基于Web of Science數(shù)據(jù)庫的區(qū)塊鏈研究的可視化分析

向陳許 趙清俊

（重慶師范大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，重慶 401331）

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N首先為比特幣加密貨幣開發(fā)的去中心化交易和數(shù)據(jù)管理技術(shù)。自從2008年提出該概念以來，社會對區(qū)塊鏈技術(shù)越來越關(guān)注。原因在于區(qū)塊鏈中心屬性可提供安全性、匿名性和數(shù)據(jù)完整性，即無需任何第三方組織來控制交易。從技術(shù)挑戰(zhàn)和局限性的角度來看，它創(chuàng)造了有趣的研究領(lǐng)域。區(qū)塊鏈技術(shù)的目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)分散的環(huán)境，利用去中心化和分布式數(shù)據(jù)庫的解決方案，不需要中間的任何第三方組織，保證交易的保密性和安全性[1]。當(dāng)前，區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用不僅僅局限于金融領(lǐng)域，此外還廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、教育、建筑、通信、物聯(lián)網(wǎng)、交通、能源電力等領(lǐng)域[2]。雖然，近年來關(guān)于區(qū)塊鏈技術(shù)的研究越來越廣泛，但是更多的是集中于區(qū)塊鏈本身及其在各領(lǐng)域的應(yīng)用，利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)研究區(qū)塊鏈的文獻(xiàn)還較少。因此，本文基于Web of Science核心數(shù)據(jù)庫近6年已發(fā)表的研究區(qū)塊鏈的文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，客觀的展示了區(qū)塊鏈的研究現(xiàn)狀、熱點(diǎn)以及演變趨勢，旨在了解和掌握區(qū)塊鏈領(lǐng)域的發(fā)展特征、規(guī)律和趨勢，為后續(xù)相關(guān)研究提供參考依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 資料來源

登錄Web of Science數(shù)據(jù)庫( http:/ /apps.webo-fknowledge.com)，選擇Web of Science核心合集，以（“blockchain”O(jiān)R“blockchain”）為主題詞，時(shí)間跨度為2014-2019年，文獻(xiàn)類型：ARTICLE，檢索時(shí)間為：2020年2月17日。文獻(xiàn)語言不限。

1.2 研究方法

采用文獻(xiàn)計(jì)量方法對符合入選標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)的發(fā)文量、發(fā)文時(shí)間、基金項(xiàng)目、國家、機(jī)構(gòu)、作者、文獻(xiàn)被引情況進(jìn)行科學(xué)計(jì)量分析。再把從Web of Science數(shù)據(jù)庫里導(dǎo)出的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Vosviewer軟件和citespace軟件里，繪制出發(fā)文國家/地區(qū)、機(jī)構(gòu)、作者主題詞的可視化圖譜，并根據(jù)軟件意義和區(qū)塊鏈參考文獻(xiàn)解析圖譜，分析總結(jié)區(qū)塊鏈研究熱點(diǎn)。

Vosviewer軟件可分析繪制要求較高和數(shù)量較大的數(shù)據(jù)，擅長于學(xué)科主題之間關(guān)系的呈現(xiàn)；而Citespace則更擅長于文獻(xiàn)的聚類分析，對于某研究領(lǐng)域的突變詞的抓取更有優(yōu)勢，可幫助研究人員探究領(lǐng)域的前沿?zé)狳c(diǎn)[3]。本文利用兩種軟件的各自優(yōu)勢，將兩種軟件結(jié)合使用。

2 結(jié)果

2.1 發(fā)文時(shí)間和被引用情況

共獲得區(qū)塊鏈（blockchain ，block-chain）相關(guān)文獻(xiàn)2034篇，2014年到2019年發(fā)文總量和被引用情況如圖1，近6年區(qū)塊鏈的發(fā)文量呈急劇增長態(tài)勢，從2017年開始就大幅度增長。2034篇文獻(xiàn)總計(jì)被引頻次為11349次，h-index為46次，每篇平均引用次數(shù)5.58，尤其是2019年發(fā)文量是2014年的70倍以上，說明區(qū)塊鏈領(lǐng)域的研究越來越受到重視，有可能成為近年來的研究熱點(diǎn)。

2.2 基金項(xiàng)目及國家網(wǎng)絡(luò)合作特征

有1031篇文獻(xiàn)受1238個(gè)基金項(xiàng)目支持。其中，國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目（National Natural Science Foundation of China）最多（367篇，占比18.043 %），其次是中央高?；究蒲袑ｍ?xiàng)資金（Fundamental Research Funds for the Central Universities）61篇，占比2.999%，及中國國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（National Key R D Program Of China）（60篇，占比2.950%）。另外，有94個(gè)多家/地區(qū)的學(xué)者參與了該領(lǐng)域的研究，中國（People’s Republic of China）發(fā)文量遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他國家/地區(qū)，共573篇（占比28.143%），這可能是因?yàn)橹袊鴮υ擃I(lǐng)域研究設(shè)立的基金支持較多，提高了科研人員的積極性。第二位是美國，發(fā)文410篇（占比20.138%）。采用VOSviewer軟件繪制國家/地區(qū)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜，發(fā)文量排前10位的國家/地區(qū)。結(jié)合2014—2019年區(qū)塊鏈研究論文的國家/地區(qū)合作網(wǎng)絡(luò)圖譜和2014—2019年發(fā)表區(qū)塊鏈論文量前10位的國家/地區(qū)分析發(fā)現(xiàn)，各國家節(jié)點(diǎn)的連線頻次和中心性等均提示美國（中心性為0.43）和英國（中心性為0.24）處于該研究領(lǐng)域的中心位置，具有較高的影響力。其次是德國（中心性為0.20）、中國（中心性0.18）。中國發(fā)文量排第一，中國中心性排名第4，顯示中國在該領(lǐng)域有一定的國際影響力。

圖1 2014—2019年區(qū)塊鏈文獻(xiàn)發(fā)文時(shí)間和被引用情況

2.3 作者合作網(wǎng)絡(luò)及其研究領(lǐng)域

首爾科技大學(xué)的Park, JH發(fā)文最多（19篇），作者提出一種受信任的安全區(qū)域架構(gòu)，該架構(gòu)可以使區(qū)塊鏈技術(shù)在安全區(qū)域中安全的共享數(shù)據(jù)，并保持?jǐn)?shù)據(jù)的可用性、機(jī)密性和完整性，采用了一種使用區(qū)塊鏈來儲存數(shù)據(jù)的方法[4]。其次是賓夕法尼亞州天普大學(xué)的Du, XJ（杜小江）（15篇），其在區(qū)塊鏈領(lǐng)域的最新研究成果為區(qū)塊鏈技術(shù)在貨幣加密的應(yīng)用，保證用戶貨幣交易的隱私性和監(jiān)管[5]。然后是卡塔爾大學(xué)的Guizani Mohse（13篇），作者文章表明，因?yàn)閿?shù)據(jù)數(shù)量的龐大性，數(shù)據(jù)的管理和安全性是一個(gè)組織面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，作者為外包數(shù)據(jù)提供了一種安全的細(xì)粒度訪問控制系統(tǒng)，利用ABE方案保證外包數(shù)據(jù)的安全性和機(jī)密性。除此之外，采用區(qū)塊鏈技術(shù)增強(qiáng)外包數(shù)據(jù)的可追溯性和可見性，使得數(shù)據(jù)所有者能夠控制外包數(shù) 據(jù)[6]。德克薩斯大學(xué)圣安東尼奧分校（UTSA）的Choo，Kim-Kwang Raymond發(fā)文量（13篇）與Guizani Mohse并排第三。發(fā)文量排在第四的是挪威奧斯陸大學(xué)工程師與技術(shù)學(xué)院Natl Inst信息與通訊技術(shù)的Zhang Yan（張艷）（11篇），其主要研究方向?yàn)閰^(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用，作者最新研究成果認(rèn)為區(qū)塊鏈能夠支持無線電力傳輸，可實(shí)現(xiàn)綠色、安全的物聯(lián)網(wǎng)，并設(shè)計(jì)了一種有效的無線電力傳輸機(jī)制，其研究成果表明此機(jī)制可顯著降低能耗[7]。采用VOSviewer verson1.6.13軟件繪制作者合作網(wǎng)絡(luò)圖顯示挪威奧斯陸大學(xué)Zhang Yan和賓夕法尼亞州天普大學(xué)Du Xiaojiang，等居于網(wǎng)絡(luò)圖譜核心位置，說明他們在區(qū)塊鏈研究領(lǐng)域具有較高的影響力。圖譜核心位置中，我國學(xué)者也較多，說明我國學(xué)者在該領(lǐng)域有一定的影響力。

2.4 研究熱點(diǎn)和前沿聚類分析

運(yùn)用citespace5.5.R2軟件繪制區(qū)塊鏈研究文獻(xiàn)的參考文獻(xiàn)共被引聚類圖譜，可知該領(lǐng)域研究主題包括技術(shù)（technology）、供應(yīng)鏈管理（supply chain management）、資源管理（resource management）、以太坊（ethereum）、分布式分類賬技術(shù)（distributed ledger technology）、比特幣（bitcoin）、公共審計(jì)（public auditing）、IIot工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（industrial internet of things (iiot)）等，共被引頻率居前3位的文獻(xiàn)依次為Swan, M于2015年發(fā)表在O’Reilly的《區(qū)塊鏈：新經(jīng)濟(jì)藍(lán)圖》、由CHRISTIDIS K于2016年發(fā)表在IEEE Access的物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)塊鏈和智能合約、由Zyskind, G等于2015年發(fā)表在IEEE Security and Privacy Workshops的去中心化隱私：使用區(qū)塊鏈保護(hù)個(gè)人數(shù)據(jù)。

結(jié)合Citespace5.5.R2軟件繪制的主題詞聚類時(shí)間線圖，可知較冷的紫色線距今時(shí)間較遠(yuǎn)，黃色、紅色等暖色線距今時(shí)間較近，也是新進(jìn)的研究熱點(diǎn)，即顏色由冷到暖的變化代表著研究軌跡由遠(yuǎn)到近的演變路徑[8]，故可認(rèn)為接入控制（Access control）、方案（Scheme）、算法（Algorithm）、加密（Encryption）、物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things(iot)）、霧計(jì)算（Fog computing）、效能（Efficient）、協(xié)議（Protocol）、結(jié)構(gòu)（Architecture）等詞為主要研究熱點(diǎn)詞匯。近五年區(qū)塊鏈的文獻(xiàn)研究主題為人工智能（聚類0）、物聯(lián)網(wǎng)（聚類1）為主要研究的熱點(diǎn)，聚（甲基丙烯酸）-嵌段-聚（甲基丙烯酸甲酯-無規(guī)甲基丙烯酸）（聚類2）、比特幣（聚類3）、信息系統(tǒng)（聚類4）等次之。

分析由Citespace5.5.R2軟件繪制的論文主題詞變化趨勢可得知，截止到2019年12月31日區(qū)塊鏈發(fā)文中主要的研究前沿主題詞有：積分（integration）、形態(tài)學(xué)（morphology）、質(zhì)量（quality）、選擇（selection）、經(jīng)濟(jì)學(xué)（economics）、數(shù)字資產(chǎn)（digital asset）、共識算法（consensus algorithm）、嵌段共聚物（block copolymer）、智能（smart）、科學(xué)（Science）。其中積分（integration）與經(jīng)濟(jì)學(xué)（economics）為最新前沿?zé)狳c(diǎn)主題詞。

3 結(jié)論

本文基于Web of Science的核心數(shù)據(jù)庫中的區(qū)塊鏈文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，對各國/地區(qū)、機(jī)構(gòu)和作者關(guān)于區(qū)塊鏈的研究做出分析，探索不同國家與地區(qū)研究區(qū)塊鏈領(lǐng)域的現(xiàn)狀，通過運(yùn)用Citespace軟件和Vosviewer軟件實(shí)現(xiàn)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化，解讀出區(qū)塊鏈領(lǐng)域在近5年的研究熱點(diǎn)和研究前沿，為后續(xù)研究者提供經(jīng)驗(yàn)。

區(qū)塊鏈概念由一位自稱中本聰?shù)娜耸状翁岢?。研究發(fā)現(xiàn)，從發(fā)文總量來看，近5年區(qū)塊鏈研究的相關(guān)文獻(xiàn)越來越多，特別是自2017年開始到2019年，文獻(xiàn)數(shù)量呈幾倍增長態(tài)勢，這就說明區(qū)塊鏈的研究越來越受社會的關(guān)注。從國家/地區(qū)來看，數(shù)據(jù)中發(fā)文數(shù)量、支持文獻(xiàn)的基金項(xiàng)目數(shù)量，中國最多，說明在各個(gè)國家和地區(qū)中，中國最為重視區(qū)塊鏈的研究和應(yīng)用。但是，根據(jù)國家/地區(qū)合作網(wǎng)絡(luò)中心性的度量可得知中國排在第4，這可能與中國對于區(qū)塊鏈的研究起步較晚有關(guān)，國外研究相對成熟。同時(shí)從機(jī)構(gòu)和作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜中也可看出中國科研機(jī)構(gòu)以及中國作者的研究成果具備一定的影響力。此外，從研究前沿和熱點(diǎn)主題詞可得知，最近幾年區(qū)塊鏈技術(shù)更多的是應(yīng)用于數(shù)字貨幣的加密領(lǐng)域、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域以及經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，保證數(shù)據(jù)的安全性和隱秘性，區(qū)塊鏈的可追溯性和可見性尤為重要。區(qū)塊鏈技術(shù)的研究也可能成為近幾年的研究熱點(diǎn)。

本文只是基于Web of Science數(shù)據(jù)庫對區(qū)塊鏈研究文獻(xiàn)作了數(shù)據(jù)可視化分析，數(shù)據(jù)的來源較狹窄，且本文選取的數(shù)據(jù)是近5年的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，而區(qū)塊鏈概念的首次提出是在2008年，其中存在幾年的空窗期，這會導(dǎo)致文章存在一定的局限性。因此，在后續(xù)研究中可以考慮適當(dāng)延長研究時(shí)間，擴(kuò)大文獻(xiàn)數(shù)據(jù)來源，從更全面的角度研究區(qū)塊鏈技術(shù)。