（作者按：本文發表於《中國發明與專利》2018年第3期。文中資料更新日期為2018.2.4）
區塊鏈技術因其潛在應用價值和巨大發展前景受到金融銀行、科技企業以及創業公司的關注，創新主體開始在中國提交專利申請，以維護自身的合法權益。本文介紹了區塊鏈的概念、區塊鏈與數字貨幣專利，對區塊鏈中國專利進行全面檢索，並從專利申請發展趨勢、申請人地區分佈、國內外主要申請人及專利技術內容、關鍵技術、應用場景等方面進行分析，並針對結論提出了建議，為我國區塊鏈技術研發提供參考。
0 前言
區塊鏈技術是比特幣最底層的核心技術，最早出現在中本聰的論文《比特幣：一種點對點的電子現金系統》中。目前，區塊鏈技術整合分散式資料儲存、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術，其應用已經超越比特幣，延伸到金融服務、物聯網、供應鏈管理、公共服務等多個領域，被稱為改變業務乃至機構運作方式的重大突破性技術，將為新一代資訊科技的發展帶來新的機遇。創新是區塊鏈技術深入發展的核心驅動力，區塊鏈技術誕生於比特幣開源社群，國內外主流區塊鏈架構均在開源平臺進行了技術開源，加快了區塊鏈的技術創新，而技術開源允許人們以專利的形式從智慧財產權中謀利，從而保護創新的積極性。本文將系統梳理區塊鏈技術的概念、專利申請趨勢、國內外主要申請人、關鍵技術及應用場景，利用專利資訊揭示國內區塊鏈專利技術的發展狀況。
1 區塊鏈概述
從本質上來說，區塊鏈是一個去中心化的資料庫，由多方共同維護，以塊鏈結構儲存資料，使用密碼學保證傳輸和訪問安全，能夠實現資料一致儲存、無法篡改、無法抵賴的技術體系。以比特幣為例，區塊鏈就是一個收錄所有比特幣歷史交易的總賬本，其區塊是按時間順序相連的基本儲存單元，每隔10分鐘由在演算法競爭中勝出的節點（曠工）建立，並記錄該段時間內各節點的全部交易資訊。區塊由三部分組成：本區塊的地址、交易單和前一個區塊的地址，這種設計使得每個區塊都能找到其前一個區塊，甚至溯源至起始區塊，從而形成了一條完整的交易鏈條。區塊鏈技術四個發展路徑如圖1所示：
圖1 區塊鏈的發展路徑
可以將區塊鏈看作分散式賬本技術的一種，用於分散式身份認證、分散式域名系統、分散式自治組織等。智慧合約是以數字形式定義的能夠自動執行條款的合約，在區塊鏈技術領域，是指基於預定事件觸發、不可篡改、自動執行的計算機程式［vi］。虛擬機器是區塊鏈中智慧合約的執行環境，執行在虛擬機器內部的程式碼不能接觸到網路、檔案系統或者其他程序。隨著區塊鏈技術和應用的不斷深入，以智慧合約、分散式應用為代表的區塊鏈2。0，將不僅僅只是支撐各種典型行業應用的架構體系，在組織、公司、社會等多種形態的運轉背後，可能都能看到區塊鏈的這種分散式協作模式的影子。在區塊鏈3。0階段，區塊鏈將應用於某些全球性公共服務上，包括政府、健康、文化和藝術等。區塊鏈技術可以構建一個高效可靠的價值傳輸系統，推動網際網路由資訊分享網際網路向價值網際網路邁進。中國重視區塊鏈技術的研究，工業資訊部於2016年釋出了中國區塊鏈技術和應用發展白皮書，2017年釋出首個區塊鏈標準——區塊鏈參考架構，在區塊鏈技術領域，中國與美國站在相同的起跑線上。
2 區塊鏈與數字貨幣專利
比特幣是區塊鏈技術最成熟的應用案例，比特幣透過對等網路將一定時間段內的交易資訊加上時間戳組合在一起形成區塊，再把區塊互相連結起來形成一個鏈條、彼此互相驗證，就形成了區塊鏈。區塊鏈不需要透過金融機構或中介機構，以點對點的方式即可實現價值轉移。
區塊鏈具有顛覆現有金融系統的潛力，金融銀行、支付企業對該技術興趣濃厚。美國高盛集團作為投資銀行和證券公司，於2014年10月向美國專利商標局提交了名為“證券結算用加密貨幣”，在該專利申請中，高盛推出了基於區塊鏈的加密貨幣“SETLcoin”，探索改變證券的交易方式，債券、股票、現金的結算可以透過加密貨幣進行，無需第三方機構。該專利申請於2015年11月公開，權利要求經過大幅度修改後於2017年7月獲得授權，對加密貨幣的計算機可讀儲存裝置及系統進行保護，而原先專利申請中要求保護的點對點密碼貨幣虛擬錢包及其交易方法於2017年6月另行提交專利申請。另外，高盛2015年3月還透過PCT提出了能夠處理外匯市場上的金融交易的分散式賬本國際專利申請，採用分散式計算機系統，能夠對多個金融交易進行處理。高盛的加密貨幣專利引起了高度關注，使其在區塊鏈技術競爭中處於領先地位。
中國數字貨幣作為法定貨幣必須由央行來發行，其本身就是貨幣而不僅僅是支付工具。中國人民銀行印製科學技術研究所於2016年開始圍繞數字貨幣進行專利佈局，涉及數字貨幣系統的架構、支付數字貨幣系統、提供數字貨幣的系統等，在系列專利申請中將央行發行的數字貨幣表示為“D幣”，並提出基於“D幣”交易的資金轉移系統，該系統核心要素為一種幣、兩類庫、三個中心，一種幣即為“D幣”，兩類庫分別是D幣的發行庫和銀行庫，三個中心是登記中心、CA認證中心和IBC認證中心。2017年中國人民銀行在印製科學技術研究所的基礎上成立數字貨幣研究所，旨在研究區塊鏈和數字貨幣，探索區塊鏈技術在金融系統應用，該研究所關於數字貨幣的專利申請已達35件，涉及數字貨幣的發行、交易、結算、兌換、管理節點以及數字貨幣錢包，其中，數字貨幣的確權登記模組的確權鏈基於區塊鏈技術構建。中鈔造幣總公司北京智慧卡技術研究院也積極佈局區塊鏈和數字貨幣，申請了基於區塊鏈技術的數字資產、數字貨幣專利，2018年1月中鈔造幣總公司在杭州成立區塊鏈研究院，北京智慧卡技術研究院的區塊鏈專利已經全部轉讓給杭州區塊鏈研究院。
3 區塊鏈中國專利技術分析
3。1 研究方法與資料來源
專利文獻中包含了豐富的技術資訊、法律資訊和經濟資訊，它闡述了發明的內容，不僅描述了該發明所屬技術領域中的現有技術及其存在的問題，而且還說明了發明的基本要點及實施方案。專利分析實質上就是對專利文獻進行統計分析以獲取所需資訊，對國家戰略高新技術發展規劃的制定與佈局、對企業研發投資與市場策略的制定等都具有重要的意義。
本文的專利資料來源為中國專利公開庫，檢索日期為2018年2月4日，採用中英文關鍵詞，並採用分類號、人工等去除無關資料，統計分析後對主要申請人進行相關專利資料補充。相關檢索要素如表1所示。檢索得到區塊鏈公開專利申請1255件（注：2016年、2017年部分專利未公開），以下分析是基於已公開的專利申請做出的。對區塊鏈中國專利技術進行宏觀資料分析，包括：申請量、地區分佈、主要申請人、關鍵技術、應用場景等，據此以瞭解區塊鏈技術的整體發展歷程。
3。2區塊鏈中國專利申請發展趨勢
區塊鏈中國專利申請態勢如圖2所示。2016年的已公開申請量為428件，2017年當年已公開的申請量已達749件，考慮到中國專利申請公開的滯後性以及當年申請公開的時間分佈，以相同領域或相近領域（G06Q， H04L， G06F）專利當年申請按年公開分佈情況為參考，可以對2016年和2017年的專利申請量進行預估，預估後的全年申請量範圍如圖2虛線所示。
圖2 區塊鏈中國專利申請發展趨勢
可以看出，2015年以前經歷了技術緩慢發展期，申請量維持在較低的水平，屬於區塊鏈技術的萌芽期，在此期間比特幣為眾人所知，區塊鏈從比特幣系統中剝離出來。從2016年開始，申請量出現爆發式增長，金融銀行、科技公司以及創業公司紛紛入局，對區塊鏈技術進一步研究，區塊鏈的應用前景更加清晰，從金融服務業擴充套件到物聯網、供應鏈管理、公共服務等領域，大量的研發投入催生出相當量的專利申請，表明區塊鏈專利技術進入快速發展階段。
3。3 區塊鏈中國專利主要地區分佈
區塊鏈中國專利主要省市分佈如圖3所示。可以看出，北京、廣東、浙江、上海等地區區塊鏈技術專利申請較多，約佔中國申請量的77%，這與金融銀行、科技巨頭、創業公司主要集中在這些地區密切相關。目前，國家級或地區級的區塊鏈行業聯盟已經成立，其中，全球共享金融百人論壇在北京成立中國區塊鏈研究聯盟，推動區塊鏈應用的規範化、標準化；由清華大學、微軟、布比等研究機構和初創公司成立的中關村區塊鏈產業聯盟，開展組織產學研合作，打造區塊鏈產業鏈。萬向控股、樂視金融、上海矩真等在上海發起成立的分散式總賬基礎協議聯盟，共享智慧財產權成果；微眾銀行、平安銀行、招銀網路、恆生電子等在深圳共同發起成立的金融區塊鏈合作聯盟，整合及協調金融區塊鏈技術研究資源。區塊鏈專利技術地域分佈與產業發展、產業聚集區位置在一定程度上存在正相關。
圖3區塊鏈中國專利主要省市分佈
3。4 區塊鏈中國專利國內申請人分析
區塊鏈解決了去中心化下的共識問題，力圖構建一個開放、共享、安全、去中心化的技術理想國度。區塊鏈的特性使其可能消解甚至顛覆金融銀行、科技公司的中心化業務模式。中國人民銀行、阿里巴巴、騰訊等紛紛進行技術研發，探索區塊鏈的應用場景。區塊鏈創業公司也紛紛湧現，將區塊鏈技術應用到包括金融與非金融在內的多個領域中，出現了一些為區塊鏈開發者提供開發平臺的技術型公司。區塊鏈中國專利國內申請人如圖4所示。
圖4 區塊鏈中國專利國內主要申請人
阿里巴巴的區塊鏈專利申請始於2016年12月，在國內申請人中排名居首，多涉及對區塊鏈關鍵技術的改進和利用區塊鏈技術對現有資料進行操作，前者包括共識方法或裝置、區塊鏈資料儲存和查詢、區塊鏈節點通訊方法、區塊鏈節點資訊監控以及基於區塊鏈的資料處理或業務處理，後者包括採用區塊鏈技術對現有資料進行校驗、監控、備份、隱私保護等。
中國人民銀行依託其數字貨幣研究所，圍繞數字貨幣作為主要技術內容進行專利佈局。中國法定數字貨幣必須由國家主權保障，由中國人民銀行主導8。基於中國人民銀行的職責和定位，成立數字貨幣研究所，研究區塊鏈並基於區塊鏈技術開發數字貨幣及其系統，自是題中應有之義。
北京布比公司作為專業的區塊鏈技術公司，專利佈局較早，始於2015年11月，對區塊鏈應用場景進行全方位佈局，主要涉及貿易資訊、事件認證、博彩發行、醫療資料、票據處理、物聯網、社交網路、電子證據、網路支付、數字資產等。基於其區塊鏈技術，北京布比公司透過上海布萌公司推出了基於區塊鏈技術的數字資產流通網路——布萌數字資產平臺，以API/SDK的形式提供了場景化區塊鏈即服務（BaaS），透過該平臺，不同機構不同資產實現跨越流通。目前北京布比公司透過轉讓，與上海布萌公司共同持有3件發明專利申請，分別是“基於分散式共享總賬的數字資產交易系統及其構建方法”、“區塊鏈系統許可權管理方法和裝置”、“基於衍生鏈的資產資料處理方法及裝置”。此外，北京布比公司還透過其全資公司深圳布諾公司推出了區塊鏈供應鏈金融服務平臺“布諾”，將銀行、核心企業、保理公司等連結起來。北京布比公司透過轉讓，與深圳布諾公司共同持有4件發明專利申請，分別是“貿易資訊的處理方法、裝置和系統”、“分散式資訊的授權訪問方法及系統”、“提高票據處理安全性的方法及票據處理系統”、“區塊鏈身份構建及驗證方法”。透過共同持有的專利，可以知道各平臺所用的區塊鏈專利技術。
江蘇通付盾科技有限公司、北京瑞卓喜投科技發展有限公司、杭州複雜美科技有限公司、杭州雲象網路技術有限公司等區塊鏈創業公司透過區塊鏈技術與具體應用場景結合，以期未來對傳統業務進行顛覆。電子科技大學則成立了區塊鏈研究所，在高校研究機構中申請量排名第一。錢德君是上海唯鏈資訊科技公司聯合創始人，目前已將3件專利申請轉讓給上海唯鏈資訊科技公司。
北京位元大陸科技有限公司在超高效能計算領域具有強大的研發能力，產品包括比特幣挖礦運算裝置，研發了數字貨幣晶片、礦機以及礦池，專利申請多涉及比特幣挖礦機的系統改進及挖礦業務處理。其中，“比特幣工作量證明雜湊計算晶片最佳化的方法、裝置和電路”、“串聯供電電路、虛擬數字幣挖礦機和計算機伺服器”已透過PCT提出國際專利申請。另外，其全資公司算豐科技也申請了部分礦機方面專利。
騰訊則與多家銀行合作，重點關注區塊鏈的金融應用。騰訊的專利申請始於2017年2月，主要涉及共識演算法、資料儲存和資料處理、智慧合約等方面具有專利和技術積累。而騰訊旗下的微眾銀行則在2016年6月即對區塊鏈技術進行了專利佈局，涉及區塊鏈的底層技術，如區塊鏈狀態同步、智慧合約覆蓋技術精度、區塊鏈資料訪問、節點連結、雲服務平臺構建、資產管理及交易等。
區塊鏈技術與應用場景相結合，具有巨大的潛力，金融、科技等行業投入研發力量，實現了產學研的有效結合，改變了在傳統技術領域高校研究機構佔優的局面。
3。5 中國區塊鏈專利國外申請人分析
圖 5 區塊鏈中國專利 國外 主要申請人
中國已公開的區塊鏈專利申請絕大多數來自國內申請人，國外申請量極少，可能的原因在於區塊鏈為新興技術，國外申請人可以在優先權日起30個月內透過國際申請進入中國，其專利公開具有滯後性。國外申請主要來自美國和日本，申請人包括美國的納斯達克、識庫鏈公司、安全第一公司以及日本的索尼公司，如圖5所示。
美國納斯達克作為知名的證券交易所，申請了“區塊鏈交易記錄的系統和方法”，公開了基於區塊鏈的交易所繫統，透過區塊鏈對匹配訂單進行交易和結算，交易所監控區塊鏈實現對交易進行確認和監管。識庫鏈公司的專利申請涉及供應鏈管理，透過區塊鏈實現物流交易的加密驗證以及供應鏈中源物品追蹤。日出科技集團有限責任公司的申請涉及加密數字貨幣（如比特幣）的挖礦系統中的方法和裝置。
日本索尼公司專利申請包括能夠生成新區塊的電子裝置，可以用於金融、車聯網及教育等領域。而在基於區塊鏈的系統專利申請中，將節點分為控制節點和普通節點，控制節點簽名相當於一種擔保，普通節點透過驗證控制節點的簽名的有效性來達成對於待驗證節點的所有權宣告的共識，將所有權資訊記錄在要生成的區塊中，從而該記錄被加入到區塊鏈中。另外，索尼公司還申請了基於區塊鏈資料庫平臺的客戶端和身份驗證系統專利。
3。6 中國專利涉及的主要技術及應用場景分析
區塊鏈技術涉及的核心關鍵技術為共識機制、資料儲存、網路通訊、加密技術、隱私保護等1。根據區塊鏈專利技術的分類號及關鍵詞，可以對專利涉及的技術主體進行初步統計，結果如圖6所示，以數字證書、數字簽名、身份認證、加密演算法、隱私保護為主要的內容的密碼安全技術申請量最大，其次是資料儲存，涉及資料庫的資料庫結構、資料處理及資料儲存。共識機制也是區塊鏈技術的關鍵技術，各主要申請人均有專利佈局，其中以阿里巴巴為首。在密碼安全領域，江蘇通付盾科技有限公司的專利申請量最多；北京瑞卓喜投科技發展有限公司的專利申請多涉及區塊鏈資料勘誤更正及查詢、拓展區塊鏈等，在資料儲存領域排名第一。比特幣挖礦需要專業的挖礦機，其專利申請以位元大陸為代表。主要申請人區塊鏈涉及的技術內容分佈如圖7所示。
圖 6 中國專利涉及的主要技術
圖 7 中國專利主要申請人技術分佈
區塊鏈技術作為支撐比特幣的基礎技術，可以實現信用認證和網際網路價值轉移，在金融服務領域的實踐已經逐漸展開，並延伸到物聯網、智慧製造、供應鏈管理、社會公共服務等多個領域。透過對已公開專利申請進行統計分析，可以看出，金融服務是最大的應用場景，其次是物聯網、公共服務和供應鏈管理，具體應用場景如圖8所示。
圖8 區塊鏈中國專利涉及應用場景分佈
4 結論和討論
透過對區塊鏈技術中國申請專利發展趨勢、地區分佈、國內外主要申請人及專利、關鍵技術和應用場景進行分析，得出以下結論，並提出相應建議。
1、區塊鏈技術作為新興的技術，應用前景廣闊，受到各國政府組織、科技企業、研究機構的重視，創業公司湧現，技術發展迅猛。中國區塊鏈專利近兩年內更是急遽增長。各創新主體在關鍵技術、應用場景方面進行專利佈局。2017年申請的區塊鏈專利公開量已達近750件，預估2017的實際全年申請量在1800-2100件之間，技術創新活躍，處於技術快速成長期。隨著區塊鏈技術的研究深入，未來幾年內申請量仍將保持高速增長。
2、區塊鏈技術雖然發展迅猛但積累期短，有很多方面的技術正在進行非常深入的研究，中國仍與其他國家站在同一起跑線上，處於技術發展的探索期，不受歐、美、日等國家專利的掣肘。中國網際網路正加速向經濟社會各領域滲透融合，資訊化服務快速普及，移動網際網路應用漸成主角，擁有更豐富的支付場景，這些外部環境都將為中國區塊鏈技術發展提供驅動力。並且，在我國“大眾創業，萬眾創新”政策的鼓勵下，更多的創新主體參與進來，中國有希望成為區塊鏈技術的領導者之一。
3、區塊鏈中國專利申請主要來自國內申請人，並且專利佈局限於國內，只有少數如華為、中興、位元大陸、清華大學深圳研究生院等透過PCT提交國際專利申請。因此，無論國外申請人來華提交申請，還是過內申請人向國外提交申請，都未形成大規模的跨國專利申請。考慮到華為、中興等公司專利申請一般在18個月後公開，兩公司必然在2017年對區塊鏈技術進行國內外專利佈局。國內其他區塊鏈創新主體應根據自身情況選擇合適的途徑積極進行國外專利佈局，提升國際競爭力。
4、北京、深圳、上海、杭州已經成為區塊鏈公司的聚集地，地區級或全國級行業聯盟已經建立起來，在研究、應用方面開展合作，推動國內區塊鏈技術發展。藉助產業聯盟可以整合智慧財產權，在聯盟成員間構建專利池，形成智慧財產權共同運營的合作模式，提高和擴充聯盟企業的創新轉化能力，透過共建行業標準，形成共同抵禦外來智慧財產權風險的能力。高校科研機構的研究能力還未能得到充分發揮，國內重點企業或行業聯盟可與高校研究加強聯合，加快核心關鍵技術攻關和行業政策研究，培養區塊鏈專業技術人才。
5、隨著區塊鏈技術的不斷髮展和專利申請的持續累積，國內外創新主體開始探索將該技術應用到非金融領域，如供應鏈、物聯網、智慧財產權、公共服務等領域，各行業特別是金融銀行、科技公司等應積極擁抱區塊鏈技術帶來的變革，避免業務被消解或公司被顛覆。
區塊鏈被稱為顛覆性的創新技術，各國家組織、大公司及創業公司在技術積累過程中必然會積極進行專利佈局，在新一輪技術競爭中搶佔先機。國內企業應積極追蹤國外行業領導者和主要競爭對手國內外的專利佈局情況，做到知彼知己，心中有數，同時有效運用專利制度，進行國內外專利佈局，提高競爭力。
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作者泊頭子
公眾號：專利方舟
