关键技术加速演进,专利申请全球第一丨2021中国区块链产业发展报数字货币代理招商

/ / 2015-10-25
当前,区块链作为数字经济革命中的重要支撑,以新一代信息基础设施的姿态迅速发展,渗透到我国经济的各个领域,对我国经济社会发展的支撑作用初步显现。 但与此同时,我国...

当前,区块链作为数字经济革命中的重要支撑,以新一代信息基础设施的姿态迅速发展,渗透到我国经济的各个领域,对我国经济社会发展的支撑作用初步显现。 但与此同时,我国区块链面临着核心技术亟待突破、融合应用尚不成熟、产业生态有待完善、监管尚未探索等问题。 从商业角度看,区块链关注模式创新、组织结构创新和管理体系创新,与现有商业体系的融合还存在瓶颈,应用难仍然客观存在于产业发展中。 在此背景下,为了加强大众对区块链现状的了解,推动我国区块链产业的创新发展,陀螺研究院特别创建了《2021中国区块链产业发展报告》。

以下内容摘自报告第一章我国区块链技术的发展现状

基础设施建设完善,技术进步加快

区块链技术堆栈配置

从区块链技术的角度看,区块链(blockchain )是一种多人共同维护、运用密码学保证传输和访问安全、实现数据一致存储、不易篡改、不可抵赖的计费技术,也称为分布式账本技术从中本聪在《比特币:一种点对点的电子现金系统》上首次提到区块链框架到现在,区块链已经发展了近12年。 2021年,我国区块链技术基础设施不断完善,呈现稳定状态,从原有的技术焦点不断渗透到应用端。

如下图所示,具体来说,目前区块链栈主要分为六个层次,分别是数据层、网络层、共识层、合同层、系统管理层和APP应用层。

物理基础设施层为运行区块链的硬件支持基础设施(包括硬件、云平台等)提供计算能力支持和加密保护。 账面层是区块链结构中的重要部分,包括区块成立的结构,涵盖默克尔树、DAG有向无环图、区块结构等。 网络层是链上信息传输的基础,主要包括P2P网络技术、数据验证和传播机制,对数据的传输方式进行了相应的定义。 所谓共识层,顾名思义,就是为了节点达成系统一致性,也就是很多人对某个提案达成共识的方法,现在有证明类算法PoW和POS、选举类共识DPoS、Snow white等和BFT类和混合类合同层比较上层,对脚本、算法等机制进行编程,实现自动执行和定义的智能合同,是APP应用层的重要技术设施。 系统管理层封装了区块链系统的运行、运行和管理,创建了节点的各种角色。 APP应用层为了使用主体可以访问的APP通信,服务于个人、企业和政府,包括金融、可追溯性、司法、存款证等多方面的APP通信。

区块链核心技术的发展

层次包括区块链六大关键技术,主要是共识算法、智能合约、密码学、隐私计算、交叉链技术、链上链下协作技术。 共识算法主要解决节点一致性问题。 今年,共识算法由原来的单一共识演化为混合共识,以适应联盟链场景中丰富的场景变化。 国内主要的联盟链包括兴趣链、百度超级链等,开始支持RBFT、RAFT等多种共识算法,提供可插拔的共识选择。 同时,共识机制逐渐向不可预测的共识演化,从常规组网演化为大规模组网,出现了例如NoBFT等高效的共识算法,降低了网络复杂度。 此外,还出现了国际上第一种完全实用的异步共识算法——小飞像拜占庭容错(DumboBFT )算法,并提出了持续数十年的异步共识难题的解决方法。

在智能合约方面,编程语言开始从次要语言扩展到主流开发语言的Java、Js等,关于联盟的复杂性、合同的执行等问题,也是Doker和WASM、LibraVM等虚拟机的高效智能。 根据中国信通院的数据,2020年参加可信链测试的联盟链产品中,有75%与Go、Java、Nodels等多种合同语言兼容。 此外,读写高效的NoSQL数据库成为主流,提高了数据存储的调用效率。

密码学是区块链信息安全的核心技术基础,该领域进展比较慢,目前主流的密码学安全技术有散列、公钥密码学,如数字签名、对称加密以及密钥协商等。 另一方面,隐私计算与密码学技术相辅相成,在过去20年中,多方安全计算和准同态加密的性能提高了3-7个数量级的同时,今年隐私计算技术备受瞩目,零知识证明、安全多方计算、准同态加密等进一步发展,从技术角度来看隐私保护手段日趋多样化除了传统的密码学手段外,准同态加密、可信执行环境、多方安全技术、零知识证明等门槛也不断提高的多方安全计算也逐渐从简单计算转向复杂应用,同时安全联合建模和收据审批计算成为近年来研究开发的热点,值得信赖此外,国密算法已成为联盟链的标准配置,出现了通信效率与中心化程度并重的混合网络。

在跨链技术方面,跨链技术是区块链实现互联互通、提高扩展性的重要手段,整体处于探索阶段,没有大规模应用,应用前景广阔。 目前,交叉链技术的典型代表是公证人机制、侧链/继电器链机制和哈希锁定机制。 在扩展技术方面,可扩展性增加,以切片机制、闪电网络、状态信道和DAG为代表的一系列技术发展逐渐完善。 瓷砖今年备受瞩目,以太坊通过罗林斯和瓷砖技术完成了升级和扩展,大幅提高了雄链的性能。

在链上链下协作的情况下,以安全性、可扩展性和去中心化为中心形成的区块链无法成为近年来的研究热点。 但是,目前的技术研究主要针对提高性能和计算能力的侧链和状态通道、提高数据存储能力和隐私保护能力的链下存储和链下计算等问题。 之后的主要研究内容方向主要包括高性能P2P网络、模块化安全密码学协议、可编程计算引擎等。 总体而言,链上链下协同技术还处于初级阶段,但在APP应用层的互操作性方面,rest风格、RPC等方式逐渐应用于上层链与下层链之间的耦合关系。

技术配套设施的出现,性能不断提高

另外,在配套设施方面,随着技术水平的提高,区块链产业发展进入高速公路,围绕适合技术供给的区块链的技术配套设备也开始出现,特别体现在硬件配套水平上。 今年,区块链硬件软件复合机发展迅速。 硬件和软件融为一体,可以通过引入硬件产品等便捷的操作方法直接访问区块链,实现链式操作。 目前,阿里连锁、趣链、纸贵科技、众享比特、北发源等都在推出各自的区块链软硬件复合机,通过集中部署软硬件,提高了链上数据的便捷性和安全性。 以阿里链一体化PC为例,在阿里链一体化PC内部,区块链密码卡、安全计算硬件和网络共识加速器构成了中心的“三个重要因素”, 其中自研密码卡通过了国家最高安全等级的产品认证,安全计算硬件通过了国家CFCA认证,可以在多样的APP环境中确保密钥使用的安全性。 在此前的全球产业区块链峰会上,蚂蚁集团和中国信息通信研究院正式启动区块链一体化台式机国际标准,以复合机的硬件和软件技术、体系结构水平、安全要求等为中心进行规范。

同时,区块链芯片取得了很大进展。 今年6月,“长安链”发布了全球首款96核心区块链专用加速芯片。 以芯片为中心构建的超高性能区块链专用加速器板,使区块链的数字签名、验证速度提高了20倍,区块链转账类智能合约处理速度提高了50倍,大规模区块链网络交易性能的瓶颈芯片强大的数据隐私保护功能还为数据隐私保护提供了强大的解决方案。 此外,近日,中国信通院与中国移动集团和溪塔科技合作,推出了两种区块链专用芯片——星火S1和星火T1。 芯片是适应联盟链的硬件基础设施,星火S1主要是区块链密钥安全存储解决方案,T1是将设备ID安全芯片进行物联网,实现可靠的数据收集、存储、流通

总体而言,产业区块链的快速发展掀起了技术发展的浪潮,近年来区块链技术配套设施逐渐完善,性能也日益提高。 随着区块链与新基础设施的结合,区块链技术已经成为我国数字经济战略发展的重要支撑,再加上软件层面的使用,基础设施和辅助硬件已经成为企业之间生态构成和竞争的重要竞争力,此后,这方面的竞争

区块链专利顺利增长,成为世界第一

我国区块链专利的发展与技术趋势

从专利的角度可以看出技术的发展。 根据incopat的数据,过去10年,中国区块链相关专利申请的趋势稳步上升,区块链专利申请量共计41741条,2017年以后的涨幅明显。 其中,2020年相关专利申请量达到10年高峰,达到第13856条。 截至10月20日,今年我国区块链相关专利累计申请量达到5755件,较去年明显减少,但总体态势依然良好,远远超过排名第二的日本40件,约占世界总申请量的90%,居世界第一位。

从技术维度来说,我国区块链专利申请特别注重提高区块链的安全性和效率,近十年来,我国专利高度聚焦于两者的技术发展,同时,可靠性也成为区块链研究的焦点,但区块链的准确性、效率2021年这一趋势仍在持续,有关安全提高的专利排在第1369位,效率提高紧随其后,以1353个稍有劣势紧随其后,申请专利关键词最少的是复杂性降低,为342件。

我国区块链专利地域及申请人分布

就省市而言,专利申请地区阶梯明显,广东、北京以其强大的创新优势名列前茅,占绝对优势,分别以1821、1159件申请量占2021年申请总量的29.36%和18.69%,浙江、上海、江苏、江苏

在专利申请人方面,根据incopat数据,截至10月20日,我国区块链专利申请企业前三名分别为支付宝(Alipay )、平安和腾讯,专利申请数量为595、410、260件,为2021专利申请总量的值得注意的是,与2020年互联网民营企业主导相比,今年银行等金融机构力量明显,在申请前10名中,中国银行和工商银行均位于其中,分别为专利申请131件和109件,这与区块链金融领域的应用密切相关,

尽管如此,我国区块链专利质量仍有待提高,从中美区块链专利被引用数分布来看,我国区块链专利被引用次数集中分布在1-5次,被引用次数在11次以上的专利占10.5%; 另一方面,美国的区块链专利被引用次数也集中在1-5次的区间,但被引用次数在11次以上的专利达到了比21.5%。

总结

从技术发展和发展的角度看,区块链技术在新基础设施和数字经济中的作用逐渐凸显,区块链产业进入主流发展路线,区块链技术也成为重点突破和探索的对象。 近年来,我国的区块链技术栈已经形成并稳定,但区块链中的关键6大技术,即共识算法、智能合约、密码学、隐私计算、交叉链技术和链上的协作技术也很稳定相关的基础技术也在发展,以导入侧为重点的软硬件一体化计算机以及与之配套使用的芯片等技术辅助设施也逐渐崭露头角。 从专利申请的角度看,申请人的范围将稳步扩大,相关领域将不断增加,银行、互联网巨头、初创企业、行业组织将相继参与,后续区块链技术将沿着高质量、多维度的方向进一步实现创新发展。

1