程 豪，張 崢 CHENG Hao,ZHANG Zheng

（上海理工大學 管理學院，上海 200093）

0 引言

2008年，中本聰（Satoshi Nakamoto）在密碼學郵件組里發(fā)表了一篇關于以密碼學為基礎的電子貨幣理論的論文，該論文中的電子貨幣就是目前的比特幣[1]。支持比特幣發(fā)展的是區(qū)塊鏈[2]，區(qū)塊鏈是一種防篡改、共享的數(shù)字化賬本，用于記錄公有或私有對等網(wǎng)絡中的交易，并由集體維護交易數(shù)據(jù)的分布式數(shù)據(jù)庫。賬本分發(fā)給網(wǎng)絡中的所有成員節(jié)點，在通過哈希密碼算法鏈接的區(qū)塊的順序鏈中，永久記錄網(wǎng)絡中的對等節(jié)點之間發(fā)生的資產(chǎn)交易的歷史記錄。所有經(jīng)過確認和證明的交易都從鏈的開頭一直鏈接到最新的區(qū)塊，因此得名區(qū)塊鏈[3]。

作為新興技術的中堅力量，區(qū)塊鏈是信息技術領域一個新興重要議題[4]。在區(qū)塊鏈迅速發(fā)展的背景下，它的發(fā)展受到各國的高度關注。為了描繪區(qū)塊鏈技術研究的整體框架，以便國內學者清晰地了解其研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，本文應用科學文獻和知識圖譜可視化軟件CiteSpace V對區(qū)塊鏈技術研究進行深入分析[5]，對2008～2017年該領域的研究現(xiàn)狀進行梳理與總結，客觀揭示區(qū)塊鏈技術研究發(fā)展態(tài)勢，為該領域研究框架梳理提供一種新的參考方法。

1 對象與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

Web of Science（WoS）核心合集是獲取全球學術信息的重要數(shù)據(jù)庫，收錄了論文中所引用的參考文獻，并按照被引作者、出處和出版年代編成獨特的引文索引。本文于2018年10月25日在數(shù)據(jù)庫Web of Science核心合集中收集數(shù)據(jù)，保證了研究結果的相對科學性。根據(jù)區(qū)塊鏈技術的研究主題，限定“主題（Blockchain）”，“時間跨度=2008～2017”對英文文獻進行精煉，剔除相關度較低的文獻，共計檢索出有效文獻477篇，其中每條記錄包括文獻的作者（Authors）、題目（Title）、摘要（Abstract）和文獻引文（Reference），以純文本的格式進行保存，記錄內容為全記錄與引用的參考文獻。

1.2 分析工具

CiteSpace是由美國德雷塞爾大學陳超美教授開發(fā)，運用科學計量學，對數(shù)據(jù)和信息進行可視化分析，使復雜的信息變得直觀形象，以挖掘科學分析中蘊含的潛在規(guī)律，得到知識圖譜的引文可視化分析的Java應用程序軟件。本文運用CiteSpace V軟件，以區(qū)塊鏈技術研究領域的文獻為研究對象，對從Web of Science中精煉得到的477篇文獻進行合作網(wǎng)絡分析、共被引分析、共現(xiàn)分析，得到所需的知識圖譜，廓清區(qū)塊鏈技術領域的研究情況。

2 結果與分析

2.1 文獻年度分布

在Web of Science中通過主題檢索的方式，檢索到文獻477篇，對這477篇文獻做初步的梳理，得到區(qū)塊鏈技術研究文獻的年度分布如圖1所示。

比特幣的實踐從2008年10月31日就拉開了帷幕，并與2009年建立了世界第一個區(qū)塊鏈。但根據(jù)圖1看出，2008～2012年的發(fā)文量為零，所以區(qū)塊鏈技術的研究從2013年才真正開始，2015年之后出現(xiàn)快速發(fā)展趨勢。出現(xiàn)快速發(fā)展趨勢與2015年1月26日比特幣交易平臺coinbase的上線、2015年10月中旬首屆全球區(qū)塊鏈峰會的舉行有關。

2.2 國家合作網(wǎng)絡分析

將數(shù)據(jù)導入CiteSpace軟件中，選擇“Country”為節(jié)點，閾值選擇Top N=30，進行國家合作網(wǎng)絡分析，通過整理后得到圖2和表1。圖譜中一個節(jié)點代表一個國家，節(jié)點的大小代表該國發(fā)文量的多少。中心度是測量節(jié)點在整個網(wǎng)絡圖譜中重要性的一個指標，在CiteSpace軟件中，該指標可以表示數(shù)據(jù)庫中文獻的重要程度。中心度越大，其在該領域的影響力就越大[6]。

圖1 區(qū)塊鏈技術研究文獻年度分布

圖2 區(qū)塊鏈技術領域國家合作網(wǎng)絡圖譜

表1 區(qū)塊鏈技術研究領域的主要國家

由圖2和表1分析可知，在區(qū)塊鏈技術研究領域發(fā)文量排名前10的國家分別是美國（USA）103篇、中國（China）92篇、英國（England） 37篇、德國（Germany） 30篇、意大利（Italy） 28篇、日本（Japan） 27篇、澳大利亞（Australia） 24篇、法國（France）23篇、瑞士（Switzerland）17篇、印度（India）15篇。美國和中國不僅在區(qū)塊鏈技術研究領域的發(fā)文量遠遠超過其他國家，且與其他國家之間的合作關系也更為突出。美國在區(qū)塊鏈技術研究領域不論是發(fā)文量還是中心度都是第一，說明美國在該研究領域處于引領地位。我國在該領域的發(fā)文量處于第二，但是中心度不高，中心度只有0.20，表明我國的區(qū)塊鏈技術研究在該領域的影響力不高，區(qū)塊鏈技術研究水平有待進一步提高。

2.3 作者共被引分析

通過作者進行共被引分析，可以對區(qū)塊鏈技術領域研究者之間的合作關系和程度進行識別，從而發(fā)現(xiàn)該研究領域的關鍵人物。將數(shù)據(jù)導入CiteSpace軟件中，選擇“Cited Author”為節(jié)點，閾值選擇TopN=30，進行作者共被引分析，通過整理后得到圖3和表2。圖譜中的節(jié)點越大，說明作者的被引頻次越高，在區(qū)塊鏈技術研究領域的地位越重要。

圖3 區(qū)塊鏈技術領域作者共被引圖譜

從圖3和表2中可以看出，Satoshi Nakamoto被引頻次最多，擁有最大的引文年環(huán)，高達241次，他是比特幣的開發(fā)者兼創(chuàng)始者，創(chuàng)造了比特幣協(xié)議及其相關軟件Bitcoin-Qt。因此，他的觀點及領導會對比特幣的未來產(chǎn)生重大的影響。Vitalik Buterin被引頻次達61次，是區(qū)塊鏈平臺以太坊創(chuàng)辦人兼首席科學家。以太坊的創(chuàng)造，將區(qū)塊鏈從1.0時代推進到了2.0時代。以太坊打破了過去區(qū)塊鏈平臺的疆界，讓開發(fā)者可以更輕易地開發(fā)各種區(qū)塊鏈應用[7]。Gavin Wood主導了以太坊的原型設計、系統(tǒng)開發(fā)以及最后版本的測試發(fā)布，奠定了以太坊的技術基石[8]。Eyal.I將比特幣作為點對點電子貨幣推出，以促進傳統(tǒng)金融體系之外的交易，旨在完全分散電子交易[9-10]。Melanie Swan是區(qū)塊鏈科學研究所的創(chuàng)立者，首次將區(qū)塊鏈技術分為1.0、2.0和3.0三個研究階段，并指出三個研究階段的具體內容[11]。Guy Zyskind通過提高云數(shù)據(jù)共享的靈活性，在保證客戶私人重要信息安全的前提下，幫助公司對客戶信息進行分析[12]。Christian Decker奠定了PSP網(wǎng)絡（支付服務提供商的網(wǎng)絡）的基礎，他提出的雙工微支付信道協(xié)議，保證了端到端的安全性并允許即時傳輸[13]。Sarah Meiklejohn提出比特幣是一種純粹的在線虛擬貨幣，在物理上沒有獲得支持[14]。Konstantinos Christidis指出區(qū)塊鏈—物聯(lián)網(wǎng)組合功能強大，可以引起多個行業(yè)的重大轉變，為新的商業(yè)模式和新穎的分布式應用鋪平了道路[15]。Joseph Bonneau從數(shù)字貨幣及智能合約技術層面，研究區(qū)塊鏈技術在金融領域的運用[16]。

表2 被引次數(shù)最多的前10位作者

2.4 文獻共被引分析

通過文獻進行共被引分析，能更加深刻地把握區(qū)塊鏈技術領域的研究情況。學術文獻的被引頻次可作為文獻價值的重要依據(jù)，一些高被引學術文獻是學科發(fā)展的基礎，對于學科的發(fā)展十分重要。將數(shù)據(jù)導入CiteSpace軟件中，選擇“Cited Reference”為節(jié)點，閾值選擇TopN=30，進行文獻共被引分析，通過整理后得到圖4和表3。

圖4 區(qū)塊鏈技術領域文獻共被引圖譜

分析圖4和表3，從文獻被引頻率可以看到，近幾年對區(qū)塊鏈技術發(fā)展影響較大的文章主要有Satoshi Nakamoto在2008年發(fā)表的Bitcoin:A Peer-to-Peer Electronic Cash System，該文第一次提出比特幣的概念，給出了對比特幣的完整構想，依次介紹了比特幣中最重要的概念，包括交易、時間戳服務器、工作量證明、交易在網(wǎng)絡中的過程、激勵、回收硬盤空間、簡化的支付驗證、價值的組合與分割、隱私，最后論文通過概率論（泊松分布）證明攻擊者難以制造一條更快的區(qū)塊鏈，無法完成攻擊[17]。第二篇影響較大的文獻是Melanie Swan在2015年發(fā)表的Blockchain:blueprint for a new economy，該文獻證明了區(qū)塊鏈技術的許多概念和功能可以廣泛地擴展到各種各樣的情況，隨著時間的推移，區(qū)塊鏈技術可能存在于更大的生態(tài)系統(tǒng)中集中式和分散式模型[18]。第三篇影響較大的文獻是Konstantinos Christidis在2016年發(fā)表的Blockchains and Smart Contracts for the Internet of Things，該文獻詳細描述區(qū)塊鏈—物聯(lián)網(wǎng)組合：（1）促進服務和資源的共享，從而在設備之間創(chuàng)建服務市場；（2）允許我們以加密可驗證的方式自動化幾個現(xiàn)有的、耗時的工作流程。他指出在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中部署區(qū)塊鏈網(wǎng)絡之前應該考慮從交易隱私到網(wǎng)絡上交易的數(shù)字化資產(chǎn)的預期價值，區(qū)塊鏈—物聯(lián)網(wǎng)組合功能強大，可以引起多個行業(yè)的重大轉變，為新的商業(yè)模式和新穎的分布式應用鋪平了道路[15]。第四篇影響較大的文獻是Wood Gavin在2014年發(fā)表的Ethereum:A securedecentralised generalized transaction ledger，該文獻指出區(qū)塊鏈范式與加密安全交易結合時，已經(jīng)通過很多項目證明了它的實用性，尤其是比特幣。第五篇影響較大的文獻是Sarah Meiklejohn在2013年發(fā)表的A Fistful of Bitcoins:Characterizing Payments Among Men with No Names，在這項研究中提出了縱向表征比特幣網(wǎng)絡，專注于服務的興起和不斷增長的差距研究[14]。

表3 被引排名前5的文獻

2.5 關鍵詞共現(xiàn)分析

關鍵詞是對文章主旨的高度概括、文章核心內容濃縮和提煉出的詞，能體現(xiàn)出文章的核心思想，文章中出現(xiàn)頻次較高的關鍵詞可反映該領域的研究熱點[19]。將數(shù)據(jù)導入CiteSpace軟件中，選擇“Keyword”為節(jié)點，閾值選擇TopN=30，進行關鍵詞共現(xiàn)分析，通過整理后得到區(qū)塊鏈技術領域的研究熱點，如圖5和表4。

圖5 區(qū)塊鏈技術領域關鍵詞共現(xiàn)圖譜

表4 區(qū)塊鏈技術研究領域的高頻關鍵詞

由圖5和表4可以看出，“區(qū)塊鏈（blockchain）”、“比特幣（bitcoin）”、“智能合約（smart contract）”是區(qū)塊鏈技術研究領域最關鍵的三個節(jié)點。當關鍵詞中心度的值大于等于0.1時，說明這個關鍵詞具有很強的中心性，在合作網(wǎng)絡中具有樞紐性的作用，在表4中，中心度較高的詞有區(qū)塊鏈（blockchain）、加密貨幣（crypto currency）、比特幣（bitcoin）、密碼協(xié)議（cryptography）、物聯(lián)網(wǎng)（internet of thing）、安全（security）、智能合約（smart contract）、隱私（privacy）、去中心化（decentralization）、一致性（consensus）、模型（model）、可擴展性（scalability）。

除了區(qū)塊鏈（blockchain）這個自我指向性的關鍵詞外，通過文獻內容的梳理和相關文獻的研讀，可以發(fā)現(xiàn)區(qū)塊鏈其他兩個關鍵的節(jié)點的具體內容。比特幣（bitcoin）具有去中心化、全球流通交易費用低、無隱藏成本，且匿名、免稅、免監(jiān)管等優(yōu)點，是利用分布式儲存的區(qū)塊鏈技術進入大眾視野，是區(qū)塊鏈技術的典型實際應用。區(qū)塊鏈是比特幣的底層技術，比特幣相當于區(qū)塊鏈技術的第一個應用。因而成為區(qū)塊鏈技術研究領域的熱點。智能合約（smart contract）是以數(shù)字形式定義的一連串承諾，幫助合約參與方完成這些承諾的執(zhí)行的協(xié)議[20]。區(qū)塊鏈具有分布式記賬、全流程記錄、不可篡改性和加的特點，為智能合約提供了安全可靠的執(zhí)行環(huán)境，而智能合約可擴展區(qū)塊鏈的應用范圍[21]。隨著對于區(qū)塊鏈技術中智能合約的研究，會使智能合約技術不斷進步，為區(qū)塊鏈技術提供重要支撐。

通過對文獻的梳理，按照研究層面的歸類，區(qū)塊鏈技術的研究可以分為三個層面：（1）底層技術層面，高頻關鍵詞有區(qū)塊鏈技術（blockchain technology）、物聯(lián)網(wǎng)（internet of thing）；（2） 核心技術層面，高頻關鍵詞有去中心化（decentralization）、訪問控制（access control）、安全（security）、信任（trust）、隱私（privacy）、云計算（cloud computing）、可擴展性（scalability）；（3）應用技術層面，高頻關鍵詞有比特幣（bitcoin）、以太坊（Ethereum）、智能合約（smart contract）、數(shù)字貨幣（digital currency） 加密貨幣 （crypto currency）。

2.6 研究前沿分析

為了更加清晰地了解每個時間段的研究熱點，利用關鍵詞生成時區(qū)態(tài)勢圖譜，能夠看出區(qū)塊鏈技術從2008～2017年的發(fā)展脈絡及研究熱點的變化，同時也能夠看出區(qū)塊鏈技術的研究前沿。圖6反映了區(qū)塊鏈技術從2008～2017年的研究熱點變化態(tài)勢及研究熱點間的聯(lián)系，其中最右上角的關鍵詞代表區(qū)塊鏈技術的研究前沿，反映了該研究領域的未來發(fā)展趨勢。

圖6 區(qū)塊鏈技術研究領域前沿時區(qū)態(tài)勢圖譜

從圖6中可以看出，2013～2017年的關注研究熱點依次是比特幣（bitcoin）、隱私 （privacy）、加密貨幣 （crypto currency）、智能合約 （smart contract）、安全（security）、以太坊（Ethereum）、去中心化（decentralization）、密碼協(xié)議（cryptography） 等；2013～2017年區(qū)塊鏈技術的研究一直是研究的重要熱點。隨著研究方向的變化和社會發(fā)展的進步，很多研究熱點隨之改變，區(qū)塊鏈技術的研究前沿主要是安全（security）、密碼協(xié)議（cryptography）、智能合約（smart contract）等領域的研究。

3 結論

本文利用信息可視化軟件CiteSpace V，以Web of Science核心合集中2008～2017年477篇關于區(qū)塊鏈技術研究文獻為數(shù)據(jù)池，對區(qū)塊鏈技術研究文獻分別進行國家合作網(wǎng)絡分析、作者共被引分析、文獻共被引分析、文獻共被引聚類分析、關鍵詞共現(xiàn)分析、研究前沿分析，并在客觀數(shù)據(jù)基礎上進行討論，梳理了區(qū)塊鏈技術研究的知識網(wǎng)絡和知識結構。研究結論表明：

（1）區(qū)塊鏈技術研究文獻從2015年后出現(xiàn)快速發(fā)展的趨勢。區(qū)塊鏈技術發(fā)展時間不長，特別是學術領域還處于探索階段，這為學者專家提供了廣闊的研究空間。

（2）美國在區(qū)塊鏈技術研究領域處于世界引領地位。我國在該領域的發(fā)文量處于第二，但中心度不高，中心度只有0.20，與美國相比還存在一定差距，區(qū)塊鏈技術研究水平有待進一步提高。

（3）通過作者共被引分析可知，區(qū)塊鏈技術研究領域的高影響力人物有Satoshi Nakamoto Vitalik Buterin,Gavin Wood,Eyal.I,Melanie Swan,Guy Zyskind,Christian Decker等人。

（4）通過文獻共被引分析可知，近幾年對區(qū)塊鏈技術發(fā)展影響較大的文獻主要有Bitcoin:A Peer-to-Peer Electronic Cash System；Blockchain:blueprint for a new economy；Blockchains and Smart Contracts for the Internet of Things；Ethereum:A secure decentralised generalised transaction ledger；A Fistful of Bitcoins:Characterizing Payments Among Men with No Names，這些文獻對于區(qū)塊鏈技術領域的研究具有重要的參考意義。

（5）通過關鍵詞共現(xiàn)分析可知，區(qū)塊鏈技術的研究可分為底層技術層面、核心技術層面、應用技術層面三大層面。其研究熱點包括加密貨幣（crypto currency）、比特幣（bitcoin）、密碼協(xié)議（cryptography）、物聯(lián)網(wǎng)（internet of thing）、安全（security）、智能合約（smart contract）、隱私（privacy）、去中心化（decentralization）等。

（6）通過研究前沿分析可知，發(fā)現(xiàn)區(qū)塊鏈技術的研究前沿主要是安全（security）、密碼協(xié)議（cryptography）、智能合約（smart contract）等領域的研究。