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区块链基础设施研究报告（2021）总结

核心内容

区块链作为一种新型基础设施，具备基础性、公共性和强外部性等特征，是支撑数字经济传递信任和管理价值的关键。其通过分布式账本、共识机制和智能合约等技术，构建了一个跨实体信任的网络，为社会经济活动提供信任管理能力。随着政策支持和技术进步，区块链正逐步成为推动数字经济发展的重要基石。

主要观点

• 区块链技术具有基础设施属性，能够为社会经济活动提供信任基础。
• 区块链基础设施具备新型基础设施的特点，包括技术迭代快、互联互通需求高、安全可靠要求高、对技能和创新人才需求大。
• 区块链是信任管理的基础设施，通过分布式信任模式，重新构建数字经济时代的秩序、规则和信任机制。
• 区块链基础设施的发展路径包括开源社区、区域平台、行业应用和公共服务四大方向。

关键信息

一、区块链基础设施概述

• 区块链通过共识算法和分布式账本技术，在机器间建立信任网络。
• 区块链基础设施具备基础性、公共性、强外部性等新基建属性。
• 区块链在信任管理、价值传递、业务赋能等方面具有重要作用。
• 区块链技术正在从加密货币领域向工业互联网、5G等更广泛领域扩展。

二、区块链基础设施组成要素

水平维度

• 公共链网：包括公有链和非特定应用场景的联盟链，具备存储账本、共识协议、接入能力、服务接口等。
• 跨链系统：实现价值、数据和业务的跨链传递，包括公证人、侧链/中继链、哈希时间锁定等技术方案。

垂直维度

• 资源层：包括网络、存储、计算和电力等，由传统ICT服务商提供支持。
• 数据层：包括账户结构、块链结构和数据存储，支持数据真实性和有效性。
• 网络层：负责节点发现、消息传播和验证机制，维护去中心化特性。
• 共识层：采用概率型、确定型或混合型共识机制，确保全局数据一致性。

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

   • 以技术为驱动，构建开放透明的区块链生态。
   • 代表项目：以太坊、比特币、超级账本等。
   • 优点：技术活跃，生态丰富，但决策效率低。

2. 路径2：区域平台，构筑区块链节点网络

   • 以区域为单位，提供公共服务，如数字身份、政府数据管理等。
   • 代表项目：EBSI、BSN、星火·链网。
   • 优点：便于管理，统筹能力强，但跨区域互通面临挑战。

3. 路径3：行业应用，打造区块链业务系统

   • 以行业需求为导向，构建特定领域的治理范式。
   • 代表项目：Facebook的Diem、Amazon零售生态链、国网链、天平链等。
   • 优点：快速落地，与实体经济深度融合，但存在链岛问题。

4. 路径4：公共服务，建设区块链跨链平台

   • 专注于跨链互操作，连接不同区块链网络。
   • 代表项目：Polkadot、Wecross、BitXHub等。
   • 优点：推动互联互通，提升区块链生态规模，但应用场景尚单一，商业模式不清晰。

四、区块链基础设施面临挑战

1. 建设挑战

   • 涉及多方利益主体，商业模式难挖掘，标准规范尚不统一。
   • 建设主体多样，协调难度大，系统工程化需推动。

2. 技术挑战

   • 区块链架构需突破，提升性能、隐私和可扩展性。
   • 面临“不可能三角”问题，难以在可扩展性、安全性和性能之间取得平衡。

3. 应用挑战

   • 应用场景单一，多为存取证类，创新模式乏力。
   • 信息孤岛问题严重，跨链互操作仍不成熟。

4. 监管挑战

   • 区块链技术对传统监管规则提出挑战，需探索监管与治理相辅相成的机制。
   • 建议通过区块链沙盒实践，推动监管与技术发展协调融合。

五、区块链基础设施演进趋势

1. 多维度发展态势

   • 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。
   • 包括开源社区、区域平台、行业应用和跨链平台等多种形态。

2. 向业务驱动演变

   • 区块链基础设施将从技术供给型向业务需求驱动型转变。
   • 通过抽象共性业务功能和系统性能，提升工程化水平。

3. 与前沿技术融合

   • 区块链与物联网、人工智能、大数据、云计算等技术融合，推动数字化转型。
   • 硬件和通信技术进步将提升区块链的安全性、隐私性和性能。

4. 网络规模更适配应用

   • 公有链与许可链结合的“许可公有链”架构将成为主流趋势。
   • 节点分级分类管理，支持差异化监管功能。

5. 技术通用功能组件化

   • 区块链基础设施功能架构逐渐清晰，各层级松耦合。
   • 通用技术模块化，形成工具集，提升基础设施的完备性和易用性。

6. 监管与治理相辅相成

   • 推动构建具有监管功能的国家级区块链公共基础设施体系。
   • 在政府指导下，企业和开源社区广泛参与，实现技术与治理的兼容。

总结

区块链基础设施作为新型数字基础设施，正在从技术驱动向业务驱动转变，其发展路径多样，涵盖开源社区、区域平台、行业应用和跨链平台。尽管在技术、应用、监管等方面面临诸多挑战，但其在推动数字经济信任管理、提升业务协同效率、促进技术与行业融合等方面展现出巨大潜力。未来，区块链基础设施将更加注重互联互通、组件化、业务驱动和监管融合，成为支撑数字经济发展的重要力量。