区块链:2019年区块链技术趋势分析与展望蓝皮书

区块链从“底层技术时代”走向“产品时代”的路子并不容易。

迄今为止，没有任何区块链平台真正扛起“区块链底层高速公路”的大旗，为数不多的几个区块链应用平台在可扩展性、隐私性与互操作性上不断暴露出种种问题，迫使更多新项目和开发者持续探寻区块链技术边界及新型技术方案。

2017-2018年的公链追逐热潮逐渐退却，转向多元化技术体系延伸，链上扩容、链下扩容、DAG、跨链、隐私币等技术方案热度不断攀升。

在此背景下，小葱研究院基于长期对区块链行业的跟踪调研，独家创制《2019年区块链技术趋势分析与展望蓝皮书》，并于4月25日“看见NEXT·小葱闭门分享会”上抢先发布。

该份《蓝皮书》累计调查分析了118个区块链项目，最终收录62个代表性项目，围绕各项调查资料，向读者呈现了以下主要内容：

2019年区块链行业有哪几大重要技术趋势？

这些技术趋势为什么重要，迫切性如何？

各类技术趋势已经发展出了哪些技术解决方案？

各类技术方案对应的代表性区块链项目有哪些？

各代表性项目发展进度如何，2019年可期的是什么？

文末，还将呈现币安、火币等头部交易所，本体、波场、小蚁、唯链、ArcBlock、比原链等头部区块链项目方，以及BlockVC、DraperDragon等一线资本方为此报告所做的寄语，从中也可看出，来自各领域的区块链从业者对2019年区块链技术发展趋势所做出的判断、思考与未来部署。

引言

以比特币为代表的可编程货币的出现让区块链技术走进大众视野，随后，以以太坊为代表的智能合约平台的问世设置了区块链技术商用的起点，基于区块链底层平台的去中心化应用日渐丰富，大批开发者涌入并积极布局。

但与此同时，现有的区块链技术尚无法支撑大规模商业应用的搭建，为数不多的几个区块链平台在可扩展性、隐私性与互操作性上不断暴露出种种问题，迫使更多新项目和开发者持续探寻区块链技术边界及新型技术方案。

归根结底，推动区块链行业发展的基石始终是底层技术，未来，整个行业的存续、发展和裂变也将持续依托区块链技术的演进和革新。

比特币全网未确认交易数量为20153笔:3月2日消息，BTC.com数据显示，目前比特币全网未确认交易数量为20153笔，全网算力为196.88 EH/s，24小时交易速率为3.35交易/秒，目前全网难度为27.97 T，预测下次难度下调1.25%至27.62 T，距离调整还剩2天2小时。[2022/3/2 13:31:07]

本报告将分析总结当前区块链行业研究紧迫性和热度最高的三大技术趋势，并对围绕这三大技术趋势和10技术方向的60个区块链项目进行剖析，对比呈现这些项目的设计方案及开发进展，试图对当前区块链行业的技术进展与发展现状做较全面、系统地分析梳理。

1.区块链行业三大技术趋势

我们向往公链开放网络提供的不间断的全球性服务，但现有的区块链技术架构难以支撑大规模商业应用的搭建，根据对区块链行业发展历史及现状的综合分析，小葱认为，限制区块链规模化应用的技术掣肘主要在三大块：可扩展性、互操作性以及隐私性。

可扩展性不足限制了单个区块链平台的实用性能，互操作性不足导致各区块链之间成为价值“孤岛”，价值互联互通难以落到实处，而隐私保护性上的不足又给开放透明的区块链网络投入商用埋下了诸多安全隐患。因此，市场迫切需要新的解决方案来突破上述技术瓶颈和应用局限，构建起真正安全、可靠、实用的区块链价值网络。

1.1可扩展性

安全性、去中心化和可扩展性是区块链领域由来已久的“三元悖论”。全网广播、存储、验证和竞争记账的早期设计是出于区块链的安全性和去中心化的考量，但这也使得全网整体性能受限于单一节点的处理性能，且加入的节点越多，通信复杂程度越高，可扩展性严重不足。

现有区块链平台在交易吞吐量及延迟率上都与传统中心化交易平台Visa和支付宝存在天壤之别。而交易吞吐量与延迟率是商业应用落地的关键，因此可扩展性的提升是区块链技术走向互联网规模必经的第一道大关，也是当下一大重要研究方向。

围绕区块链可扩展性的难题，区块链开发者们提出了分片、DAG、状态通道、侧链等多种解决方案，总体来看，其实是从Layer1和layer2两个技术层面展开的改良与创新。

以太坊2017年黑客事件相关地址已转移300枚ETH:据The Block 1月1日消息，一个与以太坊2017黑客事件有关的地址开始转移ETH。2017年一名黑客利用了其multi-sig软件钱包的漏洞，使Parity（以太坊客户端开发公司）损失了超过15万ETH（在被黑客攻击时大约3000万美元）。而在当时，这是针对以太坊的第二大攻击。随后，黑客将7万个ETH平均分配到7个钱包中，其中一个钱包于2020年12月27日开始将大约300个ETH转换为renBTC。0x4de76b3dfd38292ba71cf2465ca3a1d526dcb567地址目前仍然持有9229枚ETH，且自12月27日以来未发生任何转移。与Parity攻击相关的其他地址都没有转移其ETH。[2021/1/2 16:15:33]

区块链底层基础设施的创新

通过改良或革新区块链底层以提升可扩展性的技术方案主要包括：革新共识机制，引入分片设计，以及新的分布式账本底层的开发。

共识机制的创新

由于最初的POW机制存在效率低下、资源浪费等弊端，区块链开发者先后发展出POS、DPOS以及BFT类等共识机制，试图提升节点验证效率。不过就实际效果来看，Bitshares、Steemit、EOS、TRON、NEO等区块链平台引入新型共识机制后，对区块链整体性能有所提升，但仍然难以满足大规模商用需求。

分片设计的引入

区块链项目将“分而治之”的理念引入区块链架构设计，把区块链划分成多个独立片区，通过交易的并发运行或存储数据的分流设计实现区块链扩容。典型的项目有以太坊2.0正在做的Sharding，Zilliqa、Emotiq、Quarkchain等，也是时下话题热度较高的扩容技术方案之一。

DAG账本的探索

区块链本质上是一种分布式账本技术，但分布式账本技术并不等同于区块链。由于当前区块链技术面临着安全、去中心化及可扩展性上的三难抉择，以IOTA、ByteBall、Nano、TrustNote、Hycon等为代表的一批项目，试图通过区块链以外的技术来搭建分布式账本底层，以此突破可扩展性的瓶颈。

声音 | BitMEX研究：今天早上比特币出现了一个孤块，这是自2017年10月来首次出现:BitMEX Research在推特表示：“今天早上比特币出现了一个孤块(orphan block) ，这是我们的节点自2017年10月以来第一次检测到这一情况。”[2019/5/28]

区块链上层扩容方案的设计。

重建区块链底层架构的扩容方案大多成本高、周期长、技术复杂，且与现有基础公链存在兼容性问题，因此不少开发团队主张直接基于现有公链设施做改良，在Layer2上解决扩容问题。正如以太坊创始人Vitalik所言“随着区块链变得越来越成熟，基础层网络必然趋于稳定，而第二层网络将承担越来越多的持续创新和改变负担”。

Layer2扩容方案的基本思路是主链不动，但将大部分链上交易转移到共识范围更小但性能更好的上层协议中，并保证上层协议的参与者始终能在出现争议时退回主链进行公决，由此来减轻主链负担，同时保证整体安全性。

主要有侧链和状态通道两类解决方案，近期热度较高的比特币闪电网络，以太坊Plasma、雷电网络和小蚁的Trinity，以及Loomnetwork等都属于第二层扩容方案。

1.2互操作性

互操作性，是指不同计算机系统、网络以及操作系统和应用程序一起工作并共享信息的能力。

区块链的互操作性，则是指各个区块链之间的互通性。单条区块链性能局限影响区块链规模化落地，而各个链之间的互操作性障碍也极大限制了区块链的应用空间。

2018年的主赛道是基础公链，全行业曾对Cardano、AE、Ethereum、Bitshares等公链寄予厚望，但这些“区块链3.0”项目要么进展缓慢，要么效果没能达到公众预期，EOS、TRX等新晋公链平台虽然吸引了不少应用入驻，但终究还是难凭一己之力扮演区块链的“底层高速公路”。

此外，当前这些新老公链项目技术架构各异，生态各自发展，大多只能和自己生态内部应用低成本交互，无法实现和其他区块链生态的高效沟通，公链与大量的联盟链、私有链中的资产也都无法自由转移，价值孤岛问题凸显。

动态 | 2018年韩国虚拟货币相关举报较前年增加约25%:据韩联社消息，金融监督院（FSS）透露，2018年其非法私营金融受害举报中心受理的虚拟货币相关举报或咨询件数为889件，比前一年（712件）增加了24.9%。其中，委托调查当局进行调查的事例共有139件， 这比一年前（153件）减少了9.2%。[2019/4/24]

从技术上看，区块链是去中心化数据库和分布式账本，而从商业层面看，区块链是价值网络，该网络接入的有效节点越多、分布越广，可能产生的价值叠加会越大。而区块链要想真正实现价值互联，并被大规模应用，就必须像互联网那样容纳多样性，在不同区块链之间进行衔接和拓展，因此，跨链技术发展成为当下区块链讨论的风口。

以Polkadot、Cosmos、ArcBlock、Wanchain、Aion、Zipper等为代表的区块链项目纷纷尝试解决跨链资产转换、原子交换、信息协同、跨链读取和验证等难题。

1.3数据隐私性

区块链系统中，所有交互信息和过程上链，全网数据公开、透明、可追踪，各个节点皆能获取系统账本，这无疑给用户隐私或商业信息泄露带来极大风险隐患，若不在前期做好保护方案，将带来不可磨灭的负面影响。因此，隐私保护也是区块链落地推广过程中首当其冲要考虑的问题。

早期的数字账本非常容易追踪，以比特币为代表的数字货币也很难实现像现金一样的匿名性，个人或实体之间的金钱交换过程变得透明和易被掌控。

因此，如何在保障用户隐私的情况下实现区块链的可追溯、可验证等特性，成为密码学研究的热门领域，区块链开发者们提出零知识证明、环签名、隐匿地址以及混币等多种技术方案试图提升区块链的隐私性。

其实，区块链领域对数据隐私的需求及追捧热度似乎由来已久，影响力较大的有Monero、ZCash、Komodo、Dash、Verge等早期老牌项目，而2019年新兴的基于Mimblewimble协议的隐私币项目Grin和Beam的入局又为隐私币项目的爆发加了一把火。无论哪个数字货币想要真正实现的互通和普及，隐私保护和匿名特性都是其绕不开的技术难点。

“区块链女性”创始人认为区块链2018年的目标是将人权置于经济利益至上:Thessy Mehrain是ConsenSys公司产品和创新总监，她致力于通过以太坊区块链实现社会创新。她还是纽约“区块链女性”的创始人，这是一个建筑多样性和包容性的分布式的全球网络。日前，她在写给Coindesk的文章中称，2017年我们看到新的虚拟货币和基金的兴起，我们看到股价泡沫，同时2017年是我们看到全球区块链参与者数量增幅最大的一年。而2018年我们需要教育区块链生态系统中的新参与者，有意的为文化多样化及更有代表性而努力，把到来的机会用于赋予人权，同时吸收更多的资金和人力。[2017/12/20]

如果说，比特币的问世是区块链和数字货币概念的一次爆发，以太坊智能合约平台的问世是数字货币应用的一次爆发，那么如今，无数的区块链项目方正在为区块链应用的落地爆发积蓄力量。

当然，区块链从“底层技术时代”走向“产品时代”的路子并不容易。迄今为止，还没有哪个区块链平台真正扛起“区块链底层高速公路”的大旗，但在这条技术实验的路上也涌现了越来越多的开发者团队，他们在研究和总结过往经验的基础上，试图从不同的技术角度推动当前区块链基础设施的功能性和实用性的升级和突破，如前所述，本报告的第一章提出，可扩展性、跨链互通性和数据隐私性是当前区块链领域迫切性和热度最高的三大技术发展趋势。

在此基础上，我们还梳理出了围绕这三大技术趋势展开研究的主要区块链项目，并在后面的第二、三、四章分别阐述各类技术趋势相对应的技术解决方案和区块链项目，对比分析各项目在技术方向、方案设计、实现机制与发展路径上的异同，以期让读者对区块链领域最新的技术进展以及未来可期的成果有较全面的把控。

复制下方链接在浏览器中打开：

https://wallstreetcn.com/premium/topics/1003167，即可获取完整版研究报告。

文末，另有十余位区块链大咖受小葱研究院邀请，对2019年区块链技术发展现状及未来趋势留下了寄语。

大咖寄语一览

对数字货币行业，2018是艰难的一年，也是技术沉淀的一年。所以2019年看到了很多优秀的产品和项目出现在市场上，也相信很多区块链技术，如跨链技术、侧链技术、闪电网络，会在2019年有突破性的进展。

2019年，币安也在新加坡、泽西等国家扩展了法币渠道，发布了币安链和去中心化交易所BinanceDEX，进一步完善了币安的生态系统。作为区块链信仰者，我坚信这个行业已经准备好迎接更多的挑战和成绩。

——币安首席执行官赵长鹏

2019年以来，熊市之下，区块链技术没有因此止步不前。无论是更成熟的跨链技术，还是主流公链的侧链、子链，亦或是新兴的具有跨链底层的项目，都在不断挑动行业神经。关于区块链技术，我们能看到一个更值得期待的未来。

——火币全球站CEO翁晓奇

从交易信息到去中心化应用，区块链承载的内容会越来越丰富，将为各式各样的数字化信息，提供一个可确权、无障碍流通的价值网络，在实现对所有权、隐私权保护的前提下，让更多的价值流动起来。区块链将会成为社会基础设施，以构建一个有秩序的数字经济。

——OK战略副总裁徐坤

2019年将是区块链技术大规模落地的一年，DApp将是一个良好的切入口，因此提高DApp的性能就更加重要，最重要的是两点：其一、支持智能合约交易，聚焦在提高主网智能合约交易的TPS和降低主网智能合约的交易费用；其二、侧链支持更多的可定制化需求。

——波场创始人孙宇晨

2019年是大规模商业应用在区块链上探索落地的一年，一些关键要素包括分布式文件储存系统、去中心化数字身份等技术的发展对智能经济远景的实现具有重要意义。未来多链互通的链网体系将对现有公链的技术与生态提出更高要求，整个行业都要准备迎接挑战。

——NEO创始人兼核心开发者张铮文

下一阶段公链在技术发展上不是单点的概念突破，而是为实际应用的性能和扩展性提供全方位支持，所以在底层基础设施中需要公链同时具备多个维度的扩展性，如分片、跨链和多层等。而仅有区块链基础设施远远不够，还要有一系列的分布式身份、分布式数据交换、分布式声誉评价和分布式电子签名服务等配套设施作为和链下实体业务沟通的桥梁，且这部分不应由应用方重复建设，应该成为公链建设的标配。

——本体创始人李俊

2019年，区块链技术与产业步入快速发展时期，围绕区块链应用、隐私安全、可扩展性等方面的技术创新不断涌现。唯链将继续以实现有商业价值的落地应用为目标，在确保合规性的同时，持续强化产品和解决方案的安全性及可扩展性，加速推进区块链技术与实体经济的深度融合。

——唯链创始人陆扬

2019年分片、跨链、线上治理等技术趋于成熟，区块链底层项目的竞争将由概念验证转向技术整合，如何更好的服务DAPP将是公链的重点。DAPP的目标用户拓展将从区块链投资者转向普通用户，更多区块链行业外的专业组织将进入DAPP领域。区块链咨询也会有较大的发展空间。大公司也将会积极布局投资公有链。aelf通过高效的跨链通信机制,结合云节点和并行处理等区块链技术，将成为实现商业级安全交易的下一代区块链系统。

——aelf创始人兼CEO马昊伯

尽管投资交易市场出现寒冬，但公链的技术开发和商业拓展都未曾停滞。2019年比原链有两大发展规划：一方面，构造全新的主侧链混合架构Bystack，服务大规模商业性应用的开发布署；此外，也会在合作矿池上跑通整个人工智能友好的Tensority算法实例场景，让POW可以用于人工智能加速服务，而不仅是能源耗费。

——比原链创始人段新星

区块链技术将成为人类文明进程中下一个重要的技术革新力量，国家规范化的监管已让区块链行业的积极效应逐渐凸显，区块链为大数据、云计算、人工智能、移动互联等新一代信息技术提供底层技术支撑的作用也愈发受到各方重视。区块链技术在数据的确权使用、价值的高效传输等方面具有独特优势，已越来越多地被运用于政府机构和大型互联网企业中。除了金融领域，在公益、供应链、政府事务等诸多领域，区块链技术也已开始体现出其独特的价值，各种创新的区块链应用模式正在陆续落地。区块链正在凭借其公开、透明、不可篡改等优势迅速与各行业融合，并将让这些行业焕发出新的生机和活力。

——比特大陆

进入2019年，以去中心化自主用户身份为基础，和云计算融合的，由多条互联的区块链形成的链网架构将成为技术主流：应用会按需运行在不同的区块链上，打破过去公链/私链/联盟链的界限、织链为网，互联互通，形成新的信息社会基础架构。

——ArcBlock创始人兼CEO冒志鸿

2019年，区块链技术实现上，大概率为现有技术体系延伸，如跨链、DAG、分片、分布式存储、VRF的POS等。2019是跨链平台真正意义上的落地首年，一站式区块链部署或成新宠，跨链互通将会催生区块链落地的多样性；2019年也会是Web3.0到来的一年，这离不开分布式存储、网络通信能力以及区块链底层技术的提升。

——BlockGroup合伙人徐英凯

区块链是我见过的最为神奇的技术，其神奇之处在于将一些看似普通的技术巧妙融合起来，构建出一个充满活力的、全新的、基于信任的生态。十年来无数技术尝试和业务探索都在发生，2019年我们将会欣喜地见证诸多令人惊艳的灵感和充满想象力的技术出现。作为区块链技术的关键一环，安全始终是不可忽视的重要基石。合约错误、隐私泄露、协议漏洞等等，都可能是阻碍区块链发展的桎梏。2019年安比实验室将继续深入探索区块链安全领域中的难题，同时也尝试利用区块链技术反过来解决数字世界中的安全难题。

——安比实验室创始人郭宇

当前区块链行业的技术实现与实际商业问题之间存在巨大鸿沟，缺少能解决实际业务问题的、被用户认可的落地案例，区块链项目团队不应盲目地构建生态，而应致力于推出杀手级应用，让行业内外都意识到区块链在商业模式创新上的巨大潜力。

——DraperDragen管理合伙人Larry

公链已循序渐进摆脱对TPS的盲目追求，转向解决真实痛点场景。技术实现上，大概率为现有技术体系延伸，如跨链、DAG、分片、分布式存储、VRF的POS等。同时，2019是跨链平台真正意义上的落地首年，一站式区块链部署或成新宠，跨链互通将会催生区块链落地的多样性。2019年，也会是Web3.0到来的一年，这离不开分布式存储、网络通信能力以及区块链底层技术的提升。

——BlockVC

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