國外區塊鏈研究熱點的文獻計量分析

李鷗 林曉晨 王霖 張靜 白玲

摘要：區塊鏈從比特幣走向全社會，應用范圍廣泛，發展迅猛。因其分布式數據存儲、點對點傳輸、加密算法等特點，改變當前社會商業模式，從而引發新一輪的技術革新和產業變革。以Web of Science數據庫中國外區塊鏈產業相關論文為研究對象，利用可視化工具cite space，繪制可視化知識圖譜，展示時間與空間分布特征，探究區塊鏈產業研究熱點。參考借鑒國外區塊鏈研究熱點，梳理國外區塊鏈發展脈絡，進一步深化研究領域，推動區塊鏈從理論研究走向應用研究。

關鍵詞：區塊鏈;研究熱點;文獻計量;知識圖譜;引文分析

中圖分類號：G311

本文系2019-2020年度遼寧省科協科技創新智庫項目“基于論文及專利分析的遼寧區塊鏈產業研究熱點分析”（編號：LNKX2019-2020C21）研究成果之一。項目負責人：曹嚴。

引言

2008年Satoshi Nakamoto在“metzdowd.com”網站的密碼學郵件列表中發表了一篇《Bitcoin： A Peer-to Peer Electronic Cash System》論文中首次提出區塊鏈源自比特幣技術，正式將區塊鏈技術以數字貨幣的方式帶到人們面前。區塊鏈無疑是后互聯網時代最具顛覆性的技術之一，它作為一種底層技術深度影響和改變傳統行業的運行模式、運作邏輯。

目前，國外許多學者關注區塊鏈研究，Christidis Konstantinos和Devetsikiotis Michael^[1]探討了區塊鏈與物聯網的結合方式以及在物聯網環境中部署區塊鏈應考慮的問題;Khan Minhaj Ahmad和Salah Khaled^[2]研究了比特幣基礎技術的區塊鏈如何解決許多物聯網關鍵安全問題;Nurzhan Zhumabekuly Aitzhan和Davor Svetinovic^[3]進行案例研究，分析了分布式智能電網能源交易中的區塊鏈技術。最近幾年區塊鏈儼然上升到國家層面，從國家策略角度積極探索和推進區塊鏈技術和應用。以美國、英國、俄羅斯、澳大利亞、日本為代表的國家，在區塊鏈的領域，設置了國家的區塊鏈戰略，提出了區塊鏈發展的路線圖。2016年1月，英國政府發布區塊鏈專題研究報告，積極推行區塊鏈在金融和政府事務中的應用^[4];德國于2019年10月28日提出了德國區塊鏈國家戰略。

1.數據來源及研究方法

1.1數據來源

Web of Science是美國湯森路透公司基于WEB開發的產品，是大型綜合性、多學科、核心期刊引文索引數據庫，以Web of Knowledge作為檢索平臺，收錄齊全，功能不可替代。

在Web of science 數據庫（除DII外）中以blockchain為主題詞，并以“chain of blocks”為補充主題詞，于2020年4月進行高級檢索，時間跨度不限制，共檢索到9377篇文獻，通過人工去除雜質，最后得到9184篇關于區塊鏈產業的國外論文文獻，以此為研究對象，并使用可視化的工具繪制知識圖譜，進行發文特征、研究熱點、國家/地區、機構、作者、引文等多角度多維度分析，展現了國外區塊鏈研究的時間與空間特征、研究熱點，并追蹤最前沿、最熱點的研究問題。

1.2研究方法

文獻計量是運用統計學方法，研究科學文獻增長和分布的一種分析方法。通過文獻計量可以確定某一作家的影響，或者研究兩個及以上作家研究成果之間的區別，同時也可作為同行評價的一個有力支撐工具^[5]。

知識圖譜是顯示科學知識發展進程與結構關系的一種圖形^[6]。通過可視化技術，應用數學、圖形學、信息科學，結合文獻計量、引文分析等方法，描述知識資源，挖掘、分析、構建、繪制和顯示知識資源的核心結構、發展歷史、前沿領域以及他們之間的相互關系。

2.國外區塊鏈研究發展趨勢

2.1發文特征

圖1是Web of science數據庫（除DII外）中有關國外區塊鏈研究方面的學術論文在時間上的分布特征。發文量分布圖走勢也與區塊鏈技術的發展進程相同。不難看出，國外區塊鏈技術出現的時間較短，但在短短幾年內，增長速度是呈幾何式激增。2017年比2016年翻了五倍，2018、2019年的發文量占比分別為31.01%和49.53%。這也在一定程度上反映出區塊鏈技術正是一個發展新興領域。

2.2熱點主題

國外區塊鏈產業的主要研究熱點中，有三分之二的論文探討了計算機科學，其他還主要集中在商業金融領域、工程、電信領域，排名前十位的熱點主題還有通訊、政府法律、能源燃料、數學、保健科學服務、數學計算生物學領域。這一結論也正印證了目前區塊鏈在各個領域中都有所應用，應用范圍廣泛。

3.國外區塊鏈研究的空間分布

3.1國家/地區

從圖2中可以看出，中國依然是區塊鏈產業論文發表最活躍的地方，統計得出發文量居于世界前十位的國家/地區，國外區塊鏈產業研究的國家/地區分布主要有中國（1992篇），美國（1840篇），英國（658），印度（567篇），澳大利亞（526篇），德國（470篇），加拿大（421篇），意大利（407篇），韓國（390篇），法國（370篇）。其中世界排名前十位的國家/地區發文量占總發文量的65.02%。值得一提的是，中國的區塊鏈研究日趨國際化。

3.2機構分析

圖3是前十位的研究機構排名，北京郵電大學的研究力量最大，發文量有88篇，在區塊鏈領域做了大量工作，研究實力較強，也有比較強的國際影響力。中國共有七所研究機構排名進入前十位，除北京郵電大學以外，還有兩所中科院（71篇）、電子科技大學（63）、北京航空航天大學（45）、西安電子科技大學（45）、香港理工大學（43）和清華大學（43）。新加坡、澳大利亞和美國分別由一所研究機構入選，德克薩斯大學（52篇）;澳大利亞研究機構，英聯邦科學和工業研究組織（50篇）;新加坡南洋理工大學入選國外區塊鏈產業研究機構世界排名前十位的第四名，發表該領域52篇論文。從研究機構的類型可以看出八所高校，2所科研機構，高校依然是科研的中堅力量。

3.3作者分析

研究者及其關系網是研究的一個重要領域，可以發現區塊鏈領域內活躍學者和重要研究力量。發表論文居前5的分別是Zhang Yun（50篇），安徽師范大學;Niyato Dusit（42篇），南洋理工大學; KimKwang RaymondChoo（33篇），德克薩斯州大學安東尼奧分校;Wang Xianzhi（28篇），悉尼科技大學;Salah Khaled（27篇），阿聯酋哈利法大學;Wang Yu（27篇），天普大學;Wang Feiyue（26篇），中國科學院;Li Jie（26篇），廣東省能有集團有限公司;Liu Yinqiu（26篇），南京郵電大學;Du Xiaojiang（25篇），天普大學。

4.國外區塊鏈研究熱點的文獻引文分析

自19世紀形成正式的引文制度以來^[7]，引文成為一篇論文的重要組成部分，是利用統計分析對引證關系進行定量和定性的分析與探索，可以直接刻畫和顯示科學論文之間的網絡關系。引文分析是文獻共被引及其耦合分析的基礎，共被引網絡演化圖譜可以反映文獻間存在的共被引關系，對現有成果的知識基礎進行研究，因此通過對關鍵節點的研究和分析可以挖掘出知識圖譜所表征的核心信息^[8]。對國外區塊鏈產業相關論文進行引文分析，找出內在規律，測定影響和重要性。對其檢索出的9184篇國外區塊鏈領域論文的引文進行統計分析，共計總被引頻次為28073次，每項平均引用次數3.06次。圖5是被引頻次隨時間推移的篇數分布情況，平均引用次數為4010.43/年。

表1是Web of Science中關于國外區塊鏈領域研究被引量最高的前5篇熱點文獻，可以讓研究人員更好、更快地了解國外區塊鏈領域的研究基礎內涵，排名順序是按照被引頻次從高到低排序。被引頻次排名第一的《Blockchains and Smart Contracts for the Internet of Things》也是使用頻次最多的一篇論文。被引頻次排名第二的《Decentralizing Privacy： Using Blockchain to Protect Personal Data》使用頻次上排名第六。被引頻次排名第四的《Bitcoin and Beyond： A Technical Survey on Decentralized Digital Currencies》使用頻次上排名第五。被引頻次排名第五的《Where Is Current Research on Blockchain Technology？-A Systematic Review》使用頻次上排名第二。

描述了一種分散式個人數據管理系統，將區塊鏈轉變為不需要第三方信任的自動訪問控制管理器，討論了區塊鏈未來可能的擴展，利用它們成為社會中可信賴的計算問題的全面解決方案進行系統的制圖研究，收集有關區塊鏈技術的研究，從技術角度了解有關區塊鏈技術的當前研究主題、挑戰和未來方向

5.結論

區塊鏈技術出現的時間還比較短，區塊鏈行業還處于快速發展的早期，從論文研究時間可以看出，國外區塊鏈始于2013年，在2018、2019年翻倍增長，也說明它前方的道路還有很長。無論從應用、還是基礎理論、亦或是技術研究來說，大多處于探索起步階段。并與中美地區特別流行，無論是作者還是研究機構大多集中在中美地區，高產出作者和機構是科研的中堅力量。區塊鏈技術是新興技術產業，需要及時深入了解各國研究成果，掌握該領域的關鍵技術和未來發展方向，并為研究者尋找合作、發現競爭對手、注意行業動態等提供參照。本文是對目前國外區塊鏈研究領域成果的一個梳理、總結、剖析。缺少理論研究勢必不利于長遠發展，希望本文能為未來研究提供思考和啟示。時代在變，科技更以驚人的速度在變，未來的區塊鏈產業，將會是一個充滿競爭的平臺，在區塊鏈瘋狂發展之后，唯有監管、規范，才可以更加健康，持久的發展下去。

參考文獻

1. Christidis Konstantinos，Devetsikiotis Michael. Blockchains and Smart Contracts for the Internet of Things[J].IEEE Access，2016，4：2292-2303.
2. Khan Minhaj Ahmad，Salah Khaled.IoT security： Review， blockchain solutions， and open challenges[J].Future generations computer systems：FGCS，2018，82：395-411.
3. Nurzhan Zhumabekuly Aitzhan，Davor Svetinovic.Security and Privacy in Decentralized Energy Trading Through Multi-Signatures， Blockchain and Anonymous Messaging Streams[J].IEEE transactions on dependable and secure computing，2018，15（5）：840-852.
4. 袁勇，王飛躍.區塊鏈技術發展現狀與展望[J].自動化學報，2016，42（4）：481：494.
5. 郭宇，王晰巍，賀偉等.基于文獻計量和知識圖譜可視化方法的國內外低碳技術發展動態研究[J].情報科學，2015，4：139-148.
6. Chen C， Chen Y， Horowitz M， et al. Towards an explanatory and computational theory of scientific discovery [J]. Journal of Informetrics， 2009， 3（3）： 191-209.
7. 楊思洛;韓瑞珍.引文分析研究的分布、熱點及前沿[J].2011，043（004）：47-56.
8. 李杰，陳超美.CiteSpace：科技文本挖掘及可視化[M].北京：首都經濟貿易大學出版社，2016.
9. GuyZyskind ;OzNathan; Alex 'Sandy'Pentland.Decentralizing Privacy： Using Blockchain to Protect Personal Data[J].2015 IEEE SECURITY AND PRIVACY WORKSHOPS（SPW），2015，27：180-184.
10. AhmedKosba; AndrewMiller;Elaine Shi;ea al.Hawk： The Blockchain Model of Cryptography and Privacy-Preserving Smart Contracts[J].IEEE Symposium on Security and Privacy（SP），2016，55
11. TschorschFlorian; ScheuermannBjoern.Bitcoin and Beyond： A Technical Survey on Decentralized Digital Currencies[J].IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS AND TUTORIALS，2016，18（3）：2084-2123.
12. Yli-HuumoJesse;KoDeokyoon; ChoiSujin;et al.Where Is Current Research on Blockchain Technology？-A Systematic Review[J].PLOS ONE，2016，10：27