區(qū)塊鏈何去何從？
——基于網(wǎng)絡分析

王 江，束正琦

(北京化工大學經濟管理學院，北京 100029)

1 研究背景

區(qū)塊鏈是自互聯(lián)網(wǎng)發(fā)明以來最吸引人和最具有顛覆性的發(fā)明。有人說它是全球最新的技術性變革，將在接下來的十幾年里徹底改變世界，并會影響到人們的生活和工作。區(qū)塊鏈的發(fā)展史一般可以歸結為1.0、2.0、3.0 這3 個時代［1］。其中，1.0 時代是標志著比特幣的誕生。2008 年，中本聰（Satoshi Nakamoto）一篇名為《比特幣：一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》文章的問世揭開了區(qū)塊鏈的帷幕［2］；2009 年比特幣完成了第一筆交易，之后由比特幣奠基人之一的Gavin Andresen 分散了賬本的記賬權。區(qū)塊鏈1.0 發(fā)展階段主要是創(chuàng)建了去中心化、公開透明的交易記錄總賬。2.0 時代主要解決的問題是市場的去中心化，期間具有智能合約特點的以太坊開始出現(xiàn)。3.0 時代則是區(qū)塊鏈全面應用的時代，區(qū)塊鏈技術被應用于社會治理。目前來說，社會還處于區(qū)塊鏈2.0 的初級時代。

對于區(qū)塊鏈的定義，尚未有一個統(tǒng)一的理念，從不同的角度理解也有不同的含義。從業(yè)務角度看，區(qū)塊鏈是分布式數(shù)據(jù)庫，分散共識機制和加密算法的組合，更具體的指事物數(shù)據(jù)儲存在潛在無限序列的密碼互聯(lián)數(shù)據(jù)塊中，這些塊按分散時間戳算法排序，允許用戶對數(shù)據(jù)庫更新的有效性進行投標，并最終在任何給定的時間點對正確的事物順序和共享系統(tǒng)狀態(tài)達成一致；從技術角度看，區(qū)塊鏈可以被認為是一種分散的網(wǎng)絡，具有一個共享存儲器，根據(jù)規(guī)定的規(guī)則處理來自外部的輸入并進行更新［3］。從信任系統(tǒng)角度理解，區(qū)塊鏈是為其用戶之間共享的數(shù)據(jù)庫，并允許他們在公共和加密設置中交易有價值的資產而不依賴于中間或中央權威機構［4］?？偟膩碚f區(qū)塊鏈具有以下幾個鮮明的特征：是一個分布式的賬本；可以公共或私人；網(wǎng)絡中每個節(jié)點都帶有賬本的副本；不存在單點故障和停機時間；數(shù)據(jù)具有不可篡改性；每個記錄都稱為區(qū)塊，并指向鏈中的上一個區(qū)塊；每個區(qū)塊中都包含一組事物，且都被添加到區(qū)塊鏈的末尾［5］。

近幾年國內區(qū)塊鏈的發(fā)展也是飛速。2019 年開始至今，國內建立區(qū)塊鏈產業(yè)園超過20 家。根據(jù)世界經濟論壇，到2025 年，世界生產總值（GDP）的10%可能是來自區(qū)塊鏈［3］。雖然國內區(qū)塊鏈發(fā)展迅速，但對于區(qū)塊鏈的研究尚未完全形成一個系統(tǒng)的體系，主要對區(qū)塊鏈知識網(wǎng)絡與結構以及區(qū)塊鏈研究現(xiàn)狀等進行了分析［6-8］。為進一步把握區(qū)塊鏈的最新發(fā)展，為未來區(qū)塊鏈的發(fā)展作出合理的預測，有必要對區(qū)塊鏈的國際研究進行充分的文獻計量分析。

WOS 數(shù)據(jù)庫歷來被公認為是世界范圍最權威的科學技術文獻的索引工具,能夠提供科學技術領域最重要的研究成果，因此本研究選取Web of Science的核心數(shù)據(jù)庫作為主要研究數(shù)據(jù)來源?？紤]到區(qū)塊鏈的發(fā)展歷史以及相關文獻的發(fā)表時間，本研究選擇的文獻時間跨度為2010 年至2019 年5 月，一共檢索出1 633 篇文獻（以下簡稱“樣本文獻”）。本研究主要使用了BibExcel 和VOSviewer 軟件工具，運用基于機器學習的文獻計量工具和網(wǎng)絡分析功能，全面回顧區(qū)塊鏈領域研究，分析在特定時間和范圍內所有包含區(qū)塊鏈研究的出版物的特點及其相互之間的關系，并通過全面的網(wǎng)絡分析確定了4 個主要的集群；最后基于研究結果，討論提出區(qū)塊鏈研究的未來方向。

2 研究方法

文獻計量分析是通過評估和分析某一領域的文獻主體，從而確定潛在的研究差距以及未來的研究趨勢。2004 年Frances S 等人［9］提出一種結構化的方法進行文獻計量，在充分考慮各種因素下采用三步分析法（數(shù)據(jù)獲取、初步分析、數(shù)據(jù)分析）來確定最有影響的研究［10］。本研究選擇了BibExcel 和VOSviewer 軟件工具。BibExcel 軟件可以靈活處理大型數(shù)據(jù)集和excel，并且還可以兼容VOSviewer 這種網(wǎng)絡分析工具。本研究同時也充分參考了Fahimnia等［11］的文獻計量方法，也輔助使用了excel 的相關功能。

通過共同引用分析，能夠從所分析文獻中確定最有影響力的作者，并了解這些作者如何在本地區(qū)相互關聯(lián)。本研究采用基于引用的度量來確定樣本文獻的出版物之間相互關系的強度。VOSviewer 軟件提供的是一種相似的可視化，即基于距離的科學知識圖譜的可視化表達，將共現(xiàn)矩陣元素按照相似性分布在二維空間中，然后再使用網(wǎng)絡聚類的方法對節(jié)點進行聚類，并給不同聚類添加不同的顏色進行標記，具備進行文獻耦合、共被引、合作以及共詞分析等等功能。VOSviewer 軟件的主要原理是從共現(xiàn)矩陣中建立相似的矩陣，借助最小化加權做歐幾里德距離平方和計算［12］。如果有n個對象（引用），用1，...，n和n為n階相似矩陣S，元素為對象i和j之間的相似性；如果有一個n×m矩陣X，其中m為所用空間的維數(shù)，包含對象1，，n的坐標，向量為第i行的X并包含對象i的坐標，在VOSviewer 中最小化的目標函數(shù)由下式給出：

目標函數(shù)的最小化是在式（2）中的以下約束條件下進行的，其中距離為在約束中不是平方的。

本研究在整個文獻計量過程中都選擇VOSviewer默認的完整計數(shù)方法。

3 研究分析

3.1 關鍵詞分析

首先在樣本文獻中，通過主題搜索Web of Science 的核心數(shù)據(jù)庫中關鍵詞為“blockchain”的文獻，并且考慮到區(qū)塊鏈的歷史發(fā)展過程，將時間區(qū)間設置為2010—2019 年；考慮到數(shù)據(jù)的全面性，還使用了“bitcoin”和“smart contract”字段進行搜索，隨后又進行了3 種關鍵詞的組合搜索，結果如表1所示。可以看出，區(qū)塊鏈與比特幣和智能合約都有很大的聯(lián)系，一方面人們提到區(qū)塊鏈就會聯(lián)想到比特幣,甚至有人認為區(qū)塊鏈就是比特幣，但實際上區(qū)塊鏈遠遠不止比特幣［13］；另一方面對于區(qū)塊鏈在前文介紹中也提到，其最鮮明的特點就是去中心化，也就是智能合同的一部分［14］。比特幣與智能合約的文獻都各占區(qū)塊鏈總數(shù)的20%左右?？梢妼τ趨^(qū)塊鏈應該不僅僅只重視其基礎性的研究，而是應該與多學科進行交叉聯(lián)合，最大化發(fā)揮區(qū)塊鏈技術效應。

表1 樣本文獻關鍵詞搜索結果

另外，由于在樣本文獻中2010—2015 年的文獻數(shù)量少到可以忽略，故圖1 展示了從2015—2019 年文獻數(shù)量的變化。從圖1 可以清楚地看到，區(qū)塊鏈相關文獻數(shù)量從2015 年開始慢慢有了一定的變化，2017 年開始呈現(xiàn)噴發(fā)式增長，特別在2018 年更是達到了發(fā)表文獻數(shù)量之最；分析數(shù)據(jù)背后的成因發(fā)現(xiàn)，2017 年區(qū)塊鏈發(fā)生了很多大事，比如中國互聯(lián)網(wǎng)開始進軍區(qū)塊鏈、迅雷推出玩客云，美國國會成立區(qū)塊鏈委員會，韓國計劃推行金融服務區(qū)塊鏈試點等等，這些都促成了2017 年區(qū)塊鏈相關研究數(shù)量的激增。2019 年的文獻數(shù)據(jù)只記錄到5 月份，但已經遠遠超過2016 年一年的數(shù)量。可見在世界范圍內，對于區(qū)塊鏈的研究熱度仍呈現(xiàn)逐年增加的趨勢。這些初步分析結果表明，區(qū)塊鏈尚未進入成熟階段，將會吸引更多的研究；并且區(qū)塊鏈的研究發(fā)展也與政府政策有著很大關聯(lián)。

圖1 區(qū)塊鏈文獻發(fā)表年份分布

表2 反映的是2010—2019 年期間對區(qū)塊鏈作出貢獻的期刊。在IEEE 上有關區(qū)塊鏈的文獻數(shù)量為106 篇，遙遙領先，占到6.491%；同時可以看出，有關區(qū)塊鏈的文獻在計算機和傳感器領域相關期刊的發(fā)表數(shù)量也占前幾位。

表2 樣本文獻主要來源出版物分析

從樣本文獻中抽取了作者選定的2 876 個關鍵詞以及作者和出版物選定的3 359 個關鍵詞。在作者選定的關鍵詞中，根據(jù)VOSviewer設置的默認條件，關鍵詞最小的出現(xiàn)次數(shù)為5 次，有132 個關鍵詞符合該條件，而將最小次數(shù)改為6 次時，有96 個關鍵詞符合條件，故經權衡，選擇默認的5 次得到排名。在作者和出版物選定的關鍵詞中，選擇關鍵詞最小的出現(xiàn)次數(shù)為6 次得到排名，如表3 所示。觀察表3 可以對比發(fā)現(xiàn)，作者選取的關鍵詞和出版物選取的關鍵詞大致一致，只是排名的順序不同，除去第一的區(qū)塊鏈，安全網(wǎng)絡和智能合約還是發(fā)展的主要內容，云計算在現(xiàn)在這個大數(shù)據(jù)時代也成為區(qū)塊鏈新的潮流。在出版物選取的關鍵詞中出現(xiàn)了“建筑學”這個新的名詞，雖然數(shù)量不多，但也可以看出房地產行業(yè)與區(qū)塊鏈也存在發(fā)展的可能性。在作者選取的關鍵詞中出現(xiàn)了“分權”這個名詞，可見對于研究者來說，區(qū)塊鏈是否真正能夠實現(xiàn)權力的分散以及透明化也是關鍵之一?？偟膩碚f，無論是出版社還是作者，都可以在一定程度當作社會與個人對于區(qū)塊鏈需求的代表，他們都把安全隱私放在很重要的位置，這也是區(qū)塊鏈無論如何發(fā)展都最為重要的方面。

表3 樣本文獻作者和出版社選取的關鍵詞排名

3.2 地區(qū)及組織分析

根據(jù)統(tǒng)計分析，結果由表4 得出，不同的地理位置對于區(qū)塊鏈研究的熱情和深入程度都不同。盡管區(qū)塊鏈并不起源于中國，但中國仍然是區(qū)塊鏈的一個重要發(fā)展地，國內發(fā)表的區(qū)塊鏈相關文獻數(shù)量占據(jù)了樣本文獻總數(shù)的1/4，也是亞洲國家中唯一文獻數(shù)量排名前三的國家；其次，美國和英國也是區(qū)塊鏈文獻發(fā)表數(shù)量過百篇的國家，引領著歐洲的區(qū)塊鏈研究。中國對于區(qū)塊鏈的研究一直處于領先水平，在促進區(qū)塊鏈發(fā)展中也制定了很多相關政策，這與中國的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅猛有一定關系，因此從側面可以看出互聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈發(fā)展存在一定程度的關系。而美國作為區(qū)塊鏈的起源國，其在科技方面一直堅持技術發(fā)明以及網(wǎng)絡的領先。

表4 樣本文獻研究的核心國家及其發(fā)文量

表4 （續(xù)）

一般對于區(qū)塊鏈的研究都是以組織團體為單位，樣本文獻中發(fā)表數(shù)量排名前十的組織機構中，中國就占了7 個（見表5），再一次證明了中國在區(qū)塊鏈領域研究的領先程度。從整體上看，中國的高等院校對于區(qū)塊鏈的研究較多，表明中國對于區(qū)塊鏈研究的貢獻巨大，但研究人員多在高校，在一定程度上缺乏對于實際的應用，更偏重于理論；另外，文獻發(fā)表的數(shù)量與引用數(shù)量并不成正比，被高頻引用的文獻都來源于偏工業(yè)和理工類的研究機構。

表5 樣本文獻研究的核心組織及其發(fā)文數(shù)量

3.3 作者分析

不同作者之間的關系密切程度也有助于區(qū)塊鏈研究分析。樣本文獻中，整個作者數(shù)據(jù)集包括了4 462 位作者，圖2（a）以圖形方式顯示出VOSviewer 產生的作者共同引用關系網(wǎng)絡，相交連結在一起程度越大的作者更可能存在聯(lián)合引用的可能性，作者所在的圓圈越大，其被引用的頻率越高。在設定闕值為55 后，形成圖2（b），顯示了作者共同引用的密度?？梢钥闯鯠u 等［15］的研究相比較其他作者在區(qū)塊鏈中共被引用次數(shù)最多、最具影響力，對于區(qū)塊鏈的貢獻最大。分析表明，作者與作者也直接存在同一領域的聚集性交流，但不同集體的直接交流相對較少。因此，可以通過加強和促進不同專業(yè)領域的專家進行交流，促進區(qū)塊鏈的多領域結合發(fā)展。

圖2 樣本文獻作者分析

表6 顯示了樣本文獻中在引文數(shù)量上最有影響力的作者，可以容易看出Eyal 等［16］是最具影響力的作者，他發(fā)表了9 篇論文，共被引用了221 次，但他主要還是從事區(qū)塊鏈的基礎研究，重點放在比特幣上；緊隨其后的是Xu 等［17］，也發(fā)表了9 篇論文，被引用112 次，但他主要進行區(qū)塊鏈應用方向的研究，例如安全、網(wǎng)絡等等。從表6 還可以看出，區(qū)塊鏈研究的論文數(shù)量與被引用的次數(shù)并不成正比，論文不僅數(shù)量要多，質量也要高。為了更好地衡量各個學者的科研產出，進而分析H 指數(shù)［18］。H 指數(shù)定義為“一位科學家指數(shù)為h的話，那么他的N篇論文中至少有h篇論文有h篇引文”［19］。除了衡量科學家的科研產出數(shù)量與產出水平，H 指數(shù)還廣泛應用到期刊、國家、機構等等方面的相關評價。從表6 可見樣本文獻中H 指數(shù)排名前十的作者,其中Eyal 等［16］發(fā)表的區(qū)塊鏈論文數(shù)量并不是很多，但其H 指數(shù)值很高，說明他在其他領域的學術造詣也很深。因此，可著重關注這類學者的研究，促成區(qū)塊鏈的多學科交叉發(fā)展。

表6 樣本文獻核心作者統(tǒng)計

表6 （續(xù)）

3.4 出版機構分析

對樣本文獻來源期刊網(wǎng)絡進行共被引分析，共涉及16 276 個出版機構，設置闕值為每個出版機構有20 個本地引用，得到211 個出版機構符合條件可納入特定集群，通過分析形成了4 個聚類的編號。共被引的原理是通過兩篇文獻共同被引用的次數(shù)來檢測文獻之間的相似性?；凇案１还惨玫恼撐母赡艹尸F(xiàn)相似的主題領域”的假設，以及一個集群的論文可以定義該聚類的研究重點，本研究對每個集群進行整理，通過對各個集群的文獻內容進行分析，確定每個集群內主要文獻的研究領域，以確定區(qū)塊鏈研究的重點領域［27］。通過對標題、關鍵詞、摘要、作者等進行詳細審查，從而識別特定主題（見表7），當然可能存在一些不全面的方面。其中，集群1 主要致力于區(qū)塊鏈的理論發(fā)展研究，為區(qū)塊鏈的后續(xù)發(fā)展奠定了基礎，包括一些基本的概念如比特幣、去中心化等等；從文獻的被引用次數(shù)也看出，集群1 是所有集群中文獻被引次數(shù)最多的。一個新興領域的發(fā)展過程，必須要經歷扎實深刻的理論研究才能更好地方便后面的應用。集群2、集群3和集群4 是在集群1 的基礎上，朝不同方向上的延展。集群2 側重于區(qū)塊鏈技術在一些電力、能源、化學等工業(yè)行業(yè)的應用，通過區(qū)塊鏈技術實現(xiàn)資源可持續(xù)化的效應最大化，應用區(qū)塊鏈技術無疑是大大提高了資源利用率。集群3 側重于基于當時網(wǎng)絡時代大環(huán)境下的號召，區(qū)塊鏈由此產生的巨大效益，在智能化時代，區(qū)塊鏈與智能化融合是大勢所趨，包括智能汽車、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)等等。集群4 則是關于安全隱私問題，在當今數(shù)字信息爆發(fā)的時代，安全隱私泄露是急需解決的大問題，比如醫(yī)療衛(wèi)生信息、用戶的注冊信息等等，區(qū)塊鏈技術不可篡改的特性可以很好地保護用戶的隱私。

表7 樣本文獻的集群構成及其主要研究領域

4 結論

本研究旨在給出區(qū)塊鏈研究領域的結構化表示，使用WOS 的權威數(shù)據(jù)庫進行文獻計量學研究。本研究借鑒了文獻計量學研究和網(wǎng)絡分析的強大結構和代表能力，盡量以最客觀的方式呈現(xiàn)區(qū)塊鏈領域最有影響力的作者以及可研究領域，結果表明2015—2017 年間的文獻顯得更具影響力，但主要是側重于基礎研究。本文使用的共引分析方法，在研究過去有影響力的知識基礎方面有著顯著效果。從文獻貢獻的地理位置分析表明，中國在區(qū)塊鏈研究方面雖然起步不早，但其生產力占據(jù)世界第一，緊跟其后的是美國，然而最具有影響力的區(qū)塊鏈研究的來源期刊、論文、作者等都來自于美國；文獻的共被引分析表明區(qū)塊鏈研究可分成4 個集群，主要表現(xiàn)了區(qū)塊鏈發(fā)展的4 個主要的領域，其中區(qū)塊鏈技術的基礎性理論研究占據(jù)了大部分，區(qū)塊鏈技術在安全、智能化和工業(yè)行業(yè)有一定的應用與發(fā)展，這在一定程度上預示著區(qū)塊鏈未來的研究方向。

區(qū)塊鏈未來的研究領域很多，如區(qū)塊鏈與金融業(yè)的結合，利用區(qū)塊鏈的去中心化特征使得未來金融可以不需要中央系統(tǒng)來維持和確保所有的交易過程，而任意雙方之間進行交易，同時由于區(qū)塊鏈不易篡改性，加強了交易過程中的可靠與透明性，也使得顧客賬戶具有高強度的安全性；區(qū)塊鏈中的智能合約無需交易雙方相互信任，因為其完全是由代碼強行進行的，從長遠的角度看，這有益于增加人們對于金融的信任度；區(qū)塊鏈在交易過程中不需要公開身份的特點與金融業(yè)結合，會導致顧客無需擔心自己的隱私會以任何方式泄露出去［28-29］?？偟膩碚f，區(qū)塊鏈無疑是指引金融界朝著安全、透明、保護隱私的大方向發(fā)展。又如區(qū)塊鏈與物流的結合，物流主要依靠數(shù)據(jù)和算法進行運行，就中國來看，電商發(fā)展迅猛對于物流行業(yè)提出了更高的要求，區(qū)塊鏈擁有的分布式記賬網(wǎng)絡可以促使物流實名制，從而進一步保障了物流過程中物件的安全性以及可追蹤性；再者，可以使得快遞的交易雙方都擁有自己的私鑰，包括中間的快遞員，這樣只要出現(xiàn)問題即可以迅速查到相關的人員和地點［30-31］。再如區(qū)塊鏈與“工業(yè)4.0”的結合，“工業(yè)4.0”時代是數(shù)字革命時代，一方面更多的機器人代替人工，從而實現(xiàn)無人工廠的狀態(tài)，另一方面是數(shù)據(jù)流的自動化，在流水線上能夠制造出定制的產品，同時能夠保證高效率和高生產率，利用區(qū)塊鏈技術把數(shù)據(jù)輸入程序轉變?yōu)閿?shù)據(jù)自帶程序，可以實現(xiàn)經濟運行的自動化，使得數(shù)據(jù)不再變得無限，從而提高價值［32］。未來可以實現(xiàn)實物資產都轉變?yōu)閿?shù)字資產，并且在區(qū)塊鏈中實現(xiàn)自由流動，這將為電商行業(yè)帶來新的顛覆。

區(qū)塊鏈的應用不僅僅限于以上幾個方面，在農業(yè)、能源、數(shù)字娛樂和醫(yī)療等領域都能實現(xiàn)很好的效益?？梢哉f，人類社會將迎來應用區(qū)塊鏈的新的紀元。