区块链产业发展现状及问题分析

区块链产业既包含区块链本身的硬件制造和软件研发,也包含应用区块链技术所形成的一系列细分行业,涉及制造、金融、医疗、供应链、物联网等多个领域。依据产业属性、技术成熟度,可将区块链产业划分为基础产业、特色产业和前瞻产业。基础产业是区块链发展的基础,包括芯片、矿机等终端硬件,公链、侧链和跨链等操作系统,分布式存储、分布式计算以及区块链服务等三个层。特色产业主要涵盖已有落地应用的领域,包括供应链金融和溯源防伪等“区块链+供应链”领域,跨境支付、保险和清算结算等“区块链+金融”领域,区块链+版权保护领域等。前瞻产业主要包括尚未落地但极具发展潜力的领域,例如“区块链+物联网”、“区块链+智能制造”、“区块链+医疗”等。

一、区块链产业发展现状

(一)政策驱动与监管为产业发展营造良好环境

国家出台相关政策超前布局区块链发展,积极推动区块链与大数据、人工智能、云计算等信息化技术的融合,鼓励区块链技术在金融科技等领域的创新应用。国家层面的区块链政策主要分为顶层设计及应用推广两大类,顶层设计类主要梳理区块链在我国经济和信息化发展中的总体思路,应用推广类主要涉及区块链赋能我国实体经济的发展策略,加速技术融合,推动区块链产业应用落地。在顶层设计方面,2016年10月,在工业和信息化部的指导下,中国区块链技术和产业发展论坛成立大会暨首届开发者大会正式召开,会议发布了《中国区块链技术和应用发展白皮书》,建议及时出台区块链技术和产业发展扶持政策,重点支持关键技术攻关、重大示范工程、“双创”平台建设、系统解决方案研发和公共服务平台建设等。2016年12月,国务院发布了《“十三五”国家信息化规划》,旨在加快推进我国信息化产业健康有序发展。其中,将区块链技术列为需超前布局的战略性前沿技术,应加强基础研发和前沿布局。在应用推广方面,2017年10月,国务院办公厅对外发布《关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》,其中重点提到,相关企业研究利用区块链、人工智能等新兴技术,建立基于供应链的信用评价机制。2018年5月,习近平总书记在中国科学院第十九次院士大会、中国工程院第十四次院士大会上指出要加快区块链、人工智能、量子信息、移动通信、物联网等为代表的新一代信息技术加速突破应用。民政部下发《“互联网+社会组织(社会工作、志愿服务)”行动方案(2018—2020年)》,提出要进一步推动慈善组织信息系统公开与透明查询。探索区块链技术在公益捐赠、善款追踪、透明管理等方面的运用,构建防篡改的慈善组织信息查询体系,增强信息发布与搜索服务的权威性、透明度与公众信任度。

(二)区块链市场规模增长迅速、潜力巨大

随着区块链技术不断完善,产业发展思路逐渐清晰,区块链认知趋于理性,在政策引导和应用牵引的双重驱动下,区块链产业规模与竞争实力持续升级。产业规模方面,根据赛迪区块链研究院调研相关厂商和业内专家,同时对国家工商总局企业信息查询平台、企业公共信息查询平台中专业从事区块链底层技术、应用产品、技术服务方面的企业进行查询统计,至2018年12月,我国提供区块链专业技术支持、产品、解决方案等服务,且有投入或产出的区块链企业共672家,区块链产业规模10亿元,区块链相关产品交易、教育等衍生产业的规模约为40亿元。2016年至2018年期间,大型IT互联网企业纷纷布局区块链,初创企业进入井喷模式,投融资频次及额度剧增,产业规模不断扩大。从区域分布来看,至2019年底,区块链注册企业57%位于广东省,6%位于浙江省,4%位于山东省,江苏省、安徽省、湖南省、海南省各占3%,企业大部分位于以广东省为代表的珠三角地区。

根据IDC最新发布的《全球半年度区块链支出指南》显示,2018年中国区块链规模为1.6亿美元,预计到2023年,中国区块链市场规模将达到20亿美元,五年里年均复合增长率将达到65.7%。根据ResearchandMarkets预测,到2022年全球区块链市场规模将达到139.6亿美元,2017—2022年间全球区块链市场规模年均复合增长率为42.8%,区块链市场规模增长潜力巨大。

图11-12016—2018区块链企业数量与产业规模变化

赛迪区块链研究院整理

(三)区块链企业数量激增、竞争激烈

2015年,中国区块链注册企业数量仅为2156家,2019年中国区块链企业数量已经增至36224家,2015—2019年中国区块链企业数量年均复合增速达102.46%,其中2018年区块链企业数量激增,达24279家,同比增长192.3%。截至2019年3月,中国区块链企业数量仅次于美国,主要集中在北京、上海、广东、浙江等东部发达地区。

1.龙头企业加快区块链战略布局

目前我国布局区块链项目的企业大致分为三类,一类是头部互联网企业如BATJ等,第2类是电信运营商,第3类是专注于区块链业务的中小型企业,下面选取代表性企业的区块链业务布局分析如下。

科技巨头依托强大的技术研发能力、充足的客户流量和完备生态系统,快速布局企业级区块链服务平台,充分发挥区块链赋能作用,为企业提供便捷、快速的“上链”服务。如阿里发布了阿里云Baas(Block⁃chainasaService),腾讯推出了腾讯云区块链服TBaaS(TencentBlockchainasaService),百度云发布了百度云Baas平台,华为推出华为云BSC(BlockchainService),平安则推出了FiMAXBNaaS(BlockchainNetworkasaService)平台。同时,科技巨头基于自主研发的区块链平台为企业提供一站式区块链解决方案,助力自身“区块链+产业”业务拓展和布局。

BATJ等科技巨头在布局区块链具体战略上差异较为明显。阿里重点落子区块链平台业务,更加偏向于基础设施平台的搭建,打造完备、实用的底层区块链技术。腾讯则依托在移动支付、游戏、版权等业务上积累的数据和经验,在打造BaaS基础设施平台的同时,重点布局与自身业务相关的区块链服务,提升自身的区块链应用能力。京东则基于自身在电子商务、物流等领域积累的海量数据,着重发力供应链金融、物品溯源等场景。平安集团区块链发展战略为“开放赋能,从应用走向生态”,通过研发满足金融级需求的底层技术平台,为企业用户提供区块链网络创建、运营、管理、监控和安全等一站式服务,帮助用户快速打造区块链商业系统和生态。网易游戏在国内处于领先地位,区块链应用也最先在游戏场景落地,如上线网易区块链服务NBaaS,并推出国内领先的现象级区块链产品网易星球,目前网易星球已完成超过1.6亿条交易数据,在区块链的商用探索方面走在了前列。

电信运营商重点打造“区块链网络”平台,探索多领域区块链解决方案。在互联网2.0时代,电信运营商谋求业务转型与创新,也在加快进军区块链业务的步伐。中国联通、中国移动和中国电信三家运营商均在区块链行业标准、区块链行业解决方案领域开展初步探索。

中国联通在区块链专利申请、基础研发方面优势较为明显。专利方面,据权威机构统计,中国联通区块链专利数达到113件,在全球范围内排名第6,在国内排名第2,在央企排名第1。标准方面,中国联通联合众多公司和研究机构在ITU-TSG20成立了分布式账本应用焦点组(FGDLT),立项全球首个物联网区块链(BOT——BlockchainofThings)标准,首次定义了去中心化的可信物联网服务平台框架。行业应用方面,中国联通重点打造基于区块链技术的数字城市数据资产保护与交易平台、身份认证和数据存证平台,以及生态环境监测可信数据平台,推动区块链技术与数据治理深度融合,并在智慧城市领域孵化多种应用,部分平台和应用已在省份部署测试。

中国移动在区块链网络平台布局占领先机。标准方面,中国移动在国际电信联盟电信标准分局(ITU-T)积极参与、推动成立了区块链安全问题小组。平台方面,中国移动正式发布了区块链服务网络(BSN)平台,BSN的定位为跨公网、跨地域、跨机构的全球化区块链服务基础设施,为开发者提供区块链应用开放和部署环境,通过建设和运营区块链公共资源环境,降低许可链(联盟链和私有链)应用的开发、部署、运维、互通和监督成本,目前已经完成了55个城市的节点部署。应用方面,中国移动基于BSN区块链政务专网,重点推进公共积分制管理、公共数据安全共享服务、合作方可信评价管理和“最多跑一次”信息流转,目前已在“杭州城市大脑”先行试点,推进“智慧下城”数字化转型。

中国电信则率先推出区块链SIM卡(简称BSIM卡),探索赋能客户的全新价值入口。标准方面,中国电信积极参与ITU-T区块链国际标准,率先发布了5G区块链智能手机白皮书。应用方面,基于BSIM卡,在区块链的电子招投标、清算结算、可信溯源、精准扶贫等创新业务方面进行了前沿探索与实践。比如在中国电信系统内部上线的可信电子招投标系统,把关键流程的数据和文件加密并上链,通过智能合约方式实现开标评标的自动化,实现招标方、投标方、评标专家和监管审计的协同,流程合规、多方协同、成本缩减和可信透明。

2.更多科技企业投身到区块链应用中,各种区块链技术创新成果日益增多

中小型区块链公司受限于研发、资金和市场能力,主要在深耕细分应用场景已初见成效。国内的专业区块链企业大多成立时间较短,在研发实力和资金实力上无法与大型企业相比,团队搭建和资金募集大多处于早、中期阶段,重点布局区块链细分应用场景,多集中于数据存证、版权保护、供应链金融、产品溯源、矿机研发制造等。代表性企业有趣链科技、众享比特、太一云、比特大陆等,这些企业积极开拓区块链即服务业务,通过提供专业、便捷、灵活的底层服务有效降低区块链应用研发门槛。如众享比特入选福布斯中国“2018中国最具创新力企业榜”,自主研发区块链清分管理平台、信用证管理平台、保函管理平台等,为金融、医疗、工控等领域提供区块链解决方案。趣链科技在数字票据、资产证券化(ABS)、应收账款、数字存证、数据交易、股权、债券、供应链金融、溯源、物流管理等领域提供企业级解决方案。

(四)区块链行业标准制定加快,不断完善

目前,国内外标准化组织、联盟协会、研究机构等都在积极研究区块链标准化的相关工作,组织开展标准预研、标准制定等一系列工作,并取得了一定进展。区块链相关标准按照应用对象的不同可分为四大类:密码算法和电子签名标准、框架技术标准、行业应用标准和测评认证标准。

1.密码算法和电子签名标准体系相对完备

我国目前已经建立较为完善的国产密码算法体系,SM2椭圆密码算法、SM3哈希密码算法、SM9标识密码算法和祖冲之密码算法都可为区块链技术提供核心支持。截至2019年6月,相关国密算法行业标准约有19项。除了加密算法,基于PKI体系的数字签名标准制定也为我国区块链技术的开发和应用提供了坚实基础。2018年以前国内已颁布实施的数字签名标准约有20项,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会于2019年实施新批准发布的一系列标准,数字签名标准也将更加完善。

2.底层框架技术标准研制积极开展

我国区块链底层框架技术标准化工作从2016年起有序展开,相关科研机构都在积极参与区块链底层构架标准的制定工作。区块链国家标准将包括基础标准、业务和应用标准、过程和方法标准、可信和互操作标准、信息安全标准等方面,进一步扩大区块链标准的适用性。

3.应用标准研究稳步发展

区块链应用标准主要分为两大类,一类是进行区块链应用开发需遵循接口标准和数据规范。如密码应用服务标准、底层框架应用编程接口标准、分布式数据库要求、虚拟机与容器要求、智能合约安全要求、BaaS平台应用服务接口标准和规范等。目前,我国对区块链技术标准的研究仍停留在“基础标准”层级(术语、参考架构等),涉及可信、互操作和过程的标准研制较少,在密码应用服务标准方面有一定基础。另一类则是针对具体应用场景制定的区块链应用标准或规范,这一类标准规范近年来不断更新,各研究机构也在积极探索区块链应用标准,取得了很大的进展,积极开发相应行业专用应用标准对推动区块链技术应用落地具有重要意义。

4.测评认证标准研究初见成果

随着区块链应用的不断增多,区块链测评认证工作开始得到更多重视。测评认证标准的意义在于能够对区块链产品的质量和企业服务能力进行量化,促进企业产品质量和服务体系的改进,保证区块链的性能和安全性,为用户提供参考依据。按照测评对象的不同主要有两大类,一类是针对系统密码模块安全的测评标准,该部分标准属于较为通用,我国研究基础较好,相关标准已经发布。2019年上半年我国已经发布17项与密码模块相关的国家标准或行业标准,这些标准为区块链应用中使用的密码模块测评提供了重要的测试依据。另一类是区块链底层平台测试标准,区块链系统作为新兴技术,在公布前需要进行测评,因而需要官方机构制定专业标准和详细的测试体系。

(五)区块链产业专利数量增长速度快

全球区块链专利数量不断攀升,我国区块链专利数量的增长速度也十分迅猛,走在世界前列。根据国家知识产权局统计,2019年上半年中国公开的区块链专利数量为3547项,已经超过2018年公开的全年专利总量2435项。根据赛迪区块链研究院与链塔智库数据显示2018年中国在区块链专利申请数量上领先全球,专利数量约占到世界主要国家区块链专利数量的67%。区块链专利数的逐年增长体现了我国创新力的不断提高,更为在国际区块链技术领域争夺话语权夯实基础。(www.xing528.com)

2018年全国区块链专利数量前五的省份是北京、广东、浙江、上海江苏。2019年上半年广东的区块链数量涨幅超过北京,成为国内专利数量最多的省份,专利主要来源于深圳市、广州市。各省市的专利数量呈阶梯式分布,广东、北京遥遥领先,其次是浙江、上海、江苏、四川等省份,如图11-2所示。

图11-22018年和2019年上半年区块链专利公开量地区分布图

数据来源:国家知识产权局专利检索

从专利技术领域来看,国内区块链专利申请以G06Q、H04和G06F为主,表明当前的研究热点是支付体系、数字信息传输和电数字数据处理,主要包括金融支付、支付协议、数据传输协议、数字身份认证、数据保密、数据协同等领域。

(六)区块链产业核心技术与创新能力不断提升

2018年以来,随着区块链产业环境逐渐升级,应用推广力度逐渐加大,政策驱动效果逐渐显现,区块链核心技术以及创新能力达到新高度。

1.区块链技术研究得到重视,研究团队不断增多

根据赛迪区块链研究院整理,目前区块链研究机构数量为68家,其中北京、杭州、上海、深圳、贵阳等地区块链研究机构较多。从参与主体角度分析,我国区块链研究机构主要主体以高校和企业为主,部分省市地区也成立相应区块链研究机构,但国家级区块链研究机构相对较少。区块链研究机构的增多得益于良好的地方政策扶持以及强大的产业发展基础推动。2017年1月,人民银行正式成立央行数字货币研究所,积极部署数字货币研究工作,并申请多项数字货币相关专利。2017年9月,在青岛市崂山区的大力支持下,由工信部直属的中国电子信息产业发展研究院发起设立的赛迪(青岛)区块链研究院有限公司正式落户崂山区,研究院致力于开展区块链联盟筹建、标准制定、人才培养、宣传推广、资源对接、公共服务(在线教育、检测认证、方案推广、数据分析)等工作,助力青岛市成为世界知名的区块链产业中心。企业方面,京东百度、腾讯、奇虎360等互联网巨头企业也纷纷成立独立的区块链研究机构,超前布局区块链技术研究。高校方面,北京大学、清华大学、中国人民大学、北京航空航天大学、电子科技大学也将区块链技术纳入研究范畴,并开设了区块链相关课程。2018年4月,清华大学经管学院中国金融研究中心与纸贵科技联手成立的“清华大学经管学院区块链金融研究中心”旨在探索区块链技术在金融行业的应用。2018年6月,上海成立区块链技术研究中心,专注于研究区块链的核心技术和创新应用,积极探索区块链技术在生产制造、交通物流、金融交易、社会治理、政务服务等方面的应用。

2.国内企业及研究团队在区块链技术方面取得重要成果

2009年比特币问世以来,区块链技术不断发展。2013年以太坊对比特币进行了拓展,提高了比特币出块效率,扩展了区块链的应用领域。随后,我国联盟链、公链体系不断完善,行业规范越加成熟,联盟链的应用更是取得长足发展,一系列核心技术不断涌现,如跨链、侧链、多链、分片技术、有向无环图、隐私保护等。2017年3月,天德科技完成了基于大数据的区块链基础平台“高新一号”,实现将大数据平台集成于区块链系统。2018年4月,本体网络ONT开源了新一代共识算法。2018年12月,成都链安(Beosin)自主研发出“一键式”智能合约形式化验证平台VaaS,支持多种主流区块链平台(EOS,ETH,Fabric等)的智能合约验证。华为、腾讯、百度、京东等互联网企业纷纷在2018年推出区块链云平台,将区块链、大数据及云计算相互融合。可见,国内研究团队在平台底层架构、共识算法、密码安全、性能安全等方面均有创新与突破,随着各方研发投入增加和研发工作深入开展,区块链技术会逐步走向成熟。

表11-1区块链部分重点企业核心技术一览表

资料来源:中国信息通信研究院:《2020年区块链白皮书》相关数据整理。

(七)监管部门不断探索区块链监管体系建设,优化区块链产业环境

监管部门及时出台规范措施,坚决遏制假借区块链技术的非法金融活动。2017年9月,央行等七部委联合发布《关于防范代币发行融资风险的公告》。2018年3月,央行召开全国货币金银工作电视电话会议并表示,将开展对各类虚拟货币的整顿清理,同时,扎实推进央行数字货币研发。2018年10月,人民银行、银保监会、证监会联合发布《互联网金融从业机构反洗钱和反恐怖融资管理办法(试行)》。《管理办法》规定了一些基本义务:一是建立健全反洗钱和反恐怖融资内部控制机制。二是有效进行客户身份识别。三是提交大额和可疑交易报告。四是开展涉恐名单监控。五是保存客户身份资料和交易记录。国家互联网信息办公室于2018年12月发布《区块链信息服务管理规定》,旨在明确区块链信息服务提供者的信息安全管理责任,规范和促进区块链技术及相关服务健康发展,规避区块链信息服务安全风险,为区块链信息服务的提供、使用、管理等提供有效的法律依据。

二、区块链产业发展面临的挑战

当前区块链发展日新月异,但是也需要看到,区块链技术及相关应用尚处于早期发展阶段,仍面临着诸多的挑战,如区块链基础理论和关键技术仍待完善,相关硬件和软件基础设施尚不能支撑区块链大规模应用落地,区块链应用场景有待进一步扩展,产业和金融监管面临一定困难,应予以高度重视。

(一)区块链技术本身仍不够成熟

区块链发展仍处于初期,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,但由于可扩展性低、效率低、手续费高、经济模型设计不合理,尚不能满足多领域分布式应用(DAPP)的大规模商业化落地。鉴于私钥加密、智能合约、分片、跨链、侧链等技术,DAG、DPOS等共识机制以及经济激励模型仍处于试验或试用阶段,区块链系统存在程序和代码的漏洞、算力攻击、交易效率较低等问题,严重制约了区块链系统和相关解决方案的试点和落地。关于区块链技术存在的主要不足,表现在以下方面:

性能方面,区块链的性能和可扩展性尚有限。在区块链中,交易只能排队按序处理,所有交易结果和支付记录都要同步到全网节点,严重影响了系统处理性能。随着参与节点数量的增加,数据同步、验证的开销增多,系统的性能会进一步降低,从而影响区块链的可扩展性。

安全方面,区块链缺乏体系化安全防护。一是区块链普遍采用国际通用的密码算法、虚拟机、智能合约等核心构件,这些构件并非完全自主可控,增加了受攻击的风险。二是区块链存在内生的安全缺陷,也就是51%攻击问题。三是区块链仍处于早期阶段,在安全方面可能存在未知漏洞。

存储方面,全量备份的存储机制容易遇到存储瓶颈。区块链的每个节点需存储完整的历史交易信息,当将区块链用于零售支付系统时,节点存储量将瞬时巨量膨胀。

交互方面,不同区块链系统的交互性问题难以解决。目前,相同类型的区块链之间依托定制的通信协议,可以实现数据的相互读取、验证和操作。但是,不同类型的区块链之间,由于编程语言、数据字典、系统接口、智能合约等不一致,跨链数据难互通,容易导致业务割裂。

运维方面,业务连续性的问题不容小觑。多方集体维护的区块链系统也会带来巨大挑战。

合规方面,区块链无法保证结算最终性。由于存在51%攻击等问题,基于区块链的支付系统无法保证结算最终性。

职能方面,区块链的去中心化性特性与中央银行的集中管理要求存在冲突。

(二)区块链基础设施建设和行业规模化应用有待时日

基础设施建设方面,区块链系统的运行涉及诸多同步优化和实时转化问题,当前区块链系统的计算能力和响应速度尚不能满足行业应用对实时处理交易速度的要求。同时,交易记录和相关信息记录在区块链上,需要多方参与和数据同步,相关硬件和软件的建设仍需较长时间,超大容量的区块链存储系统目前尚不能实现。规模化应用方面,区块链在实体经济领域快速落地需要较高的信息化、数字化、网络化和智能化基础,当前产业区块链的发展目标和路径尚未完全确定,存在一定的技术壁垒和产业融合发展困境,加之区块链的诸多解决方案尚处于理想状态,仍需试点示范的运行经验积累、反馈和优化。

(三)区块链行业监管面临风险

作为去中介化的记账系统,区块链系统失去了必要的监督机制,完全的匿名化虽然保护了用户隐私,同时也使得监管变得更加困难。一方面,“去中心化”模式可以允许个人越过传统第三方进行“点对点”直接快速交易,这对现有监管体系构成严重挑战。如数字货币交易隐藏深、追踪难,相关交易数据信息的可追溯性受到限制,不法分子洗钱或恐怖活动将难以追踪,同时政府无法按照现行税制收取比特币交易税费。另一方面,区块链产品不被任何单一的企业、政府、个人拥有或控制,如何确定和分配责任将成为较难解决的重点问题,即使确认区块链组织的创造者必须承担所有可预见损害的连带责任,但区块链自治组织是无数匿名者创建的,当发现组织有违法犯罪时,难以确定主要责任人。