基于區(qū)塊鏈的知識產(chǎn)權(quán)交易平臺研究與實現(xiàn)

李向陽，劉 揚，閆志全，劉鑫磊，曹浩浩，王耀啟

河南工業(yè)大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院，鄭州 450001

知識產(chǎn)權(quán)交易已成為經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要推動力，完整而有效的交易能夠有力推動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)從技術(shù)研發(fā)向產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的轉(zhuǎn)化，打通科研產(chǎn)出與生產(chǎn)實踐通道，使科技成果更好地與地方產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，服務(wù)國民經(jīng)濟發(fā)展[1]。知識產(chǎn)權(quán)交易平臺經(jīng)歷了從C/S管理信息系統(tǒng)、B/S模式、Web Service、數(shù)據(jù)庫[2]、SOA[3]、XML和云模式[4]的變遷，上述中心化的知識產(chǎn)權(quán)交易平臺，均無法很好地解決平臺作假、交易多方缺乏信任[5]、交易成本高、信息不對稱[6]等問題，因而難以促進知識產(chǎn)權(quán)交易市場繁榮。

區(qū)塊鏈作為一種新型的分布式計算范式，因其具有不可篡改、全程可追溯、自證清白等特性[7]，被廣泛應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理、存證及版權(quán)、產(chǎn)品追溯、能源、政務(wù)數(shù)據(jù)分享、民生服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)、金融交易等多個垂直領(lǐng)域[8]，成為了一種在不可信的環(huán)境中低成本建立信任的新型計算范式和協(xié)作模式[9]。區(qū)塊鏈系統(tǒng)所具有的電子證據(jù)存證功能和交易協(xié)同功能，為知識產(chǎn)權(quán)的保護與交易提供了技術(shù)解決方案，同時涌現(xiàn)出一批基于區(qū)塊鏈的知識產(chǎn)權(quán)交易平臺設(shè)想構(gòu)建。然而，現(xiàn)有的基于區(qū)塊鏈的知識產(chǎn)權(quán)交易平臺缺乏對權(quán)人方或發(fā)明人方的激勵措施，影響到交易的積極性，并且知識產(chǎn)權(quán)交易不是鏈上全流程自動化，需求收集和權(quán)人變更都是線下進行，存在交易服務(wù)周期冗長、不能精準(zhǔn)撮合、交易缺乏智能化等一系列問題[10]。

知識產(chǎn)權(quán)交易不同于一般的僅涉及買賣雙方的交易模式，若不能在知識產(chǎn)權(quán)權(quán)人、發(fā)明人、受讓方以及中介方之間達成多方權(quán)益保證的可信合約并確保執(zhí)行，則容易造成交易提前中止。為了提高知識產(chǎn)權(quán)交易的成功率，解決現(xiàn)有知識產(chǎn)權(quán)交易平臺的痛點問題，本文基于Hyperledger Fabric聯(lián)盟鏈平臺，結(jié)合區(qū)塊鏈分布式存儲、智能合約、數(shù)字簽名[7]等技術(shù)，提出了一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)交易平臺（blockchain-based intellectual property trading platform，BIPTP），與現(xiàn)有區(qū)塊鏈交易平臺相比具有以下優(yōu)勢：

（1）制定靈活的收益分配合約，保障權(quán)人方、發(fā)明人方、中介方等多方權(quán)益，激勵交易行為，并將擬定的多方合同以智能合約形式上鏈存儲并執(zhí)行。

（2）實現(xiàn)交易的精準(zhǔn)撮合。異步完成收集轉(zhuǎn)讓方與受讓方交易信息，進行特征提取匹配，實時高效完成在線交易匹配與撮合，提高交易成功率。

（3）引入權(quán)人方、中介方和監(jiān)管方作為聯(lián)盟鏈節(jié)點加入到知識產(chǎn)權(quán)交易平臺，實現(xiàn)異步完成需求收集和權(quán)人變更，縮短交易周期，降低交易成本。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

近年來，在知識產(chǎn)權(quán)交易研究中，圍繞區(qū)塊鏈技術(shù)與交易方面研究逐步涌現(xiàn)。劉陽[11]實現(xiàn)了結(jié)合SPV業(yè)務(wù)模式承載知識產(chǎn)權(quán)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，設(shè)計了“業(yè)務(wù)-交易雙鏈”架構(gòu)，解決了數(shù)據(jù)、行為可信、可追溯的業(yè)務(wù)難題，但仍存在交易效率低下，交易撮合不精準(zhǔn)的問題。Hu等人[12]提出一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的專利注冊與交易系統(tǒng)，有效地解決了一些關(guān)鍵的專利保護挑戰(zhàn)，但其對專利交易方面的相關(guān)設(shè)計較少，并沒有提出基于區(qū)塊鏈技術(shù)的知識產(chǎn)權(quán)交易的具體方案。Zhuang等人[13]提出了一種基于區(qū)塊鏈的隱私保護和可追溯性的IP身份管理方案，實現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán)的安全性和可追溯性身份管理和認(rèn)證，對于非法訪問服務(wù)、傳播財產(chǎn)信息、未按照預(yù)先約定的協(xié)商原則進行交易時，系統(tǒng)可追蹤到非法用戶真實身份信息，追究責(zé)任，但對知識產(chǎn)權(quán)交易流程未展開詳細(xì)論述。Li等人[14]提出一種基于以太坊的分布式應(yīng)用版權(quán)管理與交易系統(tǒng)，利用智能合約實現(xiàn)交易按協(xié)議自動生成和處理。

在基于區(qū)塊鏈技術(shù)的交易平臺應(yīng)用探索中，Ouyang等人[15]提出了一種基于區(qū)塊鏈的多賣方多買方分布式新能源電力交易平臺，通過區(qū)塊鏈技術(shù)建立多方信任關(guān)系，通過多方博弈算法優(yōu)化交易策略，提高多方收益。Wang等人[16]提出了一種考慮工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用戶多種偏好的分布式計算資源交易系統(tǒng)，采用多重偏好匹配機制，鼓勵信譽分?jǐn)?shù)較高的合作者參與，借助區(qū)塊鏈技術(shù)實現(xiàn)分布式匹配和信譽機制的自動化。王柯元等人[17]針對電力數(shù)據(jù)的特點，分析其資產(chǎn)化及交易平臺的需求，提出了基于區(qū)塊鏈中聯(lián)盟鏈技術(shù)的解決方案，設(shè)計了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的電力數(shù)據(jù)資產(chǎn)化及交易系統(tǒng)。牛曉林等人[18]使用Hyperledger Fabric平臺設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于聯(lián)盟鏈的數(shù)字音樂版權(quán)保護與交易系統(tǒng)，將音樂特征指紋存儲在星際文件系統(tǒng)（IPFS）上，IPFS返回的哈希地址存儲在區(qū)塊鏈中，能夠彌補區(qū)塊鏈擴容難、存儲空間昂貴等缺點，并利用音頻水印技術(shù)的魯棒性和隱蔽性，為創(chuàng)作者的原創(chuàng)性證明和維權(quán)提供可信憑證。方燚飚等人[19]以供應(yīng)鏈實際需求為基礎(chǔ)，設(shè)計基于區(qū)塊鏈技術(shù)的供應(yīng)鏈交易系統(tǒng)，通過制定交易交互規(guī)則，部署交易智能合約，搭建基于區(qū)塊鏈的交易鏈，實現(xiàn)更有效的供應(yīng)鏈交易信息、交易資金和交易結(jié)果管理及上下游協(xié)同。

智能交易方面，He等人[20]利用TextRank和LDA（latent dirichlet allocation）研究了在線技術(shù)交易技術(shù)供給和需求的主題分布，通過SDME（supply-demand matching efficiency）衡量OTTPs的供需匹配效率，基于技術(shù)供求文本的語義相似度，采用Word2Vec和余弦相似度算法計算匹配值挖掘技術(shù)文本中的隱含知識，為在線技術(shù)供應(yīng)和需求交易提供了思路。Laddha等人[21]以旅客對團體旅游需求匹配為背景提出了一種本體引導(dǎo)的智能匹配系統(tǒng)，通過“可用性公告”篩選出符合用戶偏好的旅行團。Zhang等人[22]提出一種基于區(qū)塊鏈的能量用戶多樣性智能交易策略，根據(jù)買賣雙方的特征分類，計算每個交易主體的CEV（comprehensive evaluation value），優(yōu)化交易策略，使匹配結(jié)果的用戶滿意度最大化。

基于上述研究分析，區(qū)塊鏈技術(shù)應(yīng)用于不同領(lǐng)域的交易平臺保障了交易數(shù)據(jù)的安全、透明、可追溯、不可篡改，發(fā)揮了區(qū)塊鏈先天的技術(shù)價值。目前尚未存在利用區(qū)塊鏈技術(shù)與智能交易相結(jié)合的知識產(chǎn)權(quán)交易方案。

2 基于區(qū)塊鏈的知識產(chǎn)權(quán)交易平臺架構(gòu)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)

基于區(qū)塊鏈的知識產(chǎn)權(quán)交易平臺是由交易供需方、監(jiān)管機構(gòu)和中介機構(gòu)等共同構(gòu)成的一種鏈上組織模式。根據(jù)知識產(chǎn)權(quán)交易平臺需求設(shè)計出如圖1所示的邏輯架構(gòu)。

圖1 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)圖Fig.1 System logical architecture diagram

本平臺主要分為應(yīng)用層、接口層、服務(wù)層和區(qū)塊鏈層構(gòu)成。首先需要在服務(wù)器中搭建區(qū)塊鏈層，完成項目配置文件的創(chuàng)建，進行客戶端等多主體在交易過程中所需配置文件的創(chuàng)建，啟動聯(lián)盟鏈，并允許監(jiān)管方等其他節(jié)點加入，完成知識產(chǎn)權(quán)交易區(qū)塊鏈的搭建。

應(yīng)用層主要為普通用戶提供基礎(chǔ)的登錄、注冊和簡單的資源檢索等操作，并對已注冊用戶分發(fā)數(shù)字證書，完成身份確認(rèn)，通過交易平臺提供的RESTful API與服務(wù)端進行數(shù)據(jù)交互。除此之外，該層還包括系統(tǒng)管理，主要對聯(lián)盟鏈節(jié)點、組織、通道等進行部署管理，管理不同用戶身份的權(quán)限，實現(xiàn)隱私保護。

接口層主要是Fabric SDK和RESTful API，它們是溝通Web服務(wù)器與Fabric區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)之間的橋梁。搭建智能合約與應(yīng)用層的接口，調(diào)用智能合約中的功能函數(shù)。通過應(yīng)用層的接口為知識產(chǎn)權(quán)交易參與者提供用戶注冊、用戶登錄、產(chǎn)權(quán)信息發(fā)布、信息查詢以及信息監(jiān)管等服務(wù)。

服務(wù)層主要提供交易平臺的業(yè)務(wù)服務(wù)，具體實現(xiàn)用戶管理、交易服務(wù)和后臺管理功能。用戶管理利用區(qū)塊鏈可信任機制，提供身份驗證、產(chǎn)權(quán)查詢、資產(chǎn)交易和資產(chǎn)管理等功能，用戶進行身份認(rèn)證將產(chǎn)權(quán)信息進行上傳，后臺會實時對其登記的科技成果，包括研發(fā)專利、實用發(fā)明等進行審核，通過后發(fā)放電子證書，并確保該平臺的其他用戶能通過該平臺查詢到證書，允許用戶管理其賬戶資產(chǎn)信息。交易服務(wù)利用區(qū)塊鏈不可篡改，將交易撮合、定制合同、合同簽訂和權(quán)人變更等信息記錄到區(qū)塊鏈中，達到所有的交易都可監(jiān)控和可追溯。平臺管理人員可以查看平臺用戶的操作，監(jiān)督區(qū)塊鏈運作狀態(tài)和審核用戶相關(guān)證書，確保交易的安全性。

區(qū)塊鏈層主要提供區(qū)塊鏈相關(guān)服務(wù)，包括數(shù)據(jù)存儲、激勵機制、共識機制、P2P通信和Fabric網(wǎng)絡(luò)，主要功能是將平臺交易記錄信息和交易合約進行存儲，實現(xiàn)信息同步公開，通過區(qū)塊鏈的分布式賬本和數(shù)據(jù)存儲方式保證平臺數(shù)據(jù)的安全性，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)通過接收知識產(chǎn)權(quán)交易平臺用戶后臺發(fā)送的交易請求，編譯部署所需智能合約，通過接口調(diào)用相應(yīng)智能合約執(zhí)行交易，根據(jù)智能合約自動化進行利益分配。

2.2 系統(tǒng)體系架構(gòu)

知識產(chǎn)權(quán)交易平臺以專利轉(zhuǎn)讓為例，設(shè)計出多中心的體系架構(gòu)，引入知識產(chǎn)權(quán)權(quán)人方（轉(zhuǎn)讓方）、中介方和監(jiān)管方作為聯(lián)盟鏈節(jié)點加入到知識產(chǎn)權(quán)交易平臺，權(quán)人方會自主異步地向知識產(chǎn)權(quán)交易平臺發(fā)布資產(chǎn)買賣需求，中介方撮合轉(zhuǎn)讓方與受讓方進行交易，并將交易中簽署的合約和交易記錄進行鏈上存儲，監(jiān)管方異步地對權(quán)人信息進行變更，將變更后的信息上傳至區(qū)塊鏈，從而實現(xiàn)需求收集和權(quán)人變更異步完成，有效地減少了交易時長。構(gòu)建的知識產(chǎn)權(quán)交易平臺體系架構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)體系架構(gòu)圖Fig.2 System architecture diagram

2.3 架構(gòu)主體與角色關(guān)系

本系統(tǒng)架構(gòu)主體有三個，分別是轉(zhuǎn)讓方、中介方和受讓方。轉(zhuǎn)讓方，包括專利權(quán)人方和發(fā)明人方，權(quán)人方通常代表組織，發(fā)明人方通常代表個人，這兩者之間可以自由簽署收益分配合同，合同中定義了專利轉(zhuǎn)讓方式、交易成功后的收益分配方式及收益分配比例，專利轉(zhuǎn)讓的方式通常包括買斷方式、收益分享方式、收益分享和買斷相結(jié)合三種。收益分配方式一般包括分紅、入股和權(quán)屬，權(quán)人方與發(fā)明人方之間的關(guān)系如圖3所示。權(quán)人方在本系統(tǒng)中作為聯(lián)盟鏈節(jié)點加入系統(tǒng)，中介方會與權(quán)人方定期交互，異步獲取待交易的知識產(chǎn)權(quán)信息。

圖3 權(quán)人方與發(fā)明人合同關(guān)系Fig.3 Contractual relationship between owner and inventor

轉(zhuǎn)讓方、中介方：轉(zhuǎn)讓方在知識產(chǎn)權(quán)交易平臺上發(fā)布其擁有的產(chǎn)權(quán)之前，允許與知識產(chǎn)權(quán)交易平臺的中介方自由簽訂中介合同，主要內(nèi)容是交易傭金、違約金、簽訂時間等，交易完成之后會自動觸發(fā)該中介合同，轉(zhuǎn)讓方會相應(yīng)地支付給中介方傭金，該中介合同由智能合約完成部署。轉(zhuǎn)讓方與受讓方之間簽訂轉(zhuǎn)讓合同，其中包含有專利技術(shù)資料、費用及支付方式、相關(guān)違約責(zé)任等內(nèi)容，監(jiān)管方會定期地通過異步獲取交易信息對權(quán)人信息進行相應(yīng)的變更。轉(zhuǎn)讓方與中介方、受讓方的角色與合同關(guān)系分別如圖4和圖5所示。

圖4 轉(zhuǎn)讓方與中介方合同關(guān)系Fig.4 Contractual relationship between patent assignor and mediator

圖5 轉(zhuǎn)讓方與受讓方合同關(guān)系Fig.5 Contractual relationship between patent assignor and assignee

中介方、受讓方、轉(zhuǎn)讓方：中介方撮合轉(zhuǎn)讓方和受讓方促使二者配對交易。將轉(zhuǎn)讓方和受讓方配對成功之后，生成知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓合同，其主要就專利權(quán)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)資料、成果權(quán)益及違約責(zé)任等內(nèi)容進行協(xié)商，三方均對合同內(nèi)容無異議之后，知識產(chǎn)權(quán)交易平臺獲取到轉(zhuǎn)讓方、中介方以及受讓方的數(shù)字簽名，完整的轉(zhuǎn)讓合同最后一步隨之完成，知識產(chǎn)權(quán)交易平臺將轉(zhuǎn)讓合同概要和交易三方的主要信息進行上鏈，確保交易數(shù)據(jù)的安全性。三方關(guān)系如圖6所示。

圖6 三方合同關(guān)系Fig.6 Contractual relationship between tripartite relationship

3 基于區(qū)塊鏈的知識產(chǎn)權(quán)交易平臺實現(xiàn)

3.1 知識產(chǎn)權(quán)交易全流程

基于區(qū)塊鏈的知識產(chǎn)權(quán)交易平臺，它具有去中心化、不可篡改、數(shù)據(jù)安全存儲和交易內(nèi)容可追溯等優(yōu)點。因此，本文設(shè)計的基于區(qū)塊鏈的知識產(chǎn)權(quán)交易平臺，主要以專利轉(zhuǎn)讓為例，平臺基本業(yè)務(wù)處理邏輯是交易需求收集，交易撮合，區(qū)塊鏈服務(wù)器接收并廣播交易請求，在各個區(qū)塊鏈節(jié)點達成共識后記入?yún)^(qū)塊鏈賬本，并向交易平臺以及監(jiān)管方同步交易結(jié)果，對交易進行備案，每筆交易需要記錄的數(shù)據(jù)包括轉(zhuǎn)讓方名稱、受讓方名稱、合同編號、專利授權(quán)號、成交價格、交易時間。知識產(chǎn)權(quán)交易全流程如圖7所示。

圖7 知識產(chǎn)權(quán)交易主流程Fig.7 Main process of intellectual property transaction

3.2 交易平臺主要智能合約

區(qū)塊鏈平臺的去中心化、不可篡改、可追溯等技術(shù)優(yōu)勢為智能合約提供了一個安全可靠的執(zhí)行平臺，使得智能合約一旦在區(qū)塊鏈上部署，所有參與節(jié)點都會嚴(yán)格按照既定邏輯執(zhí)行，確保其執(zhí)行邏輯沒有被中途修改。本知識產(chǎn)權(quán)交易平臺設(shè)計的智能合約，主要包含兩類，一類是合同簽訂類智能合約，實現(xiàn)轉(zhuǎn)讓方、受讓方、中介方、權(quán)人方和發(fā)明人方等多方各類合同簽訂，確保交易按照合約條款自動執(zhí)行；另一類是后臺服務(wù)類智能合約，包括交易精準(zhǔn)撮合、異步需求收集和權(quán)人變更等功能，為交易達成和收益分配提供相應(yīng)輔助功能。智能合約的設(shè)計按照既定規(guī)則設(shè)定交易觸發(fā)條件、交易金額、利益分配方式等內(nèi)容，并且將相關(guān)智能合約上鏈存儲，從而實現(xiàn)合約的自動執(zhí)行、多方驗證、全網(wǎng)傳播等功能。主要智能合約如圖8所示。

圖8 主要智能合約Fig.8 Major smart contracts

知識產(chǎn)權(quán)交易平臺允許權(quán)人方與發(fā)明人之間簽訂收益分配合同，轉(zhuǎn)讓方與受讓方之間簽訂轉(zhuǎn)讓合同。收益分配智能合約當(dāng)交易完成之后會自動執(zhí)行。收益分配合同主要信息上傳至區(qū)塊鏈，協(xié)議詳細(xì)信息鏈下存儲。允許轉(zhuǎn)讓方與受讓方、權(quán)人方與發(fā)明人之間自由制定合約內(nèi)容，并且雙方之間用各自私鑰來簽名確認(rèn)合約，之后將合約存儲上鏈，當(dāng)條件滿足時，自動執(zhí)行，然后雙方會按照合約內(nèi)容完成最終的交易結(jié)算。

智能合約在進行相關(guān)交易之前會校驗交易參與方的數(shù)字簽名身份。

3.2.1 交易精準(zhǔn)撮合合約

對于線上的交易平臺，賣家和買家交易起始于買方產(chǎn)品需求或者是賣方尋找潛在買方，在賣買雙方達成交易之前都會產(chǎn)生一定的初始交易成本，其中包括識別賣家、對比選擇產(chǎn)品和確定購買的實際成本和機會成本，這是對買家權(quán)益和消耗成本密切相關(guān)的問題。本平臺允許智能合約中根據(jù)用戶自定義匹配參數(shù)，以達到更為快速精準(zhǔn)的撮合交易服務(wù)，提高交易的自動化和智能化。根據(jù)用戶需求自適應(yīng)靈活地匹配，優(yōu)化匹配技術(shù)參數(shù)。達到具有時效性的交易撮合，節(jié)省交易成本，提供個性化匹配服務(wù)，保證參與交易主體、交易對象和交易過程的智能化[20]。平臺采用需求驅(qū)動的交易模式，傾向于滿足用戶個性化需求，此時如果用戶的需求是模糊的，平臺會對用戶與產(chǎn)品或者服務(wù)之間聯(lián)系進行識別學(xué)習(xí)，采取智能算法精確用戶模糊需求，通過學(xué)習(xí)技術(shù)，降低搜索和交易談判成本，自主學(xué)習(xí)快速組織匹配供需雙方，如今交易主體多元化，交易對象不再單一，將需要從多個方面去研究用戶需求的一致性與差異性。

為確定供給方的專利是否滿足需求方，平臺只需要獲取供給方提供的服務(wù)資料即可。供需智能匹配需要先對供需雙方提供的資料進行分類，使用Web服務(wù)描述語言（WSDL）文檔描述相應(yīng)的專利交易服務(wù)資料，并使用本體概念對文檔中所包含的參數(shù)進行定義，當(dāng)某個用戶提交服務(wù)請求時，將會構(gòu)建出一個形式化的需求映射模式來作為需求本體[21]。需求本體中的概念與服務(wù)描述性文件中的參數(shù)進行語義比較，在供需引擎中采用關(guān)鍵字語義智能搜索、語義相似度算法和余弦相似度相結(jié)合。匹配引擎對比較值進行加權(quán)求和，將不同服務(wù)資源的比較值進行排序，供用戶進行選擇。在供需引擎中采用基于關(guān)鍵字語義的智能搜索算法，返回與輸入條件相關(guān)的結(jié)果數(shù)據(jù)和服務(wù)，對搜索進行同義詞和語義包含擴展，首先考慮語義概念之間的相似度，根據(jù)數(shù)據(jù)屬性的結(jié)構(gòu)，基于相似度對語義進行擴展，實現(xiàn)資源智能調(diào)度，提高搜索匹配精準(zhǔn)度。交易精準(zhǔn)撮合算法執(zhí)行步驟如下：

步驟1列出需求配置文件，如需求方的專利首選項與供給方提供的資料。根據(jù)需求方提供的資料與供應(yīng)方資料對比，進行智能推薦，對每個描述性文件進行文本特征提取。

步驟2結(jié)合上述描述文本特征提取和語義文本相似度，可以將計算出專利需求方t對于專利供給方k滿意度（以下簡稱需求方t，供給方k）模型如下：

（1）需求方對供給方資源信息中報價、交易方式、專利類別、是否同意買斷的滿意度l，公式（1）所示：

（2）供給方對需求方信息中專利用途、買賣方式、申請年份、專利費用的滿意度h，公式（2）所示：

其中，i和j分別代表著需求方和供給方的約束條件，m和n分別代表著需求方文本特征值數(shù)量和供給方文本特征值數(shù)量。本文以專利轉(zhuǎn)讓為應(yīng)用場景，其中i包括專利用途、買賣方式、申請年份、專利費用等需求方選擇偏好屬性，j包括報價、交易方式、是否同意買斷、專利類別等供給方約束條件。Qti表示需求方t對約束條件i的偏好信息，Ski表示供給方k中約束條件i的值，Qtj表示需求方t對約束條件j的偏好信息，Skj表示供給方k中約束條件j的值。

θi表示需求方對約束條件i偏好權(quán)重，計算公式如式（3）所示：

未在知識產(chǎn)權(quán)交易平臺沒有提交需求記錄，該值初始化為1。若需求方t有需求提交記錄，其需求數(shù)M，θqi表示需求方t所有已提交的專利需求中第q個專利是否滿足約束條件i，若滿足該值賦為1，不滿足賦為0。

γj表示需求方對約束條件j偏好權(quán)重，計算公式如式（4）所示：

未在知識產(chǎn)權(quán)交易平臺提交專利信息記錄，該值初始化為1。若需求方有需求提交記錄，其需求數(shù)M，γfj表示需求方k所有已提交的專利需求中第f個專利是否滿足約束條件j，若滿足該值賦為1，不滿足賦為0。

步驟3將需求方對當(dāng)前專利的特征滿意度過渡矩陣l和供給方對當(dāng)前匹配的特征滿意度過渡矩陣h進行歸一化，最終得到專利交易供需匹配度矩陣W，交易精準(zhǔn)撮合智能合約如算法1所示。

算法1Accurate matching of transactions

Input：assignor_id，m，n，t，k

Output：W，recom_patent[]

function Accurate matching of transactions

exists，err：=s.AssetExists（ctx，assignor_id）；

Deg（Qt，Sk）←（1）；

Deg（Qk，S）t←（2）；

get W；

for dataset←W do

find element from the dataset match the demand

if condition then

recom_patent[]←match successful；

else

return

Recommend.Erro（rerr.Error（））；

end if

end for

if assignor id←notExistthen

err←stub.PutState（key）；

else

return shim.Erro（rerr.Erro（r））

end if

return

ctx.PutSate（recom_patent[]，assetJSON）

end function

根據(jù)專利交易供需匹配矩陣獲得撮合交易預(yù)訂單，若交易買賣雙方均同意，則生成相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)合同，然后交易雙方按照合同約定履行義務(wù)和享受權(quán)力[23]，如收益分紅或技術(shù)使用。將生成的合同進行上鏈。

3.2.2 多方合同簽訂

交易主體的多元化意味著需求的多樣化，對于知識產(chǎn)權(quán)權(quán)人、發(fā)明人、受讓方以及中介方的不同需求都應(yīng)該最大地滿足，提高用戶服務(wù)滿意度，知識產(chǎn)權(quán)交易由需求驅(qū)動，根據(jù)需求方提出的需求生成個性化合同，允許靈活多變地制定多方轉(zhuǎn)讓合同和收益分配合同，盡量將各方權(quán)益在合同中達到最優(yōu)，在受讓方簽訂轉(zhuǎn)讓合同之前，為保障用戶的合法權(quán)益，會向受讓方提供合同相關(guān)信息，包含有技術(shù)資料、費用、違約責(zé)任等，用戶可根據(jù)個人承擔(dān)風(fēng)險能力來確定是否進行下一步交易。線上合約一旦簽署，知識產(chǎn)權(quán)交易平臺會自主地執(zhí)行合約內(nèi)容，如根據(jù)收益分配合同會自動化地向履約者分發(fā)收益。轉(zhuǎn)讓合同簽訂智能合約和收益分配合同簽訂智能合約分別如算法2、算法3所示。

算法2SignDealContract

Input：contractID，transferorsigntransfereesignIntermediarysign

Output：Information on the chain

functionSignDealContrac（tcontractID）

exists，err：=s.AssetExists（ctx，id）：

clientOrgID，err：=getClientOrgID（ctr，true）；

if err!=nil then

return shim.Erro（rerr.Error（））

else

err：=infoCheck（stubcontractInfoSONasByteskey）

end if

type Contract struct←（

patentType string；

Signingtime Date；

PatentStatus string；

PatentValidityGuarantee string；

PatentTechnicalData string；

FeesandPaymentMethods string

LiabilityforBreachofContract string

SupplementaryAgreement string；

Signature of contracting Party；）

Obtain signature of signing party←

SignatureVerfiy（tranorsigntraeesign，Intermediarysign）；

return ctx.PutSate（contractID，assetJSON）

end function

算法3SignProfitContract

Input：newAssignee：Transferee of the patent oldAssignor：Transferor of patent，prices：Contract setup fee

Output：TransactionID

functionSignProfitContrac（tnew Assignee，oldAssignor，prices）

while current owner do

newAssignee←ChangeOfPatentee.newAssignee；

oldAssignor←ChangeOfPatentee.assignor；

prices←ChangeOfPatentee.prices；

balance←oldAssignor.balance+prices*r；

platform.balance←oldAssignor.balance+prices*（1-r）；

end while

if approved then

Invoke（contracts）←Update（TxID）；

World database←Add（Tx Reacord）；

else

go back to the beginning of current section；

end if

return TransactionID

end function

3.2.3 權(quán)人異步變更合約

知識產(chǎn)權(quán)交易平臺引入監(jiān)管方作為聯(lián)盟鏈節(jié)點加入?yún)^(qū)塊鏈平臺，知識產(chǎn)權(quán)交易完成后，監(jiān)管方異步調(diào)用權(quán)人變更算法對區(qū)塊鏈上存有的數(shù)據(jù)信息進行更新，縮短交易等待時間。權(quán)人變更合約如算法4所示。

算法4Uptate owner contract

Input：input assetID

Output：Information on the chain

function UPTATE OWNER CONTRACT（asstID）

exists，err：=s.AssetExists（ctx，id）；

clientOrgID，err：=getClientOrgID（ctr，true）；

if err!=nil then

return shim.Error（err.Erro（r））；

else

err：=infoCheck（stub，contractInfoJSONasBytes，key）；

end if

if checkinfo←notExistthen

err←stub.PutState（key）；

else

callback；

end if

returnctx.PutSate（assetID，assetJSON）

end function

4 實驗與測試分析

本文以HyperLedger Fabric2.3聯(lián)盟鏈項目作為開發(fā)平臺。根據(jù)知識產(chǎn)權(quán)交易特點和交易需求，本文進行模擬交易，設(shè)置中介方和監(jiān)管方兩個組織，均包含有1個Peer節(jié)點和1個Oderer節(jié)點，將交易簽訂的相關(guān)合同和交易記錄進行上鏈，權(quán)人方作為聯(lián)盟鏈節(jié)點加入本交易平臺，給其設(shè)置1個Peer節(jié)點，用來異步發(fā)布和收集需求。本平臺采用Raft共識機制，本地的Fabric CA用來管理組織中的所有節(jié)點的證書，只有通過驗證的節(jié)點才能獲取證書CID并加入?yún)^(qū)塊鏈。系統(tǒng)仿真實驗共在服務(wù)器上部署了4個Peer節(jié)點和2個Orderer節(jié)點，服務(wù)器的基本硬件配置為：CPU 2.10 GHz，RAM 16 GB，操作系統(tǒng)為Ubuntu 20.04.2 LTS，Go go1.13.15，F(xiàn)abric 2.3.3，Docker 20.10.7。

本文選擇Hyperledger Fabric性能測試工具Caliper對本知識產(chǎn)權(quán)交易平臺進行性能測試，平臺性能測試主要測試指標(biāo)是測試數(shù)據(jù)查詢功能、數(shù)據(jù)上鏈功能的系統(tǒng)吞吐量和平均時延，以及交易撮合時延。以單位時間內(nèi)完全處理的請求交易數(shù)量（transaction processing per second，TPS）來評估系統(tǒng)交易吞吐量，本平臺測試交易總數(shù)量為2 000，初步測試知識產(chǎn)權(quán)交易平臺的數(shù)據(jù)查詢功能吞吐量約達到195 TPS，數(shù)據(jù)上鏈吞吐量約140 TPS，交易撮合平均時延約為1.9 s，交易撮合成功率平均約達到78%，測試數(shù)據(jù)如圖9、圖10所示。

圖9 交易撮合匹配成功率測試Fig.9 Transaction matching success rate test

圖10 交易匹配延遲Fig.10 Transaction matching delay

對Hyperledger Fabric網(wǎng)絡(luò)中配置文件configtx.yaml中配置出塊參數(shù)進行修改，進而優(yōu)化平臺測試。配置文件中參數(shù)PreferredMaxBytes（首選出塊最大字節(jié)數(shù)）、AbsoluteMaxBytes（塊的最大字節(jié)數(shù)），MaxMessage-Coun（t塊內(nèi)最大交易數(shù)）以及BatchTimeou（t出塊超時時間）。假設(shè)首選出塊最大字節(jié)數(shù)為p，塊的最大字節(jié)數(shù)為a，塊內(nèi)最大交易數(shù)為m，出塊超時時間為t，交易的大小為s，則TPS可數(shù)學(xué)表達為：

優(yōu)化影響參數(shù)之后，數(shù)據(jù)查詢功能和數(shù)據(jù)上鏈功能的系統(tǒng)吞吐量和平均時延測試結(jié)果如圖11和圖12所示，在一定的測試范圍內(nèi)，優(yōu)化后的數(shù)據(jù)查詢功能吞吐量接近于發(fā)送速率，其吞吐量最高可達250 TPS，平均時延小于1 s，數(shù)據(jù)上鏈功能吞吐量比優(yōu)化前高出約10 TPS，吞吐量最高可達150 TPS。

圖11 數(shù)據(jù)查詢測試結(jié)果Fig.11 Read test results of operation

圖12 數(shù)據(jù)上鏈測試結(jié)果Fig.12 Data on-chain test results

本文與其他的知識產(chǎn)權(quán)交易方案的功能及性能進行對比，如表1、表2所示。文獻[11]實現(xiàn)了結(jié)合SPV業(yè)務(wù)模式承載知識產(chǎn)權(quán)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)（IPMT），設(shè)計了“業(yè)務(wù)-交易雙鏈”架構(gòu)，主要解決數(shù)據(jù)、行為可信、可追溯的業(yè)務(wù)難題，缺少交易撮合，導(dǎo)致交易成功率較低；文獻[12]設(shè)計了一種基于區(qū)塊鏈技術(shù)的專利注冊與交易系統(tǒng)（PRTS），僅針對專利保護，其對專利交易方面的相關(guān)設(shè)計較少，并沒有提出知識產(chǎn)權(quán)交易的具體方案；文獻[14]實現(xiàn)了一種分布式應(yīng)用版權(quán)管理與交易系統(tǒng)（MAMS），利用智能合約實現(xiàn)交易按協(xié)議自動生成和處理，但其在交易撮合方面欠缺，交易成功率偏低；文獻[24]基于零知識證明構(gòu)建了一個安全的專利交易平臺（SPTP）有效保障了交易信息和專利支付的安全性，但交易多方之間交易實現(xiàn)不夠智能化，自動化程度低；經(jīng)過對比分析，本平臺具備異步權(quán)人變更、交易撮合和多方自主簽訂合同功能，更加智能化，交易周期更短，有著很好的可行性、安全性。

表1 知識產(chǎn)權(quán)交易平臺功能對比Table 1 Comparison of functions of intellectual property trading platforms

表2 知識產(chǎn)權(quán)交易平臺性能對比Table 2 Performance comparison of intellectual property trading platforms

5 結(jié)語

本文針對當(dāng)前知識產(chǎn)權(quán)交易平臺存在的問題，分析了構(gòu)建知識產(chǎn)權(quán)交易平臺的特征需求，提出利用區(qū)塊鏈平臺的去中心化、不可篡改、透明可信等技術(shù)優(yōu)勢，設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于聯(lián)盟鏈的知識產(chǎn)權(quán)交易平臺，能夠完成交易精準(zhǔn)撮合、多方簽訂轉(zhuǎn)讓合同、異步完成交易需求收集和權(quán)人變更等功能，相比于傳統(tǒng)的中心化交易平臺和現(xiàn)有的區(qū)塊鏈知識產(chǎn)權(quán)交易平臺，并系統(tǒng)能夠在權(quán)人方、發(fā)明人方、受讓方以及中介方之間達成多方權(quán)益保證的可信合約并確保履約，從而解決交易多方缺乏信任和激勵的問題，提高了知識產(chǎn)權(quán)交易的成功率和執(zhí)行率，為繁榮知識產(chǎn)權(quán)交易市場提供了一種有效的解決方案。