關於印發《上海區塊鏈關鍵技術攻關專案行動方案（2023-2025年）》的通知
滬科〔2023〕292號
各有關單位：
經市政府同意，現將《上海區塊鏈關鍵技術攻關專項行動方案（2023-2025年）》印發給你們，請認真推動落實。
特此通知。
上海市科學技術委員會
2023年9月26日
上海區塊鏈關鍵技術攻關專案行動方案（2023-2025年）
區塊鏈技術迅速發展，正在深刻改變生產關係，重建社會信用體系，成為新科技革命和產業變革的重要驅動力，推動數位信任基礎設施的建構。根據《上海市建構具有全球影響力的科技創新中心「十四五」規劃》，為紮實有序推進本市區塊鏈領域關鍵技術突破，特製定本行動方案。
一、總體思路和主要目標
貫徹落實市委、市政府對區塊鏈領域創新發展工作的決策部署，搶抓數位信任基礎設施與Web3.0發展策略機遇，堅持系統佈局、系統推進、市場驅動、場景牽引，統籌發展與安全，以適度超前探索建立新一代開放許可鏈技術體系為主線，以區塊鏈新型體系架構、資源調度與管控、信任增強為主攻方向，以自主創新與開放協同為推進路徑，建設新型研發機構，組織本市骨幹型企業、高水準科研型大學及研究機構等進行組織科研，強化產研協同攻關，為市級區塊鏈基礎服務平台建置及政務、跨境貿易、供應鏈、金融、元宇宙、資料要素流通等關鍵領域打造超級節點提供技術支撐。
2025年，在區塊鏈系統安全、密碼演算法等基礎理論以及區塊鏈專用處理器、智慧合約、跨鏈、新型儲存、隱私運算、監管等技術領域，加速實現創新突破，形成可支撐Web3 .0創新應用發展、可管可控、開源開放的新一代開放許可鏈技術體系與標準規範，為建構數位經濟可信任安全技術底座、培育具有全球影響力的新一代區塊鏈創新生態奠定基礎。
二、主攻方向
行動方案聚焦新體系架構、資源調度與管控、信任增強三大主攻方向開展有組織攻關，推進區塊鏈系統性能增強、開發運行環境優化、服務支撐能力提升，支撐新一代開放許可鏈技術體系構建。
（一）主攻方向一：新型體系架構
支持區塊鏈體係安全的前沿理論研究。重點在基礎軟硬體技術領域，研發支援交易處理加速、金鑰安全、密態運算的安全運算晶片、專用加速晶片等，達到國際先進水準；攻關廣域網路高魯棒傳輸技術，設計面向大規模應用的高效能路由演算法，實現廣域網路高效能、高穩定性、低延時通信，增強業務網路的通用承載能力；研究形成激勵相容的經濟模型，支撐區塊鏈生態資源的合理分配和系統的穩定運行，實現原創性理論模型的突破。設計系統安全、開放、高效、可擴展、監管友好的新型區塊鏈系統架構，建構支撐大規模應用的開放許可鍊網，在國際電信聯盟（ITU）、電氣與電子工程師協會（IEEE）等主流國際標準中實現自主技術的實質佔位。
（二）主攻方向二：資源調度與管控
重點在資源調度領域，研發異質區塊鏈底層系統資源通用抽像模型以及儲存存取、隱私保護、權限管理、合約升級、調試環境等通用中間件，實現區塊鏈應用的模組化設計和低程式碼開發，加速區塊鏈應用生態繁榮發展。在安全監理領域，進行鏈上行為分析、內容管控等關鍵技術研究，實現區塊鏈資訊的高效分析、即時監測與有效管控，形成鏈上違規內容偵測與管控的閉環機制，相關技術達到國際先進水平，為區塊鏈風險預警和行為監管提供有力支撐。
（三）主攻方向三：信任增強
重點攻關隱私運算技術，研發新型協定，突破隱私運算通訊效率瓶頸，降低隱私運算開銷，實現抗量子可證明的安全。推動多方安全運算與可信任執行環境等技術交叉融合，開發國際先進的多技術路線融合解決方案，為區塊鏈提供隱私保護能力，進一步提升區塊鏈在資料流通、數位資產交易等方面的應用支撐能力，推動相關跨境應用試點。三、重點任務（一）基礎軟硬體技術突破面向區塊鏈系統安全高速的交易處理、廣域網路大規模部署的發展需求，重點在於攻關安全運算晶片、廣域網路高魯棒傳輸等關鍵技術，推動虛擬機器與執行引擎、零知識證明、同態加密、後量子密碼等理論與技術創新，促進區塊鏈基礎軟硬體技術達到國際領先水準。
1.安全計算晶片。研發支援區塊鏈智慧合約、交易處理以及全同態等演算法硬體加速的異質融合運算晶片，研究區塊鏈應用下的密態運算、金鑰託管等標準，推動區塊鏈資料隱私保護標準與鏈下安全運算規格以及全同態、零知識證明等核心算子硬體加速晶片方案的落地應用。至2025年，加密晶片對稱加解密支援不低於100千兆位元每秒（100Gbps）；非對稱密碼簽章不低於30萬次每秒，驗簽不低於10萬次每秒；全同態基礎密文計算（如同態密文加法、同態密文乘法）與現有國際最高水準的開源同態加密演算法庫相比加速百倍以上。
2.廣域網路高魯棒傳輸。針對大規模區塊鏈節點、多方資料協作節點通訊效率低、穩定性差，且難以支撐工業級生產應用的問題，推進廣域低延遲通訊骨幹網技術研究，研發高效能、高可靠、可運維、可升級、相容現有對等網路（P2P）系統的應用層訊息路由網絡，定義去中心化應用路由訊息傳輸協議，結合傳輸協定最佳化、節點路由表和多路路由，實現高效能通訊。 2025年，在城域網路部署條件下，區塊鏈訊息傳輸端對端時延小於500毫秒；在5000個節點全球部署環境下，95%以上的區塊鏈訊息在15秒內傳播至95 %的節點。
3.虛擬機器與執行引擎。面向虛擬機器運算效能提升、多程式語言支援等方面的需求，研究單虛擬機合約高效能執行技術與即時編譯技術，並形成開發工具。至2025年，區塊鏈虛擬機器具備即時編譯能力，運算效能不低於1000萬指令/秒，支援主流程式語言，支援獨立於鏈平台的模擬執行、調試及效能採樣等功能。
4.零知識證明。面向提升零知識證明效率和易用性的需求，結合業界已有的零知識以太坊虛擬機（zk-EVM）等技術，透過設計新型協定、針對高階語言的高效編譯工具，提升通用零知識證明協議的性能。 2025年，零知識證明演算法證明生成效率較國際同類協定（Plonk等）提升2倍。
5.同態加密。面向提升同態加密演算法效率與功能的需求，研究同態運算結果的高效可驗證技術，並結合硬體加速，突破運算效能瓶頸。 2025年，結合硬體加速，針對特定應用場景，全同態密文計算開銷減少至明文計算2個數量級以內。
6.後量子密碼。研究區塊鏈底層演算法從經典密碼向後量子密碼的平穩過渡方案。到2025年，完成後量子密碼簽章演算法設計，基於格的後量子數位簽章演算法的簽章和公鑰尺寸相較於Dilithium等演算法標準縮小10%，簽章時間縮短10-20%；基於雜湊的後量子簽名演算法的簽章尺寸和簽章時間相較於SPHINCS+等演算法標準縮短8-10%。面向量子電腦對金鑰管理系統的威脅，設計量子安全的分散式金鑰管理系統。形成區塊鏈中現有公鑰密碼技術向後量子密碼技術安全遷移的解決方案。
（二）體系架構技術創新
面向區塊鏈體系架構創新與系統安全要求，重點在於攻關多鏈組網架構、治理與經濟模型等關鍵技術，推動擴展分片、安全合約語言、編譯器與工具、鏈資料儲存、分散式可驗證儲存、密態資料庫、共識機制等技術創新，促進新一代開放授權鏈技術體系建構。
1.多鍊組網架構。研究區塊提案-建構分離、資料-執行層共識解耦、模組化可插拔共識、多鏈協同與自適應組網等關鍵技術，實現不同區塊鏈網路之間的資料和資產互通，形成開放、高效、可擴展、可監管的多區塊鏈系統架構，推進相關規範與標準研究，建構可支撐大規模應用的開放許可鏈網。 2025年，形成多鏈網路協定以及統一的多共識層網路框架，建構開放授權鍊網，支援子網路快速接取。
2.治理與經濟模型。研究基於博弈論的高效治理、經濟誘因、作惡發現、自動懲罰、自適應拍賣等關鍵技術，形成激勵相容的經濟模型，支撐區塊鏈生態資源的合理分配和系統的穩定運作。 2025年，形成高效率的治理工具集，包含社群建構、提案發起、治理投票、提案確認等功能，設計應用5種以上的標準治理方案，提升治理效率與多元化。
3.擴展分片。面向區塊鏈系統支援擴展分片的需求，研究自適應的動態分片策略、跨片交易驗證、動態組網、交易分片的資料模型、網路分片協定等技術，實現高效能的鏈上擴容，支援動態、混合、可擴展的網路級聯模式，形成大規模網路能力，提高資料儲存效率和存取效能。至2025年，分片數量不低於100個，資料處理能力隨分片數量線性擴展，並確保資料在分片傳輸、處理、儲存等環節的安全性。
4.安全合約語言。研究區塊鏈智慧合約虛擬機器環境的程式語言設計理論體系。到2025年，設計形成一套安全、高效的新型智慧合約語言並完成原型驗證。
5.編譯器和工具。開發智慧合約編輯、合約編譯、開發環境、合約部署、合約調試等智慧合約工具，推動智慧合約開發者社群建置。 2025年，形成一套完整的智慧合約開發、部署、調試工具，提升區塊鏈智慧合約開發效率，降低部署成本。
6.鏈資料儲存。研究鏈儲存儲存結構、資料同步機制等關鍵技術，提升鏈資料儲存容量上限，提高鏈資料儲存與查詢效率及擴充性。 2025年，實現單一節點儲存容量達到拍字節（PB）級，單一區塊大小達到吉字節（GB）級，單筆交易大小達到100兆位元組（MB）級，支援每秒不低於十萬筆的交易處理。
7.分散式可驗證儲存。研究資料可靠性和一致性檢測、高效資料索引、動態儲存調度、分散式儲存激勵機制等分散式可驗證儲存關鍵技術。到2025年，實現支援不少於1000個節點組網的大規模分散式可驗證儲存系統，支援儲存規模隨節點數量線性擴展，鏈上智慧合約對分散式儲存資料的讀寫能力達到每秒2萬條以上。
8.密態資料庫。面向區塊鏈系統資料安全的需求，研究高效加密演算法、資料庫存取控制、密文資料檢索計算等技術，提升資料的多維度安全保護與存取效率。到2025年，密態資料庫支援靈活的策略設定和使用者存取權限管理，支援拍字節（PB）層級的資料儲存和處理。
9.共識機制。研究共識容錯、節點動態變更、節點簽章、通訊拓樸、平行處理、管線處理、容錯復原、可驗證隨機數等技術，建構高效、安全、抗量子攻擊的共識演算法，解決區塊共識效能隨著節點數量增加而下降的難題。 2025年，基於標準密碼假設，設計形成新型高性能共識機制，可保證在不超過1/3節點被攻擊控制條件下的一致性和可用性，且共識決策達到100%的最終性，在1000個廣域網路節點組成的區塊鏈網路中實現10兆位元每秒（10Mbps）以上的吞吐率。
（三）資源調度技術攻關
面向區塊鏈底層系統支撐應用生態發展的需求，重點在於攻關區塊鏈系統抽像模型與中介軟體等關鍵技術，推動資源調度、跨鏈互通、可信任資料上鍊等技術創新，促進結構化、可擴展性強、可靠性高的區塊鏈資源調度平台建置。
1.抽像模型與中間件。研究區塊鏈底層系統資源通用抽像模型理論，研發儲存存取、隱私防護、權限管理、合約升級、調試環境等通用中間件，完善區塊鏈系統應用介面、鏈上網域解析等標準規格。 2025年，研發不少於10種區塊鏈基礎元件和開發工具，適配不少於5種異構底層區塊鏈系統，實現區塊鏈應用的模組化設計和低程式碼開發。
2.資源調度。面向區塊鏈應用快速適配、異質系統資源便利呼叫的需求，研究異質區塊鏈系統適配與封裝、底層鏈運算/儲存資源的動態管理調度、鏈上資源定位解析、跨鏈協同調度等關鍵技術，建立跨區塊鏈系統的協作與資源調度機制。 2025年，適配不少於5種異構底層區塊鏈系統與儲存系統，實現區塊鏈應用對底層系統資源的高效調用，並支援區塊鏈應用的可遷移部署。
3.跨鏈互操作。針對不同區塊鏈系統間資訊共享、協作互通的需求，研究跨鏈安全模型、跨鏈通訊與互通協定、基於可信任執行環境的跨鏈網關、基於密碼學方案（包括零知識證明、多方安全計算等）的跨鏈橋等關鍵技術。 2025年，實現異質區塊鏈的跨鏈通訊和互操作，支援無需信任假設的鏈上驗證跨鏈模式，適配不少於5種異質底層區塊鏈系統，跨鏈合約調用吞吐率不低於10000筆交易每秒（10000TPS）。
4.可信任數據上鍊。面向鏈上與鏈下的資料互聯互通需求，進行可信任物聯網終端、分散式預言機、資料可靠性驗證模型等關鍵技術研究，實現區塊鏈與鏈外系統、物聯網設備之間的資訊互聯互通。到2025年，研發支援多型終端設備和萬級組網規模的物聯網設備區塊鏈模組，兆位元組（MB）級可信任資料上鍊流程不超過500毫秒（500ms），建置驗證準確率不低於90%、驗證時間小於1秒的資料可信賴性評估模型。
（四）安全管控技術研究
面向區塊鏈系統與應用生態安全發展的需求，重點在於攻關區塊鏈鏈上行為分析、內容監管等關鍵技術，推動形式化驗證、漏洞挖掘等技術創新，促進區塊鏈管控技術發展。
1.鏈上行為分析。針對區塊鏈去中心化維護和交易自動化處理的特點，研究鏈上公開資料收集和索引、交易關聯性分析、細粒度地址聚類、真實世界資料標籤採集、交易風險分析模型等關鍵技術，構建鏈上活動監管分析、區塊鏈應用合規監管架構。至2025年，研發區塊鏈交易審計系統、交易追溯分析系統、風險動態監控預警系統等新型監管工具，支援不少於3種異構的區塊鏈系統，地址標籤/交易關聯性分析準確率達到99%以上，即時辨識不少於10種異常行為。
2.內容管控。針對去中心化區塊鏈系統無前置審核的特點，研究可監管共識與治理架構、鏈上關鍵字過濾、圖片文字擷取等關鍵技術，實現區塊鏈多模態內容傳播的管控。至2025年，研發區塊鏈內容管控系統，實現對內容查閱頻次的統計、對敏感內容的識別與屏蔽、對異常地址的行為與資金流向的追踪，支持不少於3種異構的區塊鏈系統，不少於3種模態的資料識別，敏感資訊識別率達99%以上，資訊識別吞吐率不低於5萬條每秒。
3.形式化驗證。面向區塊鏈系統可證明安全性的需求，研究面向密碼學代數理論的程序驗證、基於密碼學假設的編譯正確性驗證、快速迭代程序的驗證機制等關鍵技術，研發形式化驗證演算法庫與工具。到2025年，形成輕量級的形式化驗證工具，驗證代價降低到1:12以下，支援密碼演算法庫的驗證，形成安全、高效的基礎演算法和元件庫。
4.漏洞挖掘。面向區塊鏈應用漏洞快速發現的需求，研究智慧合約程式碼漏洞挖礦與自動化修復等關鍵技術，研發具備多種漏洞挖掘與修復功能的智慧合約安全工具。到2025年，工具支援不少於15種漏洞類型的自動偵測和不低於90%的修復率，實現對智慧合約應用的自動偵測。
（五）信任增強技術突破
圍繞數位身分安全和資料資產交易流通技術要求，重點在於攻關隱私運算等關鍵技術，推動基於區塊鏈的可信賴身分、可驗證計算等技術創新，進一步提升區塊鏈作為信任基礎設施在資料流通、數位資產交易等方面的應用支援能力，推動相關跨國應用試點。
1.分散式數位身分。面向用戶對數位身分安全、隱私保護、互認互通的需求，研究分散式數位身分（DID）模型，開發集數位身分認證、使用與管理的區塊鏈數位身分終端，開發數位身分應用系統，解決跨域身分互認互認的問題。至2025年，區塊鏈分散式數位身分終端，支援SM4與AES等對稱加密演算法，支援SM2與ECC-secp256k1、Ed25519等非對稱加密演算法，支援SM3與SHA256、SHA512等主流雜湊密碼演算法，支援使用者友善多方金鑰管理與復原等功能。完成數位身分應用系統開發，實現分散式數位身分的自主創建與管理，支援千萬使用者規模，身分驗證時間不超過500毫秒。
2.隱私計算。針對現有隱私運算技術效率與安全性難以適應區塊鏈應用場景需求的問題，研究新型多方安全運算協議，突破通訊效率瓶頸，提升運算效率，並實現抗量子可證明的安全。研究可信任執行環境的機密計算技術。研究多方安全計算、可信任執行環境、聯邦學習等技術的交叉融合，形成多技術路線融合的解決方案。 2025年，設計出不少於3種惡意敵手模型下的高效率多方安全運算協議，相比國際/國內同類協議運行效率提升一倍以上；多技術路線融合的隱私運算解決方案在億級參數規模的神經網路模型訓練和推理中實現應用。
3.可驗證計算。面向區塊鏈系統和應用高效驗證計算結果正確性的需求，進行可驗證計算技術研究，提升可驗證計算的可靠性、數據一致性和效能。 2025年，提出2種以上可驗證計算安全協議，可支援大規模資料秒級計算，在可驗證全同態加密、後量子零知識證明、鏈下擴容、鏈上區塊壓縮等方向實現應用。
四、加速創新體系建設
圍繞區塊鏈技術創新、應用拓展和生態構建，建立技術創新支撐平台，打造一批典型應用場景，形成具有全球影響力的新一代區塊鏈生態集群。
（一）技術創新支撐平台
建造支撐區塊鏈原創技術試驗驗證的新一代開放許可鏈試驗床，承載區塊鏈技術創新成果的測試驗證和產品工程化。鼓勵區塊鏈新型研發機構設立成果轉化實體，面向跨境航運貿易場景，推動跨境貿易主鏈建設，面向數位人民幣場景，推動數位人民幣企業應用。
（二）區塊鏈應用示範
依託本市資源優勢及特色，打造一批典型應用場景與一批標竿工程。聚焦政務領域，推動政府公共資料上鏈，促進政務公共鏈服務與垂直場景應用的政務區塊鏈平台建置。聚焦跨境貿易領域，引導各產業主體，加速航運貿易數位化平台建設，解決貿易領域「資訊孤島」問題，實現與國際主流航運貿易平台的資料傳遞與價值交換，探索開展跨境商品溯源、離岸貿易資料管理、跨境電子發票交換、數位貿易管理等應用示範。鼓勵在資料要素流通、供應鏈、金融、元宇宙等領域進行區塊鏈創新應用示範。
（三）區塊鏈創新生態
鼓勵本市企業積極參與區塊鏈開源生態建設，加速推廣區塊鏈標準化能力建設，支持專業機構進行測試認證、安全審計等服務，提升區塊鏈安全可信任保障水準。依託本市創新基金，引導帶動社會資本共同參與，為區塊鏈產業發展創造良好融資環境。舉辦具有國際影響力的區塊鏈技術高峰會、創新比賽等活動，加速國內外具備潛力的區塊鏈企業、專案、人才團隊在上海的落地集結。
五、保障措施
（一）加強組織領導
根據市府的統一部署，組成區塊鏈關鍵技術攻關工作小組，加強頂層設計和統籌協調。建立決策諮詢機制，連動區塊鏈領域相關專家資源，會同相關協會、學會以及智庫等，研究區塊鏈技術發展的重大問題，對區塊鏈技術方向和發展任務提供諮詢，為政府決策、行業發展及時提出意見建議。
（二）創新科學研究組織機制
聚焦主攻方向和重點任務，推動基礎研究、關鍵技術攻關和成果轉換。聚焦基礎前研究，探討政府長週期科研支持方式，引導鼓勵社會各界捐贈或設立科學基金會，推動新型研發機構、高水準研究型高校、科研院所等各類創新主體協作融通，加速原創性突破。聚焦重大關鍵技術、策略產品，強化企業創新主體地位，組織產業龍頭企業主導打造創新聯合體，探索「揭榜掛帥」「賽馬製」等機制，加強聯合攻關，適時培育市級科技重大專項，加速重大關鍵技術突破。推動區塊鏈領域高品質孵化器和重點產業園區建設，加速本土企業成長與成果轉化。
（三）建置新型研發機構與成果轉化平台
聚焦區塊鏈基礎軟硬體等關鍵核心技術，引進國內外高端人才在滬設立區塊鏈新型研發機構，探索以任務為導向的「預算+負面清單」經費支持方式，建立以創新績效為核心的中長期綜合評估機制。支持各區基於本區域的資源禀賦與發展需求，透過搭建平台、最佳化環境、創新體制機制等方式，推動新型研發機構與成果轉化平台的培育與建設，在資金、場地等方面給予配套支持。
（四）加強人才隊伍建設
立足國際高端與全球視野，支持新型研發機構、龍頭企業等載體用好外籍人才認定標準、引進渠道和支持措施，集聚一批引領國際科技前沿的區塊鏈理論研究與工程化高端人才。引導大學、科學研究院所、企業等加大青年區塊鏈人才培養力度，創造多學科交叉、多元產業融合的交流平台與發展機會，支持青年人才挑大樑、當主角。
來源：上海市科技委
