安全協議專利在我國發展趨勢研究

周　瀟

摘 要:文章在專利文獻數據的基礎上,從技術總體發展情況和公司層面對安全協議領域進行研究。除了采用傳統的統計、關聯等分析方法外,還結合不同國家專利特點采用一些新型的分析方法，如OLAP分析等,得出了安全協議領域的主要技術發展趨勢和處于領導地位的公司在該領域的主要動態等有價值的結論,從而對企業制定戰略決策提供支持。

關鍵詞:安全協議 專利數據 統計分析

中圖分類號：D922.17 文獻標識碼：A

文章編號：1004-4914（2009）02-096-03

一、引言

安全協議,有時也稱作密碼協議, 它針對當今計算機通信網絡和分布式系統，利用現代密碼理論和技術，以協議的方式保護網絡通信的信息安全。安全協議的研究已經歷經20多年，取得了豐碩的成果，特別是近幾年的發展十分迅猛。

一方面，隨著虛擬專用網（VPN）的興起，公眾通過互聯網建立私有數據傳輸通道，將遠程的分支辦公室、商業伙伴、移動辦公人員等連接起來。由于VPN將公眾網可靠的性能、豐富的功能與專用網的靈活高效結合在一起，現在對它的使用也越來越多了。正因為如此，VPN的安全協議也走入了人們的視野，成為當今社會炙手可熱的安全協議之一。

另一方面，隨著網絡經濟的興起，越來越多的人們利用網絡解決日常生活的衣食住行。人們在網上進行電子商務，買賣物品，因此如何安全支付成為人們關注的焦點。針對這一問題，目前，已經提出了很多安全協議，典型的電子商務協議有SET協議，IKP協議等。可以預見，對電子商務安全協議的深入研究將會成為下一階段的研究重點。

二、專利數據分析流程及框架

為了分析專利數據得到有效結論，首先應該進行數據獲取。在獲得數據之后應該對初始數據進行預處理，把處理好的清潔數據交由專業的分析系統進行數據分析，最后進行情報評估形成最終報告。（圖略）

三、安全協議專利關鍵詞的確定

本文中的實證研究將采納中國專利資料進行研究。運用適當的分析方法對安全協議專利的總體情況和在這一領域處于領導地位的國家和公司進行分析。專題數據庫的形成需要通過相關的檢索詞來獲取相關的專利。只有恰當的選擇檢索詞才能使得到的數據準確，從而確保分析結果的可信度。因此,關鍵詞的選取至關重要,是專利分析前期必不可少的組成環節。

根據安全協議技術的特點, 本文相關關鍵詞來源于以下幾個方面：

1.從安全協議的安全性分析方法來看，可以包括“攻擊檢驗方法”，“安全協議的形式化分析方法”這類關鍵詞。

2.從安全協議的設計與分析來看，可以包括：“電子商務協議”，“IPSec協議”，“SSL/TLS協議”，“簡單網絡管理協議（SNMP）”，“PGP協議”，“PEM協議”，“S-HTTP 協議”，“S/MIME協議”，“密鑰交換協議（IKE）”“VPN協議”等。

3.從安全協議所涉及領域來看，可以包括關鍵詞：“信息”，“網絡”，“通信”，“數據庫”等。

四、分析方法研究

為了全面的分析安全協議專利的發展情況，本文采用了六種常見并有效的分析方法。

1.歷年專利申請及授權趨勢分析。以歷年專利申請數和授權數的變化為依據，觀察該領域的技術的發展趨勢。以歷年專利申請數和專利授權數為基礎繪制曲線，可得知從申請到授權的時間差。

2.技術生命周期分析。透過技術生命周期圖可發現產業所處的技術生命周期狀況，如技術萌芽期、發展期、成熟期、衰退期、再發展期。該圖可作為研發投入的重要參考，通常技術處于發展期可加大研發投入，處在衰退期則應減少研發投入。

技術生命周期是指某項特定技術從開發研制出來投入使用開始, 到該技術逐漸為社會生產部門所淘汰為止所經歷的時間過程,常用曲線圖表示。圖1為技術生命周期通用曲線圖。通過某一特定領域的技術生命周期圖與通用曲線圖的比較,可發現該產業所處的技術生命周期狀況, 如技術萌芽期、發展期、成熟期、衰退期、再發展期。以此作為研發投入的重要參考,公司通常會加大處于發展期技術的研發投入,而減少處在衰退期的研發投入。

3.重要國家分析。針對投入此產業技術的競爭國家進行相關分析，可看出領先國家和最具發展潛力的國家。由歷年專利件數國家趨勢圖監視技術領先國家及其他信息。

4.專利分類號（IPC）分析。專利在分類時會依照不同技術類別歸類，通過專利分類號分析得知該技術主要集中在那些部類，以及各部類在該技術領域專利中所占的比重，并進一步了解各類技術研發投入程度與取得專利保護的情形，還有助于判斷哪些技術類別為技術密集區域，哪些為空白區域。

5.技術發展趨勢分析。根據每年專利申請類型及數量推斷未來技術發展趨勢。

6.關聯分析。專利關聯分析是指通過計算專利情報中相關關鍵詞之間的共生關系來確定其技術體系中各研究主題之間的關聯程度。在關聯圖中，主題關鍵詞之間聯系用線條表示，線條長度表示兩個主題間的關聯程度。一個主題與其它主題連線短而多，一方面說明該主題與其它主題有著較強的關系，另一方面也說明該主題的開放程度高，主題的外延在不斷發展。關聯分析包括主題關聯分析、發明人關聯分析、國家關聯分析等。

7.聯機分析處理。(OLAP)是共享多維信息的、針對特定問題的聯機數據訪問和分析的快速軟件技術，是商務智能數據分析的核心技術。它不僅能進行數據匯總/聚集，建立多維度的分析、查詢和報表，同時還提供切片、切塊、下鉆、上卷和旋轉等數據分析功能，使分析人員從更快、更易使用的交互方式中獲得信息。

五、實例分析

本文數據取自國家知識產權局專利數據庫，在經過數據清洗、數據去重、數據整合、科技分詞和數據格式化等步驟后形成安全協議技術專題中國專利數據庫。

在安全協議領域，共下載專利975條，經過數據預處理，除去重復數據、噪聲數據，得到898條專利，形成安全協議領域專題中國專利數據庫。需要說明的是，本報告獲取數據的時間2008年10月，考慮到隨著時間的推移，其專利申請量會有一定的增加，因此，本報告所采用數據具有一定的局限性，導致分析結果也有一定的時限性。但這些并不影響我們對于整個領域的研究把握。

1.對行業發展趨勢及生命周期分析。從安全協議領域中國專利歷年申請狀況看，安全協議專利在2000年以前申請數量一直相對較低，2000到2001年專利數目有了一定的提高。直到2002年開始專利申請數才大幅度增長，并在2006年達到最大值，為206件，說明該領域的技術正在快速地發展。需要指出的是，2007，2008年的專利數據統計尚不完全，但是這并不妨礙我們得到有效的結果。（專利申請年度情況分析表略）

在898件安全協議中國專利中，到2008年10月份為止，獲得授權的專利個數為199條，授權率為22.2%。其中882件發明專利中獲得授權的個數為186件，授權率為21.1%；16件實用新型獲得授權的專利個數為13件，授權率為81.3%。安全協議專利獲得授權的最早年份是1995年；2002年獲得授權的專利個數最多，達到44件，其中42件為發明專利。（專利授權年度情況分析表略）

通過給定的數據，繪制專利申請曲線和專利授權曲線。圖2描述了安全協議歷年專利的申請和授權變化狀況，其中紅色線條標識的是專利（包括發明專利、實用新型專利和外觀設計專利）申請總體數量的變化趨勢，藍色線條標識的是授權專利數量的變化趨勢。從圖中可以輕易的看出這兩條曲線走勢基本相同，都是逐年遞增的。兩條曲線間的差額主要是由于專利授權率較低。這是因為在我國針對這一領域的研究才剛剛起步，專利的質量還不高。

2.安全協議技術生命周期分析。根據技術生命周期分析的理論，對中國專利數據庫收集的安全協議領域的專利進行分析，由于2008年的44條專利數據是不足一年的統計，在這里暫且不計，進一步分析854件專利數據，得出了從1995年——2007年的專利申請量和申請人數量，并繪制出安全協議領域專利生命周期曲線，見圖3。考慮到2007年的專利數據很有可能沒有完全公布，為了研究的準確性，也不予考慮。結合技術生命周期通用曲線圖(圖1)，可以發現安全專利領域的技術仍處于發展期。這個時期，技術不斷完善和標準化，專利數量加速增長，相關產品也逐漸興起。對于實力較強的公司，應該注重對核心技術的創新與應用；而對于一些規模較小的公司，則可以選擇專利跟蹤或技術引進等策略，以提高自己的技術實力，避免因自主研發造成的巨大成本。

3.重要國家和公司分析。針對投入此產業技術的競爭國家進行相關分析,可看出領先國家和潛在進入者。根據對898條專利數據的統計分析，我們可以得到圖4。

從圖4中可以看到在中國安全協議領域申請專利排名前10的國家。中國由于本土優勢，數量占據首位，有625件，占據專利總量的71%。其次是美國和日本，專利數量分別為92件和66件，分別占據專利總量的10%和8%。這說明，除了中國占據本土優勢外，美國和日本這兩個國家在安全協議技術這一領域有著不俗的實力，未來發展不可小覷。

如果從企業的角度考慮這一技術領域的發展，我們可以得到更多的結論。

圖5展示了申請專利數量排名前八的機構。華為技術有限公司專利數量最多，共有239件，其中發明專利有239件，授權量達到86件，占總授權率的35.9%，反映出該機構在領域技術研發實力的雄厚和對專利保護的重視。排在第二位的中興通訊股份有限公司也是我國的一家企業，該企業安全協議領域的技術實力也比較突出，所申請的117件專利全部為發明專利，授權率為10.3%。杭州華為三康技術有限公司排在第三位，共有專利32件，且全為發明專利，相較于中興通訊股份有限公司，杭州華為三康技術有限公司專利質量明顯更高，授權專利率（18.8%）將近前者的2倍。從圖中可以很清楚的看出，華為技術有限公司在這一領域有著很大的優勢，它可以算是這一領域的領軍人物。

4.專利分類號（IPC）分析。專利在分類時會依照不同技術類別歸類，通過專利分類號分析得知該技術主要集中在那些部類。為了更加清楚地說明各個IPC的意義，表1給出了各個IPC的含義。這里主要是排名前七位的IPC詳解。

我們還給出了各國在安全協議這一大的領域中IPC的分布情況。（表略）

我們可以發現各國主要研究領域都集中在H04L（數字信息的傳輸）且相對其他研究領域來說H04L的專利數量搖搖領先。這也就間接導致了該IPC的專利比例的領先優勢。下圖6是排名前5的國家在前5個IPC中的分布圖。

從圖6中可以看出，中國在H04L（數字信息的傳輸）方面的研究比較多，遠遠高于其他的幾個國家，排在第二的美國和第三的日本在這方面的研究成果也是非常可觀的。中國的本土優勢非常明顯。相較于HO4L，安全協議的其它幾個方向發展較慢。它們的數量非常少，可以說才剛剛起步。可以預見，在未來幾年，對HO4L方向的研究還會是安全協議的領頭軍。

與國家IPC分布相類似，申請人IPC也同樣集中在HO4L上。以華為技術有限公司、杭州華為三康技術有限公司、中興通訊股份有限公司、杭州華三通信技術有限公司及思科技術公司為例，這五家機構的主要精力都集中在H04L（數字信息的傳輸）方面的研究，其中以華為技術有限公司的數量最多。這個方向研究的是安全協議的核心技術，即信息的傳輸，其他IPC類，分散在這一領域的其它方向，例如電話通信等，專利數量都很少。由此可以看出，安全協議領域現在的發展仍以核心技術的研發為主，在應用產業化方面還比較薄弱。可以預測，隨著核心技術的不斷成熟，在各行業的應用研究會逐漸增多。

5.技術發展趨勢分析。我們在看前九IPC技術年度分布狀況。安全協議領域的技術申請專利最早出現在1995年，分布在H04L（數字信息的傳輸）部類。在以后的年度，各類IPC技術不斷發展，申請專利數量逐漸增多。G01R（測量電變量；測量磁變量）部類出現的最晚，在2005年才有第1條專利，說明這時安全協議技術在測量電磁變量的應用研究才開始。（表略）

從圖7中，我們可以更清楚的看到前九IPC技術的發展趨勢。很明顯地，專利數量最多的H04L（數字信息的傳輸）部類，專利數量呈遞階式增長，在2006年達到最高值，成為安全協議領域的主要發展技術。值得說明的是，由于專利數據的時滯性，2007和2008年的數據統計還不完全。但按照發展走向來看，對安全協議技術的研究應呈上升趨勢。

6.關聯分析。首先對安全協議中國專利展開申請國家關聯分析。對這一領域的研究主要分為兩個團體。一個以中國為核心，其中中國、美國、法國、瑞典聯系緊密。另一個則相對分散，各國之間聯系松散。中國是申請專利最多的國家。美國作為在中國申請專利最多的非本土國家，在安全協議技術的發展中占有一定地位，由此可以看出美國在這一領域的雄厚實力。（申請國家關聯圖略）

下面對安全協議中國專利展開申請人關聯分析，結果見圖8。從圖中可以看出，申請人在一個群組中，彼此之間聯系復雜。其中以華為技術有限公司，杭州華為三康技術有限公司以及中興通訊股份有限公司申請的專利數量最多。可見中國安全協議技術的研發還是以科技公司為主。杭州華三通信技術有限公司，思科技術公司，阿爾卡特公司申請的專利數量也相當可觀。英特爾公司、松下電器公司則處在了群組的邊緣位置。

7.OLAP分析。圖9是對國家、專利申請年份、專利類型以及IPC等4個維度進行OLAP分析的結果。可以從這張四維分析圖中，看到每個國家每年在各研究領域中申請各種類型專利的數量。其中，我們可以選擇任意的申請年份，查看該年的專利信息。并且可以選擇需要分析的國家、專利類型和主IPC等，從不同的維度展示了國家專利申請的詳細狀況。圖中，每個國家不同帶狀顏色的峰值表示該IPC領域專利的數量，帶狀的面積代表了該領域專利的數量，面積越大，說明專利數量越多。從圖中我們可以看出最近幾年各國在中國申請專利的狀況。其中H04L（數字信息的傳輸）領域的專利數量最多，主要集中在中國，這說明中國具有很大的本土優勢。

六、結論

綜合以上的分析，可以得出如下結論：

1.我國安全協議領域的專利技術在2001年后發展迅猛，但整體專利授權率僅為22.2%，相對較低。

2.從技術發展的生命周期來看，安全協議領域的技術還處在發展時期，專利數量不斷增長，技術趨于成熟。

3.從專利的國家分布來看，由于具有本土優勢，我國在安全協議技術領域中占據絕對優勢。其中華為技術有限公司更是在這一領域中舉足輕重，這說明該公司擁有一支精英團隊，研發實力不可小覷，相信未來幾年在安全協議這一領域上一定會有更大的發展。

4.從主IPC上看，安全協議技術領域的專利主要集中在H04L（數字信息的傳輸）。這類IPC占據了安全協議技術領域88%的專利，是安全協議技術發展最密切的領域。

參考文獻：

1.http://hi.baidu.com/fairex/blog/item/27ed83ddbdca3d345882dd39.html

2.張誠，朱東華，汪雪鋒.集成電路封裝技術中國專利數據分析研究.現代情報，2006（9）

（作者單位：北京理工大學管理與經濟學院 北京 100081）

（責編：紀毅）