2021-07-28-中国信通院-区块链行业_区块链基础设施研究报告（2021年）_30页_884kb

区块链基础设施研究报告总结（2021）

核心内容

区块链作为新型基础设施，具有基础性、公共性、强外部性等特征，能够支撑数字经济的信任传递与价值管理。其发展不仅限于加密数字货币领域，还广泛适用于工业互联网、5G、金融服务、供应链管理等新兴领域，具备推动社会经济模式变革的潜力。

主要观点

• 区块链通过分布式账本、共识机制和智能合约等技术，构建了去中心化的信任网络，解决了跨实体信任问题。
• 区块链基础设施具备新型基础设施的特点，包括持续拓展、快速迭代、高投资需求和互联互通。
• 区块链是信任管理的基础设施，通过重构社会经济运行规则，推动市场智能化运作。
• 区块链基础设施由水平和垂直两个维度构成，涵盖公共链网、跨链系统、资源层、数据层、网络层、共识层等关键要素。
• 区块链基础设施发展路径多样，包括开源社区、区域平台、行业应用和公共服务等，各路径具有不同的优势与挑战。

关键信息

一、区块链基础设施概述

• 区块链技术通过分布式账本和共识机制，构建了可追溯、不可篡改的信任体系。
• 国家政策明确将区块链列为新型基础设施，推动其在数字经济中的广泛应用。
• 区块链基础设施具有多中心化、去信任化、技术驱动和治理能力等核心属性。

二、区块链基础设施组成要素

水平维度

• 公共链网：由存储账本、共识协议、算力、接入能力和服务接口组成，支持本地与云化存储。
• 跨链系统：实现价值、数据和业务的跨链互通，主流方案包括公证人、侧链/中继链、哈希时间锁定等，中继链技术应用广泛。

垂直维度

• 资源层：包括网络、存储、计算和电力，由传统ICT企业提供服务。
• 数据层：包括账户结构、块链结构和数据存储，如UTXO、Account、Token Base等账户模型，以及LevelDB、CouchDB等数据库。
• 网络层：涵盖节点发现、消息传播与验证机制，网络拓扑结构分为结构化、非结构化和半结构化。
• 共识层：主要分为概率型（如POW、POS）、确定型（如BFT、POET）和混合型（如PoW+PoS）共识机制。

三、区块链基础设施发展路径

1. 路径1：开源社区，运营区块链开放生态

   • 以技术驱动，构建开放的区块链生态，如以太坊、比特币、Hyperledger Fabric等。
   • 面临决策效率低、技术迭代慢等问题。

2. 路径2：区域平台，构筑区块链节点网络

   • 区域型基础设施如EBSI、BSN和星火·链网，支持政府数据管理、数字身份、票务管理等。
   • 域间互通难度大，易形成数据孤岛。

3. 路径3：行业应用，打造区块链业务系统

   • 聚焦金融、供应链、政务等垂直领域，如Diem、Amazon零售生态链、国网链和天平链。
   • 存在行业链孤岛问题，阻碍跨行业协同。

4. 路径4：公共服务，建设区块链跨链平台

   • 跨链平台如Polkadot、Wecross和BitXHub，旨在实现多链高效互操作。
   • 应用场景尚单一，商业模式不清晰。

四、区块链基础设施面临挑战

1. 建设挑战

   • 商业模式尚未成熟，标准规范存在争议，系统工程化推进缓慢。

2. 技术挑战

   • 需突破分布式架构、可扩展性、安全性和性能的“不可能三角”。
   • 系统迭代延迟，技术稳定性有待提升。

3. 应用挑战

   • 应用场景单一，业务同质化严重，信息孤岛问题突出。
   • 商业化工具不完善，应用开发难度高。

4. 监管挑战

   • 区块链对既有监管规则形成挑战，需推动监管沙盒实践。
   • 监管工具组件缺失，角色分工不清晰，需构建监管与治理相辅相成的体系。

五、区块链基础设施演进趋势

1. 多维度发展

   • 区块链基础设施将围绕多模式、多主体的建设运营机制快速发展。

2. 业务驱动演变

   • 从技术供给型向业务驱动型转变，以业务需求为导向进行系统设计和功能抽象。

3. 与前沿技术融合

   • 区块链与物联网、5G、人工智能、大数据等技术深度融合，推动数字化转型。

4. 网络规模适配应用

   • 公有链与许可链结合的许可公有链架构将成为主流，支持开放与监管并存。

5. 技术通用功能组件化

   • 区块链基础设施各层级逐渐松耦合，形成通用技术组件，提升系统完备性和易用性。

6. 监管与治理相辅相成

   • 需探索政府指导、企业与社区参与的可信任治理模式，推动监管与技术创新协同发展。

总结

区块链基础设施作为支撑数字经济的关键技术，正在从单一技术向多维度、多主体、多场景的新型基础设施演进。其发展路径包括开源社区、区域平台、行业应用和跨链服务，各路径在技术、生态和应用场景上各有侧重。尽管区块链具备信任管理、互联互通和技术创新等优势，但仍面临建设模式、技术瓶颈、应用场景和监管体系等方面的挑战。未来，区块链基础设施将向业务驱动、技术融合、规模适配和组件化方向发展，形成更加完善的数字信任体系和治理框架。