基于Web of Science数据库的区块链研究的可视化分析

向陈许 赵清俊

（重庆师范大学经济与管理学院，重庆 401331）

区块链是一种首先为比特币加密货币开发的去中心化交易和数据管理技术。自从2008年提出该概念以来，社会对区块链技术越来越关注。原因在于区块链中心属性可提供安全性、匿名性和数据完整性，即无需任何第三方组织来控制交易。从技术挑战和局限性的角度来看，它创造了有趣的研究领域。区块链技术的目标是创建一个分散的环境，利用去中心化和分布式数据库的解决方案，不需要中间的任何第三方组织，保证交易的保密性和安全性[1]。当前，区块链技术的应用不仅仅局限于金融领域，此外还广泛应用于医疗、教育、建筑、通信、物联网、交通、能源电力等领域[2]。虽然，近年来关于区块链技术的研究越来越广泛，但是更多的是集中于区块链本身及其在各领域的应用，利用文献计量学研究区块链的文献还较少。因此，本文基于Web of Science核心数据库近6年已发表的研究区块链的文献进行可视化分析，客观的展示了区块链的研究现状、热点以及演变趋势，旨在了解和掌握区块链领域的发展特征、规律和趋势，为后续相关研究提供参考依据。

1 资料和方法

1.1 资料来源

登录Web of Science数据库( http:/ /apps.webo-fknowledge.com)，选择Web of Science核心合集，以（“blockchain”OR“blockchain”）为主题词，时间跨度为2014-2019年，文献类型：ARTICLE，检索时间为：2020年2月17日。文献语言不限。

1.2 研究方法

采用文献计量方法对符合入选标准的文献的发文量、发文时间、基金项目、国家、机构、作者、文献被引情况进行科学计量分析。再把从Web of Science数据库里导出的文献数据导入到Vosviewer软件和citespace软件里，绘制出发文国家/地区、机构、作者主题词的可视化图谱，并根据软件意义和区块链参考文献解析图谱，分析总结区块链研究热点。

Vosviewer软件可分析绘制要求较高和数量较大的数据，擅长于学科主题之间关系的呈现；而Citespace则更擅长于文献的聚类分析，对于某研究领域的突变词的抓取更有优势，可帮助研究人员探究领域的前沿热点[3]。本文利用两种软件的各自优势，将两种软件结合使用。

2 结果

2.1 发文时间和被引用情况

共获得区块链（blockchain ，block-chain）相关文献2034篇，2014年到2019年发文总量和被引用情况如图1，近6年区块链的发文量呈急剧增长态势，从2017年开始就大幅度增长。2034篇文献总计被引频次为11349次，h-index为46次，每篇平均引用次数5.58，尤其是2019年发文量是2014年的70倍以上，说明区块链领域的研究越来越受到重视，有可能成为近年来的研究热点。

2.2 基金项目及国家网络合作特征

有1031篇文献受1238个基金项目支持。其中，国家自然科学基金重大项目（National Natural Science Foundation of China）最多（367篇，占比18.043 %），其次是中央高校基本科研专项资金（Fundamental Research Funds for the Central Universities）61篇，占比2.999%，及中国国家重点研发计划（National Key R D Program Of China）（60篇，占比2.950%）。另外，有94个多家/地区的学者参与了该领域的研究，中国（People’s Republic of China）发文量远远领先于其他国家/地区，共573篇（占比28.143%），这可能是因为中国对该领域研究设立的基金支持较多，提高了科研人员的积极性。第二位是美国，发文410篇（占比20.138%）。采用VOSviewer软件绘制国家/地区合作网络图谱，发文量排前10位的国家/地区。结合2014—2019年区块链研究论文的国家/地区合作网络图谱和2014—2019年发表区块链论文量前10位的国家/地区分析发现，各国家节点的连线频次和中心性等均提示美国（中心性为0.43）和英国（中心性为0.24）处于该研究领域的中心位置，具有较高的影响力。其次是德国（中心性为0.20）、中国（中心性0.18）。中国发文量排第一，中国中心性排名第4，显示中国在该领域有一定的国际影响力。

图1 2014—2019年区块链文献发文时间和被引用情况

2.3 作者合作网络及其研究领域

首尔科技大学的Park, JH发文最多（19篇），作者提出一种受信任的安全区域架构，该架构可以使区块链技术在安全区域中安全的共享数据，并保持数据的可用性、机密性和完整性，采用了一种使用区块链来储存数据的方法[4]。其次是宾夕法尼亚州天普大学的Du, XJ（杜小江）（15篇），其在区块链领域的最新研究成果为区块链技术在货币加密的应用，保证用户货币交易的隐私性和监管[5]。然后是卡塔尔大学的Guizani Mohse（13篇），作者文章表明，因为数据数量的庞大性，数据的管理和安全性是一个组织面临的严峻挑战，作者为外包数据提供了一种安全的细粒度访问控制系统，利用ABE方案保证外包数据的安全性和机密性。除此之外，采用区块链技术增强外包数据的可追溯性和可见性，使得数据所有者能够控制外包数 据[6]。德克萨斯大学圣安东尼奥分校（UTSA）的Choo，Kim-Kwang Raymond发文量（13篇）与Guizani Mohse并排第三。发文量排在第四的是挪威奥斯陆大学工程师与技术学院Natl Inst信息与通讯技术的Zhang Yan（张艳）（11篇），其主要研究方向为区块链在物联网上的应用，作者最新研究成果认为区块链能够支持无线电力传输，可实现绿色、安全的物联网，并设计了一种有效的无线电力传输机制，其研究成果表明此机制可显著降低能耗[7]。采用VOSviewer verson1.6.13软件绘制作者合作网络图显示挪威奥斯陆大学Zhang Yan和宾夕法尼亚州天普大学Du Xiaojiang，等居于网络图谱核心位置，说明他们在区块链研究领域具有较高的影响力。图谱核心位置中，我国学者也较多，说明我国学者在该领域有一定的影响力。

2.4 研究热点和前沿聚类分析

运用citespace5.5.R2软件绘制区块链研究文献的参考文献共被引聚类图谱，可知该领域研究主题包括技术（technology）、供应链管理（supply chain management）、资源管理（resource management）、以太坊（ethereum）、分布式分类账技术（distributed ledger technology）、比特币（bitcoin）、公共审计（public auditing）、IIot工业物联网（industrial internet of things (iiot)）等，共被引频率居前3位的文献依次为Swan, M于2015年发表在O’Reilly的《区块链：新经济蓝图》、由CHRISTIDIS K于2016年发表在IEEE Access的物联网的区块链和智能合约、由Zyskind, G等于2015年发表在IEEE Security and Privacy Workshops的去中心化隐私：使用区块链保护个人数据。

结合Citespace5.5.R2软件绘制的主题词聚类时间线图，可知较冷的紫色线距今时间较远，黄色、红色等暖色线距今时间较近，也是新进的研究热点，即颜色由冷到暖的变化代表着研究轨迹由远到近的演变路径[8]，故可认为接入控制（Access control）、方案（Scheme）、算法（Algorithm）、加密（Encryption）、物联网（Internet of things(iot)）、雾计算（Fog computing）、效能（Efficient）、协议（Protocol）、结构（Architecture）等词为主要研究热点词汇。近五年区块链的文献研究主题为人工智能（聚类0）、物联网（聚类1）为主要研究的热点，聚（甲基丙烯酸）-嵌段-聚（甲基丙烯酸甲酯-无规甲基丙烯酸）（聚类2）、比特币（聚类3）、信息系统（聚类4）等次之。

分析由Citespace5.5.R2软件绘制的论文主题词变化趋势可得知，截止到2019年12月31日区块链发文中主要的研究前沿主题词有：积分（integration）、形态学（morphology）、质量（quality）、选择（selection）、经济学（economics）、数字资产（digital asset）、共识算法（consensus algorithm）、嵌段共聚物（block copolymer）、智能（smart）、科学（Science）。其中积分（integration）与经济学（economics）为最新前沿热点主题词。

3 结论

本文基于Web of Science的核心数据库中的区块链文献数据，对各国/地区、机构和作者关于区块链的研究做出分析，探索不同国家与地区研究区块链领域的现状，通过运用Citespace软件和Vosviewer软件实现文献数据的可视化，解读出区块链领域在近5年的研究热点和研究前沿，为后续研究者提供经验。

区块链概念由一位自称中本聪的人首次提出。研究发现，从发文总量来看，近5年区块链研究的相关文献越来越多，特别是自2017年开始到2019年，文献数量呈几倍增长态势，这就说明区块链的研究越来越受社会的关注。从国家/地区来看，数据中发文数量、支持文献的基金项目数量，中国最多，说明在各个国家和地区中，中国最为重视区块链的研究和应用。但是，根据国家/地区合作网络中心性的度量可得知中国排在第4，这可能与中国对于区块链的研究起步较晚有关，国外研究相对成熟。同时从机构和作者合作网络图谱中也可看出中国科研机构以及中国作者的研究成果具备一定的影响力。此外，从研究前沿和热点主题词可得知，最近几年区块链技术更多的是应用于数字货币的加密领域、物联网领域以及经济领域，保证数据的安全性和隐秘性，区块链的可追溯性和可见性尤为重要。区块链技术的研究也可能成为近几年的研究热点。

本文只是基于Web of Science数据库对区块链研究文献作了数据可视化分析，数据的来源较狭窄，且本文选取的数据是近5年的文献数据，而区块链概念的首次提出是在2008年，其中存在几年的空窗期，这会导致文章存在一定的局限性。因此，在后续研究中可以考虑适当延长研究时间，扩大文献数据来源，从更全面的角度研究区块链技术。