议中游联盟链服务平台下游联盟链行业应用”的区块链产业链条，如图1所示。因此，本文主要评估联盟链产业链的安全稳定发展情况。上游以联盟链基础协议企业为主，致力于基础协议的国产自主化，以及性能优化提升，技术创新迭代源于面向B端的应用需求。中游以联盟链服务平台企业为主，致力于简化区块链应用部署的环节，实现区块链即服务BaaS，正逐渐成为重要的区块链基础设施。下游以联盟链应用解决方案企业为主，致力于通过成熟产品或定制化的方式，将区块链赋能各行业，目前区块链技术已在多个行业中有所应用，呈现多点开花态势。2确定评估考虑因素产业链安全稳定性已成为各国发展中的聚焦点，产业链安全稳定也是各行业研究的重点课题。根42China Internet互联网天地学苑Academy图2 区块链产业链评估考虑因素表1 国内典型联盟链基础协议对比国内联盟链底层开源平台 国持密支共识机制智能合约出块速度TPS蚂蚁链AntChainFabric/E thereum支持BFT支持Solidity语言秒级10万腾讯TrustSQLFabric支持优化BFT、Raft 共识Go、Java、Node.js秒级单链2万百度XuperChainFabric/E thereum支持DPoS、PBFT智能合约虚拟机XVM，支待Go、So lidity、C/C+、Java秒级单链8万京东JD ChainFabric支持优化BFT智能合约开放IDE，支持 Go、Java秒级2万长安链 ChainMaker自主支持Sol o、TBFTGo、rust、Solidi ty、C+亳秒级10万壹账链FiMAXFabric支持支持Solidity 和预编译合约毫秒级1万FISCOBCOS自主支持PBFT、Raft、基于EVM、HVM、BVM秒级3万趣链HyperChain自主支持PBFT、NoxBFT支持Solidity、Java、Go毫秒级5万据国家信息中心经济预测部研究成果，可以从产业链参与程度、技术控制力和市场控制力三方面来构建半导体产业安全的指标体系。根据湖南大学经济与贸易学院研究成果，从产业国内生存环境、国际竞争力、对外依存度、产业控制力四方面来构建我国钢铁产业安全的指标体系。根据上述已有的成熟评价体系对区块链产业中的联盟链产业链进行分析，最终确定由技术控制力、市场控制力、产业链参与度、发展环境四个大方面的因素共同决定着我国联盟链产业链的安全稳定性，如图2所示。3建立二三级指标库3.1 技术控制力3.1.1 技术控制力定性分析联盟链开源项目影响力。我国联盟链涌现出一批开源项目，对标国际主流联盟链开源项目，如FIS CO-B COS、百度xuperchain、溪塔科技cita的GitHub“Star”数均超过1K。就开源项目影响力，Fabric、Quorum等项目有着先发优势，我国项目尚处于追赶阶段，不过整体来看差距已经在缩小。联盟链底层关键技术创新。国内侧重于哈希锁定、分布式私钥控制、隐私数据授权访问等中间层关键技术，以及分布式应用、智能合约等应用层关键技术，构筑生态能力弱于国际巨头。整较大的安全隐患。联盟链基础协议整体实力。国内联盟链从早年依托于国外主流的开源底层协议开发，到现如今强化自身创新属性，且国密支持占比逐步提升，逐渐成体看，国内在区块链关键技术创新上缺少动力，未形成自主可控算法和技术，且性能效率，安全性、稳定性远差于国外同行，存在432023.1互联网天地学苑Academy联盟链是当前我国区块链发展的主要技术形态，产业链底层技术、平台服务、行业应用等主要板块核心主体布局较为成熟，形成了区块链发展的“中国模式”。为联盟链的标准配置，摆脱密码算法对国外的过度依赖。验证环境下单链及跨链性能不断突破，共识、可扩展性等方面持续创新。见表1。3.1.2 技术控制力指标分析技术控制力选取技术性能和技术依赖国外两项指标作为二级指标。技术性能方面，可以细分为我国核心技术在国际上的影响力和我国主体的核心技术性能是否达到国际一流两项细分指标进行分析，通过查找我国开源区块链项目受关注及贡献情况、我国区块链专利申请授权情况、我国区块链基础协议性能数据进行定量定性分析评估；技术依赖国外指标对核心技术研发推出过程中对国外技术的依赖程度，所依赖的核心技术是否有替代方案进行评估，通过查找主流联盟链项目底层协议自主占比、主流联盟链项目底层协议支持国密占比数据，进行定量定性分析评估。3.2 市场控制力3.2.1 市场控制力定性分析联盟链市场规模。国内区块链主要以联盟链产业落地为主要方向，整体发展态势迅猛。根据IDC预测，到2024年全球区块链市场规模将达到189.5亿美元，实现约48.0%的复合增长率，中国区块链市场规模将突破25亿美元，年均复合增长率将达到54.6%，增速位列全球第一，且市场规模（作为单体国家）保持全球第二。联盟链垂直行业应用需求。垂直行业应用区块链技术虽呈增长态势，但普遍应用深度不足，应用效果多以提升、优化原有业务形态为主，技术粘性不足，尚未形成强烈的示范推广效应。从2019年开始，网信办组织开展区块链备案审核工作，截至目前公布了九批次共2159个境内区块链信息服务通过审批备案，其中区块链技术服务、电子存证、金融、数字资产、溯源类应用数量最多，占到了总量的60%。公司主体联盟链应用需求。科技巨头以自主可控的联盟链为方向进行研发，在自身业务基础上向外延展，推出区块链基础平台服务，进一步构建区块链服务生态体系。上市公司布局区块链应用方向，主要集中在金融、物流、溯源、物联网、法律、支付、文娱等。初创企业融资轮次超过A轮企业，比例较高的应用方向为能源、地产、游戏、法律服务、支付等。3.2.2 市场控制力指标分析市场控制力选取应用市场规模和应用市场主导性两项指标作为二级指标。应用市场规模评估国内是否可消纳自产区块链技术及产品，通过统计区块链市场规模及增长率、国内垂直行业领域对区块链的需求情况、区块链投融资情况数据进行分析来进行指标评估。应用市场主导性评估国内企业对区块链下游应用市场的主导情况，通过统计国内区块链下游应用项目中，国内企业项目占比数据来进行分析评估。3.3 产业链参与度3.3.1 产业链参与度定性分析联盟链各主要板块核心主体布局较为成熟。联盟链是当前我国区块链发展的主要技术形态，产业链底层技术、平台服务、行业应用等主要板块核心主体布局较为成熟，形成了区块链发展的“中国模式”。底层技术相关企业数量较少，主要是传统ICT企业和拥有技术优势的创业企业为主。平台企业相对丰富，主要包含云厂商和精专部分领域的中小厂商。行业应用企业数量最多，类型丰富，既有技术提供方，还有自主开发能力的需求方。相关领域的头部企业都在布局区块链应用。周边服务企业数量较多，但是主要服务于公链体系，特别是针对数字货币的相关服务最为丰富。区块链配套技术产品形势严峻。配套技术产品是产业链得以构建成型的重要部分，配套技术产品的自主是产业链完整性的重要因素。对联盟链来说，计算芯片、存储芯片、网络通讯芯片是配套技术产品。当前区块链对配套芯片的需求，国内芯片设计环节基本满足，但芯片制造环节依赖美国，形势严峻。国内区块链硬件产品以软硬一体机及BaaS平台为代表，底层硬件设施主要依靠云计算及服务器厂商，44China Internet互联网天地学苑Academy区块链产品类型区块链产品硬件说明配套芯片国产化区块链 专用计算芯片平头哥全链路智能合约处理器基于RISC-V系列性能最高的玄铁910 内核玄铁910目前选择12nm流片长安链96核区块链专用加速芯基于RISC-V开放指令集定制设计专用处理器内核区块链 软硬一体机纸贵科技区块链一体机国产处理器：海光、鲲鹏、飞腾等海光14nm/鲲鹏7nm/飞腾14nm蚂蚁链一体机集成了区块链网络共识加速器、区块链安全计算硬件、区块链密码卡三项硬件技术平头哥全链路智能合约处理器趣链区块链一体机中科曙光，国产x86架构的CPU，集成区块链密码卡、网络加速设备龙芯28nm/12nm安存科技区块链机北信源服务器龙芯、飞腾、兆芯等国产CPUG6档案一体机浪潮服务器Intel至强Baas服务平台BSN区块链服务网络云计算厂商服务器：阿里云、移动云、天翼云，以浪潮服务器为主Intel至强百度Baas服务平台百度云服务器Intel至强表2 区块链配套芯片现状Intel/AMD是CPU的主要供货源；新推出的区块链专用计算芯片，制程要求也较高，国内难以满足。其他区块链硬件产品，以密码卡、身份认证硬件、加速器等为代表，在芯片设计与制造方面要求不高，基本实现国产化。见表2。3.3.2 产业链参与度指标分析产业链参与度选取区块链软件完备性与区块链硬件完备性作为二级指标。区块链软件完备性评估国内是否具备区块链软件算法全环节主要技术产品的研究生产能力，可通过国内联盟链软件产品覆盖情况来表征。区块链硬件完备性评估国内是否具备区块链硬件全环节配套技术产品的研究生产能力，可通过国内区块链硬件产品配套芯片的自主情况来表征。3.4 发展环境3.4.1 发展环境定性分析产业链供应链安全稳定和现代化面临的主要挑战之一是创新驱动能力。工信部、网信办印发了 关于加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见，明确指出要坚持“创新驱动”的基本原则，坚持把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，明确主攻方向，加大投入力度，推动协同攻关，提升创新能力。近年来，全球多个国家努力营造适合本国区块链产业发展的环境条件。例如，在政策引导方面，德国国家区块链战略中披露多项研究计划，资助面452023.1互联网天地学苑Academy一级指标一级指标 权重二级指标二级指标 权重三级指标三级指标 权重技术控制力0.3技术性能0.6我国开源区块链项目受关注及贡献情况0.4我国区块链专利数量申请量授权量全球占比0.2我国区块链基础协议性能0.4技术依赖国外0.4主流联盟链项目底层协议自主占比0.30.4主流联盟链项目底层协议支持国密占比0.20.1市场控制力0.2应用市场规模0.5区块链市场规模及增长率0.4国内垂直行业领域对区块链的需求情况0.150.15区块链投融资情况0.3应用市场主导性0.5国内区块链下游应用项目中，国内企业项目占比1产业链参与度0.2区块链软件完备性0.6我国联盟链产品覆盖率1区块链硬件完备性0.4配套芯片的自主率1发展环境0.3政策引导0.3从科研创新计划、资金支持方面进行专家打分1创新主体0.3我国区块链企业数量全球占比0.5我国区块链产业园建设发展情况0.5人才培养0.3我国高水平区块链专家数量0.6我国区块链创新实验室建设发展情况0.4创新成果0.1我国区块链论文数量全球占比1表3 整体评估体系及三级指标具体计算方法向应用的研究与应用开发。在创新主体建设方面，德国区块链战略指出，将建立跨技术领域的实验室，研究区块链技术在能源领域的应用。人才培养方面，韩国2018年宣布投资2亿美元，培养韩国1万名区块链专家。3.4.2 发展环境指标分析发展环境选取政策引导、创新主体、人才培养、创新成果作为二级指标。政策引导评估我国政府部门对区块链科研创新的重视规划力度，应用专家打分法。创新主体评估我国区块链创新主体布局情况，应用“我国区块链企业数量全球占比”和“我国区块链产业园建设发展情况”进行评估。人才培养评估我国高水平区块链专家培育情况和我国区块链创新实验室建设情况，通过我国高水平区块链专家数量和我国区块链创新实验室建设发展情况来评估。创新成果评估我国区块链论文发表情况，应用我国区块链论文数量全球占比进行评估。4区块链产业链安全稳定发展指数经过汇总，最终确定4个一级指标，10个二级指标，17个三级指标。通过专家法，对各级评估指标权重进行赋权。见表3。经过三层指标体系的计算、加权，最后得到国内区块链产业链安全稳定发展指数为77分，具体结果见表4。46China Internet互联网天地学苑Academy表4 产业链安全稳定发展指数总指数一级指标一级指标指数77.17技术控制力62.79市场控制力80.22产业链参与度86.83发展环境83.10参考文献：1 王强,张奕卉,陆亚鹏.我国区块链产业链协作态势研究J.信息通信技术与政策,2021(11):45-50.2 胡国平.产业链稳定性研究D.四川:西南财经大学,2009.3 刘志彪,陈柳.疫情冲击对全球产业链的影响、重组与中国的应对策略J.南京社会科学,2020(05):15-21.4 蓝庆新,汪春雨,郑学党.双循环格局下我国产业链供应链稳定性和竞争力的现实与对策研究J.云南师范大学学报,2021,53(1):132-145.5 王宏利,刘新敏,陈文文.维护我国产业链供应链安全稳定若干思考J.开放导报,2021(01):106-112.6 袁剑琴.数字经济背景下我国半导体产业链安全研究J.信息安全研究,2021,7(7):640-645.7 文雯.中国钢铁产业链的安全性评价D.湖南:湖南大学,2012.8 相里朋.国内外区块链关键技术现状及差异EB/OL.20202020-8-14.https:/ 陈纯.联盟区块链关键技术与区块链的监管挑战J.中国工业和信息化,2020(11):54-58.要 重 视 密 码卡、身份认证硬件、加速器等联盟链专用/定制硬件的投入，并持续关注联盟链通用硬件国产化趋势。5结束语总体来看，国内区块链产业链具备初步的安全稳定性，处于C+的水准。技术控制力处于D。国内联盟链技术创新达到合格水准，我国在区块链底层核心技术领域缺乏自主产权，多依赖于国外开源算法，要加大区块链创新投入，重点依托于高校科研院所推进区块链算法理论创新，改变当前以企业为技术创新主体的格局。市场控制力达到B。垂直行业领域对区块链应用需求的迫切性并没有想象中的乐观，且当前行业领域存在区块链应用供需对接不顺畅的问题。针对“想做而无场景”，建议政府以应用场景作为核心为企业提供支持，尤其是在壁垒较高行业，在不断磨合的过程中产生好的应用场景。针对“想用而不敢用”，建议自上而下的进行推广，通过规范、标准、联盟组织等一系列措施，保障新技术在传统行业中的安全落地应用。产业链参与度达到B+。以软件算法为核心的联盟链，走出了“中国模式”，一定程度上屏蔽了我国在硬件层面稍显薄弱的境况，不过区块链硬件的发展也不容忽视。要重视密码卡、身份认证硬件、加速器等联盟链专用/定制硬件的投入，并持续关注联盟链通用硬件国产化趋势。发展环境也达到B。政策引导、创新主体、创新成果等均有良好的基础，不过人才培养方面亟需突破，当前以企业为区块链人才培养的主要阵地，不利于区块链的持续创新。培养产业区块链人才，通过高校培养、联合培养、社会培养的方式，弥补当前以企业为培养为主导致的人才不足的问题。作者单位：中国信息通信研究院产业与规划研究所、中国信息通信研究院数据研究中心472023.1互联网天地学苑Academy