杜文龍

(西安航空學(xué)院 圖書館,陜西 西安 710077)

0 引言

區(qū)塊鏈的概念起源于中本聰(Satoshi Nakamoto)發(fā)表的題名為《比特幣:一種點對點的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》的白皮書[1],區(qū)塊鏈的最大創(chuàng)新在于通過點對點網(wǎng)絡(luò)P2P(peer to peer)創(chuàng)造一種“不需依賴信任的電子交易系統(tǒng)”[2]。其去中心化特征實現(xiàn)數(shù)據(jù)的公平、自由交易流動,時間戳和數(shù)字簽名的應(yīng)用可以確保交易賬單不可被篡改[3],區(qū)塊可共同維護實現(xiàn)區(qū)塊信息的可靠性、開放性和共享性[4]。隨著加密技術(shù)、通信技術(shù)、傳輸機制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和金融機制等對區(qū)塊鏈的影響,區(qū)塊鏈的概念內(nèi)涵、底層架構(gòu)、核心技術(shù)、技術(shù)價值和應(yīng)用領(lǐng)域均在不斷變化中[5]。通過對區(qū)塊鏈主題領(lǐng)域研究文獻數(shù)據(jù)的可視化分析和深度揭示可以把握該主題領(lǐng)域的發(fā)展脈絡(luò)、研究現(xiàn)狀、熱點領(lǐng)域、研究成熟度和發(fā)展前景,進而梳理和揭示區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展演化和應(yīng)用價值,為該技術(shù)在更寬泛的行業(yè)應(yīng)用和領(lǐng)域研究奠定基礎(chǔ),因此本文的研究具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。

1 數(shù)據(jù)來源及分析技術(shù)

1.1 數(shù)據(jù)來源

由于本文對國際區(qū)塊鏈主題領(lǐng)域的文獻數(shù)據(jù)進行深度分析和揭示,因此數(shù)據(jù)來源選擇權(quán)威性高、收錄學(xué)科廣泛、數(shù)據(jù)質(zhì)量高的Web of Science數(shù)據(jù)庫,子庫選擇SCI-EXPANDED、SSCI、A&HCI和CPCI-S,檢索主題為“Block chain”,時間范圍選擇2005-01-01至2022-12-31,返回998條文獻數(shù)據(jù),源數(shù)據(jù)格式為含引文數(shù)據(jù)的全記錄TXT格式,通過數(shù)據(jù)清洗,去除低相關(guān)性和冗余數(shù)據(jù),最終獲得876條有效數(shù)據(jù)。

1.2 分析技術(shù)

本研究選取VOSviewer作為數(shù)據(jù)分析工具,運用網(wǎng)絡(luò)位置計算、聚類計算、術(shù)語共現(xiàn)、時間切片、密度算法等技術(shù)和算法。為了提高數(shù)據(jù)運算的效率,最大程度挖掘海量數(shù)據(jù)的價值,依據(jù)軟件技術(shù)參數(shù)對樣本數(shù)據(jù)的分析過程和計算過程進行調(diào)整、優(yōu)化。

2 國際區(qū)塊鏈主題可視化分析

2.1 關(guān)鍵詞聚類可視化分析

進入VOSViewer主界面,數(shù)據(jù)源格式選擇“TEXT”,在軟件中的數(shù)據(jù)來源類型中選擇索引選項。將樣本數(shù)據(jù)導(dǎo)入VOSViewer后得到系統(tǒng)默認參數(shù)設(shè)置的關(guān)鍵詞聚類視圖。依據(jù)樣本數(shù)據(jù)數(shù)量和分析需求情況,為了提高聚類效果,減少子網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量,將系統(tǒng)的CV值設(shè)置為1.2,合并小規(guī)模子網(wǎng),優(yōu)化運行后得到圖1,形成通過不同顏色標(biāo)識的該領(lǐng)域三個關(guān)鍵詞聚類子網(wǎng)絡(luò),節(jié)點的大小與出現(xiàn)頻次呈正比,節(jié)點之間的連線粗細程度與它們之間的共引程度呈正相關(guān)[6]。對圖1中三個聚類子網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵詞的被引次數(shù)、詞頻和總鏈接強度(反應(yīng)中心性)進行分析,統(tǒng)計出每個聚類子網(wǎng)絡(luò)中指標(biāo)值排名前10的關(guān)鍵詞,如表1～表3所示。

Fig.1 International blockchain theme literature data keyword clustering visualization graph圖1 國際區(qū)塊鏈主題文獻數(shù)據(jù)關(guān)鍵詞聚類可視化圖譜

表1 子網(wǎng)絡(luò)Group1中關(guān)鍵詞指標(biāo)值Table 1 Keyword indicator values in subnet Group1

表2 子網(wǎng)絡(luò)Group2中關(guān)鍵詞指標(biāo)值Table 2 Keyword indicator values in subnet Group2

表3 子網(wǎng)絡(luò)Group3中關(guān)鍵詞指標(biāo)值Table 3 Keyword indicator values in subnet Group3

由表1至表3得知,區(qū)塊鏈領(lǐng)域主要的熱門關(guān)鍵詞包括區(qū)塊鏈、比特幣、數(shù)字貨幣、非對稱加密、匿名交易機制、互聯(lián)網(wǎng)金融、數(shù)據(jù)安全、智能合約、挖礦證明和密碼協(xié)議等。

根據(jù)圖1結(jié)合子網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵詞的指標(biāo)值和映射語義,對國際上區(qū)塊鏈主題文獻數(shù)據(jù)的關(guān)鍵詞聚類情況進行深度分析。

2.1.1 區(qū)塊鏈技術(shù)研究聚類子網(wǎng)絡(luò)

該聚類子網(wǎng)絡(luò)重點研究區(qū)塊鏈從價值數(shù)據(jù)分布式云存儲、價值數(shù)據(jù)交易、交易過程加密技術(shù)(時間戳)、交易完成智能認證等完整流程的相關(guān)技術(shù)支撐。主要包含區(qū)塊鏈技術(shù)、數(shù)字貨幣、P2P網(wǎng)絡(luò)、共識算法、加密貨幣、去中心化、哈希函數(shù)、比特幣、分布式賬本、區(qū)塊鏈、時間戳(timestamp)、時間戳服務(wù)器、非對稱加密、挖礦計算、工作量證明、Merkle樹和區(qū)塊等研究議題。區(qū)塊鏈技術(shù)為區(qū)塊鏈的系統(tǒng)構(gòu)建、平穩(wěn)運行、安全交易和行業(yè)應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

2.1.2 區(qū)塊鏈系統(tǒng)運行研究聚類子網(wǎng)絡(luò)

該聚類子網(wǎng)絡(luò)重點研究區(qū)塊鏈系統(tǒng)運行及區(qū)塊鏈交易中的系統(tǒng)構(gòu)建、工作原理、分布式計算原理、挖礦工作量考核、信任機制、交易機制和認證機制等。主要包含智能合約、以太坊、信任機制、數(shù)據(jù)安全、分布式計算、數(shù)字簽名機制、雙重支付機制、側(cè)鏈和信任協(xié)議等研究議題。智能合約為區(qū)塊鏈交易參與方提供了共同遵守的協(xié)議,充分保障區(qū)塊鏈各方的權(quán)益和義務(wù)劃分[7]。信任機制解決了區(qū)塊鏈價值交易中的信任危機問題[8]。智能挖礦工作量考核為首位計算出交易結(jié)果的服務(wù)器提供工作量化證明,并得到所有參與運算的計算機終端的認可[9]。區(qū)塊鏈通過對稱加密、不對稱加密和數(shù)據(jù)保護機制保證區(qū)塊中價值貯存及價值流轉(zhuǎn)過程中的資產(chǎn)安全[10]。

2.1.3 區(qū)塊鏈應(yīng)用研究聚類子網(wǎng)絡(luò)

該聚類子網(wǎng)絡(luò)重點研究區(qū)塊鏈在金融、經(jīng)濟和數(shù)據(jù)交易等領(lǐng)域的應(yīng)用可行性、應(yīng)用價值和應(yīng)用前景。由于區(qū)塊鏈具有去中心化、安全的價值交易、時間戳認證、分布式計算等技術(shù)優(yōu)勢,已從社會全面認知階段進行業(yè)產(chǎn)業(yè)落地應(yīng)用階段,形成區(qū)塊鏈行業(yè)產(chǎn)業(yè)格局,區(qū)塊鏈的科研項目和產(chǎn)業(yè)項目也具有一定規(guī)模。區(qū)塊鏈對全球經(jīng)濟和社會生態(tài)影響的價值逐漸顯現(xiàn)。該子網(wǎng)絡(luò)主要包含互聯(lián)網(wǎng)金融、AI、大數(shù)據(jù)、云計算、6G、AR、區(qū)塊鏈擴展、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、ICO、價值交易和云宇宙等研究議題。區(qū)塊鏈系統(tǒng)接口的易用性、開放性和可擴展性提高了區(qū)塊鏈的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價值[11]。分析以上熱點關(guān)鍵詞得知:區(qū)塊鏈技術(shù)演變逐步呈現(xiàn)與云計算、5G、物聯(lián)網(wǎng)、元宇宙和VR等信息技術(shù)融合發(fā)展的趨勢,被應(yīng)用于數(shù)據(jù)價值交易、比特幣交易、金融行業(yè)、資產(chǎn)評估和經(jīng)濟管理等場景或行業(yè)領(lǐng)域。

2.2 關(guān)鍵詞疊加時間視圖可視化分析

VOSviewer標(biāo)簽視圖模式的Overlay Visualization選項可設(shè)置不同時間段關(guān)鍵詞節(jié)點的顏色相關(guān)參數(shù)。參數(shù)優(yōu)化并運行分析后得到樣本數(shù)據(jù)的關(guān)鍵詞疊加時間視圖可視化圖譜,如圖2所示。節(jié)點的顏色相同表明它們處于相同時間段范圍中,關(guān)鍵詞節(jié)點的大小與被引頻次呈正相關(guān),節(jié)點之間的連線體現(xiàn)它們之間的共引程度[12]。通過樣本數(shù)據(jù)關(guān)鍵詞疊加時間視圖可視化分析,可以梳理和把握國際上區(qū)塊鏈領(lǐng)域的發(fā)展脈絡(luò)、發(fā)展階段、發(fā)展現(xiàn)狀和研究現(xiàn)狀[13]。依據(jù)圖2結(jié)合相關(guān)文獻研究得知,國際上區(qū)塊鏈主題的研究經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。

Fig.2 International blockchain theme literature data keyword overlay time view圖2 國際上區(qū)塊鏈主題文獻數(shù)據(jù)關(guān)鍵詞疊加時間視圖

2.2.1 萌芽發(fā)展階段(2008—2012)

比特幣創(chuàng)始人中本聰于2007年提出運用加密算法形成各個1MB的比特幣交易信息塊相互連接的加密貨幣網(wǎng)絡(luò)體系,在加密貨幣網(wǎng)絡(luò)體系中,多重驗證和加密的鏈將各個比特幣交易信息塊連接在一起。2009年1月比特幣系統(tǒng)開放運行,比特幣系統(tǒng)為區(qū)塊鏈系統(tǒng)的初步雛形[14]。國內(nèi)外學(xué)者對區(qū)塊鏈技術(shù)的科學(xué)研究進度與區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展演進進程基本一致。萌芽發(fā)展階段出現(xiàn)了少量的研究加密貨幣、比特幣和比特幣系統(tǒng)方面的學(xué)術(shù)文獻。

此研究階段主要圍繞比特幣、數(shù)字貨幣和加密貨幣交易過程階段和交易完成階段所涉及的身份驗證、交易加密以及賬本登記等技術(shù)問題,分析比特幣網(wǎng)絡(luò)體系所涉及的模型驗證、區(qū)塊元素構(gòu)成、挖礦工作量證明和分布式賬單等底層技術(shù)問題。可將此研究階段歸納為區(qū)塊鏈1.0初始雛形技術(shù)實驗和理論描述探索階段,尚未形成對區(qū)塊鏈統(tǒng)一的理論認識體系,對比特幣的價值屬性、交易過程和資產(chǎn)周轉(zhuǎn)方式存在較大的理論爭議,研究視角和研究領(lǐng)域較為狹窄,理論研究關(guān)注目光集中于比特幣交易、比特幣賬單分布方式和比特幣系統(tǒng)涉及的技術(shù)領(lǐng)域,缺乏對管理、技術(shù)、框架、協(xié)約、機制等多元素融合組成的比特幣網(wǎng)絡(luò)體系安全平穩(wěn)運行框架和協(xié)議機制的系統(tǒng)性研究,且尚未展開對比特幣、交易信息塊、數(shù)據(jù)鏈、比特幣網(wǎng)絡(luò)初始技術(shù)等的行業(yè)應(yīng)用和市場潛力研究。

2.2.2 緩慢發(fā)展階段(2013—2015)

隨著比特幣網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新和區(qū)塊鏈概念的全球普及化,出現(xiàn)了對區(qū)塊鏈技術(shù)的商業(yè)價值、市場價值和行業(yè)應(yīng)用的理論。以太網(wǎng)開發(fā)人員開創(chuàng)了從比特幣交易網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)單一研究視角延伸到資產(chǎn)、信用管理多視角研究的先例。區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展進入由以太網(wǎng)為代表的2.0時代,用于區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)各個參與元素信任管理的智能合約技術(shù)開始出現(xiàn)。智能合約為一種中立的契約體系,由交易各階段事件自動觸發(fā),不受交易合同方實體的主觀影響。

文獻理論研究角度從研究比特幣交易系統(tǒng)基礎(chǔ)技術(shù)問題轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)塊鏈系統(tǒng)平穩(wěn)運行涉及的數(shù)據(jù)安全、協(xié)議約束和監(jiān)督管理等更為系統(tǒng)的多角度問題。科學(xué)研究人員主要探討區(qū)塊鏈系統(tǒng)運行或技術(shù)平臺架構(gòu)研究:一是關(guān)于區(qū)塊鏈系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)類型(分布式、集中式)、網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化、混合式)、網(wǎng)絡(luò)通信機制(數(shù)據(jù)發(fā)送反饋機制、多模型數(shù)據(jù)對接、數(shù)據(jù)交互邏輯機制)和網(wǎng)絡(luò)安全機制(Tor、TLS)方面的研究;二是關(guān)于區(qū)塊鏈系統(tǒng)中系統(tǒng)數(shù)據(jù)、區(qū)塊信息、交易數(shù)據(jù)和認證數(shù)據(jù)的信息模型算法(UTXO)、加密機制(RSA、Elgamal、Rabin、D-H、ECC)以及關(guān)聯(lián)驗證(Hash、MKT、MPT)問題研究;三是關(guān)于支撐區(qū)塊鏈整個系統(tǒng)自主管理自主運行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、信任協(xié)議、契約機制和智能合約制度的協(xié)議體系研究;四是研究PoX類、BFT類、CFT類等協(xié)議或合約;此外,出現(xiàn)了較多的區(qū)塊鏈技術(shù)擴展性、行業(yè)應(yīng)用、企業(yè)應(yīng)用、市場應(yīng)用、技術(shù)融合的理論探討和應(yīng)用實踐研究學(xué)術(shù)成果。

2.2.3 快速發(fā)展階段(2016—2022)

2016年之后,比特幣和區(qū)塊鏈徹底進入了全球用戶視野,出現(xiàn)了很多區(qū)塊鏈方面的項目或產(chǎn)業(yè),Linux基金會旗下的超級賬本Fabric項目,初衷為行業(yè)之間的區(qū)塊鏈融入業(yè)務(wù)提供智慧解決方案。隨著以智能合約為代表的區(qū)塊鏈技術(shù)與其他信息技術(shù)的交融,越多被應(yīng)用到其他場景應(yīng)用領(lǐng)域,衍生更多的區(qū)塊鏈項目或產(chǎn)業(yè),區(qū)塊鏈技術(shù)進入到3.0時代。

這個階段關(guān)于區(qū)塊鏈的研究側(cè)重于區(qū)塊鏈?zhǔn)袌鰞r值挖掘、跨行業(yè)跨領(lǐng)域場景應(yīng)用和與其他信息技術(shù)融合可行性及可能帶來的影響的理論與實踐研究,區(qū)塊鏈與其他產(chǎn)業(yè)行業(yè)融合研究成果迅速增長。例如:探討區(qū)塊鏈融入互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域帶來的基礎(chǔ)設(shè)施和聯(lián)網(wǎng)格局的變動;研究區(qū)塊鏈融入金融領(lǐng)域可能帶來用戶消費理念和支付方式的變革;探討區(qū)塊鏈技術(shù)與大數(shù)據(jù)技術(shù)、云存儲技術(shù)融合帶來網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)保存、流動和計算方式的變革;探討區(qū)塊鏈技術(shù)與人工智能技術(shù)的融合可能重新構(gòu)造全球數(shù)字經(jīng)濟新格局;探討區(qū)塊鏈技術(shù)與人工智能、VR、AR、XR、數(shù)字孿生等信息技術(shù)的融合應(yīng)用形成全球社會體系的數(shù)字生活空間的路徑、理論與技術(shù)研究,即形成現(xiàn)實世界與虛擬世界鏈接、映射和交互的元宇宙數(shù)字空間。此外,科研用戶探討區(qū)塊鏈技術(shù)對所屬學(xué)科或行業(yè)領(lǐng)域帶來的變革或影響,如區(qū)塊鏈技術(shù)融入知識產(chǎn)權(quán)保護領(lǐng)域、智慧城市建設(shè)、社會信用體系、教育行業(yè)和醫(yī)療行業(yè)等行業(yè)后帶來的“破壞性技術(shù)”影響。此時對區(qū)塊鏈技術(shù)、信息技術(shù)融合、產(chǎn)業(yè)行業(yè)和各種社會場景的理論與實踐研究進入快速發(fā)展時期。區(qū)塊鏈技術(shù)的可擴展性、鏈路安全、技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)、場景化應(yīng)用、數(shù)據(jù)安全、產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域融合、場景融合和元宇宙信息技術(shù)融合等成為這個研究時期的研究焦點。

2.3 關(guān)鍵詞聚類密度可視化分析

對樣本數(shù)據(jù)進行關(guān)鍵詞抽取分析形成密度視圖,按照關(guān)鍵詞的語義接近程度決定關(guān)鍵詞在視圖中的位置,隨著更多語義接近的關(guān)鍵詞的加入,最終形成主題的關(guān)鍵詞密度區(qū)域,如圖3所示:關(guān)鍵詞密度視圖的顏色越趨于深黃色,該關(guān)鍵詞視圖的密度值越高;關(guān)鍵詞密度視圖中存在語義接近的關(guān)鍵詞數(shù)量越多,反映該關(guān)鍵詞密度視圖映射的區(qū)塊鏈研究分領(lǐng)域的研究成熟度較高,形成了一個區(qū)塊鏈領(lǐng)域的系統(tǒng)化的、認可度較高的、學(xué)術(shù)成果豐碩的研究成熟度高的分支領(lǐng)域。

Fig.3 Analysis of keyword clustering density view in international blockchain theme literature data圖3 國際上區(qū)塊鏈主題文獻數(shù)據(jù)關(guān)鍵詞聚類密度視圖分析

分析圖3并結(jié)合相關(guān)文獻研究得知:該領(lǐng)域已形成顯著性高、語義關(guān)聯(lián)緊密、高密度值的研究成熟分領(lǐng)域。第一個研究成熟分領(lǐng)域為研究支撐區(qū)塊鏈系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行所涉及的關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)架構(gòu)、組織管理和約束激勵體制等。此密度區(qū)域的研究人員重點關(guān)注智能合約、加密技術(shù)、框架算法、區(qū)塊組成元素、數(shù)據(jù)鏈、數(shù)據(jù)安全存儲、“挖礦”工作量計算和信任機制等。第二個研究成熟分領(lǐng)域為研究區(qū)塊鏈技術(shù)對全球經(jīng)濟形態(tài)及對金融業(yè)帶來的顯著影響。由于區(qū)塊鏈具有去中心化、分布式賬單、共識機制和點對點數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍匦?相較于其他新興信息技術(shù),其具有率先應(yīng)用于經(jīng)濟領(lǐng)域和金融行業(yè)的先天有利條件和要素。此密度區(qū)域的研究人員重點關(guān)注區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于經(jīng)濟領(lǐng)域后的交易信用問題、業(yè)務(wù)重組、運行效率、數(shù)據(jù)安全、經(jīng)濟模式、產(chǎn)權(quán)確權(quán)、授權(quán)證明和金融客戶識別(KYC)等。

通過以上分析得知:區(qū)塊鏈正在成為經(jīng)濟、科技、文化和社會領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的重要驅(qū)動力量。在區(qū)塊鏈3.0時代區(qū)塊鏈相關(guān)技術(shù)被成熟地應(yīng)用于全球經(jīng)濟活動和金融領(lǐng)域中,形成了較為成熟和認可度較高的技術(shù)應(yīng)用路徑、科學(xué)研究成果和實踐路徑方案,在國際上區(qū)塊鏈主題樣本文獻數(shù)據(jù)關(guān)鍵詞聚類密度視圖中呈現(xiàn)映射分支研究成熟度較高的關(guān)鍵詞高密度深黃色區(qū)域分布。但是區(qū)塊鏈技術(shù)在教育、航天航空、醫(yī)療、物聯(lián)網(wǎng)、智能設(shè)備等領(lǐng)域應(yīng)用欠缺成熟,區(qū)塊鏈技術(shù)具有廣泛地應(yīng)用于其他行業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景,區(qū)塊鏈技術(shù)在其他行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用探索研究處于科研人員和科技工作者高度關(guān)注但是尚未形成成熟的理論研究和應(yīng)用實踐成果的初期階段。

3 結(jié)束語

本文運用VOSviewer軟件對來源于ISI平臺的主題為“Block chain”的876條文獻數(shù)據(jù)進行可視化分析得知:該領(lǐng)域已形成區(qū)塊鏈技術(shù)研究、區(qū)塊鏈系統(tǒng)運行研究和區(qū)塊鏈應(yīng)用研究三個研究分支;其經(jīng)歷了萌芽發(fā)展階段、緩慢發(fā)展階段和快速發(fā)展階段三個發(fā)展時期;產(chǎn)生了區(qū)塊鏈系統(tǒng)運行維護方面的研究和區(qū)塊鏈對全球經(jīng)濟形態(tài)及對金融業(yè)帶來的顯著影響研究兩個比較成熟的研究領(lǐng)域。根據(jù)關(guān)鍵詞疊加分析結(jié)合相關(guān)文獻研究得知:區(qū)塊鏈領(lǐng)域的技術(shù)演進、理論研究和行業(yè)應(yīng)用出現(xiàn)與物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)和元宇宙等數(shù)字技術(shù)融合的態(tài)勢,呈現(xiàn)出多學(xué)科融合研究與應(yīng)用的特征。