区 块 链 白 皮 书
目
录
一、区 块链 技 术发展现 状及 趋势 ......................................................................................... 1
（一）技术架构现状 ...................................................................................................... 1
（二）技术发展热点 ...................................................................................................... 4
二、区 块链产业发展状况 .....................................................................................................
8
（一）全球区块链产业现状 .......................................................................................... 8
1. 赋能领域应用，落地步伐加快 ............................................................................ 8
2. 资本热度下降，企业增速放缓 .......................................................................... 10
3. 技
新活
，
生
初
术创
跃
产业
态
现 .......................................................................... 14
（二）我国产业现状分析 ............................................................................................ 16
1. 聚焦数字经济创新，实践特色应用场景 .......................................................... 16
2. 布局工程技术研发，深度赋能实体经济 .......................................................... 21
三、区 块链 行 业应用现状 ...................................................................................................
22
（一）赋能数字经济模式创新 .................................................................................... 23
（二）金融服务领域成效显著 .................................................................................... 24
（三）产品溯源领域优先起步 .................................................................................... 26
（四）政务民生领域重点探索 .................................................................................... 28
（五）电子存证领域多点铺开 .................................................................................... 30
（六）数字身份领域备受关注 .................................................................................... 32
（七）供应链协同领域渐落地 .................................................................................... 33
四、区 块链 面 临 的 监管问题 ...............................................................................................
35
（一）分布式共享记录导致相关监管责任主体分散 ................................................ 36
（二）智能合约自动强制执行法律有效性仍待商榷 ................................................ 37
（三）上链数据难以篡改带来隐私及内容监管风险 ................................................ 39
（四）激励机制的数字资产特性引发金融监管问题 ................................................ 41
五、区 块链发展 的 制约 因素 ...............................................................................................
42
（一）社会认知层面，大众争议与行业疑虑蔓延 .................................................... 42
（二）监管环境层面，我国监管需增强政策弹性 .................................................... 43
（三）技术应用层面，大规模推广落地尚存难点 .................................................... 43
（四）人才培养层面，区块链专业人才相对稀缺 .................................................... 44
六、政 策建议 ....................................................................................................................... 44
（一）多方协同推进，加强关键技术研究 ................................................................ 44
（二）以点带面探索，加速行业应用推进 ................................................................ 45
（三）近期远期结合，开展审慎包容监管 ................................................................ 45
图表目录
图 1 区
系
架构
（
块链
统
图
2018 ） ................................................................................ 2
图 2 区
即服
平台
块链
务
BaaS 的
总 体架构
..................................................................4
图 3 各国政府部门推动区块链项目数量 .................................................................. 10
图 4 2018-2019 年国内互联网投融资金额 ................................................................ 11
图 5 全球区块链产业投融资金额 .............................................................................. 11
图 6 美、中、韩、瑞、加五国近年区块链融资金额对比 ...................................... 12
图 7 全球区块链企业增长趋势 ................................................................................. 13
图 8 全球区块链企业 Top10 国家 ...............................................................................13
图 9 全球区块链企业分类 .......................................................................................... 13
图 10 区
块链专 利全球主要国家申
请趋势 ............................................................... 14
图 11 全球区块链典型行业组织节点图 .................................................................... 16
表 1 互操作性相关技术性能对比 ............................................................................... 7
表 2 全球区块链专利申请逐年新增地区 ................................................................. 15
表 3 我国各地方区块链项目梳理 ............................................................................. 17
表 4 专栏一：金融服务 细 分领域典型 案例 ............................................................. 24
表 5 专栏二：产品溯源 细 分领域典型 案例 ............................................................. 26
表 6 专栏三：政务民生 细 分领域典型 案例 ............................................................. 28
表 7 专栏四：电子存证 细 分领域典型 案例 ............................................................. 31
表 8 专栏五：数字身份领域典型 案例 ..................................................................... 33
表 9 专栏六：供应链协同领域典型 案例 ................................................................. 34
表 10 区
技
特征与
管挑
块链
术
监
战 ........................................................................... 35
区块链白皮书（ 2019 年）
1
一、
区块链技术发展现状及趋势
区 块链 （ Blockchain ）是一种由多方共同 维护 ， 使 用 密码学 保 证
传输和访 问 安 全 ，能 够 实现 数据一致 存 储 、 难以篡 改、防止抵 赖 的
记
账 技 术 ， 也 称 为 分 布 式 账 本 技 术 （ Distributed Ledger
Technology ）。
典 型的区块链以块 - 链结构存 储 数据 。 作 为 一 种在不
可信 的 竞 争环境中 低成本建立信任的 新型 计 算范式 和 协 作模式 ， 区
块链 凭借其独有的
信 任建 立 机制 ， 正在改 变诸 多 行业 的 应 用
场 景
和
运行 规 则 ， 是未来 发
展 数字经济 、构建新 型 信 任 体系不 可或 缺的技
术 之一。
各类区块链 虽 然在 具 体实现 上各有不同 ， 但在功能架构 存 在共
性
。 本章在 总结各 种区 块链 系 统实现 方案的基 础 上 ， 将区 块链 的功能
架
构 划分 为基础设 施、 基础 组 件、 账 本、共 识 、 智 能合约 、接口、 应
用、 操作运 维和系 统管理 等 模块， 同 时阐述了 区块链 即服 务
（ Blockchain as
a Service ， BaaS ）
1 的架构。
（一） 技 术架构现状
区块链功能架构保持稳定。 2018 年 ， 中国 信 通院 发布 的《区 块
链 白皮 书 （ 2018 ）》中 给出了 一种通用 型 的区 块链 系 统技术 架构 ，
将 区 块链 系 统 划 分 为基础设施 、 基础 组 件、 账 本 、共 识 、智能合
约 、
接 口、 应用 、操作运 维和系 统 管理九部分。其中 ， 基础设 施 层
为 上
层 提 供 物 理资 源和 计算驱 动， 是区 块链 系 统的 基础 支持； 基础
组 件 层
为 区 块链 系 统网 络 提供通信机制、数据 库和密码库 ； 账 本层
负 责 交 易的收
1 区块链即服务（ BaaS ， Blockchain as a Service ）是一种帮助用户创建、管理和维护企业级区块链网络及应
用，通常作为云服务的区块链设施租用平台。
区块链白皮书（ 2019 年）
2
集、打包成 块 、合 法性 验 证以及
验
将 证 通过 的区 块 上 链 ；共 识 层 负 责
协 调保 证 全网 各节 点数据 记录一 致性；智能合 约层 负 责 将 区 块链 系
统 的业务 逻辑 以 代 码 的形式 实现 、 编译 并部署 ， 完成既定 规 则 的 条
件触
发 和自
动执行 ；接口
层 主
要用于完成功能模 块 的封装 ， 为 应用
层
提供
简洁 的
调 用方 式 ；系 统管理层 负 责对区块链体 系 结构 中其他
部分 进
行 管理 ； 操作运 维 层 负 责区块链 系 统的 日常运 维 工作 。 2
资 料 来源：《区 块链 白 皮书 （ 2018 ）》
图 1 区
系
架构
（
块链
统
图
2018 ）
区 块链实现技术 持续演 进 。在功能架构保持 稳 定的同 时 ， 不同
系
统 的
实现技术 出 现 很多新的 变化 ：
账 本 层 ：随着区 块链 系 统存 储 总 量的不断增加 ， 区 块链存
储
及 节 点的 可扩 展 性 问题 逐 渐 凸 显 。 对 于 这 一 问题 的解决方
案
主要分 为 两个方向： 1 ）通 过 弱化区 块链的 可 追溯性来降低 单
链 的 存 储负 担 ， 如 归 档功 能 通 过删 除部分冷数据来减少 存
储
量； 2 ）通
过 多
链 融合 和跨 链 互操作 实现 区 块链 系 统的 可扩
展， 如 同构 多 链 和 异构多 链 。其中 ， 多 链协 同成 为 主要 发展
方向。
2 上述功能的详细描述见：中国信通院 《区块链白皮书（ 2018 ）》
区块链白皮书（ 2019 年）
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新 版 架 构 图 在账 本层 添 加 了这两 类 扩 展方 向。
共 识 层 ：区 块链 系 统 的共 识 机制在 交 易吞吐量与共 识 节 点
数
上同 样 存 在可 扩 展 性 问题 。解决 问题 的三种探索方向分 别
是： 1 ）采用混合共
识 ，
通 过 组 合不同共 识 机制来提升共 识
效率
， 如 Ontology ； 2 ）采用分片并 行 共 识 ， 将区 块链网 络
进行 分片
， 多 个 网 络 分 片 中 的共
识 机制并行，如
Ethereum2.0 ； 3
）采用 双
层 网
络 构造 ， 分担 底 层网 络 共 识负
载 ， 如 闪 电网 络 ， Nervos
。 新版架构 图 在 共 识 层 添 加 了这 三
类探 索方向。
智 能 合 约层 ：多 样 性 验 争激烈 ，发展势 头 猛烈 ，应 用 场景 也
大幅增加。智 能 合 约 不再 仅仅 作 为 区 块链 系 统 的一个 技术组
件 ， 而是成 为了 一个日益独立的 新技术进行 研究 和 应 用。智
能 合 约 的治 理 模 式 逐 渐 改善并被 业 内接受 ， 公平治 理 成 为 新
趋势 。 新 版架构 图 在智 能 合 约层 添加 了这 两 类发展 方向。多
种成熟虚 拟 机和解 释器被 引 入 智能 合 约应用， 如 JVM 和
Python 。
运 维 管 理 ：区 块链 系 统 的管 理 水平逐步提升 ， 运 维 成熟度 显
著提高。随着区 块链 系 统 中的 各 个模 块 不断 发展， 区 块链技
术架构 的模 块 化程度也 变 得越来越高。 Devops 的运 维 理 念
被 引入区 块链， 多种成熟的运 维 工 具 开始被用于区 块链 。
区
块 链 和 云管 理理 念融合而生的区 块链 服 务应 用模 式 大幅
提高
了 区块链 的 可 用 性。
区块链即服务（ BaaS ）逐渐成熟。 区 块链 即 服务 作 为 一种 新的 系
区块链白皮书（ 2019 年）
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统 交付 形 态， 与原有部署模 式 相比 ， 在系 统 扩 展 性、易用性、 安 全
性、
运
维 管理等方面
有很大
优势 。
BaaS 把云计算 与区块链结 合起来，采
用容器、微服 务以 及可伸 缩 的分 布式 云存 储 技术 等 创新 方案 ， 往往
也 提供多种不同 底 层链的技术 选 项， 有 助于简 化区 块链的 开 发 、部
署
及 运 维 ， 降低区 块链应用门 槛 ， 提高 应 用灵活性。主流云厂商和
区
块链 技术 公 司在今年 纷纷 推 出了 BaaS 服
务 。
实现 上 ，区块链 即
服 务 系
统 可 分 为 管 理 平 台和运行 态 两个部分 ， 如 图 2 所示 ， 详见可
信 区块
链推 进 计划 《区 块链 即 服
务 平台
BaaS 白皮 书 》。
资 料 来 源：可信 区块链推进 计划 《 区块链 即服 务 平 台 BaaS 白 皮书 》， 2019 年 1 月
图 2 区
即服
平台
块链
务
BaaS 的
体架构
总
（二） 技 术发 展 热点
区 块链技术仍 然 处 于高速 发展 阶段 ，各 种 创新 方案不断 涌 现，
发
展热点 主要体 现 在 以下 几 个方面： 一是多种技术措施保障区块链安
全。 在
账 本
数据、 密码 算 法 、 网 络 通信、智能合 约 、 硬 件 等 方面采用
技术 措施保 障 区 块链 安 全。在 账 本数据方面 ， 为满 足 账 本 数据的一致
性和 可用性 等安 全 要 求 ，业 界普 遍 采用数
验
据 校 、数据容 灾 备份 等 技术
方
区块链白皮书（ 2019 年）
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案 ，以 保 证各节 点数据在上 链 过 程中的一致性 ， 及 链 上数据因系 统 故
障
导 致
丢失损毁后 及
时 恢
复 ， 同 时 国内 已 有多家区 块链技术 提 供 商
采
用数据 归 档技 术来应对 账 本数据日益增加 带 来的挑 战 。在 密码算 法
方
面 ， 随着区 块链技术 在 供应链金 融、司 法 存 证 、政 务数 据共 享 等
对数
据 安 全有 强需 求 的 领域推 广落地 ， 在 签名验签 、 链上 数据 授 权访
问 等
业务 流 程中 ， 国 密 加 密 逐 渐 成 为 区 块链应用 的主流 选择 ；在网 络 通
信
方面 ，节 点 认证机 制、 账 本 隔离 技术 、数据分片技 术 等 网 络准 入
技术
及网 络 防 护不 断完善 ， 攻击 者 利用 网 络 协议 漏 洞 进行 日蚀攻击 、 路
由
攻击 及 DDoS 攻击 （分布式 拒绝 服 务 攻击 ） 的 威胁 程度在不断降
低；
在智能合 约方面， 智能合 约问题 主要集中在合 约 代码漏洞 、 业务 逻
辑
漏 洞 ， 合 约 运 行 验 境 问题 及区 块链 系 统自身 源 码 存 在的接口 漏 洞
等 ，
随着形 式
验
化 证技术 更 加 完善 ， 代 码 审 计手 段 日益 丰富 ， 由合 约 漏
洞 导
致的 安 全 事 件也有所降低；在 硬 件方面 ， 为 平 衡安 全性与性 能
之
的
间
矛盾 ， 防止代 码 运行 过 程中被 篡改， 主流 硬 件供 应 商在 近些 年
纷纷 推
出了 以 可信 执行 验 境 （ TEE ） 为代 表的 硬 件 安 全防 护解 决方案 ，
目 的
是 为 链 上数据及运 行 过 程中 产 生的中 间 数据提供一个受保 护 的
存 储
和 执行 验 境 的 安 全 策略 。 例 如 Intel 的 SGX ， ARM 的 TrustZone
、
RISC-V 的 KeyStone 、 AMD 的 SME/SEV 等。可信 执行环
境
合区
结
块链技术，实现 了 一种 可 行 的速度 快 、成本低的数据 安 全防 护 方案。
二是隐私保护手段日趋多样化。 在 以 比 特 币为 代表的区 块链 系
统 发展的 早 期 阶 段 ，隐私 保护 的主要 手段 通 过 “ 假名 ” 来 实现用 户 真
实 身 份的 匿 名化 。但随着区 块链技术 的 深 入 发展， “ 假 名 ” 的 隐私 方
案
区块链白皮书（ 2019 年）
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已 经 满 足 不 了 现实 的 需求 ， 诸 多公 链 、 联 盟 链项 目 在 积极 探索 隐私
保
护 方 案 。 从 保 护 的对 象 来 看 ，隐私 保护手段可 以分 为 三类 ：一是 交
易 信 息 的 隐私 保护 ，对 交易 的 发 送者 、 交易接 受 者以 及 交 易 金 额 的
隐 私
保
护 ， 有 混
币 、 验 签 名 、 机 密 交 易 （ Confidential
Transaction
） 和 Mimblewimble 方案等。二是智能合 约 的
隐 私
保
护 ， 针 对 合 约业务
数 据的保
护 方案，
包 含零 知 识 证 明 、 多方 安 全 计
算（ MPC ）
、同
态 加 密 等
。三是 链上 数据的
隐 私
保 护 ， 主要有
本
账
隔离 、 私有 数据和数
据加 密授 权访 问 等 解决方案。 目前 ， 混 币 、机
密交易 、 零 知 识 证 明等 方
案 多 出 现 在公 链项 目 ， 在供 应链金融 等 对
隐私 保护 有 强 烈 需求 的 应 用
场 景中， 则 由 以 往 以 数据加 密 、 账 本 隔
离
为 主
的 实现 方式 ， 逐步 出
现 了 基于零 知 识 证 明 、 安 全多 方 计算等
隐私 保护 技术的应用 落地 。
三是互操作性成为应用需求新热点。 区 块链技术 在 发展 早
期聚焦
在各个独立 链自身 的技 术创新与 生 态 建 设 ，网 络 逐渐 被 拥 有特定利
益
的 子群 体 隔离 ， 当前 多 链 并 存的 情况下 ， 区 块链 的互操作性由于
可 以
带来 价值 自 由 流 动， 促 进链 间 协同 工作 ， 是区 块链 向 着 网 络 效应
规模
化
发 展
的 强 力 推 手 ， 逐
渐 成
为 应用需 求 的新 热 点。互操作性技 术
包 括
哈希锁 定、公 证人 机制、 侧 链与 中 继 链 等 技术 。 应 用 场景 从双 链
资产
互通逐步 过渡 到 多 链 间 全 状 态的自 由 流通 ， 同 时 中 继 链 这 一融合公
证
人 机制与 侧 链 的技 术 在 新型 区 块链互 操作性平台中 发 挥 影响力 。
虽然
当前 区 块链的网 络 效
应 初
显， 但 仍 需 要 技术 上 针 对相关组 件
进 行
趋
同
化 设计 ， 如各 链统 一 跨 链 消息 的 输 入 输出口 径 ，构 建 标 准消息格
式，
设计高 效 可验 证的 数据 结 构 等 ；同 时 需 要提升 应 用 层 交 互 的用 户 体 验 ；
