數(shù)據(jù)驅(qū)動的中美區(qū)塊鏈專利發(fā)展比較研究

王香蓮

（臺州學(xué)院 圖書館，浙江 臨海 317000）

0 引言

區(qū)塊鏈源自比特幣（Bitcoin）的底層技術(shù)，由中本聰［1］2008年提出后引發(fā)了全球區(qū)塊鏈研究熱潮。短短十多年，實(shí)現(xiàn)了從區(qū)塊鏈1.0（可編程貨幣）到區(qū)塊鏈2.0（可編程金融），再到區(qū)塊鏈3.0（可編程社會）的演進(jìn)。目前區(qū)塊鏈技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為融多學(xué)科、跨領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)，被認(rèn)為是重點(diǎn)技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破口，它代表了未來產(chǎn)業(yè)競爭、國家博弈的制高點(diǎn)。各國政府和企業(yè)都在緊鑼密鼓地布局區(qū)塊鏈技術(shù)研發(fā)和行業(yè)應(yīng)用，以期在未來的全球競爭中贏得戰(zhàn)略先機(jī)。

專利是技術(shù)研發(fā)的主要產(chǎn)出，據(jù)世界知識產(chǎn)權(quán)組織統(tǒng)計(jì)，每年全球的科研成果有95%以上以專利文獻(xiàn)的形式公布，而且70%—80%的發(fā)明創(chuàng)造只通過專利文獻(xiàn)公開［2］281。相對于其他文獻(xiàn)形式，專利更具有新穎性和實(shí)用性，專利文獻(xiàn)對于研究新興技術(shù)具有重要作用。

近年來國內(nèi)外有關(guān)區(qū)塊鏈的研究成果日漸豐富，然而從專利分析角度探討區(qū)塊鏈的研究還不太多。Chen，Wu等基于專利分析了區(qū)塊鏈可為金融科技創(chuàng)新者帶來可觀價值［3］。翟通和李文蘭從專利視角分析了中國區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)的研究熱點(diǎn)和現(xiàn)狀［4］。石超和余曉春提出知識產(chǎn)權(quán)“1+1+1”保護(hù)模式和七大戰(zhàn)略布局策略［5］。葛亮等［6］、苑朋彬等［7］、雷孝平等［8］、和秀文等［9］和黃群才［2］279-281均從不同角度對全球的區(qū)塊鏈專利進(jìn)行了研究，還未見從中美兩國專利對比的角度分析區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展并提出相關(guān)建議。因此，本文基于專利的特點(diǎn)從區(qū)塊鏈專利的創(chuàng)新整體狀況、創(chuàng)新主體、創(chuàng)新領(lǐng)域和創(chuàng)新地域四個維度對中美兩國區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行定量比較研究，分析兩國區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展的差異，并提出可行性建議，以期為區(qū)塊鏈領(lǐng)域的技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源

本文以中國國家知識產(chǎn)權(quán)局（SIPO）專利數(shù)據(jù)庫為來源數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫收錄了中國、美國、歐洲、日本等103個國家或地區(qū)近1.7億件專利文獻(xiàn)。其中，中國專利文獻(xiàn)約5796萬件（每周更新兩次），美國專利文獻(xiàn)約1745萬件（每周更新一次，此處為2019年11月21日數(shù)據(jù)）［10］。由于區(qū)塊鏈涉及范圍廣，其技術(shù)及應(yīng)用涵蓋眾多領(lǐng)域，為了提高專利檢索的準(zhǔn)確性和完整性，文中最后確定的中國專利檢索詞為“區(qū)塊鏈or公有鏈or私有鏈or聯(lián)盟鏈or以太坊or智能合約or共識機(jī)制or比特幣or分布式賬本”。美國專利的檢索詞為“‘blockchain’or‘block chain’or‘public chain’or‘private chain’or‘a(chǎn)lliance chain’or‘ethereum’or‘smart contract’or‘consensus mechanism’or‘bitcoin’or‘distributed accounts’”。檢索得到中國專利8450件，美國專利2834件，經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗、去噪得到中國專利8203件，美國專利2539件（檢索時間：2019年12月25日）。

2 中美兩國區(qū)塊鏈專利比較分析

2.1 創(chuàng)新整體狀況比較分析

專利年申請量反映了一個國家技術(shù)創(chuàng)新增速和持續(xù)研發(fā)能力，主要數(shù)據(jù)表現(xiàn)為專利的申請時間和申請量。專利申請總量是一個國家技術(shù)創(chuàng)新的攻關(guān)突破能力，體現(xiàn)了國家攻克技術(shù)難關(guān)的能力和水平［11］。

根據(jù)國家知識產(chǎn)權(quán)局的統(tǒng)計(jì)，如圖1所示，美國的區(qū)塊鏈專利申請開始于2011年，2015年開始快速發(fā)展，申請量達(dá)到100件，2018年穩(wěn)步提升到940件，9年平均年申請量為283件。與美國相比，中國的區(qū)塊鏈專利申請起步較晚，開始于2014年，2016年發(fā)展飛速，并超過了美國的專利年申請量，至2018年達(dá)到井噴之勢（4049件），是美國當(dāng)年申請量的4.3倍。中國區(qū)塊鏈專利申請集中在2014－2019年，平均年申請量為1375件。（由于專利從申請到公開有一定的時滯期，2019年的數(shù)據(jù)僅作參考。）經(jīng)過幾年的高速發(fā)展，到2019年年底，中國的專利申請總量是美國的3.23倍。

圖1 中美兩國區(qū)塊鏈專利申請態(tài)勢

對比兩國的專利申請，中國的專利申請晚、申請年份跨度小，但申請總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過美國。究其原因，這不僅與區(qū)塊鏈技術(shù)的實(shí)用價值和研究價值分不開，也與政府的重視和政策激勵分不開。這一可喜成績不僅說明中國區(qū)塊鏈研究的技術(shù)創(chuàng)新能力和技術(shù)攻關(guān)能力，也預(yù)示著在此領(lǐng)域中國可能掌握更多的話語權(quán)。

2.2 創(chuàng)新主體比較分析

對專利創(chuàng)新主體進(jìn)行分析，可以了解并掌握技術(shù)創(chuàng)新的前沿機(jī)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的潛在競爭對手及其研究動態(tài)和現(xiàn)狀。據(jù)專利申請人分析統(tǒng)計(jì)，中國共有2283個申請人申請了區(qū)塊鏈專利，包括企業(yè)、大專院校、科研院所、個人等，其中企業(yè)申請量最多，占85.75%，大專院校占12.85%；美國共有1231個申請人申請了區(qū)塊鏈專利，企業(yè)申請占99.5%。

兩國的TOP15申請人中只有電子科技大學(xué)一家高校，它的區(qū)塊鏈專利申請開始于2016年，是中國TOP15中最早申請人之一，如圖2所示。阿里巴巴集團(tuán)是中國申請量最多的企業(yè)，它是中國最大的電子商務(wù)公司，更是一家技術(shù)企業(yè)。其專利申請量從2017年26件上升到2018年的197件及2019年的220件。排名第2的是北京艾摩瑞策（243件），也是2019年申請量最大的企業(yè)。這家公司深耕于區(qū)塊鏈和互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，自主研發(fā)了全新的區(qū)塊鏈基礎(chǔ)平臺共識算法：VDPoS（Validated DPoS，可驗(yàn)證的DPoS）共識，并在VDPoS的基礎(chǔ)上研發(fā)了全球首個DPoS類共識的分片及全球首個三維數(shù)據(jù)上鏈，增加了區(qū)塊鏈的水平擴(kuò)展性和數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性及可信度［12］。排名第三的是騰訊科技（深圳），2017年4月，騰訊發(fā)布區(qū)塊鏈方案白皮書，同年 11月構(gòu)建了TBaaS平臺（Tencent Blockchain as a Service）［13］。此外，中國聯(lián)通、深圳壹賬通、眾安信息、平安科技（深圳）、杭州趣鏈、百度等都有100多件的專利總申請量。

圖2 中國創(chuàng)新主體年申請量（TOP15）

美國TOP15申請人，如圖3所示，Mastercard是全球第二大信用卡國際組織，從2013年最先開始申請區(qū)塊鏈專利。申請量領(lǐng)先的是IBM，比中國的申請?jiān)缌艘荒辏?017年的申請量最大（132件）。2016年IBM的超級賬本項(xiàng)目嘗試建立一種跨行業(yè)的開放標(biāo)準(zhǔn)。排在第2位的是在開曼群島注冊登記的阿里巴巴集團(tuán)，申請開始于2018年，比國內(nèi)公司晚了一年，它在2019年提交了90件專利申請。全球著名區(qū)塊鏈企業(yè)如愛爾蘭的埃森哲、英國的NCHAIN和韓國的COINPLUG都在美國TOP15創(chuàng)新主體中占有一席之地并有很高的申請比例，說明美國不僅是國際區(qū)塊鏈技術(shù)的核心市場，也是新技術(shù)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。

圖3 美國創(chuàng)新主體年申請量（TOP15）

2.3 創(chuàng)新領(lǐng)域比較分析

國際專利分類法是國際上通用的專利文獻(xiàn)分類法，用國際專利分類法分類專利文獻(xiàn)（說明書）而得到的分類號，稱為國際專利分類號，簡稱IPC分類號。IPC分類號采用功能和應(yīng)用相結(jié)合，以功能性為主、應(yīng)用性為輔的分類原則，采用等級形式，將技術(shù)內(nèi)容從部→分部→大類→小類→大組→小組逐級分類，形成完整的分類體系。中美區(qū)塊鏈專利申請重點(diǎn)IPC分類號及涉及的技術(shù)領(lǐng)域分布見表1。從專利的技術(shù)領(lǐng)域角度，文中選取兩國專利申請排在TOP10的重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行對比分析，如圖4所示，以期在一定程度上反映兩國相似或相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展情況。

表1 中美區(qū)塊鏈專利申請重點(diǎn)IPC分類號及涉及的技術(shù)領(lǐng)域分布

G06Q、H04L、G06F是中美兩國區(qū)塊鏈研究的熱點(diǎn)，其中G06Q類專利申請最多，如隱私數(shù)據(jù)查詢方法、基于智能合約的數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)、區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)讀取方法及裝置等研發(fā)，此類專利中國的申請量是美國的3.69倍。H04L是有關(guān)數(shù)字信息的傳輸，如高安全性區(qū)塊鏈系統(tǒng)安全網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)與方法、區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)間通信的方法和裝置、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的隱蔽傳輸方法等研發(fā)，屬于區(qū)塊鏈技術(shù)范疇，中美的數(shù)據(jù)比例沒有G06Q大，中國的相對優(yōu)勢在減少。由圖4可以看出中國的專利申請更集中于數(shù)據(jù)處理、數(shù)字信息的傳輸和電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理方面，更側(cè)重于應(yīng)用領(lǐng)域的研究，且分布比較集中；而美國專利雖然總量不及中國專利，但涉及小類更加廣泛，雖在數(shù)據(jù)處理及數(shù)字信息的傳輸?shù)确矫嬗休^多的專利，更有很多涉及特定計(jì)算模型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和無線通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的專利。在相關(guān)專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，中國專利涉足甚少，這說明中國在專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的專利申請量比較欠缺。

圖4 中美兩國重點(diǎn)技術(shù)領(lǐng)域分布

進(jìn)一步細(xì)分兩國H04L專利到小組層面，中國的H04L專利集中分布于H04L29/08（傳輸控制規(guī)程的1631件）、H04L29/06（以協(xié)議為特征的1591件）和H04L9/32（檢驗(yàn)系統(tǒng)用戶身份或憑據(jù)的裝置1106件）。美國的H04L專利分布于H04L9/06（使用移位寄存器或存儲器用于塊式碼的密碼裝置1045件）、H04L9/32（992件）、H04L9/08（密鑰分配的 361件）、H04L29/08（317件）、H04L9/30（公用密鑰，即計(jì)算的加密算法不能被變換并且用戶的加密密鑰不需要保密的244件）。而關(guān)于使用移位寄存器或存儲器用于塊式碼的密碼裝置、密鑰分配和公用密鑰等密碼學(xué)研究是區(qū)塊鏈技術(shù)的最底層和核心技術(shù)，美國這部分的專利申請占H04L總申請量的46.23%，而中國在這部分的專利申請沒有進(jìn)入前10名，說明中國區(qū)塊鏈核心技術(shù)創(chuàng)新相對薄弱。如何引導(dǎo)相關(guān)企業(yè)密切跟蹤產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)和前沿技術(shù)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)是中國區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)面臨的一個非常重要的任務(wù)。

2.4 創(chuàng)新地域比較分析

從專利申請人的地域分析，中國98.2%的專利來自本國的申請人（其中開曼群島、安提瓜和巴布達(dá)及英屬維爾京群島的來源也都來自中國的公司）；另有14個國家49個申請人申請了149件，其中美國最多；有18個申請人申請了44件，占比不到1%；英國，韓國，日本等國也有申請，但申請占有量更少。國內(nèi)區(qū)塊鏈發(fā)展區(qū)域集聚效應(yīng)明顯，主要分布在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部地區(qū)，經(jīng)過6年發(fā)展，已形成了“北深杭上”產(chǎn)業(yè)發(fā)展新格局。45個國家367個申請人在美國申請了856件專利，占美國申請總量的33.66%，中國、開曼群島、韓國、德國、英國和加拿大等國家都在美國有申請區(qū)塊鏈專利。

由專利申請人的地域分布可知，美國專利具有較強(qiáng)的國際性，吸引了眾多國際知名企業(yè)前來布局，也說明美國在區(qū)塊鏈?zhǔn)袌龅暮诵牡匚缓头欠灿绊?。我國專利申請人目前大都只在中國本土進(jìn)行了專利布局，而美國、英國、韓國等國的申請人則在其他國家或地區(qū)進(jìn)行了專利布局，尤其是美國Mastercard、英國NCHAIN、韓國COINPLUG通過PCT專利申請進(jìn)行全球多國專利布局，不僅專利申請量大、申請速度快，而且專利申請質(zhì)量較高，發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。今后，我國在深入?yún)^(qū)塊鏈研發(fā)的同時也應(yīng)該進(jìn)行全球多國專利布局。

3 結(jié)論及建議

3.1 結(jié)論

通過對中美兩國的區(qū)塊鏈專利分析得出以下結(jié)論：

（1）從創(chuàng)新整體來看，目前中美區(qū)塊鏈專利申請?zhí)幱诳焖侔l(fā)展階段，中國區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)起步晚，但發(fā)展迅速；美國雖起步較早，但發(fā)展相對比較平緩。

（2）從創(chuàng)新主體來看，兩國創(chuàng)新主體均為企業(yè)，美國主要為傳統(tǒng)IT互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、國內(nèi)著名金融企業(yè)和全球著名的區(qū)塊鏈企業(yè)，中國除了傳統(tǒng)IT互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)外還有很多國內(nèi)新興的區(qū)塊鏈企業(yè)。

（3）從創(chuàng)新領(lǐng)域來看，中國區(qū)塊鏈專利更多分布于應(yīng)用領(lǐng)域，主要依賴國外開源社區(qū)的成果，而底層核心技術(shù)，如密碼學(xué)、基于特定計(jì)算模型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等相關(guān)的技術(shù)申請相對較少，美國核心技術(shù)的專利申請多。

（4）從創(chuàng)新地域來看，中國的區(qū)塊鏈專利大都為本國申請，已形成了“北深杭上”的區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展新格局。而美國的區(qū)塊鏈專利更具有國際性，外國區(qū)塊鏈專利占了申請量的1/3。

3.2 建議

近年來全球區(qū)塊鏈研究處于快速發(fā)展階段，區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展迅猛但積累期短，很多技術(shù)和應(yīng)用有待深入挖掘和探索。我國區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展空間巨大，為打造區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)新中心和應(yīng)用中心，搶占技術(shù)和市場的制高點(diǎn)，筆者提出如下建議：

（1）營造區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)發(fā)展的良好生態(tài)環(huán)境。政策的引領(lǐng)和扶持對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，區(qū)塊鏈作為新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，需要各部委做好區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)，及時出臺區(qū)塊鏈技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策，加強(qiáng)事前預(yù)見、事中監(jiān)管、事后治理工作，營造良好的生態(tài)環(huán)境，進(jìn)一步推動區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

（2）加強(qiáng)區(qū)塊鏈核心技術(shù)研究。核心技術(shù)是實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵變量，我國企業(yè)目前應(yīng)用開發(fā)主要依賴國外開源社區(qū)的成果，尚未出現(xiàn)自主可控的區(qū)塊鏈底層架構(gòu)。沒有自主安全可控的底層平臺，沒有軟硬件一體化平臺，將直接導(dǎo)致區(qū)塊鏈核心技術(shù)受制于人的技術(shù)風(fēng)險、國外開源平臺搶占金融市場的金融風(fēng)險以及國外開源平臺滲透我國實(shí)體和虛擬經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險。因此，引導(dǎo)相關(guān)企業(yè)密切跟蹤產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)和前沿技術(shù)，加強(qiáng)與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和5G技術(shù)的深度融合，鼓勵企業(yè)與高校等科研院所進(jìn)行聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)研究有實(shí)質(zhì)性的突破，提升國際話語權(quán)和規(guī)則制定權(quán)。

（3）加強(qiáng)區(qū)塊鏈知識產(chǎn)權(quán)意識。借助產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在技術(shù)研究和應(yīng)用方面開展國內(nèi)國際合作，提高和擴(kuò)充聯(lián)盟企業(yè)的創(chuàng)新能力，提升新技術(shù)的專利申請量。在進(jìn)一步提升專利質(zhì)量的同時，注意加強(qiáng)技術(shù)的全方位、多層次專利布局，在國外重要市場進(jìn)行前瞻性專利申請，提升區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。

（4）加快區(qū)塊鏈專利的價值轉(zhuǎn)換。專利的經(jīng)濟(jì)價值體現(xiàn)在市場應(yīng)用層面，應(yīng)加強(qiáng)完善區(qū)塊鏈專利的“輸出、轉(zhuǎn)化、應(yīng)用”服務(wù)平臺，實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)的市場價值和經(jīng)濟(jì)價值轉(zhuǎn)換。