基于區塊鏈技術的專利申請分析

王 亭，王瑩瑩，孔 旗

（1.國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，蘇州 215163；2.蘇州高博軟件技術職業學院，蘇州 215163；3.展訊通信（上海）有限公司，上海 201203）

1 引言

自2008年中本聰的比特幣面世以來，作為比特幣底層技術和基礎架構的區塊鏈技術近幾年迅速成為企業與科研工作者的研究熱點。區塊鏈成為繼移動互聯網、物聯網、大數據、云計算之后的第五大熱門技術。由于區塊鏈能較好的解決信息系統中的信任危機，其最先在金融領域得到了迅速的發展。逐漸各領域的研究人員發現了區塊鏈的巨大的潛力和價值，區塊鏈逐漸應用到電子商務、物流、智能合約、物聯網、保險等各個領域。

區塊鏈（blockchain）是由多獨立節點共同參與的分布式數據庫系統，可以看做是一個去中心化的分布式賬本。區塊鏈具有去中心化、透明化、不可篡改性、匿名性等特點[1]。

2 區塊鏈專利技術分支

目前，區塊鏈通常被分為六層，分別是數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層和應用層，通過對區塊鏈相關專利樣本的統計分析，國內外關于區塊鏈專利申請主要集中在兩大方面：一是針對區塊鏈技術本身，即區塊結構、共識機制等；二是針對區塊鏈相關應用場景，即區塊鏈的各種應用場景。

2.1 區塊鏈相關技術

區塊鏈是一種鏈式數據結構，其按照時間順序將數據區塊鏈接在一起，以密碼學的方式來保證數據不可被偽造、不可被篡改。每個數據區塊包括塊頭和塊體兩部分，塊頭用于鏈接到前面的數據區塊，塊頭包含前一區塊的哈希值，該值是對前區塊的塊頭進行哈希函數計算而得到的；塊體用于記錄交易信息是上一個區塊形成之后，本區塊創建之前所發生的交易數據[2]。關于區塊鏈技術的專利申請主要集中在區塊鏈的鏈、區塊鏈節點、共識機制三個方面。

（1）區塊鏈的生成、維護與重建。區塊鏈是數據區塊按照一定的規則連接在一起所形成的鏈式數據結構。當前針對區塊鏈的鏈的相關專利的申請主要集中在鏈的生成方法，區塊鏈生成之后的維護方法，當某臺或某幾臺服務器遭受攻擊或出現異常時區塊鏈的重建方法等。

（2）區塊節點。針對區塊鏈節點變更的專利申請主要集中在區塊鏈節點增加、減少與升級等幾個方面。

（3）區塊鏈共識機制。區塊鏈是一種去中心化的體系。其共識機制的核心是解決節點間的信任問題，使節點能夠達成一致。目前關于區塊鏈共識機制的相關專利申請主要集中在共識機制的生成、校驗以及管理等三個方面。

2.2 通信方式與數據傳輸

與區塊鏈通信相關的專利申請主要集中在鏈內通信、跨鏈通信、和鏈外通信等方面，其中，跨鏈通信還涉及異構鏈之間的數據通信。

與區塊鏈的數據傳輸相關的申請主要涉及：權限控制、身份管理、數據傳輸及同步、數據匹配、數據安全、數據庫狀態管理、數據時效性等方面。另外還有一些專利申請涉及數據監管、數據完整性、數據的容錯等方面。

2.3 小結

綜上所述，為了將區塊鏈盡快的商用，目前主要針對布局以及應用過程中主要涉及的安全以及穩定等問題提出解決方案，當前關于區塊鏈相關的專利申請擬主要解決以下幾個方面的問題：網絡的構建及擴展；數據的分發、傳輸及存儲；確定共識；處理網絡延遲；安全認證。

3 區塊鏈應用分析

近幾年區塊鏈技術逐漸從金融領域擴展到各個領域。凡是要求數據公平、防止篡改的領域都可以應用到區塊鏈技術。與區塊鏈技術相關的專利申請主要集中在以下領域。

（1）交易管理。金融領域存在較多的交易如證券交易、轉賬匯款、股權眾籌、基金等，傳統的交易方式存在交易時間長，容易發生交易失誤，中心化交易模式可信度低，成本高、效率低等缺點。將區塊鏈技術應用到交易管理中可以縮短交易時間，降低交易風險，增加交易的可信度，提高交易的效率等[3]。

（2）商品的溯源與流通。在傳統的商品溯源系統中，商品信息存在于單一的系統中，中心化嚴重，數據存在被篡改的危險[5]。將區塊鏈技術應用到商品溯源系統中，可以保證數據的真實性，增加溯源系統的可信性。

（3）資產管理/人員信息管理。在傳統的資產管理服務中，要實現資產的轉移需要資產發行方、資產接收方以及流通平臺三方的介入才可以完成，資產的流通渠道以及流通范圍都受到了限制。將區塊鏈用于資產登記、交易確認、記賬對賬和清算等，不僅保障了資產的安全交易，減少資產糾紛為題同時也擴大了資產的流通范圍。將區塊鏈技術應用到人才信息管理系統中，可以避免學術、學歷、工作經歷造假行為。

（4）智能合約。傳統的合約存在信任危機。基于區塊鏈技術的智能合約具有去中心化，不可篡改性、不可抵賴性，過程公開、透明、可追蹤，條件觸發時自動執行等特點，極大地保證了智能合約的可信度、降低了執行成本。

（5）大數據與云存儲。將區塊鏈技術應用到大數據中，區塊鏈中的數據的具有時間戳，數據的不可篡改性以及可追溯性等特點，在很大程度上促進了大數據技術的發展。區塊鏈技術與云存儲技術的結合使得云端數據的安全性得到了提高。

（6）存在性證明。出生證、身份證、結婚證、學歷證、文件版權[4]、專利證書等各類證明性的文件信息都可以記錄到區塊鏈上。這樣任何人就可以在沒有機構的情況下來驗證文件的證明信息。

4 結束語

本文針對國內外與區塊鏈相關的專利申請狀況進行了分析。總結了區塊鏈相關專利技術分支，當前國內外所申請的專利擬要解決的問題，以及區塊鏈技術的相關應用場景。通過對區塊鏈所涉及的研究熱點問題及相關技術進行梳理，為更好的了解區塊鏈的相關技術提供了良好的導向作用。