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，請認真推進落實。
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項行動方案（2023-2025年）
區塊鏈技術迅速發展，正在深刻改變生產關系，重構社會信用體系，成為新科技革命和產業變革的重要驅動力，推動數字信任基礎設施的構建。根據《上海市建設具有全球影響力的科技創新中心“十四五”規劃》，為扎實有序推進本市區塊鏈領域關鍵技術突破，特制定本行動方案。
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，搶抓數字信任基礎設施和Web3.0發展戰略機遇，堅持系統布局、體系推進、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，組織本市骨干型企業、高水平科研型高校和研究機構等開展有組織科研，強化產學研協同攻關，為市級區塊鏈基礎服務平臺建設以及政務、跨境貿易、
供應鏈、
金融、元宇宙、數據要素流通等關鍵領域打造超級節點提供技術支撐。
到2025年，在區塊鏈體系安全、密碼算法等基礎理論以及區塊鏈專用處理器、智能合約、跨鏈、新型存儲、隱私計算、監管等技術領域，加快實現創新突破，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范，為構建數字經濟可信安全技術底座、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
行動方案聚焦新型體系架構、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
支持區塊鏈體系安全的前沿理論研究。重點在基礎軟硬件技術領域，研發支持交易處理加速、密鑰安全、密態計算的安全計算芯片、專用加速芯片等，達到國際先進水平；攻關廣域網高魯棒傳輸技術，設計面向大規模應用的高性能路由算法，實現廣域網高性能、高穩定性、低延時通信，增強業務網絡的通用承載能力；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。設計體系安全、開放、高效、可擴展、監管友好的新型區塊鏈系統架構，構建支撐大規模應用的開放許可鏈網，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性占位。
（二）主攻方向二：資源調度與管控
重點在資源調度領域，研發異構區塊鏈底層系統資源通用抽象模型以及存儲訪問、隱私保護、權限管理、合約升級、調試環境等通用中間件，實現
區塊鏈應用的模塊化設計和低代碼開發，加速區塊鏈應用生態繁榮發展。在安全監管領域，開展鏈上行為分析、內容管控等關鍵技術研究，實現區塊鏈信息的高效分析、實時監測和有效管控，形成鏈上違規內容檢測和管控的閉環機制，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
重點攻關隱私計算技術，研發新型協議，突破隱私計算通訊效率瓶頸，降低隱私計算開銷，實現抗量子的可證明安全。推進多方安全計算與可信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數據流通、數字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）基礎軟硬件技術突破
面向區塊鏈系統安全高速的交易處理、廣域網大規模部署的發展需求，重點攻關安全計算芯片、廣域網高魯棒傳輸等關鍵技術，推動虛擬機與執行引擎、零知識證明、同態加密、后量子密碼等理論與技術創新，促進區塊鏈基礎軟硬件技術達到國際領先水平。
1.安全計算芯片。研發支持區塊鏈智能合約、交易處理以及全同態等算法硬件加速的異構融合計算芯片，研究區塊鏈應用下的密態計算、密鑰托管等標準，推動區塊鏈數據隱私保護標準與鏈下安全計算規范以及全同態、零知識證明等核心算子硬件加速芯片方案的落地應用。到2025年，加密芯片對稱加解密支持不低于100千兆比特每秒（100Gbps）；非對稱密碼簽名不低于30萬次每秒，驗簽不低于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）與現有國際最高水平的開源同態加密算法庫相比加速百倍以上。
2.廣域網高魯棒傳輸。針對大規模區塊鏈節點、多方數據協作節點通信效率低、穩定性差，且難以支撐工業級生產應用的問題，推進廣域低延遲通信骨干網技術研究，研發高性能、高可靠、可運維、可升級、兼容現有對等網絡（P2P）系統的應用層消息路由網絡，定義去中心化應用路由消息傳輸協議，結合傳輸協議優化、節點路由表和多路路由，實現高性能通信。到2025年，在城域網部署條件下，區塊鏈消息傳輸端到端時延小于500毫秒；在5000個節點全球部署環境下，95%以上的區塊鏈消息在15秒內傳播至95%的節點。
3.虛擬機與執行引擎。面向虛擬機計算性能提升、多編程語言支持等方面的需求，研究單虛擬機合約高性能執行技術與即時編譯技術，并形成開發工具。到2025年，區塊鏈虛擬機具備即時編譯能力，計算性能不低于1000萬指令/秒，支持主流編程語言，支持獨立于鏈平臺的模擬執行、調試及性能采樣等功能。
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，通過設計新型協議、針對高級語言的高效編譯工具，提升通用零知識證明協議的性能。到2025年，零知識證明算法證明生成效率較國際同類協議（Plonk等）提升2倍。
5.同態加密。面向提升同態加密算法效率和功能的需求，研究同態計算結果的高效可驗證技術，并結合硬件加速，突破計算性能瓶頸。到2025年，結合硬件加速，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.后量子密碼。研究區塊鏈底層算法從經典密碼向后量子密碼的平穩過渡方案。到2025年，完成后量子密碼簽名算法設計，基于格的后量子數字簽名算法的簽名和公鑰尺寸相較于Dilithium等算法標準縮小10%，簽名時間縮短10-20%；基于哈希的后量子簽名算法的簽名尺寸和簽名時間相較于SPHINCS+等算法標準縮短8-10%。面向量子計算機對密鑰管理系統的威脅，設計量子安全的分布式密鑰管理系統。形成區塊鏈中現有公鑰密碼技術向后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體系安全要求，重點攻關多鏈組網架構、治理與經濟模型等關鍵技術，推動擴展分片、安全合約語言、編譯器和工具、鏈數據存儲、分布式可驗證存儲、密態數據庫、共識機制等技術創新，促進新一代開放許可鏈技術體系構建。
1.多鏈組網架構。研究區塊提案-構建分離、數據-執行層共識解耦、模塊化可插拔共識、多鏈協同與自適應組網等關鍵技術，實現不同區塊鏈網絡之間的數據和資產互操作，形成開放、高效、可擴展、監管友好的多區塊鏈系統架構，推進相關規范與標準研究，構建可支撐大規模應用的開放許可鏈網。到2025年，形成多鏈組網協議以及統一的多共識層網絡框架，構建開放許可鏈網，支持子網快速接入。
2.治理與經濟模型。研究基于博弈論的高效治理、經濟激勵、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行。到2025年，形成高效的治理工具集，包含社區構建、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，提高治理效率和多樣性。
3.擴展分片。面向區塊鏈系統支持擴展分片的需求，研究自適應的動態分片策略、跨片交易驗證、動態組網、交易分片的數據模型、網絡分片協議等技術，實現高性能的鏈上擴容，支持動態、混合、可擴展的組網級聯模式，形成大規模組網能力，提高數據存儲效率和訪問性能。到2025年，分片數量不低于100個，數據處理能力隨分片數量線性擴展，并保證數據在分片傳輸、處理、存儲等環節的安全性。
4.安全合約語言。研究區塊鏈智能合約虛擬機環境的編程語言設計理論體系。到2025年，設計形成一套安全、高效的新型智能合約語言并完成原型驗證。
5.編譯器和工具。開發智能合約編輯、合約編譯、開發環境、合約部署、合約調試等智能合約工具，推進智能合約開發者社區建設。到2025年，形成一套完備的智能合約開發、部署、調試工具，提升區塊鏈智能合約開發效率，降低部署成本。
6.鏈數據存儲。研究鏈存儲存儲結構、數據同步機制等關鍵技術，提升鏈數據存儲容量上限，提高鏈數據存儲和查詢效率及擴展性。到2025年，實現單節點存儲容量達到拍字節（PB）級，單個區塊大小達到吉字節（GB）級，單筆交易大小達到100兆字節（MB）級，支持每秒不低于十萬筆的交易處理。
7.分布式可驗證存儲。研究數據可靠性和一致性檢測、高效數據索引、動態存儲調度、分布式存儲激勵機制等分布式可驗證存儲關鍵技術。到2025年，實現支持不少于1000個節點組網的大規模分布式可驗證存儲系統，支持存儲規模隨節點數量線性擴展，鏈上智能合約對分布式存儲數據的讀寫能力達到每秒2萬條以上。
8.密態數據庫。面向區塊鏈系統數據安全的需求，研究高效加密算法、數據庫訪問控制、密文數據檢索計算等技術，提高數據的多維度安全保護和訪問效率。到2025年，密態數據庫支持靈活的策略設置和用戶訪問權限管理，支持拍字節（PB）級別的數據存儲和處理。
9.共識機制。研究共識容錯、節點動態變更、節點簽名、通訊拓撲、并行處理、流水線處理、容錯恢復、可驗證隨機數等技術，構建高效、安全、抗量子攻擊的共識算法，解決區塊共識性能隨著節點數量增加而下降的難題。到2025年，基于標準密碼假設，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個廣域網節點組成的區塊鏈網絡中實現10兆比特每秒（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，重點攻關區塊鏈系統抽象模型與中間件等關鍵技術，推動資源調度、跨鏈互操作、可信數據上鏈等技術創新，促進結構化、可擴展性強、可靠性高的區塊鏈資源調度平臺構建。
1.抽象模型與中間件。研究區塊鏈底層系統資源通用抽象模型理論，研發存儲訪問、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接口、鏈上域名解析等標準規范。到2025年，研發不少于10種區塊鏈基礎組件和開發工具，適配不少于5種異構底層區塊鏈系統，實現區塊鏈應用的模塊化設計和低代碼開發。
2.資源調度。面向區塊鏈應用快速適配、異構系統資源便捷調用的需求，研究異構區塊鏈系統適配與封裝、底層鏈計算/存儲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。到2025年，適配不少于5種異構底層區塊鏈系統與存儲系統，實現區塊鏈應用對底層系統資源的高效調用，并支持區塊鏈應用的可遷移部署。
3.跨鏈互操作。面向不同區塊鏈系統間信息共享、協作互通的需求，研究跨鏈安全模型、跨鏈通信與互操作協議、基于可信執行環境的跨鏈網關、基于密碼學方案（包括零知識證明、多方安全計算等）的跨鏈橋等關鍵技術。到2025年，實現異構區塊鏈的跨鏈通信和互操作，支持無需信任假設的鏈上驗證跨鏈模式，適配不少于5種異構底層區塊鏈系統，跨鏈合約調用吞吐率不低于10000筆交易每秒（10000TPS）。
4.可信數據上鏈。面向鏈上與鏈下的數據互聯互通需求，開展可信
物聯網終端、分布式預言機、數據可靠性驗證模型等關鍵技術研究，實現區塊鏈與鏈外系統、物聯網設備之間的信息互聯互通。到2025年，研發支持多類型終端設備和萬級組網規模的物聯網設備區塊鏈模組，兆字節（MB）級可信數據上鏈過程不超過500毫秒（500ms），構建驗證準確率不低于90%、驗證時間小于1秒的數據可信性評估模型。
（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，研究鏈上公開數據采集和索引、交易關聯性分析、細粒度地址聚類、真實世界數據標簽采集、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框架。到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，支持不少于3種異構的區塊鏈系統，地址標簽/交易關聯性分析準確率達到99%以上，實時識別不少于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、鏈上關鍵詞過濾、圖片文字提取等關鍵技術，實現區塊鏈多模態內容傳播的管控。到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蹤，支持不少于3種異構的區塊鏈系統，不少于3種模態的數據識別，敏感信息識別率達到99%以上，信息識別吞吐率不低于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、基于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，支持對密碼算法庫的驗證，形成安全、高效的基礎算法和組件庫。
4.漏洞挖掘。面向區塊鏈應用漏洞快速發現的需求，研究智能合約代碼漏洞挖掘和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能合約安全工具。到2025年，工具支持不少于15種漏洞類型的自動檢測和不低于90%的修復率，實現對智能合約應用的自動檢測。
（五）信任增強技術突破
圍繞數字身份安全和數據資產交易流通技術要求，重點攻關隱私計算等關鍵技術，推動基于區塊鏈的可信身份、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數據流通、數字資產交易等方面的應用支撐能力，推動相關跨境應用試點。
1.分布式數字身份。面向用戶對數字身份安全、隱私保護、互認互通的需求，研究分布式數字身份（DID）模型，研制集數字身份認證、使用與管理的區塊鏈數字身份終端，開發數字身份應用系統，解決跨域身份互認互通難的問題。到2025年，區塊鏈分布式數字身份終端，支持SM4與AES等對稱加密算法，支持SM2與ECC-secp256k1、Ed25519等非對稱加密算法，支持SM3與SHA256、SHA512等主流哈希密碼算法，支持用戶友好型多方密鑰管理與恢復等功能。完成數字身份應用系統開發，實現分布式數字身份的自主創建與管理，支持千萬級用戶規模，身份驗證時間不超過500毫秒。
2.隱私計算。針對現有隱私計算技術效率和安全性難以適應
區塊鏈應用場景需求的問題，研究新型多方安全計算協議，突破通信效率瓶頸，提升計算效率，并實現抗量子的可證明安全。研究可信執行環境的機密計算技術。研究多方安全計算、可信執行環境、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。到2025年，設計出不少于3種惡意敵手模型下的高效率多方安全計算協議，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計算解決方案在億級參數規模的神經網絡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，開展可驗證計算技術研究，提升可驗證計算的可靠性、數據一致性和性能。到2025年，提出2種以上可驗證計算安全協議，可支持大規模數據秒級計算，在可驗證全同態加密、后量子零知識證明、鏈下擴容、鏈上區塊壓縮等方向實現應用。
四、加快創新體系建設
圍繞區塊鏈技術創新、應用拓展和生態構建，建設技術創新支撐平臺，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）技術創新支撐平臺
建設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，面向數字人民幣場景，推動數字人民幣企業應用。
（二）區塊鏈應用示范
依托本市資源優勢及特色，打造一批典型應用場景和一批標桿工程。聚焦政務領域，推動政府公共數據上鏈，促進政務公共鏈服務和垂直場景應用的政務區塊鏈平臺建設。聚焦跨境貿易領域，引導各產業主體，加快航運貿易數字化平臺建設，解決貿易領域“信息孤島”問題，實現與國際主流航運貿易平臺的數據傳遞和價值交換，探索開展跨境商品溯源、離岸貿易數據管理、跨境電子發票交換、數字貿易管理等應用示范。鼓勵在數據要素流通、供應鏈、金融、元宇宙等領域開展區塊鏈創新應用示范。
（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，加快推進區塊鏈標準化能力建設，支持專業機構開展測試認證、安全審計等服務，提升區塊鏈安全可信保障水平。依托本市創新基金，引導帶動社會資本共同參與，為區塊鏈產業發展營造良好融資環境。舉辦具有國際影響力的區塊鏈技術峰會、創新大賽等活動，加快國內外具備潛力的區塊鏈企業、項目、人才團隊在上海的落地集聚。
五、保障措施
（一）加強組織領導
根據市委市政府的統一部署，組建區塊鏈關鍵技術攻關工作小組，加強頂層設計和統籌協調。建立決策咨詢機制，聯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咨詢，為政府決策、行業發展及時提出意見建議。
（二）創新科研組織機制
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化。聚焦基礎前研究，探索政府長周期科研支持方式，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、高水平研究型高校、科研院所等各類創新主體協作融通，加快原創性突破。聚焦重大關鍵技術、戰略產品，強化企業創新主體地位，組織行業龍頭企業牽頭打造創新聯合體，探索“揭榜掛帥”“賽馬制”等機制，加強聯合攻關，適時培育市級科技重大專項，加快重大關鍵技術突破。推動區塊鏈領域高質量孵化器和重點產業園區建設，加速本土企業成長和成果轉化。
（三）建設新型研發機構與成果轉化平臺
聚焦區塊鏈基礎軟硬件等關鍵核心技術，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價機制。支持各區基于本區域的資源稟賦和發展需求，通過搭建平臺、優化環境、創新體制機制等方式，推進新型研發機構與成果轉化平臺的培育和建設，在資金、場地等方面給予配套支持。
（四）加強人才隊伍建設
立足國際高端和全球視野，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。引導高校、科研院所、企業等加大青年區塊鏈人才培養力度，創造多學科交叉、多行業融合的交流平臺和發展機會，支持青年人才挑大梁、當主角。
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