基于以太坊智能合約的知識產權管理模式研究

張海強，杜 榮，艾時鐘

(西安電子科技大學經濟與管理學院，陜西西安 710126)

知識產權指的是人們可以就其智力創造的成果所依法享有的專有權利。版權指作者對計算機程序、文學著作、音樂影視作品等的復制權利的合法所有權。版權是知識產權的重要組成部分之一，包含自然科學、社會科學以及文學、音樂、戲劇、繪畫、雕塑、攝影、圖片和電影攝影等多個領域［1］。伴隨著互聯網的加速發展，移動互聯網方興未艾，中國的內容產業發展正處在黃金時期，根據《2019—2020年中國數字出版產業年度報告》，2019年,國內數字出版產業整體收入規模為9881.43 億元,比上年增長11.16%。其中,互聯網期刊收入達23.08 億元,電子書達58 億元,數字報紙(不含手機報)達8 億元,博客類應用達117.7 億元,在線音樂達124 億元,網絡動漫達171 億元,移動出版(移動閱讀、移動音樂、移動游戲等)達2314.82 億元,網絡游戲達713.83 億元,在線教育達2010 億元,互聯網廣告達4341 億元［2］。內容深耕時代來臨，IP 價值潛能將在資本的驅動下充分釋放。

在內容創造領域蓬勃發展的同時，盜版侵權的問題也愈發嚴重，盡管國家已經制定出臺相關法律法規，但盜版侵權現象仍舊屢禁不止，據統計，僅2016年度，盜版網絡文學所造成的經濟損失就高達80 億元人民幣。并且，新興作者由于其能力、精力有限，往往只能對侵權行為聽之任之，并沒有能力對侵權行為進行申訴，侵權行為極大的打擊了新興作者的原創積極性，同時盜版侵權行為對大IP 而言，也同樣會造成極大的經濟損失，不利于內容創造行業的整體發展。

區塊鏈的特性能夠與數字版權的保護及應用完美結合，在確權環節，區塊鏈去中心化分布式賬本技術以及獨特的時間戳體系，能夠解決傳統確權方案耗時長、成本高的痛點問題，區塊鏈的不可篡改特性更進一步保護了版權的唯一性；在用權（版權交易）環節，基于以太坊智能合約的版權交易體系，能夠將交易過程完整的記錄在區塊鏈上，并在全網廣播，既保證了原創者的合法權益，又保證了用權者在維權時有據可依；基于區塊鏈的數字版權平臺能夠做到版權確權、用權的結合，同時又給原創用戶及用權方直接交互的能力，通過智能合約執行版權的交易流程，達到條件自動觸發，無需第三方介入，將版權交易過程透明化的同時，最大程度上保證原創者和用權方的利益。

1 國內外研究現狀

目前，國內外學者已經對區塊鏈在知識版權管理方面的應用有了諸多探索，Tsai 等［3］提出了一個基于區塊鏈保護微小視頻的框架，Martin［4］以區塊鏈知識產權保護平臺Monegraph 為例，探討區塊鏈技術對數字藝術作品的意義和價值，Xu 等［5］提出了一種基于區塊鏈的網絡媒體數字版權管理方案，利用區塊鏈的功能來實現網絡媒體的有效生產管理，版權管理，交易管理和用戶行為管理。趙豐等［6］探討了區塊鏈技術應用在數字版權領域的優勢及現存問題，提出要以發展眼光、包容心態和辯證思維來看待區塊鏈技術的發展及其在數字版權領域的應用。鄭陽等［7］描述了區塊鏈在數字知識資產管理中的應用，并列舉了國內外多家企業相關應用的方案。國內外已有多家初創公司開始區塊鏈版權管理的探索，國內的如安妮股份、紙貴科技等，國外的如Binded、Monegraph 等，均開始在版權確權、用權、維權等全過程，探索基于區塊鏈的解決方案。

本文將探索一種基于以太坊智能合約的版權管理模式，試圖探尋一種解決基于區塊鏈的數字作品版權的確權問題及用權問題的方案，運用ERC-721、ERC-20 代幣體系，構建雙通證系統，相對于當前現行的數字版權解決方案而言，本模式創新型的提出采用雙通證系統的模式，以ERC-721 標準的代幣作為原創作品版權的區塊鏈映像，以ERC-20標準代幣作為區塊鏈上流通的貨幣，執行價值尺度功能，方便供需雙方安全、有效的完成交易。解決了當前數字版權管理模式僅能在平臺上實現信息交互，最重要的權益轉讓環節仍需線下進行的痛點問題，且在該模式下，原創作品流通的關鍵環節確權及用權過程會通過區塊鏈實時記錄，可極大地提升版權交易的透明度，有效避免版權糾紛問題，保護原創作者的權益，促進我國原創作品及知識產權市場的進一步發展。

2 相關概念介紹

2.1 區塊鏈技術概念

區塊鏈本質上是記錄的分布式數據庫，或已在參與方之間執行和共享的所有交易或數字事件的分布式賬簿（distributed ledger technology）。公共分類賬中的每筆交易都通過系統中大多數參與者的共識進行驗證。輸入后，信息永遠不會被刪除。區塊鏈包含有關每筆交易的特定且可驗證的記錄［8］。隨著比特幣近年來的快速發展與普及，區塊鏈技術的研究與應用也呈現出爆發式增長態勢，被認為是繼大型機、個人電腦、互聯網、移動/社交網絡之后計算范式的第五次顛覆式創新，是人類信用進化史上繼血親信用、貴金屬信用、央行紙幣信用之后的第4個里程碑［9］。區塊鏈技術的特點是不易篡改、很難偽造、可追溯。區塊鏈記錄所有發生交易的信息，過程高效透明，數據高度安全。凡是需要公正、公平、誠實的應用領域，都可以應用區塊鏈技術［10］。目前，區塊鏈可以分為公有鏈（Public Blockchain）、私有鏈（Private Blockchain）以及聯盟鏈（Consortium Blockchain）3 種。

公有鏈的去中心化程度最高，不受任何第三方機構控制，任何一個人均可以讀取公有鏈上的交易數據、參與交易以及競爭新區塊的記賬權等，參與者（節點）可以自由進入、退出。

私有鏈與公有鏈完全相反，該鏈往往由某個組織或企業全權掌控，參與者必須經過組織或企業的許可，數據讀取權限完全由組織、企業掌控（多數情況下僅針對內部節點開放），優點在于達成共識的速度快，交易成本低。

聯盟鏈介于公有鏈和私有鏈之間，去中心化程度適中，往往表現為“一超多強”即一個強勢企業或組織牽頭，帶動行業內其他企業或組織共同構建。參與者由聯盟鏈成員選舉并審查，通過審查的成員才能加入聯盟鏈，共同維護區塊鏈的運行。

公有鏈、私有鏈、聯盟鏈的區別如表1 所示：

表1 公有鏈、私有鏈及聯盟鏈區別

2.2 以太坊技術

以太坊（Ethereum）由創始人VitalikButerin 于2013年創建，被廣泛認為是區塊鏈2.0 的代表性應用，以太坊解決了比特幣網絡中擴展性的問題，通過一套圖靈完備的腳本語言EVM（Ethereum Virtual Machine code）建立應用，并可以通過solidity、python 等高級語言構建智能合約以進一步提升以太坊的靈活性。目前，以太坊平臺仍舊是區塊鏈中最活躍的平臺之一，基于以太坊的區塊鏈生態系統已經發展到比較健全的程度，以太坊DApp（Decentralized Application）已經在加密收藏品、加密游戲、區塊鏈金融、存證等多個方面有廣泛應用。

2.3 智能合約

智能合約（smart contract）的概念產生早于以太坊的誕生，甚至早于區塊鏈概念的產生。Szabo 在1994年引入了“智能合約”這個概念，并將智能合約定義為“執行合同條款的計算機化交易協議”，并建議將合同條款（抵押，綁定等）轉換為代碼，并將它們嵌入到可以自我實施的財產（硬件或軟件）中［11］，以便最大限度地減少交易方之間對可信中介的需求，以及惡意或意外例外的發生。智能合約的出現也導致了DApp 的發展，越來越多的分布式應用程序，使得去中心化的區塊鏈底層技術得以應用于更多場景。

2.4 同質性與非同質性物品

同質性物品：該物品類別下的每個個體之間沒有差別，即兩個同質性物品的價值在大眾眼中完全相同，互相之間可以進行等量交換，且是某個部分或數量可以被另一個同等部分或數量所代替。例如，僅針對貨幣的價值尺度功能，一元錢紙幣與一元錢硬幣與10個一角錢硬幣是完全等價的，盡管三者在形態上有較大差異，但是卻是同質性物品。

非同質性物品：同一個集合的兩個物品具有不同的特征，這兩個物品是非同質的，非同質性物品類別下的每個個體之間有著較大差異，其價值通常相差懸殊，非同質物品獨一無二，不可置換，不可分割。例如：古代瓷器，瓷器的形狀、類別可能相似，但其制作年份、產地、用途等對瓷器的價值有較大影響，此時這些瓷器就不能被認為是同質性物品。同質性物品與非同質性物品的差異如表2 所示：

表2 同質性物品與非同質性物品差異表

2.5 代幣(通證)標準

ERC721 是一個代幣標準，ERC721 官方簡要解釋是Non-Fungible Tokens，簡寫為NFTs，多翻譯為非同質代幣。ERC721 的Token 最小的單位為1，無法再分割，且不同的ERC-721 標準的代幣相互之間不能直接置換。非同質性其實廣泛存在于我們的生活中，如圖書館的每一本，寵物商店的每一只寵物，歌手所演唱的歌曲，花店里不同的花等等，因此ERC721 合約必定有廣泛的應用場景。通過這樣一個標準，也可建立跨功能的NFTs 管理和銷售平臺（就像有支持ERC20 的交易所和錢包一樣），使得區塊鏈的生態更加強大。

ERC20 是一個代幣標準，屬于同質性代幣，ERC20 代幣是可置換的，且可細分為N 份（1=10 × 0.1）。例如以太幣ETH 的最小單位wei，1 單位ether 等同于10^18wei。ERC20 是基于標準的代幣協議，它能夠用于網站流通價值的積分，虛擬幣等等，類似于現實世界中流通的貨幣，具有“一般等價物”的職能，ERC-20 代幣有助于區塊鏈平臺中的用戶更方便的價值互動，便于交易的進行。

如表3 所示，ERC-721 的NFTs 特性讓數字資產變得更有收藏價值,尤其是在版權權益、收藏品和網絡游戲領域擁有巨大的潛力，用ERC-20 的代幣用于流通價值積分，用ERC-721 代表權益、權屬關系，獨一無二的物品、道具等等，設計出基于雙重代幣模型。類似于現實世界中的法幣以及流通貨物的關系，ERC-20 代幣類比于法幣，用于價值流通，ERC-721 代幣用于表征非同質性物品，用于表征權屬關系，通過這種方式就在區塊鏈體系中建立了“商品”與“貨幣”的相關關系，使得基于區塊鏈上的價值交換得以更方便的進行。

表3 ERC20 代幣標準與ERC721 代幣標準差異表

3 現有知識產權管理模式分析

當前，常見的知識產權管理模式主要有兩種，一種是基于線下的以具有較高信用依托的第三方機構（如公證處、版權局等）進行管理的模式；另一種則是線上的，針對電子證據的，通過傳統加密手段固定證據的模式。線下模式的優點在于確權可信，通過此模式固定的證據司法可用性更高，但缺點在于確權過程較長，確權費用高，更適合于傳統線下發行的或是大型的知識產權作品，這類作品往往有足夠長的發行準備期及較為充分的預算，能夠支持其承擔較為高昂的確權費用。但隨著自媒體、網絡文學、音視頻、vlog 等新興UGC（User Generated Content）微版權內容的蓬勃發展，傳統線下方式對于這類時效性要求較高、單個作品收益較低的作品就及其不適合了。長審理周期和高額的審理費用，使得采取這種方式進行確權的作品收益受到較大影響，甚至沒有收入，因此傳統線下方式并不適用于當前的新興內容版權的管理；線上的模式，具有審理快捷、審核費用低，甚至免費的特點，但由于其平臺良莠不齊，往往自身缺乏公信度，使得其存證可信度較低，難以獨立作為司法可用的證據。且現階段，這種模式產生的電子數據存證在司法實踐中也存在諸多問題：例如在對某些本地產生的電子數據進行取證時，原件只能留存于產生電子數據的設備當中，即證據原件與設備不可分，否則就成為了復制品而不能成為定案依據。在司法示證環節，需要將電子數據的原始載體查封并帶走調查，這就給司法相對人造成了極大的麻煩。同時電子數據的原件可以被單方修改，當事人、軟件服務商以及提供電子證據服務的公司均有能力對原件進行修改，且修改痕跡難以調查，不能完全保證相關數據的真實性，導致電子數據在司法審查時大多只能作為線索和間接證據使用［12］。現有的兩種知識產權管理模式的區別如表4 所示：

表4 現有知識產權管理模式區別

總之，現有的知識產權管理模式，不適用于現在流行的UGC 內容，其亟待解決的痛點問題有以下幾點：

（1）司法可用性高的審理周期和費用過高，大幅影響UGC 內容收益；

（2）審理周期短、費用低的模式魚龍混雜，無法提供足夠的司法保護，甚至可能損害原創者利益；

（3）沒有統一的行業標準規范。

本研究將基于以太坊智能合約技術，試圖提出一種知識產權管理的新模式，綜合上述兩種現存模式的優點，同時解決上文總結的痛點問題。

4 基于以太坊智能合約的知識產權管理模式

4.1 基于以太坊智能合約的知識產權管理模式概述

基于以太坊智能合約的知識產權管理模式（在后文中統一用“本模式”代稱），借由以太坊區塊鏈的特性提供可信的知識版權確權、存證服務，同時利用智能合約，快捷、安全、可信地實現知識產權的讓渡、交易等用權行為，服務廣大內容創業者。

4.2 本模式運營方式

本系統采用基于聯盟鏈結構的區塊鏈體系，采用電子證據作為主體，保留其方便、快捷特性的同時，借助區塊鏈的不可篡改及去中心化共識等特性，杜絕了個體篡改電子數據原件的可能性，同時知識產權確權信息在權屬確認之后就會直接加密并上傳到區塊鏈上永久保存，避免證據原件和設備不可分的問題。采用聯盟鏈的架構，引入以下3 種類型的節點：

（1）高信用機構：如國家版權局、國家授時中心等機構；

（2）平臺開發、維護機構：如紙貴科技、趣鏈科技等區塊鏈行業領先企業；

（3）知識產權存證使用方：如各省互聯網法院等。

通過聯盟鏈中的高信用的節點背書，多家機構、組織共同維護鏈上信息的真實可靠。聯盟鏈的準入限制特性，能夠在一定程度上保證鏈內節點的純潔性，避免出現公有鏈上易發生的惡意節點攻擊現象。3 種機構共同維護聯盟鏈，使得知識版權從確權、用權到維權等一系列操作均可在同一區塊鏈上進行，極大程度上方便了原創作者進行確權、用權、維權等操作，同時又大幅提升版權證據的實用性，及司法審判的效率。

4.3 本模式系統流程概述

本節中，將對“本模式”的原創作者對知識產權作品提交、檢查、確權上鏈等流程以及顧客查詢、購買，交易版權等流程進行分析及概述。為便于理解，我們將本模式的系統流程概要性的總結為系統流程圖（如圖1），并進一步對圖中的系統流程進行分析。

如圖1 所示，實線箭線所示流程為原創者確權流程：原創者先向平臺提交原創作品，平臺數據庫收錄作品，檢查其是否符合原創性原則，并對符合規則的作品通過智能合約進行確權上鏈，并產生代表該作品權益的代幣，此代幣歸屬原創者所有，表示原創者對該作品享有版權。虛線箭線所示流程為用權流程，顧客（購買權益方）在平臺數據庫中搜索原創作品，確定之后，通過智能合約進行交易，顧客支付加密數字貨幣以購買相應作品的版權，原創者獲得加密貨幣收益，顧客獲得代幣，表示其已經獲得了相應作品的版權。交易過程完全記錄在區塊鏈中，不可篡改。通過上述流程，就完成了數字作品版權的確權及用權過程。

圖1 系統流程圖

在本案例中，我們將原創作品的相關權益表示為ERC-721 代幣，通過原創性檢驗的原創作品，將會被批準上鏈，成為一個新的代幣，而這個代幣的所有者就意味著對這份原創作品擁有相關權益，同時，基于ERC-721 標準的代幣可以被交易，因此，原創作者可以通過交易的手段，在區塊鏈平臺上，將原創作品的權益轉讓以獲得ERC-20 標準的代幣獎勵。如此，就在區塊鏈體系上構建了一個原創作品的版權交易體系。

4.4 作品上鏈及版權交易流程分析

基于 solidity 開發智能合約模塊，提供版權上鏈智能合約以及鏈上交易智能合約，配合以太坊中的加密貨幣體系，實現數字作品的上鏈及版權交易，其中，知識產權以 ERC-721 標準的代幣實現，用作交易的貨幣可以是基于 ERC-20 標準的代幣。（可自行構建或直接沿用以太坊中的加密貨幣體系--以太幣）。我們進一步總結和歸納了在知識產權作品上鏈和版權交易階段，不同角色之間的流程，并以泳道圖的方式進行描述（見圖2）。由圖2 所示，首先由原創用戶將原創作品上傳至平臺前端，平臺接收作品后，基于已有的數據庫，對原創作品的原創性進行判別，若作品不滿足原創性要求，則將作品駁回，反之，將原創作品導入 Hash 函數（多為 SHA-256 函數）并生成唯一的 Hash 值，接下來，原創者將自身在區塊鏈中的地址值與原創作品的 Hash 值輸入智能合約的 CreateTkn方法中，生成一個 ERC-721 標準的代幣，此代幣表示該原創作品的相關權益，持有此代幣的地址享有該作品的權益。同時，該代幣在區塊鏈網絡中向全網轉發，其他節點共同維護。至此作品上鏈階段完成，此階段的結果是原創者獲得一個唯一的代表其作品權屬的代幣。

圖2 知識產權作品上鏈及版權交易階段泳道流程圖

在版權交易階段，首先由買賣雙方進行協商，并確定一個協議價格，之后由原創者（賣方）發起授權，將原創者地址、買方地址以及協議價格輸入智能合約中的 approveByEth 方法中，進行交易授權，此步驟的結果是賣方將代幣和可提取代幣的地址（買方）的映射存入哈希表中；接下來由買方發起提取代幣的請求，將代幣編號輸入到智能合約的takeOwnershipByEth 方法中，此方法開始判定買方余額是否大于等于協議價格，若否，則交易停止，若是，則調用_transfer 函數，實現代幣——Eth 交易，交易的結果為買方獲得代幣（作品權益），賣方獲得Eth。這就完成了權益的交易，此時擁有代幣的買方，視為獲得了作品的相關權益。

5 本模式優點分析

本模式的優點主要體現在以下兩點：

（1）在基于區塊鏈的知識產權管理模式的基礎上，創新性的增加了“雙通證”體系：通過類比現實世界的非同質性物品及同質性貨幣之間的交互關系，在區塊鏈體系中構建了非同質性代幣及同質性代幣之間的交互關系，以非同質性代幣ERC-721標準代幣表示原創作品的相關版權，以同質性代幣ERC-20 標準代幣作為流通在區塊鏈上的貨幣。相比于現今廣泛應用的單一代幣體系而言，雙通證體系為“版權”提供了更清楚直觀的適合于區塊鏈特性表示方案，ERC-721 標準代幣的擁有者就意味著相應作品版權的所有人，版權的所屬關系更加清晰明確。

（2）為知識產權確權、用權、維權等操作提供接入智能合約的接口：配合以太坊智能合約，以及雙通證體系，應用服務商能夠更輕松地開發出很多靈活的版權交易協議，從而滿足市場上多樣的需求。例如：某原創作者將作品版權交易給需求方，版權的時限為一年，此時在版權交易智能合約中就可以增加代幣轉讓時限的代碼，使得代表版權的ERC-721 代幣在交易到需求方名下后一年自動返回原創者名下。并且相對于單一代幣的模式，雙通證+智能合約能將知識產權從確權、用權到維權等全流程均通過同一區塊鏈完成，使得基于區塊鏈的知識產權管理的實用性大大增強。

如同第三方支付工具之于電子商務一樣，雙通證體系+智能合約能夠極大的擴展知識產權管理的靈活度，使得基于區塊鏈的知識產權管理能夠更符合當前供需雙方的實際需求。相比于當前的單一代幣體系，有更大的靈活度，更廣泛的適用范圍，更好的可擴展性。譬如針對單一IP 同時擁有多種版權，如一個網絡文學IP 往往會有網絡發行版權、實體出版版權、電影電視劇改編版權等多種版權的現象，單一代幣的體系就難以應對這類問題，而引入雙通證體系之后，可以在原有ERC-721 體系的基礎上進行擴充，并分拆成多個ERC-721x 代幣，分別代表不同種類的權益，以實現分拆銷售版權的目的；再如多方共同持有版權的現象，單一代幣體系難以解決，仍舊需要依靠鏈下方式解決問題，造成服務的割裂，而引入雙通證體系之后，可以在ERC-721（x）代幣下發行固定數目的ERC-20 代幣，用于表征入股比例或份額，以解決多方共同持有版權的問題。靈活的授權模式、完整統一的鏈上服務，更高的安全性、便捷性，能夠極大的提升本模式的可用性。單通證模式與本模式的區別如表5 所示。

表5 單通證模式與本模式區別

6 結語

本文提出了一種基于區塊鏈及以太坊智能合約的數字作品版權管理方案，對原創作品進行數據鏈下存儲，版權鏈上存儲，提升便利性的同時保證了版權的不可篡改性及真實可靠；在區塊鏈上完成版權的交易，區塊鏈對交易過程全記錄，并發布到各個節點，大幅提升了交易信息的透明度，同時也減少了中介環節，最大程度上保證買賣雙方的利益。但區塊鏈作為一種新興技術，在各方面的應用仍舊不成熟，還需要業界、學界相互配合，共同努力，解決當前存在的問題，以使得區塊鏈技術更好的服務于內容產業的發展。