專利分析視角下區塊鏈發展態勢研究

楊益霞

(武漢理工大學 法學與人文社會學院，湖北 武漢 430070)

0 引言

區塊鏈一詞是2008年與比特幣一起誕生的，由中本聰率先提出[1]。區塊鏈的核心技術包含密碼學，分布式儲存，共識機制，智能合約4個部分。經歷了40年才有了如今區塊鏈技術的發展。本文通過專利數據庫中對區塊鏈相關專利進行文獻查詢，對區塊鏈發明專利的申請進行分析。預測出未來區塊鏈發明專利申請情況，分析出當前區塊鏈技術中熱門的技術以及技術薄弱的難點技術，幫助企業進行區塊鏈發明專利技術布局。國家通過對專利技術的查詢和分析對區塊鏈發明專利進行系統的專利規劃，結合不斷變化的專利競爭市場持續改進區塊鏈發明專利技術的專利布局，促進區塊鏈發明專利的發展。

1 數據來源與分析方法

本文數據來自智慧芽專利數據庫，在數據庫中輸入的檢索式，檢索日期為2021年4月8日，檢索到與區塊鏈技術相關的專利共22 634條專利。由于專利申請到公開有一定的期限要求，2020年后的數據僅供參考。

2 區塊鏈專利分析

2.1 專利申請概況

專利申請量可以反映出該項專利發明的申請萌芽期，發展期，紅利期以及衰落期，客觀反映了國家對于區塊鏈技術的政策導向。從圖1可以看出，2002-2010年區塊鏈的發展處于萌芽時期，1974年誕生了TCP/IP協議，使互聯網發展邁出了有利的一步，決定了區塊鏈技術在互聯網的位置。區塊鏈四大核心技術逐漸完善，為區塊鏈的發展奠定基礎[2]。由于區塊鏈技術在萌芽階段，在此期間我國對于區塊鏈的關注也并不高。因為區塊鏈核心技術架構并未完全建立，國內外對區塊鏈技術專利的申請量都不高。一直到2010年，區塊鏈申請量以逐年遞增的態勢急劇上升，說明區塊鏈技術進入到了快速發展的階段。隨著比特幣的誕生與發展，人們開始對比特幣提出質疑并密切關注區塊鏈技術。比特幣的價格不斷攀升，人們對區塊鏈產業的關注也日漸增長。

圖1 我國區塊來專利申請年度分析圖

2017-2018年，申請量增長的幅度較前幾年提高，說明2017年區塊鏈成為熱門話題，業界開始進行深入驗證與探索區塊鏈技術在各行業的應用。從申請量可以看出，區塊鏈技術的發展前景十分廣闊，我國應該加快對區塊鏈行業的探索，爭取在區塊鏈技術上擁有國際話語權[3]。

通過專利數據庫查詢的數據，將不同申請年份的申請數量進行進一步分析，擬合出最佳的函數公式，進一步分析2020年后的申請量以及申請趨勢。如圖2所示，擬合出函數曲線圖。

圖2 函數圖

公式為 f(x) =a1*sin(b1*x+c1) + a2*sin(b2*x+c2) + a3*sin(b3*x+c3)

Coefficients (with 95% confidence bounds):

a1 =3667(-2.826e+06, 2.833e+06)

b1 =0.2418(-93.05, 93.53)

c1 =-114.9(-1.875e+05, 1.872e+05)

a2 =8145(-2.559e+07, 2.56e+07)

b2 =0.4597(-200, 200.9)

c2 =-178.6(-4.029e+05, 4.025e+05)

a3 =5717(-2.867e+07, 2.868e+07)

b3 =0.5282(-125.8, 126.9)

c3 =422(-2.533e+05, 2.542e+05)

根據MATLAB給出的評價參數評價分析擬合出的公式： R-square: 0.9769，Adjusted R-square: 0.9563取值范圍是[0，1]，越接近1，說明方程變量對y的解釋能力越強，模型對數據的擬合程度較好。

通過擬合出的函數對專利申請量進行分析，可以得出2020年后關于區塊鏈的專利申請將會較2019年有所增加，隨著區塊鏈技術底層架構技術的不斷完善，區塊鏈運行發展的其他所需技術各公司將會進行專利申請。根據擬合出的函數，結合該函數的特點，可以預測出2020年后區塊鏈發明專利的申請呈現增長的趨勢。當前，各行業都將致力于區塊鏈及其相關技術與本行業之間進行產業銜接，結合區塊鏈技術的發展進行企業發展戰略的動態調整，持續改進區塊鏈技術與本行業之間的銜接規劃。國家可通過預測出的區塊鏈發明專利技術的未來趨勢加緊對區塊鏈發明專利技術進行專利布局，抓住機遇，促進我國區塊鏈技術發展。

2.2 技術生命周期分析

技術生命周期分析可以了解區塊鏈產業的發展現狀，推測出區塊鏈產業未來的發展趨勢。通過專利檢索，得到區塊鏈申請的變化趨勢。從圖3可以看出2012年前，區塊鏈技術的專利申請量和申請人數都比較低，說明區塊鏈技術在2012年前處于萌芽期。這時期，國內外對于區塊鏈的關注度也不高。而在2012年后區塊鏈技術的專利申請量和申請人數開始遞增，到2016年，區塊鏈技術的專利申請人數和專利申請量呈現緩慢的增長趨勢。這與區塊鏈四大核心技術的架構完成有關。2016年后呈現較大幅度的增長，表明區塊鏈技術進入到了成長期。這與我國的政策緊密相關，2016年國務院印發《“十三五”國家信息規劃》，將區塊鏈技術列為我國的戰略性前沿技術。工信部信息中心發布的《2018年中國區塊鏈產業白皮書》顯示，區塊鏈正在成為全球技術發展的熱門技術，美國、日本等都在不斷完善區塊鏈產業的政策，推進區塊鏈技術的發展[4]。在未來的10年內，區塊鏈技術的發展依舊是互聯網產業發展的熱門領域，世界各國對于區塊鏈的探索會加快步伐，將區塊鏈技術融入各行業中，提升行業水平。我國的政策層面關注了區塊鏈技術后，在意識層面加強了對區塊鏈技術的全面認識，了解區塊鏈技術的發展背景，結合大數據時代的發展，區塊鏈發明專利的申請量逐年遞增。

圖3 區塊鏈技術生命周期

2.3 IPC分類申請趨勢分析

通過分析IPC分類申請趨勢，可以對IPC重點技術進行時間趨勢的分析，得出IPC重點技術在時間維度的發展情況。從圖4看出，從國際分類號IPC分類申請趨勢來看2018年前H04L29/06(以協議為特征的)、H04L9/32(包括用于檢驗系統用戶的身份或憑據的裝置)、G06F17/30(信息檢索，以及其數據庫結構)、H04L29/08(傳輸控制規程，例如數據鏈級控制規程)、H04L9/06(使用移位寄存器或存儲器用于塊式碼的密碼裝置)專利申請呈現上升趨勢。而在2018年后申請趨勢較平緩。表明區塊鏈技術的發展在2018年前經歷了明顯的技術成長期，2018年后，區塊鏈技術在原有的技術架構上逐漸發展。2016年后，我國出臺政策鼓勵區塊鏈技術發展[5]。目前區塊鏈技術的研究主要集中在數字信息的傳輸、保密或者安全的通信裝置、密鑰裝置、平臺數據保護等方面，旨在進一步完善區塊鏈技術的底層架構，促進區塊鏈技術發展。

圖4 IPC分類申請趨勢

2.4 當前申請人排名分析

當前申請人排名分析，可以看出世界各國區塊鏈專利權申請主體的分布情況，進而得出各國區塊鏈技術的發展情況。從圖5可以看出，排名前幾位的專利申請人都是美國的公司。中國的阿里巴巴位列第4。從區塊鏈產業發展的過程來看，美國對于區塊鏈產業的發展開始于20世紀，而中國進入區塊鏈產業晚于美國。美國自2000年以來不斷構建區塊鏈底層技術，加大對區塊鏈技術的支持力度。在比特幣被提出后，2013年美國聯邦法院認為比特幣是貨幣或者某種形式的金錢[6]。2014年美國國稅局(IRS)機構提供指導，將虛擬貨幣視為美國國稅財產。比特幣價值的肯定促進了美國各行業對于區塊鏈技術的研究與開發。而中國在2016年的“十三五”規劃中，才肯定區塊鏈和加密貨幣占有重要地位。由此可見，中國必須加快區塊鏈技術探索的步伐，加大對區塊鏈技術的投入和研究，爭取在區塊鏈行業后來者居上[7]。根據“波特五力模型”來分析當前申請專利權人排名，企業可以根據當前申請專利權人的排名來衡量同行業內現有競爭者的競爭能力，美國創新先進技術有限公司和國際商業機器公司在區塊鏈發明專利申請數量上處于領先地位，國際上這兩家公司的同行業現有競爭者的競爭能力較強，而阿里巴巴集團控股有限公司的競爭能力是處于領先地位的。

圖5 當前申請人(專利權)排名

2.5 專利地圖分析

專利地圖山峰代表技術集聚區，洼地代表技術空白區，專利地圖上的標簽所代表的關鍵詞是指專利文獻中出現頻率高的詞。該專利地圖來源于智慧芽數據庫。目前音樂、原創件、視圖、管理控制臺、規范描述、狀態系統、三維打印、控制平面等研究處于技術集中區。而版權信息、版權保護、數字文檔、事件相關、公共密鑰、分布式散列表、證書頒發機構、分布式哈希表受保護的研究處于技術空白區。由此可知，目前的技術熱點是數字網絡、數字憑證公共密鑰和防篡改。而對于網關、邊緣計算、網絡路徑、網絡結構、電信網絡還處于技術難點攻克階段。數據倉庫、數據匯總、數據驅動也需要加大研究力度。通過專利地圖的分析，能直觀地看出技術的熱點與技術空白區。國家可以根據專利地圖所顯示的技術分布來進行對區塊鏈發明專利技術的系統規劃，將區塊鏈難點技術分階段突破，分步實施規劃，力爭實現區塊鏈技術的全面發展[8]。企業在分析專利地圖后，最大可能規避區塊鏈發明專利的研究風險，可以尋找區塊鏈技術研究的突破點，積極主動地開展區塊鏈技術的研究，力求區塊鏈技術與企業自身發展結合產生最大價值。

2.6 當前申請專利權人技術分布

分析當前申請專利權人技術分布圖，可以看出專利申請人在每個IPC分類小組中的專利申請情況，進而分析出該專利技術重點和熱點的IPC分類小組。從圖6可以看出，美國的強力物聯網投資組合2016有限公司在區塊鏈專利申請技術分布上占據了主導地位[9]，與區塊鏈相關的技術申請量都領先其他專利申請人。H04L29/08(以傳輸控制規程，例如數據鏈級控制規程)技術的申請人較其他技術多，說明該技術是區塊鏈發明專利申請的重點技術。而美國強力物聯網投資組合2016有限公司在G05B19/418(全面工廠控制，即集中控制許多機器，例如直接或分布數字控制(DNC)、柔性制造系統(FMS)、集成制造系統(IMS)、計算機集成制造(CIM))技術的申請明顯領先于其他的申請人，說明當前申請人在該技術的研究還不夠深入，或者該技術是區塊鏈技術研究的難點技術。 由此說明，當前申請專利權人應該重視對薄弱技術的攻克，例如G06N3/02(采用神經網絡模型)、G05B23/02(電檢驗式監視)、G06N20/00(機器學習)、H04L1/00(檢測或防止收到信息中的差錯的裝置)、G06N7/00(基于特定數學模式的計算機系統)等技術。從圖6可以清晰地看出強力物聯網投資組合2016有限公司在區塊鏈發明專利的大部分技術中處于領先地位，而H04L29/08(以傳輸控制規程，例如數據鏈級控制規程)這一項技術創新先進技術有限公司與國際商業機器公司的專利申請量高。當前申請專利權人技術分布突顯了某一技術領域的領先者[10]。這也為獵頭公司在尋找技術領先人才提供了方向。企業可以根據這一分析形成兼并、收購對手的區塊鏈技術發展規劃。

圖6 當前申請(專利權)人技術分布

2.7 當前申請(專利權)人區域申請趨勢

通過分析當前申請(專利權)人區域申請趨勢可以看出當前該專利申請的主要區域集中在哪些國家，進而反映出該專利在哪些國家重視對該專利的研究和投入。從圖7可以看出，當前申請人的區域自2000年開始便集中在美國，且申請量遠高于其他的國家。中國的申請量趨勢逐年增多，但在數量上少于美國。這與美國的區塊鏈技術發展和區塊鏈政策分不開[11]。美國區塊鏈技術的發展早于我國。美國將比特幣視為與法定貨幣等同的貨幣，吸引了大量的用戶對區塊鏈技術的關注和研究。隨之而來的是美國區塊鏈技術的飛速發展。而中國對區塊鏈技術研究要晚于美國。

圖7 當前申請(專利權)人區域申請趨勢

我國在區塊鏈發明專利技術上要縮小與美國的差距，要在意識層面加強對區塊鏈技術的全面認識，科學制定區塊鏈技術戰略發展計劃，分步實施，力求趕超美國的區塊鏈技術[12]。我國自2002年開始，對于區塊鏈發明專利的申請逐年增加，這也顯示了區塊鏈技術在我國的逐步發展。

2.8 當前申請(專利權)人IPC技術對比

通過分析當前申請(專利權)人IPC技術對比可以了解到該專利的技術熱點和難點，為企業投入和研究提供一定的導向。圖8分析可知美國的創新先進技術有限公司、恩鏈控股有限公司、國際商業機器公司以及中國的阿里巴巴等幾個區塊鏈技術申請量較多的公司，其專利申請的技術都集中在以下幾個IPC分類小組中的技術：H04L9/32(包括用于檢驗系統用戶的身份或憑據的裝置)、H04L29/08(以傳輸控制規程，例如數據鏈級控制規程)、G06F17/30(信息檢索，及其數據庫結構)、H04L9/06(使用移位寄存器或存儲器用于塊式碼的密碼裝置)、H04L29/06(以協議為特征的)。美國對于這幾項技術的申請量要高于我國。這與21世紀初區塊鏈四大核心技術在美國率先架構完成是分不開的。由此說明，我國在區塊鏈技術的研究中應加大對以上技術的投入，奠定區塊鏈技術的核心，從而促進區塊鏈技術的穩步發展[13]。結合競爭態勢評價法，確定當前專利申請人在區塊鏈發明專利相關技術的戰略地位，以及現存的優劣勢[14]。企業在分析當前申請專利權人IPC技術對比之后，結合企業自身的實際情況揚長避短，有針對性地進行區塊鏈技術的投入，發揮出企業的最大價值。

圖8 當前申請(專利權)人IPC技術對比

3 產業發展對策

由上述分析可知，美國的區塊鏈技術位于世界前列。美國在科技領域領先世界其他國家，不斷加緊區塊鏈在世界范圍內的技術特征布局。自2016年區塊鏈技術被寫入“十三五”規劃以來，我國在加緊區塊鏈技術研究的步伐。中國加大對區塊鏈技術的投入，爭取在區塊鏈技術領域處于領先地位[15]。

3.1 完善區塊鏈技術的法律規制

完善區塊鏈的相關立法，區塊鏈立法上的保障。區塊鏈作為一個新興行業，我國在區塊鏈行業的法律規制和風險防控方面還不夠完善。我國目前在刑法方面有關于“侵犯公民個人信息罪”“幫助信息網絡犯罪活動罪”等罪名，在民法方面有個人隱私權的保護規定。經濟法層面出臺了一系列對于比特幣的法律法規。行政法層面有《計算機系統安全保護條例》。司法解釋層面有《關于互聯網法院審理案件若干問題的規定》。我國在近幾年探索了區塊鏈與司法實踐的融合，“區塊鏈+司法”的模式在中國應用起來。我國在區塊鏈技術領域的法律正在逐步實施，但相比區塊鏈技術的飛速發展，我國關于區塊鏈技術法律規制還不夠完善，所以我國應該從不同層面加強對區塊鏈法律行為的規制，既要給予區塊鏈技術不斷發展的自由，又要規制區塊鏈技術發展過程中帶來的風險。

3.2 調整區塊鏈技術的研究方向

企業可以結合區塊鏈發明專利的上述分析采用SWOT分析法了解區塊鏈技術的發展現狀，確定公司現有的資源優勢和缺陷，對企業的內外部環境進行分析，抓住機遇利用企業的優勢來降低發展過程中遇到的風險，制定公司關于區塊鏈技術的未來發展計劃。在計劃制定完畢后，在執行層面有效推進[16]。

針對目前我國區塊鏈發展現狀，我國企業應該及時調整研究方向，針對區塊鏈四大核心技術進行研究，重點關注信息檢索、數據庫的構建、數據傳輸規程以及用于檢驗系統用戶的身份或憑據的裝置，在密碼學的研究領域也應該加強投入。企業通過對區塊鏈發明專利技術的分析，調整研究方向，加強對專利技術的布局。在知識產權時代，企業更應該注重對于自身開發的區塊鏈發明專利進行保護。高新技術企業可以走進校園，與高校合作[17]，加快區塊鏈發明專利的轉化和應用，促進區塊鏈發明專利的技術成果轉化。

3.3 注重區塊鏈技術與產業結合

北京奇虎科技有限公司在2018年發布了針對區塊鏈領域的解決方案，將區塊鏈技術與公司的業務相銜接，涵蓋了交易所，智能合約，礦池，錢包四大領域。騰訊在2015年便成立了區塊鏈團隊從事區塊鏈技術的產業化研究。騰訊在區塊鏈技術開發了多個應用場景，例如微黃金、供應鏈金融、公益尋人等商業項目。阿里巴巴方面，螞蟻區塊鏈技術已經成功運用到房屋租賃，食品溯源，商品正品保障等項目中。阿里巴巴與普華永道簽署了跨境食品溯源的項目合作書，打造透明公開的跨境食品溯源鏈[18]。我國一些大公司已經成功地將區塊鏈技術與產業融合，這激勵著我國的其他企業發展區塊鏈技術。目前我國的其他行業也結合區塊鏈技術的優勢，進行了區塊鏈技術的產業融合，例如在基于區塊鏈技術所進行的物聯網的發展，基于區塊鏈技術進行的綠色生態農產品的產出與銷售，出版行業與區塊鏈技術的結合以及區塊鏈技術與綠色金融體系的融合建設。企業應結合實際情況，針對區塊鏈技術發展和市場需求，制定多樣化的發展戰略。

3.4 深化區塊鏈技術的國際合作

深化區塊鏈技術的國際合作，加快區塊鏈的國際化發展，中國在自力更生的基礎上還需要加強與國際的合作。區塊鏈技術還處于發展期，加強與國際上的技術交流，可以有效的了解區塊鏈發展的動向，力爭與其他國家合作，突破區塊鏈技術發展過程中的難點，促進區塊鏈技術的發展。我國要從全球戰略和國際化的角度出發，重視區塊鏈發明專利在國際上的布局。我國應優化區塊鏈發展的國內外環境，促進區塊鏈技術的國際合作[19]。為了深化區塊鏈技術的交流探索區塊鏈技術發展的新模式，可以組建國際區塊鏈產業聯盟，進行區塊鏈技術的深度合作。我國可以搭建區塊鏈技術的國際交流平臺，讓更多的企業和其他組織參與進來，深化區塊鏈技術的交流與合作。

3.5 加強區塊鏈技術的人才培養

我國目前重視對人工智能行業的發展，建設了多所高校成立人工智能學院，開設區塊鏈技術的課程。我國應加強對于區塊鏈人才的培養，促進區塊鏈技術領域發展。可以加強與其他國家的合作，整合區塊鏈技術的研究平臺，使中外學者可以充分交流，進行學術探討，促進區塊鏈前沿技術的發展[20]。企業應該加強對區塊鏈和人工智能人才進行引進，加大市場對于區塊鏈和人工智能人才的需求，激勵人工智能和區塊鏈人才的培養。政府應提供政策支持，提高社會公眾對于區塊鏈技術的熱情。多舉辦與區塊鏈和人工智能相關的活動，提升社會公眾對區塊鏈和人工智能的關注。可以通過政府牽頭的方式組建區塊鏈技術的精英團隊，定期進行區塊鏈技術的探討與政策制定，為企業搭建區塊鏈技術的政企溝通平臺。