區(qū)塊鏈技術(shù)前沿報告

1、 區(qū)塊鏈技術(shù)前沿報告2020 本報告分析了區(qū)塊鏈全球發(fā)展態(tài)勢、國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀，國內(nèi)外區(qū)塊鏈技術(shù)預(yù)見、工程難題、標(biāo)準(zhǔn)制定，涵蓋區(qū)塊鏈底層技術(shù)、跨鏈技術(shù)、交換技術(shù)、軟硬協(xié)同技術(shù)、關(guān)鍵密碼學(xué)技術(shù)以及相關(guān)監(jiān)管架構(gòu)、系統(tǒng)脆弱性分析和政策建議等。一、 研究概述區(qū)塊鏈(Blockchain)是分布式數(shù)據(jù)存儲、 點(diǎn)對點(diǎn)傳輸、共識機(jī)制、加密算法等計算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。自 2008 年區(qū)塊鏈技術(shù)誕生以來，已走過 12 個年頭。2016 年，國務(wù)院發(fā)布“十三五”國家信息化規(guī)劃首次將區(qū)塊鏈納入新技術(shù)范疇并作前沿布局，標(biāo)志著我國開始推動區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展。2020年，區(qū)塊鏈技術(shù)作為新一代的信息技術(shù)，上升為中國的國家

2、戰(zhàn)略。中國通信學(xué)會是中國通信界學(xué)術(shù)交流的主渠道、科學(xué)普及的主力軍、國際民間科學(xué)技術(shù)交流的主要代表，是全國通信科技工作者之家，站在當(dāng)前時間節(jié)點(diǎn)，十分有必要研究區(qū)塊鏈的發(fā)展現(xiàn)狀，并對未來發(fā)展趨勢給出建議。二、 全球發(fā)展態(tài)勢目前，區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用已延伸到數(shù)字金融、物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、供應(yīng)鏈管理、數(shù)字資產(chǎn)交易等多個領(lǐng)域，全球主要國家都在加快布局區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展，各國的政府及監(jiān)管機(jī)構(gòu)對區(qū)塊鏈技術(shù)及其研發(fā)應(yīng)用的態(tài)度逐漸從觀望轉(zhuǎn)向鼓勵，并且積極進(jìn)行了更多的嘗試。(一) 政策方面2016 年 1 月 19 日，英國政府發(fā)布分布式賬本技術(shù)：超越區(qū)塊鏈白皮書，積極探索區(qū)塊鏈未來在減少金融詐騙、降低交易成本的潛力；201

3、6 年 6 月，新加坡金融管理局推出“沙盒計劃”(Sandbox)，在可控范圍內(nèi)允許金融科技公司測試基于區(qū)塊鏈等技術(shù)的創(chuàng)新金融產(chǎn)品；2017 年 4 月 1 日，日本正式實(shí)施支付服務(wù)法案，承認(rèn)比特幣的合法地位；2018 年，美國各州政府也采取措施學(xué)習(xí)與探索區(qū)塊鏈技術(shù)，并嘗試通過區(qū)塊鏈提高政府工作的透明度和效率，美國國會、商務(wù)部國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院（NIST）等部門先后發(fā)布了2018 年聯(lián)合經(jīng)濟(jì)報告區(qū)塊鏈：背景和政策問題區(qū)塊鏈和在政府應(yīng)用中的適用性區(qū)塊鏈技術(shù)概述等報告，初步闡明了美國政府的監(jiān)管和發(fā)展思路；2018 年 6 月，日本推出了沙盒制度，以加快推出新的商業(yè)模式和創(chuàng)新技術(shù)，如區(qū)塊鏈、人工智

4、能和物聯(lián)網(wǎng)；2018 年 12 月，歐洲議會呼吁采取措施促進(jìn)貿(mào)易和商業(yè)區(qū)塊鏈的采用；2019 年 1 月，韓國政府將區(qū)塊鏈技術(shù)納入其“研究與開發(fā)稅收減免的 16 個領(lǐng)域”之一，以促進(jìn)其創(chuàng)新；2019 年 7 月，美國參議院商業(yè)、科學(xué)和運(yùn)輸委員會批準(zhǔn)了區(qū)塊鏈促進(jìn)法案；2020 年以來，新加坡出臺新法案允許全球加密公司在新加坡當(dāng)?shù)財U(kuò)展業(yè)務(wù)；2020 年 3 月，日本金融監(jiān)管機(jī)構(gòu)宣布啟動其全球區(qū)塊鏈治理倡議網(wǎng)絡(luò)，旨在促進(jìn)“區(qū)塊鏈社區(qū)的可持續(xù)發(fā)展”。(二) 實(shí)際應(yīng)用開展方面在面向貨幣的區(qū)塊鏈應(yīng)用場景中，數(shù)字貨幣三強(qiáng)格局初具雛形。Facebook 2019 年 5 月發(fā)布 Libra 白皮書以來，全球數(shù)

5、字貨幣出現(xiàn)加速發(fā)展趨勢。目前逐漸形成 1）美國企業(yè) Facebook 主導(dǎo)的 Libra，2）中國人民銀行牽頭的 DC/EP(Digital Currency Electronic Payment)，3）瑞典、法國等歐洲各國央行推動的 CBDC 的三強(qiáng)格局?？v觀全球應(yīng)用趨勢，區(qū)塊鏈已經(jīng)從金融應(yīng)用全面邁向了全行業(yè)應(yīng)用。2019 年 9 月 18 日，德國經(jīng)濟(jì)與能源部和財政部聯(lián)合發(fā)布了德國國家區(qū)塊鏈戰(zhàn)略（Blockchain-Strategie der Bundesregierung），全面推進(jìn)區(qū)塊鏈在能源、物流和供應(yīng)鏈、醫(yī)療保健、教育/培訓(xùn)證書的驗(yàn)證等場景的應(yīng)用。2019 年 10 月 8 日，

6、歐盟委員會聯(lián)合研究中心（JointResearch Centre, JRC）發(fā)布報告區(qū)塊鏈的當(dāng)下和未來：評估分布式賬本技術(shù)的多維影響，深入分析了分布式賬本技術(shù)對多個應(yīng)用領(lǐng)域所帶來的機(jī)會和挑戰(zhàn)。美國國土安全部（Department of HomelandSecurity，DHS）一直在探索區(qū)塊鏈和分布式賬本技術(shù)的應(yīng)用，DHS 科學(xué)技術(shù)局設(shè)立了區(qū)塊鏈項目，資助區(qū)塊鏈安全性、隱私、互操作性和標(biāo)準(zhǔn)等方面的研發(fā)工作。DHS 科學(xué)技術(shù)局也在致力于將區(qū)塊鏈整合到 DHS 下屬的美國海關(guān)邊境保護(hù)局、公民移民服務(wù)局以及運(yùn)輸安全管理局等機(jī)構(gòu)的任務(wù)中。例如，2019 年 11 月，DHS 科學(xué)技術(shù)局資助Mavenn

7、et 公司 182,700 美元，用于在海關(guān)邊境保護(hù)局中使用區(qū)塊鏈進(jìn)行跨境石油進(jìn)口跟蹤。美國能源部（Department of Energy，DOE）通過支持的區(qū)塊鏈研發(fā)項目促進(jìn)區(qū)塊鏈在能源行業(yè)的應(yīng)用。2019 年，DOE 主要支持的項目有：1）資助佛羅里達(dá)國際大學(xué)集成區(qū)塊鏈和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)研發(fā)新型平臺，用于化石燃料發(fā)電網(wǎng)絡(luò)中的安全數(shù)據(jù)記錄和處理（40 萬美元）；2）資助歐道明大學(xué)開發(fā)基于區(qū)塊鏈的平臺，用于保護(hù)化石燃料發(fā)電網(wǎng)絡(luò)傳感器身份管理和數(shù)據(jù)流安全（40 萬美元）；3）資助北達(dá)科他大學(xué)建立基于區(qū)塊鏈的化石燃料發(fā)電網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)系統(tǒng)（39.9778 萬美元）；4）資助小企業(yè)開展“用于基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù)

8、的區(qū)塊鏈安全結(jié)構(gòu)”項目。DOE 的基礎(chǔ)能源科學(xué)辦公室、地?zé)峒夹g(shù)辦公室、化石能源辦公室和電力辦公室均已經(jīng)開展了區(qū)塊鏈的研發(fā)部署，研發(fā)支持領(lǐng)域主要集中于利用區(qū)塊鏈保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施安全等。美國國家科學(xué)基金會（National Science Foundation，NSF）在制造、環(huán)保、醫(yī)療、交通、能源等領(lǐng)域通過項目資助推進(jìn)區(qū)塊鏈在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用。(三) 標(biāo)準(zhǔn)和體系建設(shè)方面在標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)上，為確保區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)不會因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)的不同而產(chǎn)生分裂，很多國際標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)組織都在積極布局和開發(fā)區(qū)塊鏈相關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ International Organization forStandardizati

9、on，ISO）于 2016 年設(shè)立了 TC307 技術(shù)委員會，開始定義區(qū)塊鏈參考架構(gòu)、分類和本體。制定標(biāo)準(zhǔn)的過程最初由澳大利亞發(fā)起。截至目前為止，TC307 技術(shù)委員會已經(jīng)有 35 個成員國（P 成員）、13 個觀察成員國（O 成員），公開發(fā)布了 1 個區(qū)塊鏈領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)，另有10 個標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。電氣電子工程師學(xué)會（Institute of Electrical andElectronics Engineers，IEEE）作為在 160 多個國家擁有 42 萬多名會員的全球最大的專業(yè)組織，于 2018 年啟動了 IEEE 區(qū)塊鏈計劃（IEEEBlockchain Initiative）和設(shè)立了

10、 IEEE 消費(fèi)電子協(xié)會區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)委員會（IEEE Consumer Electronics Society Blockchain Standards Committee）。截至目前為止，在區(qū)塊鏈領(lǐng)域，IEEE 共公開發(fā)布了 3 個正式標(biāo)準(zhǔn)，1個標(biāo)準(zhǔn)草案，另有 52 個標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。與此同時，美國的一些政府部門和行業(yè)協(xié)會也致力于解決行業(yè)內(nèi)的操作和標(biāo)準(zhǔn)問題，DHS 正在探索在海關(guān)與邊境保護(hù)等業(yè)內(nèi)實(shí)施區(qū)塊鏈的最佳實(shí)踐以及全球可用的規(guī)范；認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)委員會 X9 區(qū)塊鏈研究小組正在開發(fā)美國區(qū)塊鏈技術(shù)的通用術(shù)語；區(qū)塊鏈貨運(yùn)聯(lián)盟 BiTA 正在促進(jìn)區(qū)塊鏈在運(yùn)輸和物流行業(yè)的應(yīng)用，并希望在這些領(lǐng)域建立全行業(yè)的

11、區(qū)塊鏈?zhǔn)褂脴?biāo)準(zhǔn)。全球金融區(qū)塊鏈聯(lián)盟 R3 意在通過行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的確立，打造良好的生態(tài)系統(tǒng)。(四) 全球區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用發(fā)展主要趨勢歸納目前全球的區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用發(fā)展主要呈現(xiàn)以下三個趨勢：（1）區(qū)塊鏈技術(shù)融合正在持續(xù)推進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)在落地過程中通過與應(yīng)用的不斷碰撞，其核心技術(shù)共識算法、智能合約設(shè)計及分析、可監(jiān)管匿名隱私保護(hù)等也在不斷地發(fā)展和完善，以便在進(jìn)一步賦能應(yīng)用的同時，降低應(yīng)用研發(fā)成本，加快區(qū)塊鏈與應(yīng)用融合速度。與此同時，人工智能與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈智能合約業(yè)務(wù)的自動驗(yàn)證，大數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的有效利用和可視化呈現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈虛實(shí)世界的有效

12、結(jié)合，區(qū)塊鏈技術(shù)與多種前沿技術(shù)的深度融合，共同推進(jìn)著集成創(chuàng)新和應(yīng)用融合。（2）區(qū)塊鏈信任基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正在規(guī)劃起步區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展重在建立可信的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施，用以承載不同的區(qū)塊鏈應(yīng)用，對上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供重要決策、可信驗(yàn)證和關(guān)鍵數(shù)據(jù)不可篡改存儲服務(wù)。目前，各行業(yè)聯(lián)盟和地方政府正在積極規(guī)劃籌建行業(yè)或者地區(qū)聯(lián)盟鏈基礎(chǔ)設(shè)施，通過各個核心機(jī)構(gòu)搭建區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)，共同組建區(qū)塊鏈信任網(wǎng)絡(luò)，繼而各節(jié)點(diǎn)通過運(yùn)行智能合約實(shí)現(xiàn)對上層業(yè)務(wù)的可信決策，通過管理和維護(hù)鏈?zhǔn)劫~本實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的不可篡改存證。（3）區(qū)塊鏈應(yīng)用試點(diǎn)正在蓬勃發(fā)展區(qū)塊鏈技術(shù)在促進(jìn)數(shù)據(jù)共享、優(yōu)化業(yè)務(wù)流程、降低運(yùn)營成本、提升協(xié)同效率、建設(shè)可信體系等方面具有重要作

13、用。目前，區(qū)塊鏈技術(shù)在金融管理、工業(yè)制造、食品溯源、醫(yī)療健康、社會公益等方面已經(jīng)落地相關(guān)應(yīng)用案例，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的新型數(shù)字經(jīng)濟(jì)模式正在持續(xù)推進(jìn)構(gòu)建，并將區(qū)塊鏈底層技術(shù)服務(wù)和新型智慧城市建設(shè)結(jié)合，探索區(qū)塊鏈技術(shù)在信息基礎(chǔ)設(shè)施、智慧交通、能源電力等領(lǐng)域的應(yīng)用示范，提升城市管理的智能化、精準(zhǔn)化水平。三、 我國發(fā)展現(xiàn)狀我國政府從 2013 年開始出臺對于虛擬貨幣的監(jiān)管政策，2013 年12 月，中國人民銀行、工業(yè)和信息化部、中國銀行業(yè)監(jiān)督管理委員會等發(fā)布的關(guān)于防范比特幣風(fēng)險的通知表示，要加強(qiáng)比特幣互聯(lián)網(wǎng)站的管理，防范比特幣可能產(chǎn)生的洗錢風(fēng)險等。同時，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的研究逐漸開展，其底層價值逐漸釋放。2

14、016 年 10 月，工業(yè)和信息化部發(fā)布中國區(qū)塊鏈技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展白皮書（2016）。白皮書總結(jié)了國內(nèi)外區(qū)塊鏈發(fā)展現(xiàn)狀和典型應(yīng)用場景，介紹了中國區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展路線圖以及未來區(qū)塊鏈技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化方向和進(jìn)程。2016 年 12 月，國務(wù)院印發(fā)“十三五”國家信息化規(guī)劃，首次將區(qū)塊鏈技術(shù)列入國家級信息化規(guī)劃內(nèi)容。2019 年 10 月 24 日，中央政治局第十八次集體學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)，把區(qū)塊鏈作為核心技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，加快推動區(qū)塊鏈技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，探索“區(qū)塊鏈+”在民生領(lǐng)域的運(yùn)用，積極推動區(qū)塊鏈技術(shù)在教育、就業(yè)、養(yǎng)老、精準(zhǔn)脫貧、醫(yī)療健康、商品防偽、食品安全、公益、社會救助等領(lǐng)域的應(yīng)用，為人民群眾提供更加

15、智能、更加便捷、更加優(yōu)質(zhì)的公共服務(wù)。國家各部委也在積極推進(jìn)區(qū)塊鏈的應(yīng)用。2020 年上半年，國家各部委發(fā)布與區(qū)塊鏈相關(guān)的政策共 26 項。從政策內(nèi)容上看，工業(yè)和信息化部主推發(fā)展大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈技術(shù)的融合及特色發(fā)展。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部積極部署加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)區(qū)塊鏈大規(guī)模組網(wǎng)、鏈上鏈下數(shù)據(jù)協(xié)同等核心技術(shù)突破，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)化研究，推動區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)資源監(jiān)測、質(zhì)量安全溯源、農(nóng)村金融保險、透明供應(yīng)鏈等方面的創(chuàng)新應(yīng)用。住建部、交通運(yùn)輸部、國家郵政局、國家能源局、商務(wù)部等部委結(jié)合自身行業(yè)特點(diǎn)，探索“區(qū)塊鏈+”發(fā)展體系，推動各行業(yè)信息化和數(shù)字化發(fā)展。其中，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部鼓勵使用房屋交易電

16、子合同，利用大數(shù)據(jù)、人臉識別、電子簽名、區(qū)塊鏈等技術(shù)，加快移動服務(wù)端建設(shè)，實(shí)現(xiàn)房屋網(wǎng)簽備案掌上辦理、不見面辦理。交通運(yùn)輸部提出，在實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)平臺相關(guān)信息基本統(tǒng)計分析功能的基礎(chǔ)上，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，通過與全國道路運(yùn)輸市場信用信息管理系統(tǒng)、部省兩級網(wǎng)絡(luò)貨運(yùn)信息監(jiān)測系統(tǒng)等其他信息系統(tǒng)的對接和數(shù)據(jù)閉合分析，為交通運(yùn)輸主管部門業(yè)務(wù)辦理、科學(xué)決策和研究分析提供數(shù)據(jù)支撐。國家郵政局提出要加快推動 5G、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)供應(yīng)鏈的深度融合，提升基礎(chǔ)設(shè)施、裝備和作業(yè)系統(tǒng)的信息化、自動化和智能化水平；以及與醫(yī)藥行業(yè)的深度融合，加快區(qū)塊鏈、射頻識別 (R

17、FID)、冷鏈空調(diào)、冷藏車輛、溫濕度傳感器等技術(shù)裝備研發(fā)和應(yīng)用，鼓勵快遞企業(yè)依法取得醫(yī)藥倉儲和醫(yī)藥流通資質(zhì)，加速構(gòu)建覆蓋全國的全流程、可追溯、高時效的冷鏈醫(yī)藥物流網(wǎng)絡(luò)。在區(qū)塊鏈的應(yīng)用上，區(qū)塊鏈在金融、能源、政務(wù)服務(wù)、司法、醫(yī)療健康、產(chǎn)品溯源、社區(qū)服務(wù)、公益、智慧城市、物流等行業(yè)全面落地實(shí)施。金融領(lǐng)域，2020 年 4 月 3 日，中國人民銀行召開了 2020 年全國貨幣金銀和安全保衛(wèi)工作電視電話會議，會議強(qiáng)調(diào)“加強(qiáng)頂層設(shè)計，堅定不移推進(jìn)法定數(shù)字貨幣研發(fā)工作”，顯示出我國央行對CBDC 投入的決心。2020 年 1 月 10 日，中國央行官方公眾號表示，已經(jīng)基本完成法定數(shù)字貨幣頂層設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)制定

18、、功能研發(fā)、聯(lián)調(diào)測試等工作。2020 年 4 月起，我國 DC/EP 已陸續(xù)在深圳、蘇州、雄安、成都及未來的冬奧場景進(jìn)行內(nèi)部封閉試點(diǎn)測試，并且蘇州嘗試將部分交通補(bǔ)貼通過 DC/EP 的形式發(fā)放。區(qū)塊鏈技術(shù)已在供應(yīng)鏈金融、信貸融資、跨境支付、資產(chǎn)證券化、電子簽章等金融細(xì)分領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在技術(shù)方面，區(qū)塊鏈分布式賬本、塊鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)、共識機(jī)制、時間戳等技術(shù)的應(yīng)用，有效提升鏈上信息的篡改難度和可追溯性、緩解信息不對稱現(xiàn)象；與加密技術(shù)的結(jié)合有助于提升隱私保護(hù)力度、降低數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險；點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用有助于實(shí)現(xiàn)信息并行傳遞、提升業(yè)務(wù)處理效率；智能合約的引入則有助于實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的自動化執(zhí)行，并可用于融資、支

19、付結(jié)算、信息存證及流通、資產(chǎn)證券化等場景，以增加信息可信度，緩解重復(fù)交易，提高相關(guān)參與方信息交流積極性和業(yè)務(wù)處理效率。能源領(lǐng)域，2020 年 2 月，國家能源局開展能源技術(shù)創(chuàng)新“十四五”規(guī)劃支撐課題“區(qū)塊鏈技術(shù)在能源領(lǐng)域應(yīng)用研究”，探討區(qū)塊鏈與能源生產(chǎn)、交易、輸送、消費(fèi)、儲備等領(lǐng)域業(yè)務(wù)的融合應(yīng)用。國家電網(wǎng)公司建成“國網(wǎng)鏈”，探索“區(qū)塊鏈+能源 、金融、政務(wù)”等面向社會多領(lǐng)域的服務(wù)新模式，已在電力交易、新能源云、安全監(jiān)管、電力保險等 25 個領(lǐng)域落地應(yīng)用。廣東電網(wǎng)公司珠海供電局開展了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的綠證交易平臺試點(diǎn)示范。南網(wǎng)電動汽車公司于 2020 年 1 月 31 日開出全國首份充電電費(fèi)區(qū)塊鏈

20、電子發(fā)票。中國華能打造數(shù)字化普惠供應(yīng)鏈金融服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)中小微供應(yīng)商融資在線申請、審批、放款，解決中小企業(yè)貸款融資難等問題。中化集團(tuán)完成我國首單區(qū)塊鏈原油進(jìn)口交易試點(diǎn)，大幅提升原油交易執(zhí)行效率。2020 年 10 月 24 日，國家電網(wǎng)公司聯(lián)合航天科技、兵器工業(yè)集團(tuán)、中國石油、中國石化、華能集團(tuán)等 20 余家中央企業(yè)共同發(fā)起成立了中央企業(yè)區(qū)塊鏈合作創(chuàng)新平臺，致力于整合中央企業(yè)技術(shù)、人才、場景等優(yōu)勢資源，推動關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)融合生態(tài)。區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)了從信息互聯(lián)網(wǎng)到信任互聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)變，將廣泛應(yīng)用于能源領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈，從而優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，降低能源運(yùn)營成本，提升協(xié)同效率。政務(wù)領(lǐng)域，各地政府積極探索區(qū)塊鏈

21、技術(shù)與電子政務(wù)服務(wù)的場景融合，包括在行政審批、電子證照、數(shù)據(jù)共享、精準(zhǔn)扶貧、海關(guān)貿(mào)易、城市治理、電子票據(jù)等方面的深度結(jié)合。利用區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)可以打破傳統(tǒng)政務(wù)服務(wù)中的“各自為政”、“信息孤島”等難題，深化“最多跑一次”改革，追溯數(shù)據(jù)流通過程，明晰數(shù)據(jù)權(quán)責(zé)界定，通過分布式結(jié)構(gòu)降低運(yùn)營成本，在信息交互過程中避免政務(wù)數(shù)據(jù)非授權(quán)訪問和泄露，保障數(shù)據(jù)的安全性、真實(shí)性，協(xié)同跨部門工作、優(yōu)化政務(wù)業(yè)務(wù)流程，降低跨地方、跨部門的政務(wù)服務(wù)成本，實(shí)現(xiàn)政務(wù)數(shù)據(jù)的全生命周期管理，增強(qiáng)城市數(shù)據(jù)監(jiān)督管控，提升政府管理效率。司法領(lǐng)域，2018 年 6 月，杭州互聯(lián)網(wǎng)法院首次采納應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)存證的電子證據(jù)，在電子存證、版權(quán)保護(hù)、立

22、案審查等應(yīng)用中，區(qū)塊鏈技術(shù)從源頭上保證上傳數(shù)據(jù)的真實(shí)性，提高證據(jù)的可信度，保證區(qū)塊鏈上電子證據(jù)的合法性和客觀性。醫(yī)療健康領(lǐng)域，通過區(qū)塊鏈技術(shù)建立互信共享機(jī)制，規(guī)范醫(yī)療行為，提升健康醫(yī)療服務(wù)效率和質(zhì)量，推動健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)應(yīng)用新發(fā)展；利用匿名性、去中心化等特征保護(hù)病人隱私；推動“醫(yī)聯(lián)體”、“醫(yī)共體”中的醫(yī)療信息互信互認(rèn)，不可抵賴，患者隱私信息共享，推進(jìn)醫(yī)療改革。同時，在抗“疫”過程中，區(qū)塊鏈有助于加快公共衛(wèi)生系統(tǒng)在緊急情況下的響應(yīng)速度，防止信息造假，保持信息的透明性，保障患者隱私，結(jié)合地理位置信息快速定位感染者，加強(qiáng)疾病的防控效果。在藥物研發(fā)過程中，利用區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)真實(shí)世界證據(jù)支持藥物研發(fā)與審評

23、的應(yīng)用也在積極探索中。區(qū)塊鏈智能合約在醫(yī)療行為的監(jiān)管中也有著重大價值，出現(xiàn)非合規(guī)事件時，智能合約會自主跟蹤合規(guī)情況、實(shí)時向相關(guān)方發(fā)送通知，有效去除檢查環(huán)節(jié)，簡化執(zhí)行流程，降低監(jiān)管成本。產(chǎn)品溯源領(lǐng)域，區(qū)塊鏈技術(shù)對產(chǎn)品供應(yīng)鏈的生產(chǎn)、運(yùn)輸、加工流程中的信息進(jìn)行整合并寫入?yún)^(qū)塊鏈，實(shí)現(xiàn)了一物一碼的全流程溯源，建立了對于農(nóng)產(chǎn)品、食品、藥品從生產(chǎn)、加工、流通到消費(fèi)的全過程追溯體系。此外，利用區(qū)塊鏈技術(shù)將乘客和司機(jī)的身份、車輛型號、行車路徑、服務(wù)記錄等數(shù)據(jù)記錄上鏈，有效降低交通出行數(shù)據(jù)丟失和損壞的成本，增強(qiáng)參與交通管理各方之間的聯(lián)系，使交通的綜合治理變得更加高效、可信。區(qū)塊鏈技術(shù)將慈善公益活動的基礎(chǔ)信息全部記

24、錄上鏈，且鏈上所有的信息都對全網(wǎng)絡(luò)公開，包括每一筆款項的捐贈者、接受者、發(fā)放次數(shù)、使用方式等。任何一個環(huán)節(jié)有問題，都可以在區(qū)塊鏈上追溯到相關(guān)責(zé)任人，消除慈善機(jī)構(gòu)和捐贈人、受益人之間的信息不對稱問題，從而減少糾紛，改善信任問題。在區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)上，2017 年 3 月，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院擔(dān)任國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO） 區(qū)塊鏈與分布式記賬技術(shù)委員會（TC 307）的國內(nèi)技術(shù)對口單位，加快推動我國參與區(qū)塊鏈國際標(biāo)準(zhǔn)制定。2019 年 10 月，中國信通院、深圳稅務(wù)局等聯(lián)合代表中國在國際電信聯(lián)盟 ITU-T SG16 Q22 會議上首次提出基于區(qū)塊鏈分布式賬本的電子發(fā)

25、票通用框架標(biāo)準(zhǔn)順利通過新標(biāo)準(zhǔn)立項。2020 年 4 月，工業(yè)部信息化和軟件服務(wù)業(yè)司指導(dǎo)組建全國區(qū)塊鏈和分布式記賬技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會。2020 年 6 月，中國通信學(xué)會區(qū)塊鏈委員會與電氣電子工程師學(xué)會（IEEE）合作，在IEEE 消費(fèi)電子協(xié)會區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)委員會（IEEE Consumer TechnologySociety (CTSoc) Blockchain Standards Committee）、IEEE 醫(yī)學(xué)與生物工程協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)委員會（IEEE Engineering in Medicine and BiologySociety Standards Committee）和 IEEE 技術(shù)的

26、社會影響協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)委員會 （ IEEE Society on Social Implications of Technology StandardsCommittee）的聯(lián)合支持下發(fā)起制定 IEEE P2677.1 等 10 項基于區(qū)塊鏈的全方位疫情防控標(biāo)準(zhǔn)，是新冠疫情期間全球第一批立項的針對疫情防控的國際標(biāo)準(zhǔn)。也是在 2020 年 6 月，我國區(qū)塊鏈企業(yè)“趣鏈科技”在 IEEE 數(shù)字金融與經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)委員會（IEEE Digital Finance andEconomy Standards Committee）的支持下牽頭發(fā)起制定IEEE P3801基于區(qū)塊鏈的電子合同標(biāo)準(zhǔn)、IEEE P3802

27、基于區(qū)塊鏈的電子商務(wù)交易證據(jù)收集應(yīng)用技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)兩項區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)，是新成立的 IEEE數(shù)字金融與經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)委員會立項的第一批國際標(biāo)準(zhǔn)。2020 年 6 月 12日，IEEE 正式發(fā)布了IEEE 2143.1-2020 加密貨幣支付的通用流程標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)由我國企業(yè)牽頭發(fā)起，制定過程中也有多家我國企業(yè)參與，不但是 IEEE 正式發(fā)布的第一個區(qū)塊鏈標(biāo)準(zhǔn)，同時也是全球范圍內(nèi)加密貨幣領(lǐng)域的第一個正式發(fā)布的國際標(biāo)準(zhǔn)。在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上，我國的區(qū)塊鏈底層技術(shù)框架標(biāo)準(zhǔn)化工作積極有序開展，目前已經(jīng)發(fā)布的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)包括：區(qū)塊鏈和分布式賬本技術(shù)參考架構(gòu)、區(qū)塊鏈平臺基礎(chǔ)技術(shù)要求、區(qū)塊鏈隱私保護(hù)規(guī)范、區(qū)塊鏈智能合約實(shí)施規(guī)范、區(qū)塊鏈

28、技術(shù)安全通用規(guī)范、區(qū)塊鏈跨鏈實(shí)施指南、區(qū)塊鏈隱私計算服務(wù)指南、區(qū)塊鏈基礎(chǔ)技術(shù)規(guī)范。各行業(yè)也制定了具體行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，基于區(qū)塊鏈技術(shù)的疫情防控信息服務(wù)平臺建設(shè)指南、金融分布式賬本技術(shù)安全規(guī)范、區(qū)塊鏈防偽追溯數(shù)據(jù)格式通用要求、基于區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)資產(chǎn)交易實(shí)施指南、基于移動互聯(lián)網(wǎng)的防偽溯源驗(yàn)證通用技術(shù)條件、區(qū)塊鏈電子合同平臺服務(wù)規(guī)范、區(qū)塊鏈電子合同平臺標(biāo)準(zhǔn)、電子商務(wù)商品交易信息區(qū)塊鏈存取證平臺服務(wù)規(guī)范相繼發(fā)布。針對區(qū)塊鏈底層的國家標(biāo)準(zhǔn)也在進(jìn)行中，包括信息技術(shù) 區(qū)塊鏈和分布式記賬技術(shù) 智能合約實(shí)施規(guī)范（起草階段）、信息技術(shù) 區(qū)塊鏈和分布式記賬技術(shù) 存證應(yīng)用指南（起草階段）、信息技術(shù) 區(qū)塊鏈和分布式賬本技術(shù)

29、 參考架構(gòu)（征求意見階段）。同時針對區(qū)塊鏈的性能測試、安全測試規(guī)范也已經(jīng)陸續(xù)推出。區(qū)塊鏈技術(shù)作為一種具備革命性和基礎(chǔ)性的創(chuàng)新技術(shù)，正在與人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)融合發(fā)展，相互促進(jìn)，開創(chuàng)新的價值空間，加快新興技術(shù)商業(yè)落地應(yīng)用。當(dāng)前區(qū)塊鏈行業(yè)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，企業(yè)數(shù)量快速增加，從設(shè)備制造到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)鏈條脈絡(luò)逐漸明晰。而互聯(lián)網(wǎng)巨頭的涌入，也在快速推動我國區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前我國區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)地域分布相對集中，產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)明顯；區(qū)塊鏈應(yīng)用則呈現(xiàn)多元化，從金融領(lǐng)域延伸到實(shí)體領(lǐng)域，在各個領(lǐng)域通過實(shí)現(xiàn)“協(xié)作環(huán)節(jié)信息化”，助力實(shí)體經(jīng)濟(jì)降成本提效率。區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)政策體系在逐步構(gòu)建，產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境在持

30、續(xù)優(yōu)化。主要體現(xiàn)在：區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策體系逐步完善，各地政府正在積極從產(chǎn)業(yè)高度定位區(qū)塊鏈技術(shù)；積極加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管，有力防范金融風(fēng)險。當(dāng)前有一種區(qū)塊鏈發(fā)展的阻礙是來自“量子計算將顛覆區(qū)塊鏈技術(shù)”的焦慮，“量子計算機(jī)的強(qiáng)大力量將很容易破解區(qū)塊鏈系統(tǒng)”。面對包括量子計算在內(nèi)的諸多挑戰(zhàn)，我國北京航空航天大學(xué)牽頭的研發(fā)團(tuán)隊已研發(fā)出新型密碼算法庫 SMPQLIB，這是全球首個融合國密全體系、抗量子計算密碼以及隱私保護(hù)密碼工具的實(shí)用算法庫，屬于世界領(lǐng)先的第四代抗量子計算安全的公鑰密碼體系。而且，北京航空航天大學(xué)該合作研發(fā)團(tuán)隊在此基礎(chǔ)之上首創(chuàng)了結(jié)合區(qū)塊鏈軟硬件協(xié)同的緊耦合可信一體化技術(shù)，并用于雄安新區(qū)區(qū)塊鏈的

31、整體架構(gòu)。整體來看，區(qū)塊鏈底層平臺在技術(shù)上還未有較大突破，進(jìn)而限制了區(qū)塊鏈行業(yè)解決方案的落地應(yīng)用，因此，當(dāng)前最迫切的問題是突破區(qū)塊鏈底層平臺的技術(shù)瓶頸，并大力發(fā)展區(qū)塊鏈行業(yè)場景落地。四、 技術(shù)預(yù)見隨著區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，結(jié)合全球區(qū)塊鏈行業(yè)趨勢，我們預(yù)見區(qū)塊鏈技術(shù)將在以下幾個方面尋求突破：(一) 區(qū)塊鏈底層技術(shù)TPS 指系統(tǒng)每秒處理的事務(wù)數(shù)，是衡量一個區(qū)塊鏈系統(tǒng)性能最重要的指標(biāo)之一，TPS 決定區(qū)塊鏈系統(tǒng)能夠承擔(dān)的業(yè)務(wù)量。影響一個區(qū)塊鏈的性能內(nèi)在因素包括共識機(jī)制、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、加密算法等，以及開發(fā)時區(qū)塊大小和出塊時間等參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)運(yùn)維中的系統(tǒng)優(yōu)化和升級等。我們關(guān)注到，目前開源區(qū)塊鏈的 TPS

32、 如下：隨著區(qū)塊鏈技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)，5G，大數(shù)據(jù)等技術(shù)結(jié)合，高頻海量數(shù)據(jù)對于區(qū)塊鏈自身的 TPS 要求越來越高。Hyperledge Fabric 通過使用多鏈多通道技術(shù)實(shí)現(xiàn)在業(yè)務(wù)上對數(shù)據(jù)進(jìn)行分片，在解決數(shù)據(jù)隱私的同時提高系統(tǒng) TPS。即將于 11 月份發(fā)布的以太坊 2.0 將共識機(jī)制從目前 1.0 的工作量證明（PoW）轉(zhuǎn)變?yōu)闄?quán)益證明（PoS），并結(jié)合了分片技術(shù)。根據(jù)以太坊共同創(chuàng)辦人布特林（Vitalik Buterin）的說法，交易速度可達(dá)每秒 10 萬筆（即 100,000TPS），但以太坊 2.0 的上線日期已經(jīng)多次延遲，其正式上線時間仍未確定。同時，我們關(guān)注到基于有向無環(huán)圖(Direct

33、ed Acyclic Graph，簡稱DAG)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在區(qū)塊鏈中的應(yīng)用。2015 年 9 月，Sergio DemianLerner 發(fā)表了DagCoin: a cryptocurrency without blocks一文，提出了 DAG-Chain 的概念，首次把 DAG 網(wǎng)絡(luò)從區(qū)塊打包這樣粗粒度提升到了交易層面。2016 年 7 月，IOTA 發(fā)布，隨后 ByteBall、Nano 相繼發(fā)布。國內(nèi)，MT 鏈采用基于 DAG 的 HashNet 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對 HashGraph共識算法做了改進(jìn)和提升。HashNet 共識機(jī)制性能經(jīng)泰爾實(shí)驗(yàn)室測試，10 分片純性能測試 TPS 超過 240

34、 萬，10 分片運(yùn)行實(shí)際交易并加上簽名驗(yàn)證 TPS 超過 10 萬。DAG 是面向未來的新一代區(qū)塊鏈，從宏觀的圖論拓?fù)淠Ｐ涂?，從單鏈進(jìn)化到樹狀和網(wǎng)狀、從區(qū)塊粒度細(xì)化到交易粒度、從單點(diǎn)躍遷到并發(fā)寫入，是區(qū)塊鏈從容量到速度的一次革新。哈希圖（Hashgraph）是一個 2016 年提出的基于 DAG 的協(xié)議，該共識協(xié)議使用了一個基于 Gossip 的算法，可以提供可證明的拜占庭容錯共識。在理想沒有故障的情況下，該協(xié)議可以做到無需領(lǐng)導(dǎo)，異步且快速地建立共識。與其他協(xié)議相比，它可以以最少的通信量達(dá)到整體的排序，Hashgraph 開創(chuàng)性的在公鏈環(huán)境下做異步 BFT 共識。傳統(tǒng)BFT 的一大問題是消息復(fù)

35、雜度太高，大量消耗系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬，無法很好地應(yīng)對動態(tài)網(wǎng)絡(luò)。Hashgraph 在傳統(tǒng)的 Gossip Protocol 中引入了虛擬投票機(jī)制，可以在需要共識時不引起突發(fā)大規(guī)模消息傳遞風(fēng)暴。Hashgraph 成為針對可信互聯(lián)網(wǎng)探索的一個重要里程碑，可能突破區(qū)塊鏈局限，從創(chuàng)新路徑實(shí)現(xiàn)區(qū)塊鏈最終理想的一個有力嘗試。(二) 區(qū)塊鏈跨鏈技術(shù)隨著不同特點(diǎn)、不同應(yīng)用場景的區(qū)塊鏈快速發(fā)展，目前尚無成熟的標(biāo)準(zhǔn)。在建設(shè)基于區(qū)塊鏈的應(yīng)用時，采用了不同技術(shù)的底層鏈，現(xiàn)存各區(qū)塊鏈之間的數(shù)據(jù)通信、價值轉(zhuǎn)移面臨著因相互獨(dú)立而導(dǎo)致價值孤島現(xiàn)象?；诖诵枨?，跨鏈技術(shù)逐漸發(fā)展起來?？珂溂夹g(shù)是區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、提升可擴(kuò)展性的重

36、要技術(shù)手段。它既是區(qū)塊鏈向外拓展和連接的橋梁，也是實(shí)現(xiàn)價值網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。目前有代表性的跨鏈技術(shù)包括：（1）Ripple 公司主導(dǎo)設(shè)計發(fā)起的實(shí)現(xiàn)跨鏈交易轉(zhuǎn)賬的互聯(lián)賬目協(xié)議 Interledger Protocol(ILP)；（2）以錨定某種原鏈(主要是比特幣區(qū)塊鏈)為基礎(chǔ)的新型區(qū)塊鏈的側(cè)鏈技術(shù)；（3）為了解決轉(zhuǎn)賬速度慢和網(wǎng)絡(luò)擁堵的問題而采取的鏈下支付技術(shù)，包括閃電網(wǎng)絡(luò)(Lightning Network)和雷電網(wǎng)絡(luò)(Raiden Network)。其中，閃電網(wǎng)絡(luò)針對比特幣，而雷電網(wǎng)絡(luò)是針對以太坊。同構(gòu)跨鏈和異構(gòu)跨鏈，實(shí)現(xiàn)了區(qū)塊鏈之間數(shù)據(jù)共享與業(yè)務(wù)協(xié)同?？珂溂夹g(shù)應(yīng)當(dāng)滿足交易效率高、用戶體驗(yàn)好、接入門

37、檻低、交易安全可靠、全程可跟蹤；同時，跨鏈還應(yīng)當(dāng)支持除數(shù)字貨幣價值以外的賬戶和數(shù)據(jù)的跨鏈，以滿足諸如區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)在價值融通時候，實(shí)現(xiàn)多鏈價值融通。(三) 區(qū)塊鏈鏈上鏈下數(shù)據(jù)交換技術(shù)隨著智能合約這種新的信任模式的產(chǎn)生，出現(xiàn)了一個新的技術(shù)挑戰(zhàn)，那就是連接性。大多數(shù)有價值的智能合約應(yīng)用都需要獲取來自關(guān)鍵數(shù)據(jù)源的鏈下數(shù)據(jù)，特別是實(shí)時數(shù)據(jù)和 API 數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都不保存在區(qū)塊鏈上。由于區(qū)塊鏈?zhǔn)茏陨硖厥獾墓沧R機(jī)制限制，無法直接獲取這些關(guān)鍵的鏈下數(shù)據(jù)。由于現(xiàn)有區(qū)塊鏈的共識機(jī)制及其確定性虛擬機(jī)的固有局限，目前存在兩大問題，阻礙了智能合約的廣泛應(yīng)用和大規(guī)模去中心化商業(yè)應(yīng)用的出現(xiàn)。 智能合約既不能直接引入互聯(lián)網(wǎng)數(shù)

38、據(jù)，也不能自發(fā)調(diào)用外部網(wǎng)絡(luò) API，而任何商業(yè)應(yīng)用，例如保險等，都不可避免地要與現(xiàn)實(shí)世界交互，特別是與互聯(lián)網(wǎng)交互。 實(shí)際上，在現(xiàn)有的智能合約平臺上，例如以太坊，鏈上計算資源和容量都是非常昂貴且有限的。再加上執(zhí)行合約的 Gas 費(fèi)用、區(qū)塊 Gas 限制和驗(yàn)證者困境等問題，會導(dǎo)致合約執(zhí)行的可擴(kuò)展性問題，使得智能合約在鏈上的計算無法進(jìn)行，甚至不可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模矩陣乘法、AI 模型訓(xùn)練、3D 渲染等商業(yè)計算目標(biāo)。鏈上鏈下數(shù)據(jù)交換技術(shù)確定的在分布式環(huán)境下的預(yù)言機(jī)軟件，作為可復(fù)用的，為各鏈上/下行數(shù)據(jù)交互提供了具體的實(shí)現(xiàn)，支持的HTTPS、基于 TLS 的自定義協(xié)議，gRPC 接口、FTPS 等功能，為現(xiàn)有

39、的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)上鏈以及獲取鏈上的數(shù)據(jù)提供了具體方法。支持的現(xiàn)行非可信環(huán)境的增強(qiáng)，以及對于信創(chuàng)平臺的支持，為構(gòu)建數(shù)據(jù)協(xié)同業(yè)務(wù)提供了滿足安全等級保護(hù)需求的系統(tǒng)平臺，數(shù)據(jù)安全以及數(shù)據(jù)治理方案對于形成數(shù)據(jù)的可信可靠的多方審計提供了基礎(chǔ)平臺。鏈 上 鏈 下 數(shù) 據(jù) 交 換 技 術(shù) 應(yīng) 當(dāng) 遵 循 CIA 原則，即保密性(Confidentiality)、真實(shí)完整性(Integrity)、可獲得性(Availability)。五、 工程難題(一) 如何安全使用區(qū)塊鏈技術(shù)的工程難題1. 基于新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的可控高性能區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究基于有向無環(huán)圖的支撐大規(guī)模高頻次交易的共識算法、通信協(xié)議和分布式高

40、可信存儲機(jī)制等關(guān)鍵技術(shù)；研究區(qū)塊鏈高擴(kuò)展分片及多鏈技術(shù)，提升區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性；研究賬戶身份、交易數(shù)據(jù)、內(nèi)容數(shù)據(jù)分離及數(shù)據(jù)隱私保護(hù)技術(shù)；研究跨鏈技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同鏈之間的無縫連接和高互操作性；研究聲明式和圖靈完備智能合約技術(shù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)和流程的自動化處理；構(gòu)建可支撐數(shù)據(jù)獲取傳遞分析處理、數(shù)據(jù)隱蔽傳輸、數(shù)據(jù)隱私保護(hù)、數(shù)據(jù)高可信存儲共享等多應(yīng)用場景業(yè)務(wù)生態(tài)的區(qū)塊鏈技術(shù)平臺，開展典型示范應(yīng)用。2. 支持異構(gòu)多鏈互通的新型跨鏈體系關(guān)鍵技術(shù)針對網(wǎng)絡(luò)空間日益顯現(xiàn)的跨鏈數(shù)據(jù)（價值）流通需求，研究新型跨鏈體系，構(gòu)建橫縱貫通、覆蓋網(wǎng)絡(luò)空間的價值互聯(lián)網(wǎng)。具體包括：研究新型區(qū)塊鏈跨鏈架構(gòu)，支持多條同構(gòu)（異構(gòu)）區(qū)塊鏈間的數(shù)據(jù)（

41、資產(chǎn)）流通與合約調(diào)用；研究應(yīng)用層跨鏈互操作、鏈間跨鏈互操作、鏈下數(shù)據(jù)跨鏈互操作機(jī)制；設(shè)計跨鏈架構(gòu)編程接口，屏蔽底層各條區(qū)塊鏈的技術(shù)細(xì)節(jié)，支持開發(fā)人員快速構(gòu)建跨鏈應(yīng)用；研究安全高效的跨鏈數(shù)據(jù)傳輸與驗(yàn)證機(jī)制，定義跨鏈數(shù)據(jù)的格式規(guī)范，保證數(shù)據(jù)在區(qū)塊鏈間的可信傳遞；研究跨鏈?zhǔn)聞?wù)處理機(jī)制，設(shè)計無單點(diǎn)依賴的跨鏈數(shù)據(jù)（資產(chǎn)）流通與合約調(diào)用協(xié)議，保證在異常情況下數(shù)據(jù)（資產(chǎn)）流通與合約調(diào)用的原子性；研究跨鏈治理機(jī)制，設(shè)計跨鏈體系準(zhǔn)入機(jī)制、權(quán)限機(jī)制、獎懲機(jī)制與監(jiān)管審計方案；對跨鏈體系進(jìn)行安全性分析，研究針對該體系的各類攻擊及其防范措施；在網(wǎng)絡(luò)空間對抗等場景下開展試驗(yàn)測試。3. 基于區(qū)塊鏈的國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施人機(jī)物多

42、域智能對抗技術(shù)面向國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的社會、信息、物理融合特點(diǎn)，開展人機(jī)物融合的多域智能對抗技術(shù)研究，針對機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)和區(qū)塊鏈技術(shù)的脆弱性，形成人機(jī)物多域的智能對抗模型；面向國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施各使用環(huán)節(jié)，研究工業(yè)控制系統(tǒng)的惡意數(shù)據(jù)注入與遠(yuǎn)程操縱方法；針對關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的智能感知、智能控制、現(xiàn)有安全檢測系統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法和大數(shù)據(jù)利用機(jī)理的脆弱性，研究對抗樣本的生成方法和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的操縱技術(shù)；針對基于區(qū)塊鏈的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施智能合約應(yīng)用的脆弱性，研究女巫攻擊、DDoS 攻擊、Eclipse 攻擊等威脅模型和特定方法；面向關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施控制環(huán)路的人在環(huán)口（to the loop）、人在環(huán)上（on th

43、e loop）、人在環(huán)內(nèi)（in the loop）的三個脆弱性入口，研究新型的社會網(wǎng)絡(luò)工程模型、人員輔助自動控制系統(tǒng)的新型威脅模型、以人為主決策控制系統(tǒng)的人員操縱模型以及針對關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施操作員的非理性博弈對抗機(jī)理與致勝機(jī)制。4. 區(qū)塊鏈軟硬件協(xié)同可信一體化技術(shù)針對區(qū)塊鏈的快速部署和接入需求、數(shù)據(jù)隔離的安全需求以及運(yùn)行環(huán)境的自主可控需求，研究基于可信環(huán)境的區(qū)塊鏈可信一體機(jī)技術(shù)，支持以可信一體機(jī)為載體的一站式節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建、節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)；研究區(qū)塊鏈技術(shù)的可信執(zhí)行環(huán)境，構(gòu)建融合可信硬件基礎(chǔ)設(shè)施、可信操作系統(tǒng)以及可信區(qū)塊鏈軟件的可信鏈體系，保障執(zhí)行環(huán)境的全程可信化；研究區(qū)塊鏈軟硬件一體化協(xié)同和適配技術(shù)，構(gòu)建可信

44、硬件基礎(chǔ)設(shè)施、可信操作系統(tǒng)以及可信區(qū)塊鏈軟件的緊耦合架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)三者的一體化強(qiáng)綁定機(jī)制；基于身份即標(biāo)識的密碼系統(tǒng)構(gòu)建區(qū)塊鏈一體化管理平臺，實(shí)現(xiàn)對可信硬件基礎(chǔ)設(shè)施、可信操作系統(tǒng)以及可信區(qū)塊鏈軟件的統(tǒng)一管理。5. 區(qū)塊鏈底層關(guān)鍵密碼技術(shù)密碼算法是區(qū)塊鏈的底層技術(shù)，區(qū)塊鏈系統(tǒng)中使用的密碼算法決定了系統(tǒng)的安全強(qiáng)度與效率，使用的密碼技術(shù)決定了區(qū)塊鏈的安全與隱私功能?；趪芩惴ǖ拿艽a自主可控體系：通過核心密碼部件復(fù)用的模式，形成模塊化、可插拔、可復(fù)用的細(xì)顆粒度密碼算法可重構(gòu)模型，構(gòu)建融合國際密碼算法標(biāo)準(zhǔn)的多模式綜合密碼基礎(chǔ)庫。通過基于格理論構(gòu)建適配區(qū)塊鏈公鑰和簽名體系需求的新型賬戶公鑰密碼與簽名體系，構(gòu)建應(yīng)對量子計算機(jī)與量子算法的威脅的賬戶與交易安全防御機(jī)制；研究適用于區(qū)塊鏈的新型公鑰密碼算法：隨著區(qū)塊鏈系統(tǒng)的不斷演化，新型公鑰密碼算法在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中展示了日益重要的作用。針對不同類型的區(qū)塊鏈系統(tǒng)，應(yīng)用和發(fā)掘新型公鑰密碼算法，并將其與不同場景相結(jié)合，設(shè)計并證明所得的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的安全屬性。(二) 如何感知區(qū)塊鏈應(yīng)用1. 公有鏈安全監(jiān)測及溯源服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)研究針對現(xiàn)有公有鏈種類多樣、監(jiān)測溯源復(fù)雜的問題，構(gòu)建公有鏈通用監(jiān)測及溯源服務(wù)模型，研究公有鏈監(jiān)測分析維度；針對公有鏈網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)探測難的問題，研究公有鏈網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治黾夹g(shù)，構(gòu)建公有鏈網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒?；針對公有鏈自組織、分布式，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議加