区块链技术与应用的研究综述及发展趋势

沙特国王大学学报区块链技术和应用的新兴趋势：回顾与展望艾哈迈德·G作者：Diana T.Mosaa，Laith Abualigahb，c，Amr A.阿尔巴尼aa埃及Kafrelsheikh大学计算机和信息学院b安曼阿拉伯大学计算机科学和信息学系，11953年，约旦c马来西亚Sains大学计算机科学学院，Pulau Pinang 11800，马来西亚阿提奇莱因福奥文章历史记录：收到2021年2022年1月24日修订2022年3月5日接受2022年3月16日网上发售关键词：区块链加密货币共识系统综述Web of Science（WoS）资助机构区块链应用开放挑战未来方向A B S T R A C T目前，区块链技术正日益受到关注，因为它由于其分布式账本特征而使传统交易发生了革命性变化，该账本中的每个记录都受到密码学规则的保护，这使得它更加安全和不可篡改。 这自然导致了各种类型的加密货币的出现，例如比特币，它建立在一种通常被称为区块链的技术之上。区块链研究的快速发展需要更多的研究，通过系统的技术研究来调查和分析该领域的现有知识，这些研究显示了自2013年该技术问世以来相关文献的影响和意义。从这一点出发，本文对2013年至2020年发表的与区块链相关的最有影响力的文章，会议论文和评论论文进行了最新的综述，并被Web of Science Core CollectionTM（WoS）世界为了达到预期的目标，在对区块链技术进行了不可避免的简要概述后，我们对收集到的论文进行了仔细的分析，并提出了七个关键的研究问题。随后，报告了重要的有价值的发现，例如十大有影响力的论文，年度出版物和引文趋势，最喜欢的出版场所，最热门的研究领域以及最支持的资助机构，这些发现可能会对区块链的现状和新兴趋势以及前沿领域提供一些启示，以指导在启动未来的区块链研究项目之前为新的和有经验的研究人员和从业者建立基线此外，还对区块链在多样化领域的应用进行了严格的讨论，以及不同的通用用例。最后，简要介绍了区块链领域的开放挑战和潜在的未来发展。总之，本文旨在帮助新手探索和设计新的区块链解决方案，同时考虑到现有的需求和挑战。版权所有©2022作者。由爱思唯尔公司出版代表沙特国王大学这是一个开放的访问CC BY-NC-ND许可证下的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。内容1.导言67202.区块链概述67222.1.区块链6722的结构2.2.区块链是如何运作的？.....................................................................................................................................................................................................................67222.3.区块链6723的特点2.4.区块链的类型3.研究方法67243.1.研究问题和动机67243.2.查找合适的搜索引擎67243.3.搜索查询字符串6725*通讯作者。电子邮件地址：ahmed. fci.kfs.edu.eg（A.G. Gad），diana. yahoo.com（D.T. Mosa），gmail.com（L. Abualigah）、amrabohany8@gmail.com（A.A.Anahany）。网址：https://ahmedgad.com（A.G. Gad）、https://www.amrabohany.software（A.A. Anahany）。https://doi.org/10.1016/j.jksuci.2022.03.0071319-1578/©2022作者。由爱思唯尔公司出版代表沙特国王大学这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表沙特国王大学学报杂志首页：www.sciencedirect.comA.G. Gad，D.T.莫萨湖 Abualigah等人沙特国王大学学报67203.4.文献检索方案67254.描述性分析67264.1.RQ1：近年来区块链出版物的分发和引用情况如何？.............................................................................................................................................................. 67264.2.RQ2：从出版物的数量来看，区块链研究的主要研究领域是什么？..................................................................................................................................... 67264.3.RQ3：根据引用次数，哪些区块链论文最有影响力？.............................................................................................................................................................. 67274.4.RQ4：哪些出版场所最受欢迎发布区块链论文？....................................................................................................................................................................... 67274.5.RQ5：哪些资助机构最支持区块链研究工作？........................................................................................................................................................................... 67274.6.RQ6：从给定的主要研究领域来看，区块链领域的关键应用领域是什么？......................................................................................................................... 67274.6.1.金融应用67294.6.2.商业和工业应用67294.6.3.教育67314.6.4.卫生保健管理67314.6.5.治理67314.6.6.安全与隐私67324.6.7.物联网4.6.8.大数据管理67334.6.9.云和边缘计算67334.6.10.杂项申请67334.7.RQ7：目前迫切需要进一步调查的挑战和感知缺陷以及未来的研究机会是什么？.............................................................................................................. 67344.7.1.可扩展性67344.7.2.区块链互操作性67344.7.3.安全和隐私问题67344.7.4.量子弹性67344.7.5.自私的采矿67354.7.6.人工智能67364.7.7.缺乏治理、标准和法规67365.讨论研究流。..................................................................................................................................................................................................................................................67366.研究有效性67377.结论和意见6738竞争利益声明CRediT作者贡献声明6738参考文献67381. 介绍自2008年数字加密货币，即所谓的比特币（Nakamoto，2008年）创新以来，各种研究人员和从业人员对区块链技术产生了相当大的兴趣区块链技术充当用于记录所有比特币交易的分类账，如比特币应用程序中所见（Fanning和Centers，2016）。交易记录在区块链框架内公正地公开，对隐私方面进行了测试。现代商业技术环境中的每个人都能够确定交易的细节，因为目前的传统银行系统可以通过保密记录来保持这种形式的隐私区块链被粗略地定义为一个单独连接的区块阵列，每个区块包括几个交易，这些交易产生一个分布式的、无可争议的数据存储，可用于广泛的应用（Fanning和Centers，2016），包括电子投票、众筹、分布式资源、公共记录管理和身份管理。以下（Yli-Huumo等人， 2016），个人或组织之间的货币交易通常由第三方公司合并和管理。区块链使技术成为信息技术领域下一次重要革命的驱动力区块链技术的几种实现方式被广泛用于现代商业，并且每种实现方式在各种行业中都有其独特的优势，从物联网（IoT）（Panarello等人，2018）和金融（Fanning和中心，2016）供应链管理（Kshetri，2018），医疗保健（Esposito等人， 2018），和声誉系统（丹尼斯和欧文，2015）。在在线环境中，简化业务交易、信息安全、隐私和安全保证信息和通信技术的使用促进了经济增长（Farhadi等人， 2012年）。值得注意的是，2016年仅技术公司和金融服务就投资了超过10亿此外，预计未来几年这一数量将大幅增加（Harty，2018）。另一方面，互联网内部的系统安全问题引发了关于在线交易安全和隐私的争论，区块链技术的出现解决了这一问题。Gupta和Dubey（2016）解释说，隐私，安全和信任是当今电子技术的关键问题，电子商务安全对影响电子商务的组件至关重要，例如数据安全，完整性，隐私和信息安全环境的其他更广泛领域（Nakamoto，2008）。银行存在的主要原因是作为可靠和值得信赖的第三方介入金融交易（Fanning和Centers，2016）。例如，一个缺乏银行的经济体，其商业集中在点对点交易上，作为一个动态因素，这将使贸易企业中的双方难以信任。在线购买产品并不能保证买家会得到正品，这可能是由欺诈或假冒产品交付造成的。解决这一僵局的办法是采用区块链技术（Casino等人，2019年），这是本文提出的的帮助下A.G. Gad，D.T.莫萨湖 Abualigah等人沙特国王大学学报6721区块链，人们目前有一个替代的，值得信赖的第三方来促进这些在线交易。探索区块链技术主题是至关重要的，因为它促进了点对点网络之间的信任，因为它考虑到了互联网环境中面向商业的个人和组织的安全和隐私问题。近年来，区块链技术发展迅速，为研究界开辟了大量的知识空白因此，近年来在区块链领域中已经见证了大量的研究努力（Cruz等人，2018年）。基于本研究所采用的数据收集方法，Webof Science（WoS）近年来已经单独索引了7000多篇科技论文随着区块链领域的出版物越来越多，需要进行全面的研究，以调查当前相关知识的概述为此，研究人员和从业人员已经通过一些综述论文提供了关于区块链的最新成就和挑战（Panarello等人， 2018年）。然而，它还没有被报道的系统性文献综述的领域下进行的最新的科学研究，基于WoS作为一个文献数据库。因此，为了保持这一领域的稳步发展，必须对区块链领域的最新技术进行严格审查，以探索这一主题，主要目的是为区块链社区提供另一个有用的指南。似乎缺乏更全面意义上的区块链文献的具体，系统的评论例如，一些研究人员更喜欢只关注某个领域内的区块链应用（例如， Agbo等人，2019; Hölbl等人，2018年; Chukwu和Garg，2020年，能源部门Andoni等人，2019; Parmentola等人，2021年，供应链和物流Pournader等人，2020; Queiroz等人，2019; FossoWamba等人，2020 年 ， 工 业 Mistry 等 人 ， 2020 年 ; Li 等 人 ， 2019 年 ， 教 育Alammary 等 人 ， 2019 年 ， 农 业 Bermeo-Almeida 等 人 ， 2018年）。其他人选择讨论QoS方面（例如，隐私Liang和Ji，2021，可扩展性Sanka和Cheung，2021，安全Gupta等人， 2020年，在Blockchain 表1列出了在此背景下现有的一些被广泛引用的系统性文献综述，以及它们与我们的研究在主题领域（主要主题）、研究问题的表述、发现的视觉表示、出版趋势的年度比较和年份方面的覆盖在调查中。在表1中，很清楚为什么需要另一项系统性综述，并强调了该综述在所涉及的方面与同行的不同之处。比较系统性综述中最值得注意的一点是，它们中的每一个都对某个主要主题领域及其与区块链的联系例如，研究（Wang et al.，2019; Pournader等人，2020; Queiroz等人， 2019）仅讨论了区块链在供应链中的应用。其他人则只讨论了区块链在医疗保健领域的使用（Agbo等人，2019;Hölbl等人， 2018），农业（Bermeo-Almeida等人，2018），工商管理（Alharby和Van Moorsel，2017; Batubara等人，2018年;Konstantiniffel等人，此外，其中一些评论仅限于/非常限于提出包容性研究问题，提出反思性可视化，或进行年度比较以推断潜在主题的趋势。与此同时，我们的研究（本研究）相对更全面，不局限于一个领域或领域，使其成为研究人员和从业者的一个很好的全面参考：（i）我们通过制定七个研究问题及其背后的动机（见第3.1节）对WoS索引的区块链论文进行了最先进的回顾，（ii）描述性分析以及许多支持可视化的表示，寻求研究问题的满意答案（见第4节），（iii）我们揭示了自2013年区块链技术诞生以来至今的年度出版趋势。此外，先前实施例主要是研究促使我们进行这项工作。特别是，本文对2013年至2020年期间由WoS Core CollectionTM（为简单起见，以下简称为WoS）索引的区块链研究论文进行了系统收集，特征化和分析。采用系统化的方法从科学数据库WoS中收集和筛选文献，实现精挑细选。为了满足这一需求，对区块链文学进行了系统的研究，以启发活跃在区块链学科中的学者和学者。这项拟议的研究旨在通过对当前WoS文献进行全面系统的回顾，通过启发学习来帮助天真的读者、研究人员和从业者理解和学习区块链技术，以缩小当前的知识差距，表1本研究研究出版年份主要议题研究问题？视觉表现？年度比较？所涵盖的年份Wang等人（2019年）2019面向未来供应链的是的没有没有–Andoni等人（2019年）2019能源领域没有有限没有–Alharby和Van2017基于区块链的智能合约是的没有没有–《摩尔塞尔》（2017）Agbo等人（2019年）2019医疗保健中的区块链技术没有是的是的2016Hölbl等人（2018年）2018区块链在医疗保健是的有限是的2015Pournader等人（2020年）2020区块链在供应链中的应用，是的没有没有–运输和物流Queiroz等人（2019年）2019区块链和供应链管理非常有限没有是的2013一体化Batubara等人（2018）2018区块链技术采用非常有限非常有限没有2016年电子政务Bermeo-Almeida等人2018区块链在农业中的是的有限非常有限2016（2018年）Konstantinaldam etal.2018商业应用是的非常有限没有2015（2018年）Casino等（2019年）2019支持区块链的各种没有有限是的2014部门Taylor等（2020年）2020区块链网络安全应用是的非常有限非常有限2015Conoscenti等人（2016年）2016物联网的区块链是的没有没有–本研究–综合上述是的是的是的2013A.G. Gad，D.T.莫萨湖 Abualigah等人沙特国王大学学报6722区块链及其应用。本文主要从五个重要方面对该领域过去的发展进行了综合：1)十大高被引论文，表2块头组件。组件定义Block version跟踪整个协议的更改和更新。2)年度出版物和引用趋势，3)最流行的研究领域，Merkle树根哈希由事务中的所有哈希事务哈希组成。4)最支持的资助机构，以及5)区块链研究最受欢迎的出版场所此外，这项研究还揭示了一些关键的新见解和未来的研究方向，超越了比特币和加密货币，涉及本文中以前的研究以及一些当前的区块链应用。Timestamp提供特定事件的日期和时间，以秒的几分之一表示，用于永久编码记录该事件发生的时间。nBits难度目标，用于调整矿工解决区块的难度Nonce通常从0开始，每次哈希计算都会增加，并由矿工更改以创建不同的排列并在序列中生成正确的哈希。开放的问题和挑战，开辟新的途径，该领域的未来研究。然而，由于区块链技术正在以非常快的速度不断发展，我们必须父块哈希链接到前一个块或其父块，有效地保护链。请注意，我们的研究无论如何不能被认为是详尽无遗的。本文的其余部分组织如下。第2节介绍了区块链架构及其工作性质的概述。第3节概述了本文采用的系统性综述方法。在第4节中，对检索到的文献进行了连续性分析。我们在第5节中讨论了分析和比较中观察到的趋势的可能现象，在第6节中讨论了对有效性的威胁，最后在第7节中结束了论文。2. 区块链概述原则上，区块链可以被定义为一个数字化的公共账本，其中所有的数字交易都将被记录为一个数据结构2.1. 区块链的结构就像公共账本一样，所有交易的信息都存储在组成区块链的一系列区块中。属于前一个区块（父区块）的参考哈希将这些区块相互链接。而“创世块”指的是没有父块的起始块。如图1和表2所示，比特币中的块（一个主要的区块链实例）由块头部（80字节长）以及块主体组成，块头部包括元数据，诸如块版本（4字节）、Merkle树根散列（32字节）、时间戳（4字节）、nBits（4字节）、nonce（4字节）和父块散列（32字节）（Liang等人， 2017年）。例如，在不可信的环境中，比如区块链网络，使用基于非对称密码的数字签名来验证和认证交易（Zheng等人， 2017年）。在这个过程中，私钥和公钥对被由网络中的每个参与者拥有。虽然解密中使用的公钥对每个人都是可见的，并且分布在整个网络中，但是使用私钥对交易进行签名或加密，这有助于随后交易的解密2.2. 区块链是如何运作的？在去中心化的区块链网络中，在节点处采用基于私钥加密的数字签名来发起交易，该交易被认为是作为网络中的对等体之间的数据结构传输的数字资产一个未经确认的transsac- tion池被用来存储所有的交易，和泛洪协议，被称为八卦协议，被用来传播这些交易在网络中。然后，基于一些预设的标准，这些交易需要被同行选择和验证（Karame等人，2012; Kroll等人，2013; Nakamoto，2008）。共识各方之间的协议大致定义为共识。这个术语起源于战争的概念，在战争中，一些将军可能更喜欢进攻，而另一些将军则更喜欢撤退。因此，必须达成一项协议，否则，如果只有少数将军准备开战，任务失败的可能性更大由于是一个分布式网络，在区块链中达成共识是一个重大挑战。分布式节点无法通过现有的中心节点验证其相同的分类账。因此，节点的一致性应该通过协议来保证。因此，共识在这里起着主要作用（Zheng et al.， 2017年）。一个万无一失的共识机制应保持数据的一致性和健全性。通过区块链的共识机制，可以有效地消除双重支出和拜占庭将军的问题（Gramoli，2020）。例如，工 作 量 证 明 （ PoW ） 、 权 益 证 明 （ PoS ） 和 实 用 拜 占 庭 容 错（PBFT）是常见的共识算法（原型实现），在某些情况下，分散式网络可以通过这些算法实现Fig. 1. 由一系列区块组成的区块链结构。A.G. Gad，D.T.莫萨湖 Abualigah等人沙特国王大学学报6723同意区块链常见共识算法的简要比较见表3。为了使这个想法更具体，让我们假设有人请求向另一个人支付一定数量的比特币的交易，通过在区块链网络中广播一条消息来实现，该消息包含交易金额和发送者的公共地址的信息，使用数字签名（公共和私有密钥）（Karame和Androulaki，2016）。为了验证交易，区块链使用了一种称为椭圆曲线数字签名（ECDS）的算法，该算法确保钱只由其真正的拥有者花费（Yuan和Wang，2018; Conti等人， 2018年）。总而言之，核查和确认所要求的交易的程序可概述如下：1)交易在节点/计算机的P2P（对等）网络上广播2) 节点网络使用诸如ECDS的公知技术来验证交易和用户3)经验证的交易可以是用于加密货币、记录、合同等的信息。4) 一旦交易被验证，通过将该交易链接到其他交易，为分类账5) 然后，新区块永久不可更改地附加到现有区块链上。6)该交易被视为有效和最终的。图2演示了验证过程，假设一个简单的交易（在一堆交易中），在区块链网络中的两个不同参与者之间。2.3. 区块链的特点区分区块链技术的几个关键要素，可以总结如下（Zheng et al.，2017年）：去中心化：在传统的集中式系统中，中央信任机构，比如中央银行，被用来验证每笔交易。因此，信任是去中心化中的主要问题，需要- 通过建立一个分散的P2p区块链架构不像集中在区块链系统中，任何两个对等体（P2P）都可以在区块链网络中进行交易，而无需中央机构的认证。这样，区块链可以使用各种共识程序来减少信任问题。此外，可以降低服务器成本（开发和操作的成本），并且在中央服务器处，可以减轻性能开销。相比之下，在许多情况下，区块链有一些权衡。例如，在比特币和以太坊的PoW案例等共识机制中，服务器和能源需要更高的成本，而性能也更低。持久性：由于区块链，提供了一个基础设施来量化真相（Jabbar和Bjørn，2017）并验证生产者和消费者的数据。假设一个10块的区块链，第10块包含前一个块的哈希值，当前块的信息用于创建一个新块。因此，在现有的链中，所有块都链接在一起。当前的交易甚至与先前的交易有关。现在，如果任何交易被简单地更新，它将显著改变区块的哈希值。如果修改了任何信息，则必须更改所有先前块的散列数据，这是一项需要大量工作的此外，在矿工生成区块后出于这个原因，区块链相当于一个不可变的分布式账本，可以大致视为防篡改的。舒适度：为了避免身份暴露，用户可以通过在网络内具有多个随机生成的地址来与区块链网络交互（Wang等人，2017年）。由于它是一个分散的系统，用户的私人信息是不受中央当局的监控或记录。鉴于其不信任的环境，区块链有可能提供一定程度的匿名性。可审计性：在区块链网络中，数字分布式领导者和数字时间戳分别用于记录和验证所有交易。因此，如果网络中的任何节点被访问，则可以容易地审计和跟踪先前的记录（Yu等人，2018年）。例如，在Bitcoin中，可以迭代地跟踪所有交易，从而可以轻松地获取数据状态在区块链中是可审计和透明的。然而，当钱在许多账户中流动时，追查钱的来源变得非常困难。表3区块链常见共识算法的比较。算法描述实用例如优点和缺点工作量证明（ PoW）矿工使用随机值“Nonce”来形成用于解决数学问题的区块头，希望获得区块头的哈希值，该哈希值不应超过先前的值或预定义的值。因此，无法预测谁将在网络中生成下一个块。比特币和以太坊● 非常安全，因为它不太容易受到Sybil的攻击。● 51%的计算能力● 矿工可以得到比特币作为一个奖励● 防止非法连锁诈骗● 高能耗● 驱动通过专项奖励对 于 求 解 散 列 ， 随 着 奖 励 的 减少，证明股权（PoS）区块链采用随机化概念来预测网络中的下一个生成器。最富有的人可以控制网络，因为这个人不太可能攻击网络。PoS的基本思想是，获得计算设备比获得数字货币更容易。Peercoin●潜在快比PoW议定书● 能耗低● 硬件潜力较小集中● 降低自私挖矿攻击的可能性● 鼓励矿工坚持他们的股份，而不是把它们转换成货币● 对欺诈行为的经济处罚借给尝试实际拜占庭容错（PBFT）将根据以下规则确定新的圆形块。整个PBFT过程分为三个阶段，即预准备、准备和提交。至少需要两个节点投票赞成一个节点进入下一个节点。该节点向网络中的所有其他节点发送请求。HyperledgerFabric● 快速高效● 处理三分之一的故障或对抗节点● 小团体可以保持强大的组织，因为信任是与资源所有权分离● 团体的确切参与必须得到各政党的批准● 代价是匿名●●●●A.G. Gad，D.T.莫萨湖 Abualigah等人沙特国王大学学报6724图二、区块链的工作性质2.4. 类型的区块链通常，区块链技术可以分为三个主要类别之一（Zheng等人，2017年）：公共区块链：交易可以被网络中的每个人检查和验证，并且获得同意的过程也是公开的。比特币和以太坊是公共区块链的几个例子。公共区块链如图所示。 3 a.私有区块链：在这里，区块链可供每个节点参与，节点受到限制，并具有严格的作者管理来访问数据。私有区块链的示例包括但不限于数据库管理、Bankchain、Multichain和Monax。私有区块链如图所示。 3 B.联合/联盟区块链：它是公共和私有区块链的合并。此外，这意味着可以预先选择授权节点此外，它通常有企业对企业的伙伴关系。数据也可以被视为部分分散的。联盟区块链的例子可以是Hyperledger和R3CEV。 联盟区块链如图所示。 3 C.区块链很方便，两者都有优势，所以区块链的类型并不重要。然而，有时可能需要像私人或联盟区块链这样的远程控制，这取决于我们使用它的地方或我们提供的服务（Lin和Liao，2017）。表4说明了公共区块链、私有区块链和联合/联盟区块链之间的区别。3. 研究方法首先，我们提出了这项研究背后的动机和研究问题，从这样的动机。其次，我们描述了一些必要的连续步骤，我们遵循这些步骤来识别相关研究。该方法确定了收集初始文献集的详细步骤以及获得筛选研究集的纳入和排除3.1. 研究问题和动机如前所述，这项研究主要旨在对WoS索引的区块链论文进行最为此，表5列出了七个研究问题（RQ）及其背后的动机。我们着手回答他们。3.2. 寻找合适的研究引擎为了满足我们的需求，在收集区块链论文之前，我们采用了适当的研究引擎 在许多现有的科学数据库（例如，Scopus、EBSCO、Google Scholar等）， WoS已被选为区块链研究的数据源。选择WoS是出于以下几个原因：（i）它被认为是科学界第一个和全球领先的引文索引，（ii）由于其严格的选择过程，它包含了高质量和有影响力的研究出版物，（iii）WoS目前涵盖了全球出版的21，100多种同行评审的高质量学术期刊（包括开放获取期刊），书籍和会议论文集，因此在学术界受到充分尊重，以及（iv）它具有一些有益的优势。图三.区块链网络的类型。●●●A.G. Gad，D.T.莫萨湖 Abualigah等人沙特国王大学学报表46725区块链的分类和主要特征。特色公有区块链私有区块链联合/联盟区块链访问任何人单个组织多个组织参加者匿名（伪）已知身份已知身份读/写权限未许可安全性可能是恶意的受信任受信任共识机制共识机制、PoW、PoS预批准参与者（投票/多方共识算法）预批准参与者（投票/多方共识算法）网络类型去中心化部分去中心化去中心化（公共和私有的混合）交易审批速度数据区块链能源消费慢（10分钟或更长时间）更轻更快（100 x ms）更轻更快（100 x ms）无终结性启用终结性启用终结性高低低可扩展性高高低协议效率低高高透明度低高高不变性不可篡改受控且可篡改可篡改观察结果在非中介化方面具有破坏性延迟低，成本效益高示例比特币，以太坊，Algorand，EOS，Litecoin，Factomm，BlockstreamMultichain，Blockstack，Bankchain Hyperledger，R3（Banking），EWF（Energy），B3i（保险），Ripple，Corda表5研究问题和动机。号提问动机分析功能，这是令人印象深刻的研究界。3.3. 搜索查询串为了提取论文，我们确定了一个相关的RQ1近年来区块链出版物的分布和引用情况如何？RQ2从出版物的数量来看，区块链研究的主要研究领域是什么？RQ3根据引用次数，哪些区块链论文最有影响力？RQ4哪些出版场所最受欢迎发布区块链论文？RQ5哪些资助机构最支持区块链研究工作？RQ6从给定的主要研究领域来看，区块链领域的关键应用是什么？RQ7哪些挑战和感知的缺陷目前迫切需要进一步调查以及未来的研究机会？它将通过识别区块链的年度出版物和引用趋势来帮助预测未来的模式。它将使研究人员能够认识到区块链每个领域的研究工作量，从而更容易确定未来潜在的研究方向。它将使研究人员和从业者更深入地了解最引人注目的区块链论文，帮助他们通过采用开创性的研究和研究方法来进行高质量的研究工作，从而给区块链社区留下深刻印象。它将引导区块链研究人员在不同的期刊和会议中做出适当的决定，它将报告在区块链上投入更多资金的机构或组织，为学者和那些对区块链感到兴奋的人提供申请区块链工作或发起任何研究合作的机会。它将有助于通过综合不同领域收集的文献来确定专注于区块链技术的潜在应用领域。这将有助于进一步研究区块链领域，希望能带来该领域的新发展。“区块链”、“加密货币”、“比特币”、“以太坊”和“智能合约”等术语我们的研究结果的初步结果如图4所示，其中显示了所有选定查询字符串的年度出版趋势。值得一提的是，WoS数据于2021年1月6日被访问。自2008年Nakamoto的论文发表以来然而，在2016年至2020年期间，出版趋势发生了重大变化，因为研究人员开始比其他主题更关注区块链。根据我们的发现，于二零一九年及二零二零年，WoS分别为3101项及1754项区块链相关研究项目编制了重要索引，从而激励我们采用我们的搜索查询字符串“Blockchain”。我们的研究结果的详细概述见表6。3.4. 文献检索方案在使用所选查询词进行检索时，注意每篇论文的三个主要部分：标题、摘要和关键词见图4。 每年每个主题的出版趋势。A.G. Gad，D.T.莫萨湖 Abualigah等人沙特国王大学学报6726~~表6不同主题的年度出版物数量。20132014201520162017201820192020总区块链210261346021,9243,4552,9499,102加密货币01433571223676995451,837比特币221051542033386771,0197893,307以太坊02314653065003791,269智能合约00222723005544441,394string. 2013年，第一篇区块链论文发表，因此，我们的搜索范围缩小到了2013年至2020年的封闭期。随后，截至2021年1月6日，9，084篇研究论文，包括文章（4，342篇）、会议论文（4，074篇）、综述（357篇）、抢先体验论文（343篇）、编辑材料（241篇）、书籍章节（161篇）、会议摘要（31篇）、书评（29篇）、信件（18篇）、新闻（18篇）、从WoS中检索到书籍（13）、更正（10）、数据论文（2）、撤回的出版物（1）和撤回（1）。只有8，923篇英文论文被收录。为了使最终结果更加稳健和可靠，我们决定仅纳入文献类型的论文：文章（4，219篇论文）、会议论文（4，058篇论文）和综述（351篇论文）。经过快速筛选，在试点研究期间发现了一些重复的论文和更多的新闻条目，并从检索的8,573条记录中排除。此外，在调查了所有研究论文的标题和摘要后，有8，435条记录与查询匹配，最终构建了我们的最终数据集。总体而言，一些研究主要集中在区块链技术和/或区块链架构的技术方面，随后被排除和排序，因为的排斥。基本上，我们分三个阶段识别和筛选相关研究。图5总结了搜索过程，我们将在下文中详细介绍每个阶段。把它们放在一边，检索文件不符合入选标准在本文的介绍部分中进行了讨论，特别是“介绍”和“区块链概述”。此外，WoS的细化功能（例如，相关文档搜索、结果的多重细化等）广泛参与。如果无法获得特定研究的摘要，则评估检索到的全文的相关性。以全文格式检索所有潜在相关论文。由于本系统性文献综述是基于纳入和排除标准、特定数据库和特定关键词进行的，因此作者希望将本综述广泛且无局限性的声明放在一边。然而，在其实际形式中，综述被认为相对地代表了所收集的文献。4. 描述性分析为了找到第3.1节所列RQ的满意答案，在检索和选择论文后进行了描述性分析。4.1. RQ1：近年来区块链出版物的分发和引用情况如何？观察图 6和7，我们可以对WoS索引的区块链研究论文的出版和引用情况有所了解。 图 6表明近年来区块链出版物数量的快速增长。它从2013年仅发表两篇论文开始，在2019年和2020年达到最高水平，每年发表超过2，500篇论文。随着区块链发表的论文数量的增加，引用的数量预计会增加。图7所示的结果应该支持这一假设。2014年的第一次引用只有8次，其次是2015年，2016年和2017年的39，103和774次引用。然而，自2018年以来，WoS中区块链论文的引用数量发生了巨大变化（即， 2018年、2019年和2020年分别有5，135、18，056、32，124篇引文）。此外，还对尚未被引用的论文进行了分析。图8提供了论文总数与未引用论文数量的年度比较。根据我们的调查结果，在2013年至2020年被WoS索引的8，435篇区块链论文中，有3，569篇（42%）尚未被引用。是的，对这些结果可能会产生错误的第一印象。值得注意的是，在4.3节中对高被引论文进行了深入分析。然而，如果我们仔细观察结果，我们可以发现，仅在2019年和2020年，就发表了3，007篇未被引用的论文（占所有3，569篇未被引用论文的84%鉴于WoS对被索引的出版物的严格选择标准，这是非常值得期待的，这反过来可能导致论文4.2. RQ2：从出版物的数量来看，区块链研究的主要研究领域是什么？WoS提供了不同的知识领域，在此基础上，在本节中，所有检索到的区块链论文都进行了分类。每个研究领域都包括用于对各个知识领域进行排名的区块链论文总数，如图9所示。如图9所示，最重要的区块链论文数量涵盖了其他专题》在此，应当指出，图五. 纳入描述性分析的论文（记录）数量。A.G. Gad，D.T.莫萨湖 Abualigah等人沙特国王大学学报6727见图6。 WoS每年发表和索引的区块链论文数量见图7。 区块链论文图8.第八条。年度论文总数与未被引用论文数的比较一篇论文可能同时属于多个知识领域。此外，根据被引次数，对覆盖率超过200的知识领域进行了评价.同样，在“计算机科学”中也观察到了同样的模式，其中引用次数最多（即，36，572次引用），其次是其他主题4.3. RQ3：根据引用次数，哪些区块链论文最有影响力？表7列出了根据WoS引用最多的前10篇区块链论文。如表7截至本研究之日，一篇题为“物联网的区块链和智能合约”的论文被引用了9