基于知識圖譜的國內區(qū)塊鏈研究現狀與趨勢分析

劉紀敏 劉義偉 徐建國 肖海峰 文龍日

（1. 山東科技大學 信息工程系，山東 泰安 271019;2. 山東科技大學 計算機科學與工程學院，山東 青島 266590）摘 要：研究區(qū)塊鏈技術在國內的應用情況有利于掌握區(qū)塊鏈技術在我國發(fā)展現狀，發(fā)現我國區(qū)塊鏈技術發(fā)展的優(yōu)勢及潛在問題。回顧了國內區(qū)塊鏈研究進展，從關鍵詞、發(fā)文年份、作者合作關系、作者隸屬機構等多個角度分析區(qū)塊鏈發(fā)展現狀及研究內容，并對研究趨勢進行展望。關鍵詞：區(qū)塊鏈;文獻計量;CiteSpace;知識圖譜DOI：10. 11907/rjdk. 182551

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：中圖分類號：TP3-0

文獻標識碼：A

文章編號：1672-7800（2019）007-0001-03Mapping Knowledge Domain Based Analysis of Current Situation andTrend of China's Block Chain ResearchLIU Ji-min1，2，LIU Yi-wei2，XU Jian-guo2，XIAO Hai-feng2，WEN Long-ri1（1. Department of Informaion Engineering，Shandong University of Science and Technology，Taian 271019，China;2. College of Computer Science and Engineering，Shandong University of Science and Technology，Qingdao 266590，China）Abstract：Study of the research and application of blockchain technology in China gives us the insight to understand the development status of blockchain and to spot our strengths as well as underlying problems. This paper reviewed Chinas current research progress on blockchain， analysed current situation and trend from the perspective of keywords，year of publication，co-authorship， and institutions. The research trend was pointed out at the end. Key Words：blockchain; bibliometrics; CiteSpace; mapping knowlege domain

0 引言

新技術的誕生往往會引發(fā)社會變革，蒸汽機的發(fā)明使人類社會進入工業(yè)時代，互聯網的發(fā)明使人類進入信息時代。區(qū)塊鏈（Blockchain）技術在去中心化等諸多方面有著巨大發(fā)展?jié)摿?，也將對社會經濟產生重要影響。區(qū)塊鏈是一種由多方共同維護，并使用密碼學技術保證傳輸與訪問安全，能夠實現數據一致存儲、難以篡改、防止抵賴的記賬技術[1]。區(qū)塊鏈本質是一種共識機制，其具有的不規(guī)定參與者人數的特點使其區(qū)別于其它共識機制[2]。區(qū)塊鏈技術來源于中本聰（Satoshi Nakamoto）在2008年發(fā)表的論文《Bitcoin：A Peer-to-Peer Electronic Cash System》[3]。利用區(qū)塊鏈技術，人們得以在信息社會擺脫第三方中介，建立新的信任機制[3]。區(qū)塊鏈技術在金融、工業(yè)、教育等領域均有著巨大的應用潛力[4]，例如提升電子商務中的交易可信度[5]、保護知識產權[6-7]，以及應對饑餓與糧食安全問題[8-11]等。

隨著區(qū)塊鏈技術的快速發(fā)展，大量學者開始對區(qū)塊鏈應用面臨的技術挑戰(zhàn)[12]、區(qū)塊鏈在世界各國及不同產業(yè)應用情況[13]、區(qū)塊鏈技術主要應用場景[14]以及國外區(qū)塊鏈研究熱點主題[15-17]等方面進行研究。如汪園等[18]對國內區(qū)塊鏈研究現狀的知識網絡與理論結構進行了分析;王發(fā)明等[19]展示了我國區(qū)塊鏈研究的時間與空間分布特征，以及最新研究熱點等。本文以CNKI數據庫作為數據來源，從中選擇核心期刊數據進行分析，并過濾掉大部分未入選核心期刊的論文數據，以期準確分析我國區(qū)塊鏈的研究現狀與發(fā)展趨勢。

1 區(qū)塊鏈國內研究分析

1.1 數據獲取與處理

本文以CNKI數據庫核心期刊數據為數據源，采用文獻計量學方法及CiteSpace軟件進行分析，并構建相關知識圖譜。CiteSpace是由陳超美博士[20]開發(fā)的文獻分析工具，用于對某一科學領域新興發(fā)展趨勢等問題的研究?？茖W知識圖譜是以知識域（Knowledge Domain）為對象，顯示科學知識發(fā)展進程與結構關系的一種圖像[21]。由于直至2015年，“區(qū)塊鏈”概念才真正意義上作為研究主題開始出現于相關文獻中[18]，因此本文將時間起點設置為2015年，終點為2018年，檢索時間為2018年10月2日。進入CNKI期刊數據庫，利用高級檢索功能，設置檢索條件為：【主題詞】=“區(qū)塊鏈”并且【關鍵詞】=“區(qū)塊鏈”并且【摘要】=“區(qū)塊鏈”、從2015年到2018年，【來源類別】僅勾選“核心期刊”，其它條件均不限制。經過檢索得到346條結果，然后將346篇區(qū)塊鏈文獻題錄數據導入CiteSpace 5.3.R4進行分析。

1.2 研究現狀

1.2.1 發(fā)文數量

通過對選擇時間段內每年的發(fā)文量進行統(tǒng)計分析，可以從宏觀上看出我國區(qū)塊鏈研究發(fā)文數量的變化趨勢。2015-2018年發(fā)文量與年份的關系如圖1所示。從圖中可以看出，區(qū)塊鏈概念誕生于2008年，但直到2015年相關文獻中才開始出現針對“區(qū)塊鏈”概念的研究，說明人們對區(qū)塊鏈技術的理解以及區(qū)塊鏈技術價值的體現都是一個緩慢的過程[15]。在2015-2018年間發(fā)文量持續(xù)增長且增速很快，由2015年的不到10篇迅速增長到2018年的160多篇。說明國內的區(qū)塊鏈研究從2015年逐漸興起，隨后進入高速增長階段。其中，2015-2016年間論文數量快速增長，2016-2017年間增速明顯提高，但2017-2018年間增速有所放緩。

圖1 年份與發(fā)文量關系

1.2.2 領先研究者及合作關系

運行CiteSpace，選擇時間段為2015-2018年，時間片長度為1年，節(jié)點類型僅選擇“作者”，選擇標準為“前50”，然后進行可視化操作。作者合作關系網絡如圖2所示，圖中主要形成了1個較大和2個較小的網絡，共3個合作網絡。較大的網絡為李彬、祁兵、曹望璋、崔高穎等形成的網絡，較小的網絡分別為由胡躍、劉煒、劉琦、佘維，以及邵奇峰、錢衛(wèi)寧、金澈清、周傲英構成的網絡。由圖2可以看出，4個較大節(jié)點分別為李彬、祁兵、曹望璋、崔高穎所在節(jié)點，且4人均來自同一合作網絡。因此，可以看出國內區(qū)塊鏈研究的領軍者為李彬、祁兵、曹望璋、崔高穎等，其發(fā)文量明顯超過其他研究者，代表著我國區(qū)塊鏈研究的最高水平，其所在的合作網絡為國內區(qū)塊鏈研究的領先合作團體。

圖2 合作者關系網絡

1.2.3 領先研究機構及合作關系

運行CiteSpace，選擇時間段為2015-2018年，時間片長度為1年，節(jié)點類型僅選擇“機構”，選擇標準為“前50”，然后進行可視化操作。合作者所在機構網絡如圖3所示。從圖中可以看出，合作者所在機構網絡主要分成兩個網絡以及多個獨立節(jié)點，其中一個網絡包括華北電力大學電氣與電子工程學院等機構，另一個包括國防科學技術大學軍事計算實驗與平行系統(tǒng)技術中心等機構。可以看出，華北電力大學和中國科學院是國內區(qū)塊鏈研究的兩大主力機構，華北電力大學電氣與電子工程學院作為圖中的最大節(jié)點，發(fā)文量最多，在國內區(qū)塊鏈研究中處于領跑位置，且大幅領先于其它機構，其中心度高，是其所在網絡學術研究的中心，連接著網絡中的其它機構。

圖3 機構合作網絡

1.3 主要研究內容

通過對關鍵詞的統(tǒng)計分析，可以發(fā)現國內區(qū)塊鏈相關文獻研究的主要內容和主題。運行CiteSpace，選擇時間段為2015-2018年，時間片長度為1年，節(jié)點類型僅選擇“關鍵詞”，選擇標準為“前50”，然后進行可視化操作，得到關鍵詞可視化結果（關鍵詞詞頻≥20）如圖4所示。

圖4 關鍵詞共現

排名前10的關鍵詞及其詞頻、中心度如表1所示。從表中可以看出，出現頻率最高的關鍵詞為區(qū)塊鏈，其詞頻為326，遠遠超過其它詞的詞頻，其中介中心性數值為0.96，也遠超過其它關鍵詞。中介中心性（Betweenness Centrality）是標志節(jié)點在網絡中的重要性指標之一，用來發(fā)現與衡量文獻重要性，在軟件中用紫色環(huán)進行重點標注[22]。從排名前10的關鍵詞中可發(fā)現區(qū)塊鏈技術的具體應用場景有2個，分別是比特幣和智能合約，其主要誕生于區(qū)塊鏈1.0和2.0階段[4]。具體應用領域也有2個，分別是金融和互聯網。比特幣是區(qū)塊鏈1.0階段的研究應用主題，智能合約、金融是區(qū)塊鏈2.0階段研究應用的主要主題[4]，由此可以看出，我國區(qū)塊鏈研究目前主要針對區(qū)塊鏈早期發(fā)展階段內容，尚未開始進行區(qū)塊鏈3.0階段醫(yī)療、教育等領域的應用研究[4]。從中介中心性這一指標可以看出，排名第二的關鍵詞是“去中心化”。去中心化是與區(qū)塊鏈緊密相連的概念，說明我國區(qū)塊鏈研究的一個重要主題是針對其去中心化特性的研究。

2 研究趨勢展望

國內區(qū)塊鏈研究從2015年開始，隨后進入高速發(fā)展階段。但目前國內主要專注于對區(qū)塊鏈1.0和2.0階段的研究，整體尚未涉足區(qū)塊鏈3.0階段研究，研究主題主要包括比特幣、智能合約、去中心化等，研究領域主要包括金融、互聯網等。相關研究學者已經形成了團體，但團體數量較少，且規(guī)模較小，因此還有很大的發(fā)展空間。

基于對國內區(qū)塊鏈發(fā)展現狀的分析，本文認為國內區(qū)塊鏈研究內容將會向區(qū)塊鏈3.0階段及更高層次發(fā)展，而且不再僅圍繞互聯網和金融，而是面向更廣闊的領域，并逐漸開發(fā)以區(qū)塊鏈技術為基礎的更高層次的應用場景，更多的區(qū)塊鏈研究學者和研究機構也將出現。隨著區(qū)塊鏈技術的發(fā)展和新應用場景的出現，我國區(qū)塊鏈研究的層次與規(guī)模將會進一步提升。

參考文獻：

[1] 中國信息通信研究院和可信區(qū)塊鏈推進計劃. 區(qū)塊鏈白皮書[EB/OL]. http：//www.caict.ac.cn/kxyj/qwfb/bps/201809/P02018090551789 2312190.pdf.

[2] SAITO K，YAMADA H. Whats so different about blockchain？—blockchain is a probabilistic state machine[C]. Distributed Computing Systems Workshops （ICDCSW）， 2016： 168-175.

[3] NAKAMOTO S. Bitcoin： A peer-to-peer electronic cash system[EB/OL]. https：//bitcoin.org/bitcoin.pdf.

[4] GATTESCHI V，LAMBERTI F，DEMARTINI C，et al. To blockchain or not to blockchain： that is the question[J]. IT Professional，2018，20（2）：62-74.

[5] MIN X，LI Q，LIU L，et al. A permissioned blockchain framework for supporting instant transaction and dynamic block size[C]. Trustcom/BigDataSE/I？ SPA，2016 IEEE，2016： 90-96.

[6] ZHAOFENG M，WEIHUA H，HONGMIN G. A new blockchain-based trusted DRM scheme for built-in content protection[J]. EURASIP Journal on Image and Video Processing， 2018（1）： 91.

[7] MA Z， JIANG M， GAO H， et al. Blockchain for digital rights management[J].? Future Generation Computer Systems，2018，89：746-764.

[8] KSHETRI N. Will blockchain emerge as a tool to break the poverty chain in the global south[J]. Third World Quarterly，2017，38（8）： 1710-1732.

[9] KSHETRI N. Potential roles of blockchain in fighting poverty and reducing financial exclusion in the global south[J].? Journal of Global Information Technology Management， 2017，20（4）：201-204.

[10] MAO D，WANG F，HAO Z， et al. Credit evaluation system based on blockchain for multiple stakeholders in the food supply chain[J].? International journal of environmental research and public health， 2018，15（8）： 1627.

[11] 徐建國，肖海峰. 基于大數據的智慧農業(yè)物聯網系統(tǒng)實現[J]. 軟件導刊，2018，17（8）：129-132，140.

[12] 孫毅，范靈俊，洪學海. 區(qū)塊鏈技術發(fā)展及應用：現狀與挑戰(zhàn)[J]. 中國工程科學，2018，20（2）：27-32.

[13] 朱建明，付永貴. 區(qū)塊鏈應用研究進展[J]. 科技導報，2017，35（13）：70-76.

[14] 黃俊飛，劉杰. 區(qū)塊鏈技術研究綜述[J]. 北京郵電大學學報，2018，41（2）：1-8.

[15] 程晨，張毅，寧曉靜，等. 國外區(qū)塊鏈研究主題及展望[J]. 電子政務，2018（6）：11-21.

[16] 韓秋明，王革. 區(qū)塊鏈技術國外研究述評[J]. 科技進步與對策，2018，35（2）：154-160.

[17] 李牧南. 區(qū)塊鏈和比特幣相關主題的知識結構分析：共被引和耦合聚類分析視角[J]. 自動化學報，2017，43（9）：1509-1519.

[18] 汪園，王學東，李金鑫. 基于文獻計量的我國區(qū)塊鏈研究的知識網絡與結構分析[J]. 現代情報，2018，38（1）：147-153.

[19] 王發(fā)明，朱美娟. 國內區(qū)塊鏈研究熱點的文獻計量分析[J]. 情報雜志，2017，36（12）：69-74，28.

[20] CHEN C. CiteSpace II： detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literature[J].? Journal of the American Society for information Science and Technology， 2006， 57（3）： 359-377.

[21] 陳悅，陳超美，劉則淵，等. CiteSpace知識圖譜的方法論功能[J]. 科學學研究，2015，33（2）：242-253.

[22] 李杰. CiteSpace 中文版指南[EB/OL]. http：//cluster.ischool.drexel.edu/～cchen/citespace/manual/CiteSpaceChinese.pdf.

（責任編輯：黃 ?。?/p>