作者简介:王君宇ꎬ东南大学经济管理学院硕士研究生ꎬ研究方向:电子商务、区块链与数字货币、大数据与决策分析等ꎻ吴清烈ꎬ东南大学经济管理学院副教授ꎬ东南大学电子商务与互联网经济研究中心主任ꎬ白俄罗斯国立大学研究教授ꎬ研究方向:个性化电商、大规模定制等ꎻ曹卉宇ꎬ东南大学经济管理学院讲师ꎬ研究方向:网络金融、商业银行ꎮ
国内区块链典型应用研究综述王君宇 吴清烈 曹卉宇(东南大学经济管理学院ꎬ南京２１００９６)
摘 要:作为比特币的底层技术ꎬ区块链已被广泛应用到各个领域中ꎬ区块链应用成为当前研究的热点ꎮ研究结合中国知网数据库期刊论文分析我国学者在区块链领域的研究现状ꎬ并对金融、供应链、医疗、教育、能源互联网５个典型领域的研究进行综述ꎬ分析了未来在这些领域的研究发展方向ꎬ最后讨论了区块链应用面临的挑战ꎮ关键词:区块链ꎻ应用领域ꎻ研究现状
中本聪构建了使用比特币、完全点对点传输的电子现金系统ꎬ区块链作为比特币的底层技术ꎬ在比特币中的应用是一个去中介化的数据库ꎬ运用密码学方法产生新的区块ꎬ每一个区块都用于存储比特币的交易信息ꎮ作为颠覆性的核心技术ꎬ区块链彻底改变了传统的价值传输的方式ꎬ如今它被广泛应用于各个领域中ꎮ本文将对国内区块链的典型应用进行分析ꎬ总结了国内学者在这些领域的主流研究ꎬ并对未来的研究方向进行评述ꎮ１ 区块链相关研究论文分布概况我们于２０１９年１月１４日在中国知网(ＣＮＫＩ)数据库中ꎬ点击“高级检索”ꎬ点击“期刊”ꎬ以“区块链”为主题ꎬ选择“中文文献”进行精确匹配ꎬ共筛选到４７３９篇相关文献ꎬ时间分布如图１所示ꎮ从图１中可以看出ꎬ区块链的概念是由中本聪在２００８年提出ꎬ但我国２００８—２０１２年都处于区块链研究的空白期ꎬ对区块链的研究从２０１５年开始呈现爆发式增长ꎬ增长的速度不断加快ꎬ２０１８年达到了２８６６篇ꎮ从图２可以看出ꎬ近几年来国内学者的研究主要围绕区块链的特征如“去中心化”“分布式”和金融应用领域“数字货币”“财政金融”“互联网金融”“金融机构”“金融业”“智能合约”和“虚拟货币”ꎮ“人工智能”和“物联网”近年来也成为区块链领域的研究热点ꎮ关键词的共现网络可以看出以“区块链”为主题的论文的关键词的关系ꎬ从图３可以看出ꎬ关键词“区块链”和“比特币”的关系最为密切ꎬ“区块链”和“应用”关键词共同出现在５５篇期刊文献中ꎬ“区块链”和金融领域的关键词关系也十分密切ꎬ例如“金融”“金融科技”“互联网金融”“供应链金融”ꎮ
图１ ＣＮＫＩ区块链研究论文的时间分布图２ ＣＮＫＩ区块链研究论文的主题分布１•Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｃｏｎｏｍｙ２０１９Ｖｏ１.３２Ｎｏ.５
图３ 区块链论文的关键词共现网络文献的高频关键词也一定程度上呈现了国内学者在区块链领域的研究热点ꎬ如表１所示ꎬ排在前１０位的关键词ꎬ除了与其区块链特点和原理相关ꎬ
如“去中心化”“智能合约”“共识机制”ꎬ其他的关键词体现国内学者的研究集中在将区块链与其他技术结合的应用领域ꎬ特别是数字货币、金融科技、互联网金融等金融领域ꎮ表１ 频词前１０位的关键词序号频次关键词序号频次关键词１１５９３区块链６８３数字货币
２１５５去中心化７７６金融科技３１４６比特币８６１共识机制４１４５智能合约９５５物联网５８８大数据１０５２互联网金融ꎻ应用
表２ ２０１５—２０１７年度主要关键词年份主要关键词２０１５区块链技术(３)ꎬ比特币(３)ꎬ多媒体数据(１)ꎬ智能仪器(１)ꎬ微生物采样机制(１)、物联网(１)ꎬ分布式存储(１)ꎬ
互联网(１)ꎬ数据真实性(１)ꎬ体系(１)２０１６区块链技术(２)ꎬ去中心化(２１)ꎬ数字货币(２０)ꎬ比特币(１８)ꎬ智能合约(１０)ꎬ互联网金融(９)ꎬ分布式账簿(８)ꎬ
大数据(８)ꎬ金融(５)ꎬ应用(４)２０１７区块链(３９６)ꎬ去中心化(４１)ꎬ比特币(３９)ꎬ智能合约(３５)ꎬ金融科技(３１)ꎬ数字货币(２９)ꎬ大数据(２８)ꎬ互联
网金融(２２)ꎬ共识机制(１９)ꎬ物联网(１３)２０１８区块链(１２３１)ꎬ智能合约(１１２)、去中心化(１０６)、比特币(９０)ꎬ大数据(５８)ꎬ物联网(５０)ꎬ金融科技(４４)ꎬ共识机
制(４２)ꎬ应用(４１)、数字货币(３６)、人工智能(３０)
表２可以看出２０１５年国内学者对区块链的研究主要集中在区块链的概念、原理等方面ꎬ２０１６年开始对区块链应用的初探ꎬ应用领域主要集中在数字货币、互联网金融等金融领域ꎬ２０１７年和２０１８年对区块链的应用领域的研究有一定拓展ꎬ但是金融领域的研究范围一直十分广泛ꎬ尤其是在２０１８年ꎬ国内学者将区块链技术和火热的大数据技术及人工智能技术结合得更多ꎬ因此“大数据”和“人工智能”的关键词出现得更加频繁ꎮ去中心化的点对点现金系统起初是为了解决传统金融体系的信用危机ꎬ至此很多研究也是围绕区块链的金融应用而展开ꎮ从国内文献的研究热点也可以看出区块链技术的变化ꎬ区块技术发展的３个阶段为区块链１.０———数字货币的应用、区块链２.０———智能合约、智能资产、区块链３.０———去中心化信任机制ꎮ如今ꎬ无论是国外学者还是国内学者ꎬ对区块链技术的应用领域研究到了很多领域ꎬ本文对区块链的研究热点金融、供应链、医疗、教育、能源领域的国内研究现状进行了整理归纳ꎮ２ 区块链在金融领域的应用研究现状王硕在分析了区块链在金融领域的研究现状之后发现ꎬ目前区块链技术在金融领域方面的应用主要围绕私有链和联盟链进行实验和探索[１]ꎮ具体包括结算清算、数字货币、跨境支付、财产保险４个领域ꎮ２.１ 结算清算领域的区块链应用研究２０１８年１月２５日ꎬ由中国人民银行总行领导的基于区块链的数字票据生命周期原型系统正式投入运行ꎬ宋汉光评价该系统构建了“线上确认ꎬ线下结算”的结算方式ꎬ利用区块链的特点建立了性能高、安全并能够实时监控的业务系统[２]ꎮ区块链技术能够提高支付结算效率ꎬ降低交易成本ꎬ但区块链在支付结算模式下的运用存在爆炸式存储风险、数字货币的不确定性风险和系统应用风险ꎮ马理等认为我国在结算清算体系中必须谨慎推广区块链ꎬ应当待区块链在其他领域中的应用较为成熟时才考虑在金融领域逐渐推广[３]ꎮ２.２ 数字货币领域的区块链应用研究王晟探讨了以区块链为基础的数字货币作为法定货币体系时的变化:在支付体系方面ꎬ区块链货币主要的作用是货币储备ꎬ人们日常交易的货币形式是银行券和存款货币ꎻ在货币政策方面ꎬ由于区块链货币的去中心化特征ꎬ政府对货币体系的影响很微小ꎻ在金融监管方面ꎬ区块链货币可以建立实名账户
２• 科技与经济 ２０１９年１０月 第５期 第３２卷/总第１９１期
王君宇 吴清烈 曹卉宇 国内区块链典型应用研究综述体系ꎬ确保交易的可追溯性[４]ꎮ童毛弟等也认为区块链技术在数字货币领域的有效应用能够强化数字货币信用属性并且提高数字货币支付效率[５]ꎮ２.３ 跨境支付领域的区块链应用研究赵增奎研究了区块链在跨境支付领域的模式ꎬ发现区块链技术可以将跨境支付中的传统金融机构、外汇做市商、流动性提供商等主体构建支付网关ꎬ将跨境支付中的法定货币转换为区块链网络中的数字资产ꎬ摈弃中间交易[６]ꎮ王娟娟等探讨了区块链技术在“一带一路”区域跨境支付中的应用ꎬ运用仿真模拟引入区块链技术后的效应预测ꎬ发现区块链总体会提升“一带一路”跨境支付品质ꎬ但是“一带一路”中的支付安全水平会降低[７]ꎮ２.４ 财产保险领域的区块链应用研究宋蔚等认为传统的保险行业一直存在严重信息不对称ꎬ以区块链技术为基础ꎬ以保险公司、投保人和政府机关为主体的平台能够防止保险领域的欺诈问题并且实施自动理赔ꎬ但目前的技术开发难度较大[８]ꎮ我国从２０１６开始陆续推出了以区块链技术为基础的保险服务ꎮ郭金龙等认为区块链技术的安全性、去中心化和容量存储仍然存在着“不可能三角”的悖论ꎬ因此区块链在保险领域的应用存在很大不确定性[９]ꎮ２.５ 总结和评述区块链可以提高金融领域的交易效率并改变金融市场的高度中心化现状ꎬ然而目前的区块链技术无法保证金融交易的安全性ꎬ因此国内对区块链在金融领域的研究仍处于大规模试验阶段ꎬ除了改进区块链技术本身的限制ꎬ未来在金融领域的区块链应用研究中ꎬ应当重视如何保证金融交易行为和财产信息的安全ꎬ只有解决金融安全问题才能推进金融的区块链项目大规模落地ꎮ除此之外ꎬ国内学者需要结合我国金融业的国情现状ꎬ探讨出最适合我国金融领域推行区块链的运营模式ꎮ３ 区块链在供应链领域的应用研究现状３.１ 供应链物流领域的区块链应用研究目前ꎬ区块链技术在供应链业务中的应用实验研究主要围绕快递业务、冷链物流和食品安全等领域展开ꎮ王妙娟认为在物流快递行业实施区块系统ꎬ可以将快递的整个收发流程和责任人信息上链ꎬ利用区块链的发行代币思想和数字签名技术ꎬ实现快递行业的流程数字化并促进快递行业的实名认证政策实施[１０]ꎮ同时ꎬ曾小青等认为将区块链技术和无线射频ＲＦＩＤ技术、物联网技术等新技术融合使用ꎬ能够实现农产品冷链、医药冷链的实时监控的安全溯源[１１]ꎮ
汪传雷等构建了以区块链为基础的供应链物流信息生态圈ꎬ他们认为区块链的去中心化特征可以使供应链中每个节点平等地进行信息的交换和储存工作ꎬ共识机制可以有效消除获取供应链信息的机会成本ꎬ基于区块链的智能合约记录并监督了供应链的业务实施ꎬ并能够有效追溯产品运输的各类问题[１２]ꎮ
３.２ 供应链金融领域的区块链应用研究区块链在供应链金融中的应用可以从金融和产业两个方面实现ꎬ除了结算清算和数字票据的金融活动作用ꎬ宋华认为区块链可以在权益证明和物流运作证明上改善传统供应链金融存在的问题[１３]ꎮ供应链
中的企业尤其是中小企业往往受到授信额度和授信过程繁琐的限制ꎬ区块链技术可以将整个供应链环节上链ꎬ保证各个环节中物资的可追溯性ꎬ因此朱兴雄等探讨了可以利用数字资产和数字签名技术实施线上征信业务ꎬ从而杜绝供应链金融风险[１４]ꎮ
３.３ 总结和评述国内区块链在供应链领域中的应用研究主要围绕物流、信息流以及价值流ꎮ未来我们认为构建信息流、价值流的协同体系ꎬ促进供应链参与方信息的透明化、共享化ꎬ是区块链在供应链领域中应用研究的主要方向ꎮ将区块链与物联网、人工智能、大数据技术结合起来运用到供应链领域也是未来值得研究的方向ꎮ４ 区块链在医疗领域的应用研究现状
４.１ 医疗信息化领域的区块链应用研究我国的医疗信息化面临隐私安全不完善、医疗信息的共享度差、患者参与度低等问题ꎬ马骋宇认为可以利用区块链技术搭建一个医疗资源开发系统ꎬ患者可以利用公钥将所有的医疗信息上链ꎬ各医疗机构和科研机构获得患者的授权后可以使用患者的医疗数据ꎬ达到医疗数据资源的合理利用[１５]ꎮ梅颖
认为云存储技术可以解决区块链存储容量受限的问题ꎬ具体来说就是区块链可以存储医疗记录的概要信息ꎬ详细的医疗信息可以放入云存储中[１６]ꎮ刘海