2021区块链基础设施研究报告

区块链基础设施区块链基础设施 研究报告研究报告 （（2021 年）年） 中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所 20212021 年年 7 7 月月 版权声明版权声明 本报告版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。 转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的， 应注明“来源中国信息通信研究院” 。违反上述声明者， 本院将追究其相关法律责任。 本报告版权属于中国信息通信研究院，并受法律保护。 转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的， 应注明“来源中国信息通信研究院” 。违反上述声明者， 本院将追究其相关法律责任。 前言前言 区块链通过运用基于共识的数学算法，在机器之间建立“信任” 网络，通过技术背书来进行全新的信用创造，成为可支撑数字经济 传递信任和管理价值的关键。区块链不仅仅适用于加密数字货币等 场景，更大的应用空间必将是工业互联网、5G 等与社会、经济密切 相关的新兴领域，甚至可能对整个网络空间的核心架构带来变革。 世界各国政府都普遍高度重视区块链对技术和产业变革起到的 战略作用。习近平总书记提出“要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，着力攻克一批关键 核心技术，加快推动区块链技术和产业创新发展” 。中央网信办、发 改委、工信部等我国政府主管部门先后制定了一批促进区块链技术 和产业发展的顶层设计和政策规范。 本次中国信息通信研究院工业互联网与物联网研究所组织编写 区块链基础设施研究报告（2021） ，重点对“区块链究竟是不是 新型基础设施” 、 “区块链基础设施由哪些要素组成” 、 “区块链基础 设施如何发展” 、 “区块链基础设施面临何种挑战” 、 “区块链基础设 施将怎样演进”等关键问题进行了分析和阐述，希望能够有助于产 业界和学术界凝聚共识，更好地发挥区块链作为基础设施的作用和 功能，为技术和产业变革提供创新动力。 目录目录 一、 区块链基础设施概述1 一 区块链技术具备基础设施属性.2 二 区块链具有新型基础设施特点.3 三 区块链是信任管理的基础设施.5 二、 区块链基础设施组成要素6 一 水平维度的区块链基础设施要素.7 二 垂直维度的区块链基础设施要素.8 三、 区块链基础设施发展路径10 一 路径 1 开源社区，运营区块链开放生态10 二 路径 2 区域平台，构筑区块链节点网络14 三 路径 3 行业应用，打造区块链业务系统16 四 路径 4 公共服务，建设区块链跨链平台18 四、 区块链基础设施面临挑战20 一 区块链基础设施建设挑战.20 二 区块链基础设施技术挑战.20 三 区块链基础设施应用挑战.21 四 区块链基础设施监管挑战.22 五、 区块链基础设施演进趋势22 一 区块链基础设施呈现多维度发展态势.22 二 区块链基础设施逐渐向业务驱动演变.23 三 区块链基础设施与前沿技术不断融合.23 四 区块链基础设施网络规模更适配应用.24 五 区块链基础设施技术通用功能组件化.24 六 区块链基础设施监管与治理相辅相成.24 图 目 录图 目 录 图 1 区块链基础设施呈现形态. 6 图 2 区块链基础设施切入路径. 10 图 3 以太坊. 12 图 4 欧盟区块链基础设施 EBSI15 图 5 Facebook 加密货币基础设施17 图 6 波卡跨链生态网络 19 表 目 录表 目 录 表 1 开源社区运行的区块链项目对比分析. 13 区块链基础设施研究报告（2021 年） 1 一、区块链基础设施概述 当前互联网是信息传递的网络，存在信任缺失问题。尽力而为的 TCP/IP 协议栈为互联网的成功创造了巨大的活力，但同时互联网体 系架构也始终面临安全信任框架的缺失。 尽管学术界和产业界为增强 互联网的可信性，在现有的基础上尝试了许多打补丁式的修正努力， 但随着互联网的快速发展， 特别是互联网技术对数字经济的重要影响， 信任问题的解决已经刻不容缓。 区块链的多中心块链式存储结构保证 了存储在链上的数据难以被篡改、可以被追溯，有效解决社会经济活 动开展所需的跨实体信任问题， 区块链正成为未来发展数字经济不可 或缺的信任基础设施。 国家政策高度重视以区块链为代表的新型基础设施在新的技术 革新和产业变革中的重要作用，积极推进区块链技术与产业创新、经 济社会融合的高速发展。2020 年 4 月 20 日，国家发展改革委首次提 出“新基建”范围，明确区块链属于新型基础设施中的新技术类基础 设施。2021 年 3 月，区块链被写入中华人民共和国国民经济和社 会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要 ， 规划提出培育壮 大区块链等新兴数字产业。2021 年 6 月，工信部、中央网信办发布 加快推动区块链技术应用和产业发展的指导意见 ，意见提出构建 基于标识解析的区块链基础设施， 打造基于区块链技术的工业互联网 新模式、新业态。 区块链基础设施研究报告（2021 年） 2 一区块链技术具备基础设施属性一区块链技术具备基础设施属性 区块链基础设施具备基础性、公共性、强外部性等三个新基建属 性。 区块链基础设施通过分布式的账本技术为社会经济活动提供了信 任的基础属性，通过开放共享的机制，为个人、组织、企业等实体提 供公共服务，同时可作为一种管理型技术与实体业务强关联，通过与 其他技术的配合使用，优化业务流程，创新商业运行模式。 区块链基础设施为社会运转提供基础性的信任管理能力。 在互联 网时代，通过超级链接实现了信息的传递和互联，深刻变革了人们的 生活习惯，使线上生活常态化。而区块链技术创建了一种基于技术的 社会信任体系，通过账本描述了社会经济活动，为社会运转提供基础 性的信任能力，提升了主体参与者之间的协作效率。 区块链基础设施面向公众提供公共普惠性的价值传递能力。 区块 链基础设施通过构建可信协作的分布式网络， 可以面向社会提供大规 模泛在直连交易服务， 进而支持交易在社会化活动的任意环节随时触 发，具有巨大的市场规模，受众范围广。区块链基础设施带来的这种 无处不在的价值交换能力，将提升各类要素的市场化配置能力，使生 产、消费更加畅通循环，加速经济运转。 区块链基础设施与其他信息技术配合为各行各业赋能增效。 区块 链基础设施通过预定义的共识协议将硬件资源抽象为信任的底座， 通 过智能合约定义业务参与方承诺执行的协议， 重新构建数字经济时代 秩序、规则和信任机制，同时辅以物联网、云计算、大数据、人工智 区块链基础设施研究报告（2021 年） 3 能等信息网络技术实现业务逻辑的闭环， 正在改变诸多行业的运行规 则，是未来发展数字经济不可或缺的设施。 二区块链具有新型基础设施特点二区块链具有新型基础设施特点 区块链具备新型基础设施范畴持续拓展延伸的特点。 信息技术创 新活跃，信息技术之间、信息技术与传统领域之间都在深度融合，越 来越多的新兴信息技术正在演进形成新的基础设施形态。 区块链起源 于加密数字货币应用，但其价值不仅仅局限于该领域，其应用范围正 在逐步拓展至金融业