全球公有鏈技術(shù)評估及指數(shù)編制

蒲松濤　劉倩

摘 要：論文圍繞全球主流公有鏈，提出了一種全新的技術(shù)評估模型。該模型從基礎(chǔ)技術(shù)、應(yīng)用性及創(chuàng)新力三個方面出發(fā)，以技術(shù)為聚焦，對全球公有鏈可進(jìn)行定量評估。依據(jù)評估模型，我們對全球33條主流公有鏈進(jìn)行了評估并按月度進(jìn)行結(jié)果發(fā)布，第5期評估結(jié)果顯示，EOS、以太坊、比特股、NEO和斯蒂姆鏈綜合指數(shù)位于全球前五位。通過技術(shù)評估，也分析得出了核心技術(shù)有待突破、應(yīng)用生態(tài)有待完善、新興公鏈優(yōu)勢突出、國產(chǎn)公鏈差距明顯等四條全球公有鏈技術(shù)創(chuàng)新的突出特點。

關(guān)鍵詞：區(qū)塊鏈；公有鏈；技術(shù)評估；評估指數(shù)

中圖分類號：TP274+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 引言

近10年的Gartner新興科技技術(shù)成熟度曲線[1]顯示，IT界已經(jīng)成為全球科技創(chuàng)新最為活躍的領(lǐng)域，新技術(shù)持續(xù)涌現(xiàn)，進(jìn)而帶動形成新產(chǎn)品、新模式、新業(yè)態(tài)。從大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、虛擬現(xiàn)實等新技術(shù)的創(chuàng)新價值來看，有新資源、新架構(gòu)、新工具、新平臺等，但這些均無法擺脫現(xiàn)有的IT體系及商業(yè)結(jié)構(gòu)。區(qū)塊鏈作為又一項新興信息技術(shù)，其核心價值并不在于原有業(yè)務(wù)效率的提升或產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)，而在于構(gòu)建起一個由代碼、軟件來決定的價值體系，可以看作是具有顛覆性價值的新興信息技術(shù)。

一般而言，區(qū)塊鏈可分為公有鏈、聯(lián)盟鏈和私有鏈，后兩者又可稱之為許可鏈[2]。從技術(shù)角度來看，公有鏈和許可鏈還是存在較大的差異的。例如，在公有鏈共識算法設(shè)計中，通常都會考慮到拜占庭將軍問題[3]。從應(yīng)用價值來看，許可鏈只用于某一組織或企業(yè)內(nèi)部，應(yīng)用范圍有限且通常無法對當(dāng)前的組織形式帶來變革，而公有鏈則不同，其應(yīng)用范圍是全球性的，并有望支撐新型的商業(yè)形態(tài)。因此，與許可鏈相比，公有鏈的應(yīng)用價值更大，其研究的必要性也更強。

2 對公有鏈技術(shù)創(chuàng)新的基本認(rèn)識

2.1 公有鏈?zhǔn)侨騾^(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新的核心領(lǐng)域

從區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新歷史來看，區(qū)塊鏈技術(shù)的提出、演進(jìn)都與公有鏈技術(shù)創(chuàng)新密切相關(guān)。例如，區(qū)塊鏈的概念源自于比特幣的底層技術(shù)體系[4]，以太坊的發(fā)明推動了智能合約技術(shù)的快速發(fā)展[5]，原子互換[6]、閃電網(wǎng)絡(luò)[7]、DAG（有向無環(huán)圖）[8]、分片、跨鏈、側(cè)鏈等新技術(shù)均源自于公有鏈并應(yīng)用于公有鏈。因此，加強公有鏈技術(shù)創(chuàng)新的研究和跟蹤，有助于掌握全球區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新的前沿方向。

2.2 公有鏈?zhǔn)菂^(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用的最終方向

區(qū)塊鏈技術(shù)有安全性高、防篡改、可追溯等基本特性，但從應(yīng)用價值來看，提高安全性、建立追溯體系僅是其最初級的應(yīng)用價值所在。區(qū)塊鏈的真正價值在于用軟件、代碼構(gòu)建一套自組織、自激勵的運行體系，而公有鏈?zhǔn)沁@一體系的最佳承載體。

2.3 公有鏈?zhǔn)菨撛诘奈磥斫?jīng)濟的基礎(chǔ)載體

智能合約是當(dāng)前公有鏈技術(shù)創(chuàng)新的重要方向，隨著更高效、更安全、更靈活的公有鏈平臺陸續(xù)上線，“公有鏈+Dapp（去中心化應(yīng)用程序）”有望成為新的商業(yè)形態(tài)，成為未來經(jīng)濟發(fā)展重要模式。具有公有鏈的Dapp有多個方面的應(yīng)用優(yōu)勢，例如全球化、自動執(zhí)行、自帶支付功能等等。從應(yīng)用定位來看，區(qū)塊鏈可以看作為價值互聯(lián)網(wǎng)的基石[11]，而真正實現(xiàn)這一價值的正是面向全球用戶開放的公有鏈。

3 公有鏈技術(shù)評估的原則和模型

3.1 評估對象的選擇

對于公有鏈的認(rèn)定和選擇，經(jīng)研究形成了五條基本標(biāo)準(zhǔn)：一是該公有鏈需具有自己獨立主鏈；二是公有鏈節(jié)點可自由創(chuàng)建；三是具有公開的區(qū)塊鏈瀏覽器，區(qū)塊信息可查閱；四是代碼必須開源；五是擁有項目主頁，項目團(tuán)隊可聯(lián)系?；诖藰?biāo)準(zhǔn)，截至全球公有鏈技術(shù)評估指數(shù)第五期，共選擇了33條公有鏈作為評估對象。

3.2 評估指標(biāo)制定原則

為了全面、客觀、科學(xué)地對全球主流公有鏈進(jìn)行評估，在指標(biāo)制定中堅持三個基本原則：一是普適性原則，即所選擇的指標(biāo)應(yīng)適用于所有的評估對象，對于每一個指標(biāo)每個評估對象都應(yīng)具有可度量的數(shù)據(jù)或可評估的信息；二是相關(guān)性原則，即評估指標(biāo)應(yīng)與公有鏈的技術(shù)創(chuàng)新相關(guān)，與技術(shù)無關(guān)的信息不予考慮；三是可操作性原則，即該指標(biāo)的測算或評估是可以實施的，相關(guān)數(shù)據(jù)和信息是可以獲取的。

3.3 評估模型

經(jīng)過初步的研究和持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)，形成了公有鏈技術(shù)評估ABC模型，如圖1所示。

該模型主要從基礎(chǔ)技術(shù)（Basic-tech）、應(yīng)用性（Applicability）和創(chuàng)新力（Creativity）三個層面對每條公有鏈進(jìn)行考察。

基礎(chǔ)技術(shù)主要考察公有鏈所實現(xiàn)的技術(shù)水平，根據(jù)公有鏈的技術(shù)體系主要包括四個方面，分別為公有鏈的功能、性能、安全性以及去中心化。在功能評估中，重點考察該公有鏈所具有的基本功能，如比特幣僅支持?jǐn)?shù)字貨幣的轉(zhuǎn)賬交易，而以太坊則支持智能合約。在性能評估中，主要考察該公有鏈的出塊效率、理論及實際交易吞吐量，以及平均轉(zhuǎn)賬交易成本。安全性評估考察該對象的架構(gòu)、共識、賬戶的安全機制以及網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。

應(yīng)用性主要考察公有鏈實際應(yīng)用過程中的優(yōu)劣勢。當(dāng)前，公有鏈的實際應(yīng)用主要包括了錢包應(yīng)用、節(jié)點部署和Dapp應(yīng)用等方面，因此在應(yīng)用性評估中主要考察了該公有鏈的節(jié)點部署支持情況、錢包數(shù)量及易用性，以及對于基于公鏈進(jìn)行開發(fā)的支持情況。

創(chuàng)新力側(cè)重考察公有鏈的持續(xù)創(chuàng)新能力以及對行業(yè)創(chuàng)新的貢獻(xiàn)度。當(dāng)前，公有鏈都是依據(jù)開源的模式進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新的，因此在創(chuàng)新力評估中，主要考察了公有鏈開源社區(qū)中參與開發(fā)者的數(shù)量、代碼的更新情況以及代碼的綜合影響力。

4 公有鏈技術(shù)評估指數(shù)的測算方法

根據(jù)公有鏈技術(shù)評估模型，采用無量綱化處理和綜合評價法，計算出各個公有鏈的技術(shù)評估指數(shù)。計算方法有幾種。

4.1 指標(biāo)無量綱化

為了消除各指標(biāo)單位不同的問題，首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，計算出無量綱化后的相對值。根據(jù)指標(biāo)數(shù)據(jù)類型的不同以及指標(biāo)體系的差異，選擇不同的處理方式和指標(biāo)基值。

記各評估指標(biāo)的原始值為Xij（i為指標(biāo)對象、j為指標(biāo)編號），無量綱化后的值為Zij，指標(biāo)j的計算基值為。

數(shù)值指標(biāo)的處理：在基礎(chǔ)技術(shù)以及創(chuàng)新力分項評估中，大多數(shù)的指標(biāo)為數(shù)值類指標(biāo)。為了避免原始值差異過大造成的指標(biāo)區(qū)分度不均衡，這里采用取對數(shù)的方法對指標(biāo)進(jìn)行無量綱化。指標(biāo)計算公式為 ：

二值指標(biāo)的處理：在應(yīng)用性分項評估中，部分原始數(shù)據(jù)使用二值指標(biāo)來處理，即如果Xij=1（表示“有”），則Zij=50；如果Xij=0（表示“無”），則Zij=0。

指數(shù)指標(biāo)的處理：在基礎(chǔ)技術(shù)和應(yīng)用性分項評估中，部分?jǐn)?shù)據(jù)已經(jīng)按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了指數(shù)化處理，因此只需將該數(shù)據(jù)歸一化處理即可。指標(biāo)計算公式為：

基值的計算：根據(jù)比特幣、以太坊等主流公有鏈相關(guān)數(shù)據(jù)或首期評估的平均數(shù)，確定不同的基值計算參考。

4.2 指標(biāo)權(quán)重確定

指標(biāo)權(quán)重的確定采取專家打分法。對于基礎(chǔ)技術(shù)、應(yīng)用性和創(chuàng)新力三個分項評估指標(biāo)體系，分別選取了三組專家組分別對各評估指標(biāo)體系內(nèi)二級指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行打分，各指標(biāo)體系權(quán)重總分為100。二級指標(biāo)的最終權(quán)重為專家打分的平均值λj，一級指標(biāo)的權(quán)重為所屬二級指標(biāo)權(quán)重的加和。在公有鏈技術(shù)評估總指數(shù)計算中，三個分項評估指數(shù)所占權(quán)重依舊由專家打分得出。

4.3 指數(shù)計算

公有鏈技術(shù)評估指數(shù)的計算采用加權(quán)平均法，即：

5 公有鏈技術(shù)評估結(jié)果及初步分析

5.1 公有鏈技術(shù)評估結(jié)果

基于公有鏈技術(shù)評估模型，第5期評估結(jié)果顯示，EOS、以太坊、比特股、NEO和斯蒂姆鏈位居全球前五名。從分項指數(shù)來看，今年新上線的EOS在基礎(chǔ)技術(shù)評估中占據(jù)了首位，其在出塊效率、交易吞吐量等方面具有顯著的優(yōu)勢；在應(yīng)用性方面，以太坊的應(yīng)用開發(fā)生態(tài)更加健全，評估指數(shù)相對領(lǐng)先；在創(chuàng)新力方面，比特幣則位列全球第一位，這與其在全球區(qū)塊鏈行業(yè)中的地位是一致的。

5.2 公有鏈技術(shù)評估結(jié)果分析

通過對評估數(shù)據(jù)和指數(shù)的分析，反映出全球公有鏈技術(shù)創(chuàng)新的四個特點。

一是基礎(chǔ)技術(shù)整體水平相對較低，核心技術(shù)有待突破。在基礎(chǔ)技術(shù)方面，部分技術(shù)指標(biāo)與公有鏈的大規(guī)模、商業(yè)化應(yīng)用需求還存在較大的差距。例如，55%的公有鏈僅支持?jǐn)?shù)字貨幣的轉(zhuǎn)賬交易功能，僅有21%的公有鏈支持圖靈完備的智能合約，表明大多數(shù)公有鏈在功能實現(xiàn)方面還有提升空間。據(jù)統(tǒng)計，公有鏈的平均出塊時間長達(dá)114秒，這就極大地限制了公有鏈的實際應(yīng)用。此外，新興技術(shù)的實際應(yīng)用還需要持續(xù)的研發(fā)，例如有向無環(huán)圖（DAG）技術(shù)還尚不成熟，而備受關(guān)注的分片技術(shù)也處在持續(xù)研發(fā)階段。

二是公有鏈應(yīng)用生態(tài)有待完善。由于早期大多數(shù)公有鏈都是通過社區(qū)來開發(fā)和運營的，其在面向用戶的應(yīng)用生態(tài)建設(shè)方面略顯不足。例如，只有不到40%的公有鏈向用戶提供了節(jié)點部署的教程，不到60%的公有鏈向開發(fā)者提供了具有公有鏈的開發(fā)工具和相關(guān)接口。數(shù)據(jù)顯示，三分之二以上的評估公有鏈實際發(fā)生的交易數(shù)據(jù)量非常少，平均每秒甚至不足1筆，表明大多數(shù)公有鏈還處于“閑置”階段。

三是新興公有鏈顯示出較強的技術(shù)及應(yīng)用優(yōu)勢。評估結(jié)果顯示，以EOS為代表的新一代公有鏈指數(shù)得分顯著較高，在技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用方面已經(jīng)具備了一定的優(yōu)勢。例如，從基礎(chǔ)技術(shù)來看，EOS的出塊時間達(dá)到0.5秒，意味著其鏈上的交易確認(rèn)可以在幾秒內(nèi)實現(xiàn)，這就為其大規(guī)模應(yīng)用提供了可能。數(shù)據(jù)顯示，盡管EOS上線時間短，但其已經(jīng)得到了用戶的廣泛認(rèn)可，其鏈上實際發(fā)生交易的吞吐量已經(jīng)處在全球領(lǐng)先地位。

四是我國主導(dǎo)開發(fā)的公有鏈在技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新方面差距明顯。從創(chuàng)新力分項指數(shù)來看，我國技術(shù)人員主導(dǎo)開發(fā)的公有鏈星云鏈、公信鏈、NULS、NEO、量子鏈和超級現(xiàn)金在創(chuàng)新力方面普遍得分較低，部分公有鏈代碼更新極其不活躍。從數(shù)據(jù)對比可以看出，盡管比特幣公有鏈已經(jīng)上線了9年，但其代碼更新仍然較為活躍，而很多國產(chǎn)公有鏈在主鏈上線之后，核心代碼很難保持持續(xù)較高的更新水平。與其對應(yīng)，我國主導(dǎo)的公有鏈項目在全球技術(shù)創(chuàng)新中的影響力也相對較低。

6 結(jié)束語

為了客觀、全面的掌握全球公有鏈技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)展，本文提出了一個全新的公有鏈技術(shù)評估模型，并在賽迪（青島）區(qū)塊鏈研究院、賽迪智庫和中國軟件評測中心的共同支持下，按月發(fā)布了全球公有鏈技術(shù)評估指數(shù)。全球公有鏈技術(shù)評估指數(shù)從基礎(chǔ)技術(shù)、應(yīng)用性和創(chuàng)新力三方面對全球主流公有鏈進(jìn)行了定量評估，一定程度上反映出全球公有鏈技術(shù)創(chuàng)新的態(tài)勢。通過分析，得出了全球公有鏈技術(shù)創(chuàng)新的四項特點。

全球公有鏈技術(shù)評估工作具有一定的創(chuàng)新性，但隨著全球公有鏈技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展，也需要對評估模型進(jìn)行持續(xù)的優(yōu)化完善。

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