全球公有鏈技術評估及指數(shù)編制

蒲松濤　劉倩

摘 要：論文圍繞全球主流公有鏈，提出了一種全新的技術評估模型。該模型從基礎技術、應用性及創(chuàng)新力三個方面出發(fā)，以技術為聚焦，對全球公有鏈可進行定量評估。依據(jù)評估模型，我們對全球33條主流公有鏈進行了評估并按月度進行結果發(fā)布，第5期評估結果顯示，EOS、以太坊、比特股、NEO和斯蒂姆鏈綜合指數(shù)位于全球前五位。通過技術評估，也分析得出了核心技術有待突破、應用生態(tài)有待完善、新興公鏈優(yōu)勢突出、國產公鏈差距明顯等四條全球公有鏈技術創(chuàng)新的突出特點。

關鍵詞：區(qū)塊鏈；公有鏈；技術評估；評估指數(shù)

中圖分類號：TP274+.2 文獻標識碼：B

1 引言

近10年的Gartner新興科技技術成熟度曲線[1]顯示，IT界已經成為全球科技創(chuàng)新最為活躍的領域，新技術持續(xù)涌現(xiàn)，進而帶動形成新產品、新模式、新業(yè)態(tài)。從大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、虛擬現(xiàn)實等新技術的創(chuàng)新價值來看，有新資源、新架構、新工具、新平臺等，但這些均無法擺脫現(xiàn)有的IT體系及商業(yè)結構。區(qū)塊鏈作為又一項新興信息技術，其核心價值并不在于原有業(yè)務效率的提升或產品質量的改進，而在于構建起一個由代碼、軟件來決定的價值體系，可以看作是具有顛覆性價值的新興信息技術。

一般而言，區(qū)塊鏈可分為公有鏈、聯(lián)盟鏈和私有鏈，后兩者又可稱之為許可鏈[2]。從技術角度來看，公有鏈和許可鏈還是存在較大的差異的。例如，在公有鏈共識算法設計中，通常都會考慮到拜占庭將軍問題[3]。從應用價值來看，許可鏈只用于某一組織或企業(yè)內部，應用范圍有限且通常無法對當前的組織形式帶來變革，而公有鏈則不同，其應用范圍是全球性的，并有望支撐新型的商業(yè)形態(tài)。因此，與許可鏈相比，公有鏈的應用價值更大，其研究的必要性也更強。

2 對公有鏈技術創(chuàng)新的基本認識

2.1 公有鏈是全球區(qū)塊鏈技術創(chuàng)新的核心領域

從區(qū)塊鏈技術創(chuàng)新歷史來看，區(qū)塊鏈技術的提出、演進都與公有鏈技術創(chuàng)新密切相關。例如，區(qū)塊鏈的概念源自于比特幣的底層技術體系[4]，以太坊的發(fā)明推動了智能合約技術的快速發(fā)展[5]，原子互換[6]、閃電網絡[7]、DAG（有向無環(huán)圖）[8]、分片、跨鏈、側鏈等新技術均源自于公有鏈并應用于公有鏈。因此，加強公有鏈技術創(chuàng)新的研究和跟蹤，有助于掌握全球區(qū)塊鏈技術創(chuàng)新的前沿方向。

2.2 公有鏈是區(qū)塊鏈技術應用的最終方向

區(qū)塊鏈技術有安全性高、防篡改、可追溯等基本特性，但從應用價值來看，提高安全性、建立追溯體系僅是其最初級的應用價值所在。區(qū)塊鏈的真正價值在于用軟件、代碼構建一套自組織、自激勵的運行體系，而公有鏈是這一體系的最佳承載體。

2.3 公有鏈是潛在的未來經濟的基礎載體

智能合約是當前公有鏈技術創(chuàng)新的重要方向，隨著更高效、更安全、更靈活的公有鏈平臺陸續(xù)上線，“公有鏈+Dapp（去中心化應用程序）”有望成為新的商業(yè)形態(tài)，成為未來經濟發(fā)展重要模式。具有公有鏈的Dapp有多個方面的應用優(yōu)勢，例如全球化、自動執(zhí)行、自帶支付功能等等。從應用定位來看，區(qū)塊鏈可以看作為價值互聯(lián)網的基石[11]，而真正實現(xiàn)這一價值的正是面向全球用戶開放的公有鏈。

3 公有鏈技術評估的原則和模型

3.1 評估對象的選擇

對于公有鏈的認定和選擇，經研究形成了五條基本標準：一是該公有鏈需具有自己獨立主鏈；二是公有鏈節(jié)點可自由創(chuàng)建；三是具有公開的區(qū)塊鏈瀏覽器，區(qū)塊信息可查閱；四是代碼必須開源；五是擁有項目主頁，項目團隊可聯(lián)系。基于此標準，截至全球公有鏈技術評估指數(shù)第五期，共選擇了33條公有鏈作為評估對象。

3.2 評估指標制定原則

為了全面、客觀、科學地對全球主流公有鏈進行評估，在指標制定中堅持三個基本原則：一是普適性原則，即所選擇的指標應適用于所有的評估對象，對于每一個指標每個評估對象都應具有可度量的數(shù)據(jù)或可評估的信息；二是相關性原則，即評估指標應與公有鏈的技術創(chuàng)新相關，與技術無關的信息不予考慮；三是可操作性原則，即該指標的測算或評估是可以實施的，相關數(shù)據(jù)和信息是可以獲取的。

3.3 評估模型

經過初步的研究和持續(xù)優(yōu)化改進，形成了公有鏈技術評估ABC模型，如圖1所示。

該模型主要從基礎技術（Basic-tech）、應用性（Applicability）和創(chuàng)新力（Creativity）三個層面對每條公有鏈進行考察。

基礎技術主要考察公有鏈所實現(xiàn)的技術水平，根據(jù)公有鏈的技術體系主要包括四個方面，分別為公有鏈的功能、性能、安全性以及去中心化。在功能評估中，重點考察該公有鏈所具有的基本功能，如比特幣僅支持數(shù)字貨幣的轉賬交易，而以太坊則支持智能合約。在性能評估中，主要考察該公有鏈的出塊效率、理論及實際交易吞吐量，以及平均轉賬交易成本。安全性評估考察該對象的架構、共識、賬戶的安全機制以及網絡穩(wěn)定性。

應用性主要考察公有鏈實際應用過程中的優(yōu)劣勢。當前，公有鏈的實際應用主要包括了錢包應用、節(jié)點部署和Dapp應用等方面，因此在應用性評估中主要考察了該公有鏈的節(jié)點部署支持情況、錢包數(shù)量及易用性，以及對于基于公鏈進行開發(fā)的支持情況。

創(chuàng)新力側重考察公有鏈的持續(xù)創(chuàng)新能力以及對行業(yè)創(chuàng)新的貢獻度。當前，公有鏈都是依據(jù)開源的模式進行技術創(chuàng)新的，因此在創(chuàng)新力評估中，主要考察了公有鏈開源社區(qū)中參與開發(fā)者的數(shù)量、代碼的更新情況以及代碼的綜合影響力。

4 公有鏈技術評估指數(shù)的測算方法

根據(jù)公有鏈技術評估模型，采用無量綱化處理和綜合評價法，計算出各個公有鏈的技術評估指數(shù)。計算方法有幾種。

4.1 指標無量綱化

為了消除各指標單位不同的問題，首先對數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，計算出無量綱化后的相對值。根據(jù)指標數(shù)據(jù)類型的不同以及指標體系的差異，選擇不同的處理方式和指標基值。

記各評估指標的原始值為Xij（i為指標對象、j為指標編號），無量綱化后的值為Zij，指標j的計算基值為。

數(shù)值指標的處理：在基礎技術以及創(chuàng)新力分項評估中，大多數(shù)的指標為數(shù)值類指標。為了避免原始值差異過大造成的指標區(qū)分度不均衡，這里采用取對數(shù)的方法對指標進行無量綱化。指標計算公式為 ：

二值指標的處理：在應用性分項評估中，部分原始數(shù)據(jù)使用二值指標來處理，即如果Xij=1（表示“有”），則Zij=50；如果Xij=0（表示“無”），則Zij=0。

指數(shù)指標的處理：在基礎技術和應用性分項評估中，部分數(shù)據(jù)已經按照一定的標準進行了指數(shù)化處理，因此只需將該數(shù)據(jù)歸一化處理即可。指標計算公式為：

基值的計算：根據(jù)比特幣、以太坊等主流公有鏈相關數(shù)據(jù)或首期評估的平均數(shù)，確定不同的基值計算參考。

4.2 指標權重確定

指標權重的確定采取專家打分法。對于基礎技術、應用性和創(chuàng)新力三個分項評估指標體系，分別選取了三組專家組分別對各評估指標體系內二級指標的權重進行打分，各指標體系權重總分為100。二級指標的最終權重為專家打分的平均值λj，一級指標的權重為所屬二級指標權重的加和。在公有鏈技術評估總指數(shù)計算中，三個分項評估指數(shù)所占權重依舊由專家打分得出。

4.3 指數(shù)計算

公有鏈技術評估指數(shù)的計算采用加權平均法，即：

5 公有鏈技術評估結果及初步分析

5.1 公有鏈技術評估結果

基于公有鏈技術評估模型，第5期評估結果顯示，EOS、以太坊、比特股、NEO和斯蒂姆鏈位居全球前五名。從分項指數(shù)來看，今年新上線的EOS在基礎技術評估中占據(jù)了首位，其在出塊效率、交易吞吐量等方面具有顯著的優(yōu)勢；在應用性方面，以太坊的應用開發(fā)生態(tài)更加健全，評估指數(shù)相對領先；在創(chuàng)新力方面，比特幣則位列全球第一位，這與其在全球區(qū)塊鏈行業(yè)中的地位是一致的。

5.2 公有鏈技術評估結果分析

通過對評估數(shù)據(jù)和指數(shù)的分析，反映出全球公有鏈技術創(chuàng)新的四個特點。

一是基礎技術整體水平相對較低，核心技術有待突破。在基礎技術方面，部分技術指標與公有鏈的大規(guī)模、商業(yè)化應用需求還存在較大的差距。例如，55%的公有鏈僅支持數(shù)字貨幣的轉賬交易功能，僅有21%的公有鏈支持圖靈完備的智能合約，表明大多數(shù)公有鏈在功能實現(xiàn)方面還有提升空間。據(jù)統(tǒng)計，公有鏈的平均出塊時間長達114秒，這就極大地限制了公有鏈的實際應用。此外，新興技術的實際應用還需要持續(xù)的研發(fā)，例如有向無環(huán)圖（DAG）技術還尚不成熟，而備受關注的分片技術也處在持續(xù)研發(fā)階段。

二是公有鏈應用生態(tài)有待完善。由于早期大多數(shù)公有鏈都是通過社區(qū)來開發(fā)和運營的，其在面向用戶的應用生態(tài)建設方面略顯不足。例如，只有不到40%的公有鏈向用戶提供了節(jié)點部署的教程，不到60%的公有鏈向開發(fā)者提供了具有公有鏈的開發(fā)工具和相關接口。數(shù)據(jù)顯示，三分之二以上的評估公有鏈實際發(fā)生的交易數(shù)據(jù)量非常少，平均每秒甚至不足1筆，表明大多數(shù)公有鏈還處于“閑置”階段。

三是新興公有鏈顯示出較強的技術及應用優(yōu)勢。評估結果顯示，以EOS為代表的新一代公有鏈指數(shù)得分顯著較高，在技術創(chuàng)新及應用方面已經具備了一定的優(yōu)勢。例如，從基礎技術來看，EOS的出塊時間達到0.5秒，意味著其鏈上的交易確認可以在幾秒內實現(xiàn)，這就為其大規(guī)模應用提供了可能。數(shù)據(jù)顯示，盡管EOS上線時間短，但其已經得到了用戶的廣泛認可，其鏈上實際發(fā)生交易的吞吐量已經處在全球領先地位。

四是我國主導開發(fā)的公有鏈在技術持續(xù)創(chuàng)新方面差距明顯。從創(chuàng)新力分項指數(shù)來看，我國技術人員主導開發(fā)的公有鏈星云鏈、公信鏈、NULS、NEO、量子鏈和超級現(xiàn)金在創(chuàng)新力方面普遍得分較低，部分公有鏈代碼更新極其不活躍。從數(shù)據(jù)對比可以看出，盡管比特幣公有鏈已經上線了9年，但其代碼更新仍然較為活躍，而很多國產公有鏈在主鏈上線之后，核心代碼很難保持持續(xù)較高的更新水平。與其對應，我國主導的公有鏈項目在全球技術創(chuàng)新中的影響力也相對較低。

6 結束語

為了客觀、全面的掌握全球公有鏈技術創(chuàng)新進展，本文提出了一個全新的公有鏈技術評估模型，并在賽迪（青島）區(qū)塊鏈研究院、賽迪智庫和中國軟件評測中心的共同支持下，按月發(fā)布了全球公有鏈技術評估指數(shù)。全球公有鏈技術評估指數(shù)從基礎技術、應用性和創(chuàng)新力三方面對全球主流公有鏈進行了定量評估，一定程度上反映出全球公有鏈技術創(chuàng)新的態(tài)勢。通過分析，得出了全球公有鏈技術創(chuàng)新的四項特點。

全球公有鏈技術評估工作具有一定的創(chuàng)新性，但隨著全球公有鏈技術創(chuàng)新的發(fā)展，也需要對評估模型進行持續(xù)的優(yōu)化完善。

參考文獻

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