区块链技术理论与实践阶段性研究及展望

摘要：区块链技术的迅速发展引起了社会各界广泛关注，相关研究与日俱增。依据区块链技术自身发展路径，将已有研究划分为两个阶段：第一阶段为对区块链技术及其应用的简单探索，第二阶段为区块链技术在金融及其它非金融领域的具体应用。通过对比不同阶段研究内容，得到结论：未来区块链技术研究将落脚于底层技术更新、应用具体化探索及实际问题解决等。

关键词：区块链，比特币，分布式账本，区块链金融

1 研究背景

1.1 研究背景及意义

区块链最早于美国学者中本聪发表的《比特币：一种点对点的电子现金系统》（Satoshi Nakamoto，2008）一文中以“工作量证明链”形式被提出[1]。作为比特币的底层应用技术之一，区块链技术凭借其自身颠覆式的优势受到社会各界广泛关注，相关研究文献数量呈直线上升。据中国知网文献统计，区块链领域研究学科分布主要为金融，其次为计算机软件以及计算机应用、信息经济与邮政经济、投资、证券等。金融、投资及证券等非计算机学科研究数量的后来居上，表明学术界对区块链的关注已从底层技术层面上升到社会应用层面，因此对相关研究进行文献综述显得十分重要。但已有综述或依赖于文献分析软件，或仅停留在内容阐述方面，未能真正揭示区块链技术研究的阶段性变化。基于上述现状，本文研究的创新点及意义在于通过对相关文献的总结梳理，提出有关区块链技术研究的不同阶段，勾画出已有研究的整体发展脉络，通过交叉对比得到未来有关区块链技术研究的整体走向及趋势。

1.2 研究阶段性划分及依据

Melanie Swan（2015）在其著作《Block Chain：Blueprint for A New Economy》[2]中依据区块链自身技术发展路径，将区块链技术发展划分为区块链1.0、区块链2.0以及区块链3.0时代。该划分结果不仅在理论上得到了众多学者认可，而且在区块链技术实际发展过程中也得到了一定验证。在阅读文献过程中，笔者发现目前有关区块链技术的总体研究趋势与Swan的技术划分路径不谋而合。

因此，本文将目前已有研究划分为两个阶段：第一阶段为针对区块链技术基础的理论铺叙以及对其简单应用的探索研究，该部分研究重点包括区块链技术基本含义及其典型特征、运行原理及区块链技术自身存在的缺陷；第二阶段是针对区块链技术在金融及其它社会应用层面的研究，是区块链技术社会化推广应用的结果。本文将区块链技术在金融领域的应用与其它领域应用划分为同一研究阶段的原因将在文章第三部分进行说明。

2 第一阶段：区块链技术基础理论及简单应用探索

2.1 区块链技术基础理论归纳

2.1.1 内涵解释：机构定义及学者观点

目前并未形成有关区块链的统一定义，维基百科将其定义为“以一种可验证的方式对发生的交易信息进行永久性记录，并基于此形成的分布式账本”。百度百科认为区块链是对分布式数据储存、点对点信息传输机制、共识机制及其它计算机技术的一种创新应用模式，其本质是去中心化数据库。

国内相关文献中已有定义既有将区块链从本质上归为一种数据结构[3]，也有将其定义为数据库[4-5]、账簿[6]、计算范式或协议。无论哪一种定义方式都承认了区块链数据记载的本质属性。

2.1.2 相关特征描述

区块链技术之所以具有重要的研究意义，其根本原因在于其技术本身具有的明显优势：去中心化、不可篡改、可追溯性、安全、公开透明等。但同时也有学者对区块链技术具有的优势提出不同看法：首先，对于区块链技术最为突出的“去中心化”特征，部分学者认为其本质上是一种“换中心”，而非“去中心”。区块链技术实现了运行时的“去中心”，但强化了设计时的“中心化”[5，7]，并且实际应用过程中“矿池”的出现也使区块链技术的“中心化”趋势愈加明显[3]；谢辉、王健[4]从技术安全及应用安全两个角度提出一定见解，认为区块链技术层面的安全性并不能保证其应用过程中的安全。目前部分基于区块链技术开发应用出现的安全问题，提醒人们在进行上层应用设计时应当充分重视应用本身的安全问题。陈一稀[7]基于传统货币银行学著名的“三元悖论”理论，提出区块链技术的“不可能三角”，即区块链技术无法同时实现“去中心化”、“高效低能”以及“安全性”，因此应结合具体场景的应用要求对三者进行权衡取舍。

2.1.3 区块链技术运行原理及核心技术

区块链技术并不是一种崭新技术，而是对目前已有技术的集合创新[8]，包括P2P网络技术、哈希算法、Merkle树、时间戳、工作量证明机制、非对称加密技术等[6]。首先，区块链技术涉及的核心技术与运行过程是其特征表现及研究的底层意义所在，也是对其进行应用拓展的理论基石；其次，目前有关区块链技术运行原理及其核心技术的描述多基于比特币这一具体应用场景。比特币是目前有关区块链技术应用探索中较早落地且最为成熟的应用场景[9-11]，也是区块链技术的起源[3]，有关区块链技术运行原理及核心技术能够在比特币中得到较好解释。虽然目前各国对于比特币态度不一，袁勇、王飞跃[10]认为比特币现有机制、模式对未来区块链技术在其它领域的应用拓展能够提供有益借鉴，而区块链技术在新领域的开发运用也会反过来促进比特币体系现有问题的解决。比特币与区块链技术之间存在着协同发展、相互促进的良性发展趋势，而非竞争关系。

2.2 区块链技术简单应用探索

第一阶段中针对区块链技术的应用探索相对于第二阶段而言，主要着重于区块链技术整体发展方向及其阶段性划分，而不是针对某个领域的具体应用进行深入探索，相关研究虽然缺乏一定深度，但为第二阶段的深入研究奠定了理论基础，很好地把握了区块链技术整体发展方向及脉络。

美国学者Melanie Swan[2]于2015年提出区块链技术的应用阶段划分，即区块链1.0、区块链2.0以及区块链3.0时代。我国部分学者在其研究中采纳了该划分方式，并对区块链技术的应用发展展开了初步探索，如蒋润祥、林小驰、张苑等。之后有学者根据研究需要，将区块链技术应用按照金融领域、非金融领域进行简单划分[6，14]，也有学者将其笼统概括为数字货币、数据储存、数据鉴证、金融交易、资产管理以及选举投票[10]。

2.3 区块链技术发展面临问题

目前区块链技术落地发展面临的主要问题既包括区块链技术本身的问题，也包括宏观环境压力（对部分问题的分析以区块链技术在比特币中的应用为依据）。

区块链技术自身发展存在的问题包括体系运行效率问题、安全问题、应用问题及涉及的资源浪费问题。杨晓晨、张明[15]认为区块链技术安全问题正是由其突出的去中心化与匿名性的优势特征所致，未来在对其改进过程中必须究其根本，也即从原理上重新进行场景化设计。针对这一观点，已有学者进行了探索创新，例如闵新平、李庆忠等[16]认为以比特币为代表的非许可链实现了完全意义上的去中心化民主自治，但其存在的效率问题等使区块链技术难以在数字化资产管理领域落地实施，并基于此提出许可链多中心动态共识机制，设计了主体区块与全局区块，通过实验验证了该机制下交易的效率性及安全性。

区块链技术发展面临的宏观环境压力包括相关法律法规监管、政府对经济发展的宏观调控能力、社会民众对区块链技术的接受程度及未来区块链技术落地发展可能存在的人才缺乏问题等。

3 第二阶段：区块链技术在金融及其它领域具体应用探索

依照区块链自身的技术发展路径，区块链2.0时代是区块链技术发展的中间阶段，也是区块链技术从数字货币领域到金融领域，再到其它社会化领域应用普及的过渡性阶段。多数学者认为目前区块链技术正处于区块链2.0时代的初期发展阶段[10、3]，但近年来学术界针对区块链技术的应用研究出现了多领域并行的情形，既有研究相对成熟的金融领域[5]，也有其它应用领域如能源、教育等。但无论是哪个阶段的研究都未得到真正意义上的实施，所谓的颠覆性技术实质上并未对已有社会格局产生影响。因此，在本文研究中将有关区块链技术2.0时代及3.0时代的学术研究统一归为第二阶段。

3.1 区块链技术在金融领域的应用探索

区块链技术对于金融业而言意味着一场前所未有的革命[17]。首先，金融自身发展就是一个去中心化与去中介化的脱媒过程，这与区块链技术倡导的本质化理念是一致的[18]；其次，依托于区块链技术，金融能够无限接近于其本质——信用[17、19]。现有技术能够实现的仅是改良已有经营模式，而非颠覆式的体系重构，依托区块链技术交易，双方能够在无需第三方信任机构证明的前提下展开交易活动，实现全球范围内的价值转移。

我国作为正在崛起的金融大国，必须从技术研发投入到基础设施布局、行业监管等方面进行积极部署，作好充分准备。目前我国学术界关于金融区块链的研究主题主要集中在以下4点：①区块链技术在金融领域的综合应用研究；②数字货币体系构建探索；③区块链技术对互联网金融发展的影响；④银行业发展面临的冲击及机遇分析[20]。研究内容整体包括以下几方面：相关内涵探讨、区块链金融发展驱动机制、颠覆式效应研究及区块链金融发展过程中的竞争博弈机制研究[21]。另外在落实发展过程中，孙国茂[22]认为必须明确其发展的基础逻辑，也即利用我国金融业的内在诱导因素及其外在客观条件，积极引导区块链技术与我国社会发展基本理念相匹配。以我国倡导的“一带一路”建设为例，王娟娟[23-25]先后探索了区块链技术指引下的“一带一路”区域新零售发展模式，验证了区块链技术在“一带一路”区域物流领域实施的相关理论及实践可能性，并提出相应发展策略，深度剖析区块链技术在“一带一路”支付领域的应用并运用仿真模型进行效应预测。因此，积极引导区块链技术与我国社会发展趋势相结合是其未来研究的根本目的及意义。

3.2 区块链技术在其它领域应用探索

除金融领域外，物联网、大数据、通信、物流等领域也开展了区块链技术相关研究并取得了一定研究成果[14]。以区块链技术在能源领域运用为例，首先是关于区块链技术在能源领域运用的场景探索，如张宁、王毅等[26]认为区块链技术特性与能源互联网的基本理念相吻合，并探讨了区块链技术在能源领域应用的4个基本场景，处于同等研究阶段的还有王安平&范金刚[27]、颜拥&赵俊华[28]以及杨德昌&赵肖余[29]等。之后，基于前一阶段的探索式分析，部分学者对其作进一步的框架构建与定性分析，例如曾鸣、程俊等[30]提出并构建了基于区块链技术的能源互联网系统中分布式决策及协同自治运行的机制框架；邰雪、孙宏斌等[31]利用数学模型对能源互联网中区块链体系交易效率影响因素进行定性与定量分析，并进一步运用仿真模型进行验证，很好地支撑了模型分析所得结论，为之后区块链技术在能源领域的运行体系构建提供了方法参考。另外，丁伟、王国成等[32]认为区块链技术在能源领域应用的最大问题仍是安全问题，具体包括私钥丢失、隐私泄露及协议攻击3个方面。

从基本应用场景描述到具体运行机制设计、模型构建及存在问题分析，笔者认为能源领域是目前区块链技术在除金融领域外其它领域中，探索较为充分、发展路径较为明确的领域，突破了表层探索式研究，可为区块链在其它领域的应用提供借鉴参考。

4 阶段性研究对比及展望

从第一阶段区块链技术具体理论介绍及简单应用探索，到第二阶段区块链技术在金融领域及其它领域的广泛探索，笔者通过分析得到以下结论：

（1）第一与第二阶段研究内容存在一定交叉性，即重合点，具体体现在区块链技术基础理论研究即基本内涵解释、特征描述，以及区块链技术底层核心技术及其存在的问题。但第一阶段侧重于技术性知识普及，内容解释较为详细，文献作者多为具有计算机科学等相关学科背景的学者，而第二阶段对相关理论的介绍主要用于为应用场景创建及描述作铺垫，研究者学科背景也具有多元化特征。在下一阶段研究中，相关概念性知识将基本成型，且更多研究将结合不同应用场景进行区别化解释。同时，作为创新性应用技术，基于区块链技术存在的问题，对其基础原理及核心技术的创新也将成为下一阶段研究重点之一。

（2）两个阶段研究内容的主要差异体现在对区块链技术的应用探讨上，如前文所述，第一阶段研究重点在于前景总述及整体展望，第二阶段对区块链技术的应用探讨则结合了不同行业具体场景。笔者认为在下一阶段区块链技术研究中，相关应用仍是其研究的着力点，但研究重点会从探索式分析转向理性化模型构建。本着理论指导实践的原则，区块链技术能否实现真正意义上的落地发展将与未来研究走向密不可分。

针对区块链技术第一、第二阶段研究的重合点及差异点，笔者进行了详细对比，结果如表2所示。

5 结语

本文在总结目前区块链技术相关研究，提出阶段性研究思路，且对不同阶段进行对比分析之后，得出区块链技术研究下一阶段的着力点及整体研究走向。笔者认为未来区块链技术研究若在未对其深入理解的前提下，单纯依据区块链技术相关特性即将其盲目引入其它领域，不仅不会推动区块链技术发展，或解决该领域问题，还会造成研究资源的浪费以及错误的理论发展导向。同时，不同学科背景的学者可以通过学术合作方式，使区块链技术与其它领域的结合更加具有可行性。