基于专利申请的我国区块链研究与发展基况

刘长娥 程彬彬 原源 蔡小昂 张琴

摘  要：区块链是近年来全球关注的一项新兴技术，其技术的发展对提升我国科技竞争力与企业创新能力具有重要意义。区块链专利申请在一定程度上代表了区块链相关技术的发展水平，通过分析中国区块链专利申请现状，从区块链专利申请基况、主要研究区域与机构、不同技术研究分布、技术发展等方面，了解我国区块链相关的技术研究与发展基况，以期为区块链相关技术研究与企业发展提供参考。

关键词：区块链;专利申请;技术研究;技术发展

中图分类号：TP311.13;G306      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）02-0159-05

Abstract：Blockchain is an emerging technology that has attracted global attention in recent years. The development of its technology is of great significance to the improvement competition of scientific technology and ability of enterprise innovation in China. Blockchain patent applications represent the development level of blockchain related technologies，to some extent，by analyzing the current situation of patent application of blockchain in China，from the aspect of blockchain patent application condition，main research areas and institutions，different technology research distribution，technology development，etc.，to understand the condition of blockchain related technology research and development in China，hoping to provide reference for blockchain related technology research and enterprise development.

Keywords：blockchain;patent application;technology research;technology development

0  引  言

“区块链”是一种分布式的共享账本和网络数据库，区块链技术是一种由全民参与记账的方式，具有数据的不可篡改、信息公开透明以及交易的可追溯性等特点。近年来区块链已经成为全球关注的焦点，纳入各国发展战略，区块链技术与人工智能、物联网、大数据等新兴信息技术相互交叉融合，为全球的经济和社会带来巨大改变，作为一项新兴技术，区块链必将推动人类社会进入一个崭新的互联网时代。

我国非常重视区块链技术的研究，工信部于2016年10月印发了《中国区块链技术和应用发展白皮书（2016）》，2019年10月中共中央政治局就区块链技术发展现状和趋势进行了第十八次集體学习，引发了我国区块链的研究热潮。在区块链技术领域，我国已经赶上美国的发展步伐[1-6]。

区块链技术诞生于比特币开源社区，其技术开源允许人们以专利的形式获取相关的利益。由于专利包含了丰富的技术信息，企业能够从专利中获取直观、可靠与超前的创新信息。专利申请可以对相关技术进行保护，区块链专利申请的数量和质量在一定程度上代表了该区域相关技术的发展水平，通过分析中国区块链专利申请现状，可以了解我国区块链相关的技术研究，掌握我国区块链技术发展现状[7-10]。

本文基于incoPat全球专利数据库，根据中国区块链发展基况，以“区块链”为主题词，2020年12月10日检索近5年（2015—2019年）我国相关专利的申请情况，并通过申请号合并，获取相关数据。

1  区块链技术研究基况

1.1  区块链专利申请基况

区块链技术研究起步较早的国家是美国，2003年申请了“存储器数据管理方法及其分配”专利，我国区块链技术起步晚，2013年开始出现涉及区块链的专利申请[9]，比国外晚了10余年，但是我国区块链相关专利在全球占比高达50%以上，位居全球之首。

我国区块链技术从2015年开始受到关注，2016年以太坊技术得到市场认可，我国相关的专利申请趋于增多;2017年区块链技术的价值日益凸显，企业申请相关专利的数量开始激增，2018年达到高峰，如图1所示，相关的技术研究也成为热点，目前相关技术仍然处于快速发展中。

我国申请的区块链专利技术主要由G06Q、G06F、H04L组成，区块链专利申请涵盖了支撑技术和应用技术两大领域，涉及数据层技术、合约层技术、共识层技术、网络层技术、激励层技术等几乎所有区块链技术分支[11]。随着信息技术的发展，区块链的技术种类更加丰富，如图2所示。

1.2  主要研究区域与机构

专利在很大程度上能够反映一个企业的研发能力和技术创新活动，区块链专利的持有量已经成为企业创新能力和核心竞争力的重要评价指标。区块链技术借助分布式存储、数据指纹、时序数据、去中心化共识机制、非对称加密等技术，极大地突破了传统中心化架构的范式和局限，引起全社会的广泛关注，许多企业也纷纷将目光投向极具变革与创新能力的区块链技术，并进行相关的专利申请[12]。

我国最早申请区块链相关技术的机构主要来自北京和上海，其中，布比（北京）网络技术有限公司和光载无限（上海）网络科技有限公司专利申请量较多。

近5年区块链相关专利的申请主要来自于广东、北京、浙江、上海、江苏、山东、四川、福建、湖北、陕西等地，其中，广东和北京相关专利的申请量较多。可以看出，区块链专利申请数量与区域经济发展水平具有一定的相关性，经济发展水平高的区域，区块链专利申请数量通常较多，区块链技术发展水平也越高，如图3所示。

广东从事区块链相关技术研究的机构主要是深圳前海微众银行股份有限公司、深圳壹账通智能科技有限公司、深圳市网心科技有限公司、中兴通讯股份有限公司、中山大学、华为技术有限公司、平安科技（深圳）有限公司、深圳市元征科技股份有限公司、腾讯科技（深圳）有限公司、广东工业大学、深圳众享互联科技有限公司、众安信息技术服务有限公司、深圳前海华深安信物联技术有限公司等。

北京从事区块链相关技术研究的机构主要是布比（北京）网络技术有限公司、北京艾摩瑞策科技有限公司、北京京东世纪贸易有限公司、北京京东尚科信息技术有限公司、北京工业大学、北京海益同展信息科技有限公司、北京京东金融科技控股有限公司、中电科大数据研究院有限公司、北京艾摩瑞策科技有限公司、中国联合网络通信集团有限公司、百度在线网络技术（北京）有限公司、北京时代远行信息科技有限公司、中金云金融（北京）大数据科技股份有限公司、北京瑞卓喜投科技发展有限公司、北京百度网讯科技有限公司等。

浙江从事区块链相关技术研究的机构主要是阿里巴巴集团控股有限公司、杭州复杂美科技有限公司、杭州趣链科技有限公司、支付宝（杭州）信息技术有限公司等。

上海从事区块链技术研究的机构主要是上海点融信息科技有限责任公司、上海唯链信息科技有限公司、上海分布信息科技有限公司等。

可以看出，我国从事区块链专利申请的机构主要是互联网/电子商务行业、计算机软件行业、基金/证券/期货/投资行业等。

1.3  不同技术研究分布

区块链技术研究主要集中分布于杭州、深圳、北京、广州，各区域针对不同的技术进行了布局，许多企业专注于开发一种单一的技术，通过对比企业专利申请的侧重点，进一步了解各企业在区块链技术研发上的优势与劣势。

有关安全认证、交易信息、数字证书、服务终端、管理平台、证书管理、信用等安全与隐私相关技术专利申请的前10机构排名为：阿里巴巴集团控股有限公司、腾讯科技（深圳）有限公司、杭州复杂美科技有限公司、区块链控股有限公司、杭州趣链科技有限公司、众安信息技术服务有限公司、北京艾摩瑞策科技有限公司、深圳前海微众银行股份有限公司、深圳壹账通智能科技有限公司、深圳市网心科技有限公司。相关技术的研究机构主要分布于杭州与深圳，如图4所示。

从事链码技术相关专利申请的前10机构排名为：北京京东世纪贸易有限公司、北京京东尚科信息技术有限公司、北京工业大学、北京海益同展信息科技有限公司、北京京东金融科技控股有限公司、国际商业机器公司、中山大学、中电科大数据研究院有限公司、华为技术有限公司、南京理工大学。相关技术的研究机构主要分布于北京，如图5所示。

从事数据、系统记录、计算机程序、敏感信息、时间戳、数据控制等数据记录与证明技术相关专利申请的前10机构排名为：阿里巴巴集团控股有限公司、腾讯科技（深圳）有限公司、北京艾摩瑞策科技有限公司、杭州复杂美科技有限公司、深圳壹账通智能科技有限公司、平安科技（深圳）有限公司、中国联合网络通信集团有限公司、山东爱城市网信息技术有限公司、百度在线网络技术（北京）有限公司、深圳市元征科技股份有限公司。相关技术研究机构主要分布于杭州、深圳、北京等地，如图6所示。

从事共享、更新、安全、交通、平台、出行等行业服务相关技术专利申请的前10机构排名为：腾讯科技（深圳）有限公司、阿里巴巴集团控股有限公司、北京艾摩瑞策科技有限公司、中国联合网络通信集团有限公司、深圳壹账通智能科技有限公司、山东爱城市网信息技术有限公司、平安科技（深圳）有限公司、百度在线网络技术（北京）有限公司、杭州趣链科技有限公司、杭州复杂美科技有限公司。相关技术研究机构主要分布于杭州、深圳、北京等地，如图7所示。

从事传输系统、通讯传输、缓冲池等存储与传输技术相关专利申请的前10机构排名为：北京时代远行信息科技有限公司、中金云金融（北京）大数据科技股份有限公司、众安信息技术服务有限公司、北京海益同展信息科技有限公司、北京瑞卓喜投科技发展有限公司、北京百度网讯科技有限公司、广东工业大学、深圳众享互联科技有限公司、深圳前海华深安信物联技术有限公司，相关的技术研究机构主要分布于北京和深圳，如图8所示。

综上可以看出，区块链专利的研发热点主要集中在链内技术的安全与隐私和智能合约这两个模块。区块链技术的研发主体主要为企业，其中，阿里巴巴和腾讯不仅在专利申请量方面具有优势，而且也非常重视区块链专利技术的布局，在相关领域具有雄厚的技术实力。高校和科研机构在区块链技术研究方面相對欠缺。

2  区块链技术发展基况

区块链技术通常可以视为底层的分布式账本技术，包括哈希算法、非对称加密、P2P通信、分布式存储、分布式计算、共识协议等。自2015年以来，随着计算机科学、密码学、分布式系统、P2P网络等学科理论和技术的不断成熟，区块链技术也得到了快速的发展，引起国际社会的广泛关注[11，13]。

2.1  技术发展脉络

美国是区块链技术的首创国，我国区块链技术于2015年以后得到快速发展，相关专利的申请量趋于增多。根据区块链技术的发展脉络，2015年至2017年主要是有关区块链系统网络中信息的记录、信息存储、验证传播、交易数据收集、数据的合法性校验、全网各节点数据记录的一致性等，涵盖了数据层技术、网络层技术、合约层技术、共识层技术以及激励层技术，这一时期区块链进入了以智能合约与数字货币相结合为特征的阶段。随着以太坊技术的广泛应用，ICO、STO等新型融资手段相继出现，人们对私密性更为重视，推动了整个加密货币市场的繁荣发展[11]，2018年后各种密钥、加密保护、验证文件、监控系统、交易、收款、订单数据相关技术的专利申请量趋于增加，区块链技术逐渐完善，市场体系日益成熟，区块链进入了扩展应用阶段，如图9所示。

2.2  技术发展现状

创新是区块链技术深入发展的核心驱动力，区块链技术从生成到发展再到应用和推广，已经完成了“去中心化”，区块链的分布式“存储、验证、传输、交流”已经与计算机技术、密码学、分布式系统、P2P网络等学科理论和技术合流。Hash算法、数字签名、数字证书、PKI体系和Merkle树等有关密码学方面的技术基本成熟。随着区块链技术的不断完善，拜占庭容错算法从BFT逐步发展为PBFT、DBFT和RPCA等多种改进型算法;共识算法在最初PoW基础上也进一步发展了PoA、PoS和DPoS等新的共识算法;P2P网络技术目前尚未有明显改进。哈希函数作为底层安全技术，目前被广泛应用于各类区块链项目，而非对称加密已成为区块链隐私信息保护的成熟关键技术。当前基本形成了以密码学、分布式系统、P2P网络为主，多种改良技术为辅的区块链技术体系，并且与人工智能、大数据、物联网等前沿信息技术进一步深度融合，为我国产业转型集成创新和行业升级提供强有力的技术支持[11，14]。

3  结  论

基于区块链专利申请分析，近5年中国互联网/电子商务行业、计算机软件行业、基金/证券/期货/投资行业等领域对区块链较为关注，相关专利申请量逐年增加，尤其在2017—2018年。区块链技术研究机构主要分布于杭州、深圳、北京、广州，相关区域分别对区块链技术进行了布局，并有所侧重，区块链作为我国未来发展的新引擎，为中国经济转型升级与实现高质量发展注入了新动能。

我国区块链技术在2015年以后得到快速发展，智能合约与数字货币结合，加密货币和监控系统逐渐完善，区块链技术从生成到发展再到应用和推广技术体系日益成熟，并不断融入使用场景，在工业、农业与服务业等行业诸多场景得到实际应用。区块链技术仍在不断扩张，未来将为人类社会的方方面面构建一个完善的信任体系。

参考文献：

[1] 李文娟.区块链在出版领域的应用初探 [J].传播与版权，2019，12：130-132.

[2] 美林数据.工信部发布《中国区块链技术和应用发展白皮书》（附PDF全文） [EB/OL].（2018-02-27）.https：//www.sohu.com/a/224324631_711789.pdf.

[3] 新华社.习近平在中央政治局第十八次集体学习时强调 把区块链作为核心技术自主创新重要突破口 加快推动区块链技术和产业创新发展 [EB/OL].（2019-10-25）.http：//cpc.people.com.cn/n1/2019/1025/c64094-31421403.html

[4] 张建升.区块链技术中国专利申请状况及发展趋势分析 [J].中国发明与专利，2018，15（3）：123-128.

[5] 苏震，赵文彦.基于区块链的智慧农业应用分析与设计 [J].农业图书情报学报，2020，32（3）：44-53.

[6] 陈淑梅.基于区块链技术构建全球治理视角的高质量自贸区网络 [J].国际贸易，2020（12）：41-47.

[7] 邓栖霞.基于区块链技术的专利申请现状及发展趋势 [J].互联网天地，2018（10）：43-47.

[8] 赵阳.面向企业技术创新的专利技术信息挖掘与分析研究[J].现代情报，2020，40（12）：84-89.

[9] 国家知识产权局学术委员会.产业专利分析报告（第66册）--区块链 [M].北京：知识产权出版社，2019：16-24.

[10] 肖翰.知识产权保护视角下区块链技术的专利赋权标准研究 [J].科技进步与对策，2021，38（5）：97-104.

[11] 中国区块链生态联盟，青岛市崂山区人民政府，赛迪（青岛）区块链研究院.2018—2019年中国区块链发展年度报告（上） [N].中国计算机报，2019-6-3（8）.

[12] 张嘉宁，于洪.企业会计视角下的区块链技术发展战略研究——基于SWOT和AHP方法 [J].长春理工大学学报（社会科学版），2020，33（6）：83-89.

[13] 賽迪区块链研究院.2018中国区块链年度发展报告（上半年）[EB/OL].（2018-08-31）.http：//static.cena.com.cn/attach/file/20180831/1535680100978234.pdf.

[14] 李盾，张恩，王利利.区块链技术发展现状及前景探究 [J].中国管理信息化，2020，23（20）：181-182.

作者简介：刘长娥（1967.03—），女，汉族，江苏铜山人，副研究员，博士后，研究方向：生态环境与信息分析加工;通讯作者：程彬彬（1983.11—），女，汉族，安徽芜湖人，副研究员，硕士，研究方向：信息分析加工与农业信息化;原源（1994.12—），女，汉族，山西临汾人，研究实习员，硕士，研究方向：学科评价与信息分析加工;蔡小昂（1994.12—），女，汉族，上海人，研究实习员，硕士，研究方向：科技查新与信息分析加工;张琴 （1974.01—），女，汉族，上海人，助理研究员，研究方向：信息分析加工。