中國信通院：區塊鏈基礎設施研究報告（2022年）（32頁）.pdf

1、區塊鏈基礎設施區塊鏈基礎設施研究報告研究報告（2022 年）年）中國信息通信研究院工業互聯網與物聯網研究所中國信息通信研究院工業互聯網與物聯網研究所20222022 年年 7 7 月月前前言言如果把以太坊主網上線時間界定為區塊鏈基礎設施啟動的原點，那么這項歷程已經過近七年時間。包括星火鏈網、區塊鏈服務網絡BSN、歐盟區塊鏈基礎設施 EBSI、印度國家區塊鏈框架 NBF 等，多個國家和地區的重大工程先后啟動節點建設和應用探索，其他各種公有鏈網絡和跨鏈系統項目更是多達數百個，足可見全球各國和產業界都高度重視構建這一信任和價值的新型基礎設施。中國信息通信研究院工業互聯網與物聯網研究所在去年首次編寫并

2、發布區塊鏈基礎設施研究報告（2021 年）。今年的藍皮報告在上一版基礎上，跟蹤研究了全球區塊鏈基礎設施實踐的最新進展，分析技術、應用、路徑的發展態勢，希望能夠有助于產業界和學術界凝聚共識，更好地發揮區塊鏈作為基礎設施的作用和功能，為技術和產業變革提供創新動力及指導建議。特別是過去的一年，全球范圍對 Web3、元宇宙等數字原生空間的技術研究、產品研發、應用探索大幅加速。在新的網絡空間內，從體系架構設計的初始階段，就充分考慮信任底座的內生建設，更容易得到各方認可支持。同時，數字原生空間內部的經濟理論模型已經發生改變，依賴于對數據要素的確權、交互、交易等基本支持和數字身份、數字資產等基本單元，也就迫

3、切需要借助區塊鏈基礎設施在傳遞價值和管理信任等方面的功能。我們相信，隨著區塊鏈技術持續性改善，數據要素的市場化價值將不斷得到發揮，區塊鏈基礎設施將有力支撐傳統產業數字化轉型和數字原生空間探索！目目錄錄一、 區塊鏈基礎設施概述.2(一) 基礎設施框架逐步穩定，部署與接入方式豐富.2(二) 基礎設施屬性持續增強，政府與產業支持提升.6(三) 基礎設施能力拓展延伸，成為 Web3 核心底座.8二、 區塊鏈基礎設施發展路徑的交織與演化.9(一) 開源社區驅動的生態化路徑：形成事實性標準規范.10(二) 分域節點建設的網絡化路徑：規模網絡需較長周期.13(三) 行業應用優先的業務化路徑：受業務場景影響較

4、大.15(四) 公共服務引導的平臺化路徑：跨鏈實際需求在改變.16三、 區塊鏈基礎設施技術創新.17(一) 處理能力：單鏈交易的并發量取得突破.18(二) 交互能力：服務平臺的用戶友好性提高.19(三) 上鏈能力：接入終端的可信安全性增強.20四、 區塊鏈基礎設施應用實踐.20(一) 數字藏品.21(二) 數據流通.22(三) 雙碳交易.24(四) 供應鏈金融.25(五) 產品溯源.26五、 總結與展望.28(一) 網絡信任底座是一項復雜的系統性工程.28(二) 基礎設施建設與應用創新趨于同步開展.29(三) 數字原生空間將帶來更直接的發展需求.29圖圖 目目 錄錄圖 1 區塊鏈基礎設施框架.

5、2圖 2 主要區塊鏈基礎設施的接入方式統計.3圖 3 區塊鏈基礎設施部署模式分類.4圖 4 區塊鏈基礎設施跨鏈發展歷程.5圖 5 區塊鏈基礎設施項目投資占比.7圖 6 歷年區塊鏈基礎設施項目投資數.7圖 7 歷年區塊鏈基礎設施項目投資金額.7圖 8 區塊鏈基礎設施發展路徑演進趨勢.10圖 9 依托公有鏈模式的全球區塊鏈基礎設施數量增長趨勢.11圖 10 區塊鏈社區開發者月活躍人數增長趨勢.12圖 11 區塊鏈社區開發者新增人數增長趨勢.12圖 12 區塊鏈社區開發者新增人數增長趨勢.12圖 13 星火鏈網數字原生資產服務網絡解決方案.22圖 14 RivTrust 數據要素確權流轉平臺的技術架

6、構.23圖 15 Flowcarbon 技術架構及其解決方案.25圖 16 壹諾供應鏈金融平臺技術架構.26圖 17 IBM Food Trust的產品溯源功能模塊與業務流程.27區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）2一、區塊鏈基礎設施概述區塊鏈基礎設施是由具有廣泛接入能力、公共服務能力、可靈活部署的公共鏈網， 及連接這些區塊鏈的跨鏈系統組成的網絡服務設施。狹義的區塊鏈基礎設施， 是由遵循預定義共識機制的若干節點構成的分布式信任平臺；廣義的區塊鏈基礎設施，是面向數據這一新型生產要素，支持合規高效的數據要素流通和交易等市場化配置，從而推動構建大規模的可信協作網絡。( (一一) )基礎設施框架逐

7、步穩定，部署與接入方式豐富基礎設施框架逐步穩定，部署與接入方式豐富自區塊鏈基礎設施研究報告（2021 年）首次從垂直的技術協議?！焙汀八降慕ㄔO方案”兩個維度梳理區塊鏈基礎設施組成要素以來，分布自治、跨鏈成網的區塊鏈基礎設施框架正趨于穩定。全球范圍的區塊鏈基礎設施建設與運行實踐普遍在節點接入方式上呈現多樣化發展，在節點部署模式上重視簡易化服務，在跨鏈系統建設中探索模塊化方案。來源：中國信息通信研究院圖 1 區塊鏈基礎設施框架區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）3區塊鏈基礎設施接入方式多樣化。 門戶網站門戶網站為廣大初級用戶提供了解區塊鏈資訊的渠道， 同時可搭建區塊鏈基礎設施的信息集成入口；A

8、PI 接口接口是眾多資深用戶及系統開發者構建去中心化應用的主要選擇，通過提供程序調用的便利，仍然是區塊鏈基礎設施的系統開發入口；數字錢包數字錢包逐漸脫離加密貨幣交易的單一功能屬性，出現瀏覽器插件、手機 APP、硬件錢包等多種形態，正逐漸成為區塊鏈基礎設施的統一數字身份入口和一部分應用入口； 區塊鏈瀏覽器區塊鏈瀏覽器以其防止網絡跟蹤、避免惡意廣告投放等特性發展迅速，被多數區塊鏈基礎設施的建設者和運行者作為重要的信息查詢入口； 數據網關數據網關通過融合多種通信協議、提供安全可信的數據緩存、計算、處理能力，成為區塊鏈基礎設施與企業信息化系統、 實時數據采集設備以及其他網絡數據源的連接器，未來有望成為

9、區塊鏈基礎設施的數據連接入口。來源：中國信息通信研究院圖 2 主要區塊鏈基礎設施的接入方式統計區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）4區塊鏈基礎設施部署模式簡易化。 本地部署節點帶來的成本問題，讓眾多開發者望而卻步， 一定程度限制了區塊鏈應用發展和生態建設，因此簡易化的節點部署方式受到社群高度關注。 目前區塊鏈基礎設施部署模式主要分為集中托管和離散接入兩類方式， 均能夠讓開發者借助一系列通用功能組件和實用工具解決應用層問題， 從而屏蔽底層的復雜度，快速搭建區塊鏈應用。集中托管方式集中托管方式占比較多，如以太坊有超過 63%的用戶是通過統一的區塊鏈開發平臺 Infura 實現接入。 該方式可以有

10、效保障區塊鏈節點運行的穩定性及可擴展性，通過提供 API節點集群， 讓普通開發者無需在本地運行龐大的全節點就可快速接入區塊鏈系統。 離散接入方式離散接入方式則是為不同底層服務供應商制定接入標準并進行節點部署審核， 幫助企業及開發者借助標準化的接口快速連接到不同區塊鏈所對應的服務器， 最終完成開發工作。 因其統一的配置、統一的接口等標準化優勢，逐漸得到眾多服務廠商和用戶認可。來源：中國信息通信研究院圖 3 區塊鏈基礎設施部署模式分類區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）5區塊鏈基礎設施跨鏈系統模塊化。 跨鏈系統建設主要采用中心化或多重簽名的公證人、側鏈/中繼、哈希鎖、分布式私鑰控制等四種技術方案

11、， 特別是中繼技術已經逐漸發展成為最典型的跨鏈實現機制。隨著跨鏈從技術研究走向產品化， 并結合多鏈方案開展建設應用實踐，逐漸形成了快速接入、平臺接入、服務樞紐等三種常用的服務模式?？焖俳尤肽Ｊ娇焖俳尤肽Ｊ?， 通過構建三層跨鏈互操作架構 （接入層、 業務邏輯層、區塊鏈層），基于可拆分、可流轉的數字憑證，推動產業鏈企業開展合約化協同場景的跨域合作，提升跨鏈互操作效率；平臺接入模式平臺接入模式，借助側鏈方案，將業務平臺與區塊鏈系統作為整體，通過跨鏈方式將平臺交易信息存證到鏈上進行業務數據錨定， 充分發揮基礎設施提升業務數據可信度的作用；服務樞紐模式服務樞紐模式，基于可信跨鏈服務網關構建基礎設施，可針

12、對不同類型的鏈上業務參與方，以最小改動原則進行技術適配，滿足各條異構鏈之間信息及資產跨鏈需求。來源：中國信息通信研究院圖 4 區塊鏈基礎設施跨鏈發展歷程區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）6( (二二) )基礎設施屬性持續增強，政府與產業支持提升基礎設施屬性持續增強，政府與產業支持提升全球對區塊鏈基礎設施支持力度大幅提升。 美國美國利用在全球金融和技術上的領先地位，希望繼續引領全球區塊鏈發展。美國拜登政府于 2022 年 3 月簽發總統令，要求美國政府各部門研究區塊鏈技術、數字資產發展與應用情況，分析其對美國金融、技術影響；美國國家科學技術委員會發布的先進制造中的美國領導戰略和美國國防部發布

13、的國防部數字現代化戰略中均提到對區塊鏈技術研究和基礎設施建設的推動。歐洲歐洲注重區塊鏈區域影響力和協同發展，重視數字身份的應用。 歐洲區塊鏈基礎服務設施 （European Blockchain ServicesInfrastructure, EBSI），已獲得 30 個歐洲國家參與和支持，覆蓋率超過 60%；2022 年 2 月，歐盟委員會發布數字歐洲計劃”并宣布將繼續推進 EBSI 服務創新、區塊鏈標準和數字身份等。日本日本決心抓住Web3 機遇，探索區塊鏈基礎設施建設帶來的經濟增長機會。日本首相岸田文雄于 2022 年 5 月發表聲明,將區塊鏈基礎設施為技術支撐的新一代互聯網框架 Web

14、3 發展上升為國家戰略，并于 6 月批準了日本2022 年經濟財政運營和改革的基本方針，提出將努力為實現這樣一個去中心化數字社會進行必要的環境改善。 韓國韓國政府則以元宇宙建設為起點，投資超過 1.77 億美元啟動元宇宙領域產業發展，韓國知名公有鏈 Klaytn 依托韓國最大科技公司 Kakao 轉型成為全球領先的區塊鏈基礎設施。我國我國對區塊鏈基礎設施的支持力度持續增加，33個省、 市基于“十四五”規劃中數字經濟發展和區塊鏈技術創新的指導方向，在資金、政策、產業、應用層面推出了一系列的政策支持。區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）7面向區塊鏈基礎設施的投資規模持續加大。截止 2022 年

15、5 月，全球區塊鏈投資機構累計投資 2897 個項目， 投資金額達 658 億美元。在投資數量方面在投資數量方面，基礎設施項目占全部區塊鏈投資 22%左右，其中2021 年共有 285 次區塊鏈基礎設施項目投資， 達到 2020 年三倍規模。在投資金額方面在投資金額方面，2021 年投資為 75 億美元，而 2022 年僅前 5 個月的投資就達到 90 億美元，超過去年全年投資總額。在投資占比方面在投資占比方面，a16z、Coinbase、Biance、Alameda Reasearch、Multicoin Capital 等五家知名區塊鏈投資機構都選擇將基礎設施視為重點投資領域。來源：中國信

16、息通信研究院圖 5 區塊鏈基礎設施項目投資占比來源：中國信息通信研究院圖 6 歷年區塊鏈基礎設施項目投資數來源：中國信息通信研究院圖 7 歷年區塊鏈基礎設施項目投資金額區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）8( (三三) )基礎設施能力拓展延伸，成為基礎設施能力拓展延伸，成為 Web3 核心底座核心底座隨著全球區塊鏈基礎設施建設規模的不斷擴展、 運行能力的不斷增強，其定位已經不僅局限于對原有互聯網（包括產業數字化轉型）在傳遞信任和管理價值等方面的能力補充，已經拓展延伸到 Web3、元宇宙等數字原生的新一代互聯網探索。Web3 是以太坊公有鏈和波卡跨鏈生態的創始人加文伍德博士在 2014 年提出

17、的新一代互聯網框架。 Web3 核心理念是通過新的協議和行動，讓互聯網更加去中心化、更加安全，讓用戶掌握自己的數字身份和數字資產，從而打破平臺壟斷，開啟新的全球數字經濟浪潮。目前，Web3 已初步形成包括設施層、協議層、能力層、應用層在內的四層功能框架。其核心是數字身份、數字資產、數字對象，底層將依托于區塊鏈構建的分布式基礎設施重塑存儲、計算、通信、安全，以數字錢包為入口，接入網絡并連接瀏覽、社交、媒體、游戲等不同領域的去中心化 Web3 應用。元宇宙概念則是 1992 年誕生于科幻小說雪崩，被用于描繪一個龐大的虛擬現實世界。元宇宙的本質是在虛擬現實/增強現實、人工智能、區塊鏈、物聯網等多種技

18、術推動下，與真實世界平行發展的虛擬數字世界。在當今數字經濟重組全球要素資源、重塑全球經濟結構、改變全球競爭格局的過程中，元宇宙作為一個擴展現實的數字原生空間，將會更加有利于發揮數據要素的價值、發揮數字技術的戰略性變革作用。盡管元宇宙尚處于發展的初期階段，但其核心技術、重要產品、典型應用、產業生態已經在形成。區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）9一方面，區塊鏈基礎設施被視為構建 Web3、元宇宙的核心底座。Web3 提出對互聯網架構去中心化和安全可信的變革創新，需要依賴區塊鏈基礎設施， 以及在這樣一個底層分布式框架上提供用戶可自主管理的數字身份、可確權可交易的數字資產等共性能力。元宇宙未來所構

19、建形成的虛擬數字空間中的各種虛擬數字人、虛擬土地和場所、虛擬服務和應用，也都需要依賴區塊鏈提供對各種資源的存證。另一方面，Web3、元宇宙加快促進區塊鏈基礎設施全方位發展。2021 年以來， 全球 Web3 技術應用均呈現明顯增長形勢， Meta、 谷歌、亞馬遜、推特、eBay、奈飛、Paypal 等海外企業及阿里、騰訊等國內企業都在 Web3 領域開展了實際探索。Web3 應用規?？焖侔l展，就對底層網絡設施的服務性能、接口工具、交互方式、治理監管等提出了大量新需求，這也極大地促進了區塊鏈基礎設施的發展。二、區塊鏈基礎設施發展路徑的交織與演化區塊鏈基礎設施研究報告（2021 年）總結提煉出四種

20、發展路徑以來， 經過近一年多的發展， 出現了一定程度的交織與新的演化。路徑一是開源社區驅動的區塊鏈基礎設施生態化，得益于開源、開放等協作模式， 吸引大批投資者和貢獻者加入來共同促進社區生態繁榮，形成的標準規范得到全球事實性認可， 為大多公眾創新應用提供服務。路徑二是分域節點建設的區塊鏈基礎設施網絡化， 多數由于整體規劃龐大， 前期容易受政策、 資金、 主體等方面較大影響， 建設周期很長；但隨著建設路徑的逐漸清晰、網絡規模的不斷擴大，容易受到產業界的認可并與開展深度融合，在產業數字化轉型中將發揮重要的作用。區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）10路徑三是行業應用優先的區塊鏈基礎設施業務化，大部

21、分起點較高，但發展趨勢受熱點事件、熱點場景的影響較大，容易受到業務局限性而無法清晰區分業務范疇，開始與路徑一、路徑二的項目形成整合。路徑四是公共服務引導的區塊鏈基礎設施平臺化， 對跨鏈等共性技術的認識，容易受到其他已有設施實際運行的需求影響，所以多數跨鏈平臺項目也在借助路徑一發展方式加強主動話語權， 同時部分路徑二的實踐在頂層架構設計中即與路徑四開展了整合。來源：中國信息通信研究院圖 8 區塊鏈基礎設施發展路徑演進趨勢( (一一) )開源社區驅動的生態化路徑開源社區驅動的生態化路徑：形成事實性標準規范形成事實性標準規范一是開源社區擴展形成了多個陣營，多鏈共存成為趨勢。大部分開源社區致力于依托公

22、有鏈模式建設基礎設施（例如以太坊社區）。截止 2022 年 6 月，全球公有鏈數量已達 118 條，較 2021 年初僅有11 條主要公有鏈，數量超過 10 倍。少部分開源社區致力于依托聯盟鏈模式建設基礎設施（例如超級賬本社區）或聚焦跨鏈公共服務模式開展建設（例如 Web3 基金會）。整體看，開源社區發展多元化，以太坊市場份額從 96%下降至 62%， 逐漸形成新的四大社區陣營， 即包區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）11括側重生態兼容性的以太坊兼容鏈、側重處理性能的技術創新鏈、側重區塊空間的二層擴容鏈及側重互聯互通的跨鏈協議生態鏈等。來源：中國信息通信研究院根據 FootprintAna

23、lysis 數據整理圖 9 依托公有鏈模式的全球區塊鏈基礎設施數量增長趨勢二是開源社區開發者人數顯著增加，活躍度保持新高度。不同于傳統企業雇傭專職研發人員和運維團隊的集中式項目建設方式， 開源社區的組織協作模式天然契合了區塊鏈去中心化的思想和基于共識算法的信任機制，更符合區塊鏈基礎設施項目的建設需求。根據全球最知名開源社區 GitHub 的數據統計，2021 年區塊鏈社區開發人數和活躍度均達到了歷史之最，新增 34391 名區塊鏈開發者，月均活躍達到 18416 名（占比 53.5%），區塊鏈基礎設施項目開發活躍度增幅達到 68.6%，為全球區塊鏈技術和產業發展形成了重要貢獻。區塊鏈基礎設施研

24、究報告（2022 年）12來源：Electric Captial2021 區塊鏈開發者報告圖 10 區塊鏈社區開發者月活躍人數增長趨勢來源：Electric Captial2021 區塊鏈開發者報告圖 11 區塊鏈社區開發者新增人數增長趨勢來源：a16z crypto圖 12 區塊鏈社區開發者新增人數增長趨勢區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）13三是開源社區治理方案在逐步成熟，提案成為事實標準。大多數區塊鏈基礎設施項目已逐步形成開源社區治理機制， 可通過提案投票等形式推行改進方案，來持續提升基礎設施服務能力。如以太坊開源社區的改進提案（Ethereum Improvement Propos

25、als，EIP）已評議超過四千多條標準提案，其中同質化通證標準（ERC20）和非同質化通證標準（ERC721）被很多開源社區廣泛使用，成為事實性標準。四是開源社區可穩定運行基礎設施， 部署模式存在差異。 自 2015年上線以來，在以太坊社區的努力維護下，以太坊區塊鏈基礎設施已穩定運行近 7 年，社區運行模式得到業界認可。但考慮到去中心化、安全性和性能之間的平衡問題， 開源社區部署網絡節點數量差異較大。如以去中心化和網絡安全性為重心、 致力于廣泛服務的以太坊區塊鏈基礎設施，目前已建設記賬節點 2048 個，驗證節點超過 20 萬個。而側重交易性能、致力于為用戶提供高效快捷服務的幣安智能鏈，由于犧

26、牲部分去中心化特性以換取更高的性能， 目前只有 21 個驗證節點。( (二二) )分域節點建設的網絡化路徑分域節點建設的網絡化路徑：規模網絡需較長周期規模網絡需較長周期一是分域節點建設重視頂層規劃，工程建設周期較長。各國政府高度重視區塊鏈基礎設施對推動傳統產業數字化轉型和打造新型數字原生空間的戰略意義， 積極組織推動可覆蓋本國或本地區的區塊鏈節點網絡， 但此類重大工程的建設通常會被劃分為若干階段分步實施。例如“星火鏈網”是在中國工業和信息化部的指導與支持下，采用許可公有鏈模式建設的區塊鏈基礎設施，自 2020 年正式啟動以來，目前完成部分超級節點、骨干節點的建設任務，初步覆蓋了京津冀、長區塊鏈

27、基礎設施研究報告（2022 年）14三角等國內經濟發展較快、信息化水平較高的區域。此外，歐盟委員會和 29 個國家（包括所有歐盟成員國、挪威和列支敦士登）共同推動建設的歐洲區塊鏈服務基礎設施 EBSI，自 2018 年正式啟動以來，目前完成 36 個公共服務節點部署，覆蓋超過 60%歐洲地區，尚有節點處于建設階段。二是分域節點建設預期目標較高，多數需要追加投資。采用此類路徑建設的區塊鏈基礎設施， 多數由政府主導或委托專業研究機構和企業作為建設運營者，通常被定位于國家級重大工程項目，并在政府主管部門的組織下參與支撐產業數字化轉型等經濟社會的重要發展和科技革命的重要創新。但隨著項目的實施和任務的調

28、整，投資規模往往會不斷增加。例如歐洲區塊鏈服務基礎設施 EBSI 的啟動，是在2019 年由歐盟委員會通過“歐洲互聯設施”項目提供的 400 萬歐元初始資金支持，隨后歐盟委員會再次通過“歐洲地平線 2020” 計劃為EBSI 技術供應商提供 620 萬歐元資金支持。到 2021 年 11 月，歐盟委員會通過“數字歐洲計劃”為 EBSI 提供 3800 萬歐元資金支持， 其中EBSI 節點建設和區塊鏈監管試驗占 2200 萬歐元， 區塊鏈應用服務占1500 萬歐元，區塊鏈標準化工作占 100 萬歐元。三是分域節點建設能力不斷外溢，跨境部署成為熱點。受到全球新冠肺炎疫情和局部地緣政治沖突影響， 跨

29、境貿易成為支持經濟復蘇的重要動力， 世界各國普遍希望發揮區塊鏈基礎設施在促進數據要素市場化配置、跨境數據流通等方面的能力。例如“星火鏈網”在泰國、馬來西亞等地部署境外節點，推動“一帶一路”國家間跨境數據流通、區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）15跨境貿易溯源等新模式。 此外， 烏克蘭成為繼挪威和列支敦士登之后，第三個除歐盟成員以外，加入歐洲區塊鏈合作伙伴關系的國家，希望通過 EBSI 為戰爭沖突中的難民提供跨境庇護登記和援助等服務。( (三三) )行業應用優先的業務化路徑行業應用優先的業務化路徑：受業務場景影響較大受業務場景影響較大一是行業應用市場難以支持通用設施，缺少業務規模。在能源、通

30、信等信息化水平高、 基礎條件好、 應用場景多、 市場規模大的領域，部分領軍企業或第三方機構牽頭建設區塊鏈基礎設施， 以服務本行業為起點，逐步擴展至及它行業形成通用設施，已經取得了一些進展。例如國家電網公司已建成國內電力能源領域最大的區塊鏈基礎設施“國網鏈”，可實現綠電生產、交易、消納等全過程信息上鏈，建立了安全共識、互信高效的綠電交易通道與綠電溯源機制，為電力數據安全流通和外部協同提供可信支撐。但在其他一些細分領域內，由于數字化轉型的進程原因，急需傳遞信任和管理價值的應用場景并不多，使得獨立建設和推動區塊鏈基礎設施的探索難以得到足夠資源支持。二是行業應用范疇受到原有業務限制，影響業務辨識。以區

31、塊鏈基礎設施建設運營主體原先所在的優勢業務領域逐步拓展到其他業務領域的設想，可能面臨來自組織協作層面的的信任危機。例如美國臉譜公司是全球知名的互聯網社交巨頭企業， 但其試圖以社交為起點，為全球金融交易構建統一的區塊鏈基礎設施 Diem， 為超過 20 億用戶提供方便、快捷、安全跨境支付服務，打破現有金融體系格局的理想過于宏大。2022 年 1 月底，在金融監管和伙伴質疑的多重壓力下，Diem 項目以被美國加州特許銀行低價收購而宣告失敗。區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）16三是行業應用方向受到熱點場景牽引，發生業務轉移。相較于傳統產業數字化轉型面臨的諸多實際挑戰，構建全新的數字原生空間、探

32、索輕量級的應用更容易取得快速進展。 不僅選擇行業應用優先路徑推動區塊鏈基礎設施建設的主體，包括很多其他的建設運營主體，也紛紛開始投入更大力量支持數字資產、數字藏品等新的熱點場景。如2022 年 1 月，區塊鏈服務網絡 BSN 推出了分布式數字憑證基礎網絡BSN-DDC，為數字藏品業務方和平臺方提供安全可信、價格低廉的環境，用于數字藏品的生成和管理。2022 年 6 月，“星火鏈網”也上線推出數字原生資產服務網絡（Digital Native Asset，DNA），為不同的數字藏品平臺提供統一的數字藏品注冊、認證和查詢等功能。( (四四) )公共服務引導的平臺化路徑公共服務引導的平臺化路徑：跨鏈

33、實際需求在改變跨鏈實際需求在改變一是跨鏈系統首先服務資產交易場景，穩定運行值得關注?？珂溂夹g最早是美國瑞波公司于 2012 年首次提出的跨鏈轉賬方案。 隨后，Cosmos、Polkadot 等明星級跨鏈項目啟動，使得跨鏈目標由資產擴展到數據和業務等深層次互操作。 但由于加密數字貨幣應用占極高比重，實際上多數跨鏈系統和產品仍然是首先被應用于資產交易場景。 例如知名跨鏈系統Multichain主要是針對支持以太坊虛擬機的區塊鏈之間提供跨鏈服務， 目前可支持近 40 條區塊鏈超過 1721 種加密數字貨幣的資產轉移。但服務于多條區塊鏈的跨鏈系統通常由第三方運營，其基礎設施屬性和穩定運行能力沒有得到足

34、夠重視，例如 2022 年 1 月Multichain 跨鏈系統因安全漏洞被盜超 450 枚以太幣，價值約 143 萬美元；2022 年 6 月，Horizon 跨鏈橋系統被盜，損失超過 1 億美元。區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）17二是跨鏈技術可有效支持異構鏈接入，概念擴展值得認可。隨著區塊鏈應用探索的加快， 全球各國都在積極開展區塊鏈基礎設施建設?？紤]到技術、運營、治理等多方面的因素，多數基礎設施的建設主體都認識到任何一條單鏈不可能完全滿足全部業務需求， 同時單鏈架構也難以同時滿足高安全、高性能、高擴展等特點，很難在全球范圍內保持區塊鏈基礎設施建設底層的單一性。因此，分布自治、跨鏈

35、成網是現階段構建基礎設施的必然趨勢， 一大批項目實踐都在架構設計中希望支持對多種不同底層技術框架的異構鏈接入。 盡管“接入”強調南北向對接，而“跨鏈”強調東西向互通，但其技術本質十分相似。例如“星火鏈網”正是基于對數字身份標識和數字原生資產的跨鏈服務，通過骨干節點，實現蜀信鏈、云洲鏈等不同異構底層鏈的接入。三是跨鏈架構影響多數基礎設施設計，運營模式值得思考?？珂溂夹g的不斷成熟、跨鏈產品的不斷豐富、跨鏈理念與“接入”等需求的交織重疊， 使得更多區塊鏈基礎設施運行主體開始關注跨鏈系統的建設，逐漸形成了跨鏈系統提供商模式和公有鏈自建等兩種典型模式。例如波卡作為知名的跨鏈系統提供商， 通過Web3基金

36、會等社區組織，設計研發了可提供跨鏈互操作服務的平行鏈插槽，但實際應用有限，是否以產品形式交付其他區塊鏈基礎設施部署和運營值得思考。三、區塊鏈基礎設施技術創新垂直維度的區塊鏈基礎設施功能協議?？蚣苴呌诜€定， 技術創新的熱點方向主要是進一步提高服務性能、加強交互友好性、增強可信安全性等。區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）18( (一一) )處理能力：單鏈交易的并發量取得突破處理能力：單鏈交易的并發量取得突破隨著區塊鏈應用逐漸擴展，不再局限于加密數字貨幣領域，而是向制造、服務、文化、能源等更多行業領域延伸，對基礎設施底層鏈的處理能力也提出了更高的要求。 單條區塊鏈的并發性能通常用每秒傳輸的交易處

37、理個數（Transactions Per Second，TPS）進行衡量，主要取決于共識算法及處理交易所涉及的全網廣播和節點驗證環節， 這兩個過程又與廣播的傳輸效率和節點的處理能力有關。 其中廣播的傳輸效率由各個節點網絡帶寬決定，受限于通信技術；而節點的處理能力通常和節點計算性能有關。因此，可通過提高節點的計算性能和分割網絡進行并行交易處理來提高單鏈交易的性能。創新點一：采用硬件加速或者鏈外計算技術，提升高并發場景下區塊鏈節點的計算性能。如螞蟻鏈、長安鏈、萬向鏈、“星火鏈網”等相繼推出區塊鏈節點硬件加速器，通過軟硬件深度融合，提高節點計算性能，其中螞蟻一體機可實現每秒 10 萬筆交易的處理能力

38、。創新點二：采用網絡分片(Network Sharding)和有向無環圖（DirectedAcyclic Graph，DAG）技術，提高網絡并行處理能力。如以太坊 2.0 最終目標是通過分片來解決性能不足問題，希望可實現每秒 100 萬筆上鏈交易。此外，IOTA、Nano 等項目都采用 DAG 技術并行打包區塊的方式來提高并發量。 =區塊交易數量區塊交易數量區塊產生時間區塊產生時間=區塊鏈交易數量區塊鏈交易數量全網廣播時間全網廣播時間+節點驗證時間節點驗證時間區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）19( (二二) )交互能力：服務平臺的用戶友好性提高交互能力：服務平臺的用戶友好性提高技術門檻、

39、 運營成本等問題長期影響區塊鏈基礎設施規?；l展。對于大部分來自開源社區的上層應用開發者而言， 無法承擔本地部署基礎設施節點的計算、存儲、通信等成本，也不具備長期運行節點的能力， 迫切希望借助第三方提供的通用服務平臺在本地分布式應用和遠端區塊鏈節點之間建立連接，從而屏蔽底層鏈復雜度，降低開銷，提高開發效率。創新點三： 采用區塊鏈即服務平臺 （Blockchain as a Service, BaaS）技術，提供快速搭建區塊鏈基礎設施節點的能力。從參與的主體看，互聯網平臺企業、 云服務商、 獨立區塊鏈技術提供商及大型金融企業、通信企業等都在加入此類技術競爭。 特別是云服務商依托廣泛分布的計算設施

40、、扎實的技術產品、雄厚的市場渠道，在競爭中呈現顯著優勢。例如微軟 Azure 云平臺可提供以太坊區塊鏈即服務 EBaaS，華為云區塊鏈服務 BCS 同時支持自主研發的區塊鏈引擎和超級賬本。創新點四：采用區塊鏈通用接口平臺技術，提高系統的開放性與節點的遠程托管能力。就類似于云計算中把計算存儲等 IT 基礎設施虛擬化為一種服務通過網絡對外提供的 IaaS 模式， 以太坊選擇 Infura系統來托管區塊鏈節點集群，從而開放通用功能的程序接口，便于開發者高效快速接入。此外，微眾、騰訊等發起成立開源聯盟鏈生態圈“金聯盟”，致力于打造面向金融級區塊鏈基礎設施 FISCO-BCOS，基于中間件平臺，提供了數

41、據治理通用組件、多方治理協作組件等，以及區塊鏈應用開發工具和節點托管服務。區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）20( (三三) )上鏈能力：接入終端的可信安全性增強上鏈能力：接入終端的可信安全性增強隨著區塊鏈基礎設施與實體經濟深度融合， 芯片安全可控及數據隱私保護越來越受到重視， 對各種安全算法協議的硬件化成為區塊鏈端側領域發展的重要方向。 一方面物聯網和區塊鏈之間的交互主要在云端，物聯網終端源頭產生的數據存在被篡改風險，難以實現區塊鏈信任機制的商業閉環； 另一方面私鑰作為用戶訪問區塊鏈系統和控制數字資產、數字身份的“鑰匙”，其安全存儲問題就至關重要。創新點五：采用終端設備硬件底層部署可信數

42、據上鏈技術，打通“物聯網+區塊鏈”關鍵一環。紫光展銳攜手萬向區塊鏈、摩聯科技、廣和通推出全球首款 Cat.1 區塊鏈模組 L610， 使基于春藤 8910DM 的物聯網設備具備訪問區塊鏈和調用智能合約能力， 實現數據可信上鏈。創新點六： 采用數字錢包私鑰加密存儲與恢復技術保障秘鑰安全?！靶腔疰溇W”區塊鏈基礎設施結合其 S1 芯片，可以為用戶提供區塊鏈密鑰安全存儲解決方案， 滿足密鑰不可讀取、 復制、 導出等安全要求。螞蟻鏈使用其 T1 安全芯片，通過區塊鏈對關鍵數據進行數字簽名和完整性驗證，實現“區塊鏈+安全芯片”的軟硬件技術創新。四、區塊鏈基礎設施應用實踐隨著全球區塊鏈基礎設施建設規模的不斷

43、擴展、 運行能力的不斷增強，已經不僅應用于加密數字貨幣等場景，而是在制造業、服務業等不同的領域開展應用實踐， 涌現出數字藏品、 數據流通、 雙碳交易、供應鏈金融、產品溯源等一批典型的去中心化多方信任應用模式。區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）21( (一一) )數字藏品數字藏品需求分析需求分析：數字藏品是使用區塊鏈技術，對作品、藝術品生成的唯一數字憑證，在保護其數字版權的基礎上，實現真實可信的數字化發行、購買、收藏和使用。目前國內數字藏品市場處于各平臺分別自選區塊鏈進行發行的階段， 用戶無法通過個人信息查詢名下所有數字藏品情況，數字藏品在流轉過程中的平臺安全性問題也有待于解決。解決方案：解

44、決方案：大多數文化產業從業者，如藝術品的版權所有方等，不一定有深厚的區塊鏈專業技術知識， 依托第三方區塊鏈服務商建設、部署、運營專用區塊鏈系統成本高且難維護，利用區塊鏈基礎設施的公共服務能力和靈活部署能力，有利于降低數字藏品發行管理成本。此外，區塊鏈基礎設施為數字藏品的鑄造和認證，可提供統一的數字憑證注冊和認證等一站式服務，從而形成長期穩定的服務能力。典型案例：DNA基于“星火鏈網”的數字原生資產網絡數字原生資產（Digital NativeAssets，DNA）服務網絡，基于“星火鏈網”區塊鏈基礎設施， 可以為數字藏品平臺提供便捷的、 安全的、低成本的服務。數字藏品平臺可通過 DNA 服務網

45、絡完成其數字藏品注冊，并獲得認證。同時，基于 DNA 服務網絡直接發行的數字藏品均可通過“星火鏈網”提供的唯一分布式標識符，進行數字藏品查詢。區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）22來源：中國信息通信研究院圖 13 星火鏈網數字原生資產服務網絡解決方案( (二二) )數據流通數據流通需求分析需求分析：數據要素市場化配置的流通過程中，面臨的問題主要在于以下幾個方面，一是數據確權，即數據要產生價值，必須解決數據所有權問題；二是數據可信，如溯源數據沒有得到充分利用，多數源于無法證明數據是否造假；三是數據互通，如各種信息系統相互獨立而形成孤島，則難以支持數據充分的流通。解決方案解決方案： 利用區塊鏈

46、基礎設施的廣泛接入能力和靈活部署能力，數據流通過程中所涉及的數據所有者、數據使用者等多種角色主體，可以通過更簡易的操作實現數據上鏈存證，對數據開放、數據交易、數據共享等不同行為，進行數據權限的配置、數據版本的管理、數據使用的記錄。特別是針對不同行業、不同領域的數據空間，區塊鏈基礎設施均可通過唯一的分布式標識進行覆蓋范圍內的全網統一檢索和認證。區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）23典型案例：RivTrust數據要素確權流轉平臺RivTrust 平臺為政企數據資源提供價值流轉載體，是基于區塊鏈基礎設施的數據協同平臺。在保證數據隱私的前提下，助力不同機構進行產業協同，完成數據資產的全生命周期管理

47、，實現數據資產的確權、保護和價值轉移。RivTrust 平臺主要是基于萬維網分布式標識符DID 技術和點對點傳輸協議 DIDcomm 技術，實現身份所有者自管理和分布式授權。通過憑證的上鏈存證幫助數據共享和安全可見，無懼信息孤島。目前可支持供應鏈、金融、能源、工商、稅務等多種領域的憑證申領和使用。來源：網絡公開資料圖 14 RivTrust 數據要素確權流轉平臺的技術架構區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）24( (三三) )雙碳交易雙碳交易需求分析： 碳交易將碳排放權視作以氣候環境資源使用權為實質的發展權，以市場化機制的效率原則解決環境治理問題，能以較低成本解決環境治理。碳交易市場存在交易

48、主體間信息不對稱、交易市場信息不透明等問題。低透明度使得交易者對市場缺乏信心，也妨礙了碳排放企業對自身碳資產進行有效評估和管理。解決方案： 針對碳交易中碳資產認證和交易市場多主體信任問題，出現了一批初創項目利用區塊鏈技術探索構建碳交易市場， 但由于應用場景和應用模式尚未成熟， 市場風險大， 單獨建設區塊鏈成本較高。利用區塊鏈基礎設施提供的公共服務能力， 能快速低成本構建高效可信的碳交易平臺，提供應用場景和應用模式驗證基礎，有效降低應用風險，加速打造碳交易主體、交易機構、第三方認證機構、政府機構等多方參與、靈活互動的碳資產交易模式。典型案例：Flowcarbon通證化碳信用交易平臺Flowcar

49、bon是基于Celo協議建立的碳信用發行交易平臺，通過將碳信用通證化，打通碳信用鏈上和鏈下的雙向流通，來提升流動性，一定程度提升了透明性和交易效率。 一是Flowcarbon發行GCO2通證，供給方可以將自己多余的碳信用上鏈變成通證， 用戶根據自身需要購買；反之，用戶也可以將購買的通證贖回為鏈下對應的碳信用。其二是Flowcarbon引入GNT捆綁通證，為碳信用市場引入流動性。每個GNT通證也都由儲備的碳信用額所支撐， 這種一對一的碳信用掛鉤機制，實現GNT價格與碳信用市場定價保持一致。區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）25來源：中國信息通信研究院圖 15 Flowcarbon 技術架構及

50、其解決方案( (四四) )供應鏈金融供應鏈金融需求分析需求分析：供應鏈金融以供應鏈上下游的真實貿易為基礎，強調成員企業間競爭與協作的特殊關系，是中小企業重要融資渠道，主要分為應收賬款融資、倉單融資和訂單融資等三種類型。其中應收賬款融資占供應鏈金融業務 60%左右， 主要圍繞核心企業展開。 企業信用資質，核心企業的配合度決定了應收賬款融資規模和風險程度。金融機構、保理公司依托核心企業來為供應鏈上的中小企業提供服務，信息的不透明嚴重影響整個鏈條效率，也不利于構建供應鏈信用體系。解決方案解決方案：針對供應鏈金融中，供應商、核心企業、銀行和金融機構等多方參與跨地域交易場景下的流程復雜，監管效率低等問題

51、，結合區塊鏈基礎設施廣泛接入能力，幫助更多中小企業上鏈，為所有參與方提供了便捷的訪問途徑，簡化審批認證流程，便于銀行和金融機構低成本高效地做出放貸決策； 結合區塊鏈基礎設施公共服務能力，借助數據存證嚴防票據作假、重復質押等風險問題，降低了交易信用風險，提升供應鏈金融交易流轉透明度，增強其整體監管水平。區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）26典型案例：壹諾供應鏈金融平臺壹諾供應鏈金融平臺，通過布比底層鏈與“星火鏈網”區塊鏈基礎設施的對接，發揮區塊鏈技術驅動供應鏈金融的創新效應。該平臺核心功能主要包括實名認證、憑證管理、在線融資、資金管理等。通過跨鏈互操作等關鍵技術，可促進全鏈條信息共享，實現供

52、應鏈金融可視化，降低中小企業融資成本，提高資金流轉效率，間接降低整體生產成本。來源：布比(北京)網絡技術有限公司圖 16 壹諾供應鏈金融平臺技術架構( (五五) )產品溯源產品溯源需求分析： 溯源是在產品流通過程中回溯對象來源、 用途、 位置、參與方等信息的活動，以實現對象來源可查、去向可追、責任可究、風險可控。由于往往溯源涉及生產、流通、使用等多種不同的環節，存在鏈條長、業務復雜、參與主體多等問題，因此需要跨領域協同，打破上下游信息共享壁壘。解決方案：利用區塊鏈基礎設施廣泛接入能力，有利于全產業鏈上下游的各種協作主體， 在無需復雜系統改造和新平臺建設的情況下，區塊鏈基礎設施研究報告（2022

53、 年）27參與產品溯源應用。同時，利用區塊鏈基礎設施公共服務能力，可以減少消費品、 工業品等各種行業為產品溯源單獨建設區塊鏈系統并且運營信任體系所造成的重復建設和成本問題。典型案例：IBM Food trust食品溯源與供應鏈管理IBM Food Trust 通過建立更安全、 更智慧和更可持續發展的食品生態系統使所有供應鏈網絡參與方受益。 通過使交易和數據實現數字化，提高了整個供應鏈（包括種植者、加工商、運輸商、零售商、監管者、消費者）的工作效率。同時，該解決方案支持授權用戶即時訪問涵蓋從農場到商店再到消費者的整個供應鏈數據。 在區塊鏈基礎設施靈活部署基礎上，IBM Food Trust集成了

54、物品編碼的 GS1 標識體系和 EPCglobal 網絡服務系統架構，可為參與方提供便捷的產品鏈管理和溯源服務。目前，該系統已經成為市場上規模最大且最活躍的非加密數字貨幣區塊鏈基礎設施應用，已開展交易服務 900 多萬筆。包括家樂福、沃爾瑪等零售巨頭都是 IBM Food Trust成員。來源：網絡公開資料圖 17 IBM Food Trust的產品溯源功能模塊與業務流程區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）28五、總結與展望比特幣網絡作為區塊鏈技術的首個系統性實踐， 主要應用于加密數字貨幣。 而以太坊作為全球第一個推出智能合約功能的區塊鏈平臺，則更加符合區塊鏈基礎設施支持跨行業、 跨領域開展

55、大規?？尚艆f作網絡建設的需求。自 2015 年 7 月 30 日，以太坊主網正式上線以來，經過七年時間的發展，包括“星火鏈網”、區塊鏈服務網絡 BSN、歐盟區塊鏈基礎設施 EBSI、印度國家區塊鏈框架 NBF 等國家級重大工程先后啟動節點建設和應用探索， 其他各種公有鏈網絡和跨鏈系統項目更是多達數百個， 足可見全球各國和產業界都高度重視構建這一信任和價值的新型基礎設施。 我們相信， 隨著區塊鏈技術的持續性改善，數據要素的市場化價值將不斷得到發揮， 區塊鏈基礎設施將有力支撐傳統產業的數字化轉型和數字原生空間的探索！( (一一) )網絡信任底座是一項復雜的系統性工程網絡信任底座是一項復雜的系統性工

56、程互聯網的核心精神是包容、開放、簡單，通過采用數據分組交換等技術提供了“盡力而為”的服務，計算、存儲、通信被視作互聯網的基本要素，但安全可信未被納入互聯網體系架構最初的設計考慮，只有通過持續的各種安全補丁來彌補。通過區塊鏈基礎設施的建設，為網絡構建信任底座，將有助于從根本上解決這一問題。但隨著全球互聯網近五十年的發展演進，已成為影響社會治理和經濟發展的基石，任何變革都將牽一發而動全身。 因此， 重新構建基于機器的信任體系，不僅需要完善區塊鏈基礎設施自身的建設， 還需要充分考慮其對網絡基礎資源管理、網絡底層協議的影響，以及對網絡應用生態的適配。區塊鏈基礎設施研究報告（2022 年）29( (二二

57、) )基礎設施建設與應用創新趨于同步開展基礎設施建設與應用創新趨于同步開展“優先完成設施的全面建設”，還是“同步開展規模性應用實踐”，是任何基礎設施發展都會面臨的艱難選擇。過去幾年時間內，大部分區塊鏈基礎設施的關注重點都是前者， 而目前更多主體開始選擇后者。例如許多開源社區驅動的區塊鏈基礎設施生態化發展， 已經不再受限于加密數字貨幣應用， 而是在制造、 能源、 文化等領域積極探索應用。在政府支持下采用分域節點建設的區塊鏈基礎設施網絡化發展， 更是格外重視與產業的深度融合，通過頂層設計、資金和政策引導等多重方式，組織大規模的多方信任建立與數據價值發揮等應用實踐。( (三三) )數字原生空間將帶來

58、更直接的發展需求數字原生空間將帶來更直接的發展需求在現有互聯網體系架構內建設網絡信任底座的復雜程度和成本很高，這也在一定程度上限制了區塊鏈基礎設施的發展，容易引發對發展模式和路徑的爭議。但在過去的一年里，全球范圍內對 Web3、元宇宙等數字原生空間的技術研究、產品研發、應用探索大幅加速。一方面，在這樣一些新的網絡空間內，從體系架構設計的初始階段，就充分考慮信任底座的內生建設， 更容易得到全球各方的認可和支持；另一方面，數字原生空間內部的經濟理論模型已經發生改變，依賴于對數據要素的確權、交互、交易等基本支持和數字身份、數字資產等基本單元， 也就迫切需要借助區塊鏈基礎設施在傳遞價值和管理信任等方面的功能。