（作者按：本文发表于《中国发明与专利》2018年第3期。文中数据更新日期为2018.2.4）

区块链技术因其潜在应用价值和巨大发展前景受到金融银行、科技企业以及创业公司的

0 前言

区块链技术是比特币最底层的核心技术，最早出现在中本聪的论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》中。目前，区块链技术集成分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术，其应用已经超越比特币，延伸到金融服务、物联网、供应链管理、公共服务等多个领域，被称为改变业务乃至机构运作方式的重大突破性技术，将为新一代信息技术的发展带来新的机遇。创新是区块链技术深入发展的核心驱动力，区块链技术诞生于比特币开源社区，国内外主流区块链架构均在开源平台进行了技术开源，加快了区块链的技术创新，而技术开源允许人们以专利的形式从知识产权中谋利，从而保护创新的积极性。本文将系统梳理区块链技术的概念、专利申请趋势、国内外主要申请人、关键技术及应用场景，利用专利信息揭示国内区块链专利技术的发展状况。

1 区块链概述

从本质上来说，区块链是一个去中心化的数据库，由多方共同维护，以块链结构存储数据，使用密码学保证传输和访问安全，能够实现数据一致存储、无法篡改、无法抵赖的技术体系。以比特币为例，区块链就是一个收录所有比特币历史交易的总账本，其区块是按时间顺序相连的基本存储单元，每隔10分钟由在算法竞争中胜出的节点（旷工）创建，并记录该段时间内各节点的全部交易信息。区块由三部分组成：本区块的地址、交易单和前一个区块的地址，这种设计使得每个区块都能找到其前一个区块，甚至溯源至起始区块，从而形成了一条完整的交易链条。区块链技术四个发展路径如图1所示：

图1 区块链的发展路径

可以将区块链看作分布式账本技术的一种，用于分布式身份认证、分布式域名系统、分布式自治组织等。智能合约是以数字形式定义的能够自动执行条款的合约，在区块链技术领域，是指基于预定事件触发、不可篡改、自动执行的计算机程序[vi]。虚拟机是区块链中智能合约的运行环境，运行在虚拟机内部的代码不能接触到网络、文件系统或者其他进程。随着区块链技术和应用的不断深入，以智能合约、分布式应用为代表的区块链2.0，将不仅仅只是支撑各种典型行业应用的架构体系，在组织、公司、社会等多种形态的运转背后，可能都能看到区块链的这种分布式协作模式的影子。在区块链3.0阶段，区块链将应用于某些全球性公共服务上，包括政府、健康、文化和艺术等。区块链技术可以构建一个高效可靠的价值传输系统，推动互联网由信息分享互联网向价值互联网迈进。中国重视区块链技术的研究，工业信息部于2016年发布了中国区块链技术和应用发展白皮书，2017年发布首个区块链标准——区块链参考架构，在区块链技术领域，中国与美国站在相同的起跑线上。

2 区块链与数字货币专利

比特币是区块链技术最成熟的应用案例，比特币通过对等网络将一定时间段内的交易信息加上时间戳组合在一起形成区块，再把区块互相链接起来形成一个链条、彼此互相验证，就形成了区块链。区块链不需要通过金融机构或中介机构，以点对点的方式即可实现价值转移。

区块链具有颠覆现有金融系统的潜力，金融银行、支付企业对该技术兴趣浓厚。美国高盛集团作为投资银行和证券公司，于2014年10月向美国专利商标局提交了名为“证券结算用加密货币”，在该专利申请中，高盛推出了基于区块链的加密货币“SETLcoin”，探索改变证券的交易方式，债券、股票、现金的结算可以通过加密货币进行，无需第三方机构。该专利申请于2015年11月公开，权利要求经过大幅度修改后于2017年7月获得授权，对加密货币的计算机可读存储设备及系统进行保护，而原先专利申请中要求保护的点对点密码货币虚拟钱包及其交易方法于2017年6月另行提交专利申请。另外，高盛2015年3月还通过PCT提出了能够处理外汇市场上的金融交易的分布式账本国际专利申请，采用分布式计算机系统，能够对多个金融交易进行处理。高盛的加密货币专利引起了高度

中国数字货币作为法定货币必须由央行来发行，其本身就是货币而不仅仅是支付工具。中国人民银行印制科学技术研究所于2016年开始围绕数字货币进行专利布局，涉及数字货币系统的架构、支付数字货币系统、提供数字货币的系统等，在系列专利申请中将央行发行的数字货币表示为“D币”，并提出基于“D币”交易的资金转移系统，该系统核心要素为一种币、两类库、三个中心，一种币即为“D币”，两类库分别是D币的发行库和银行库，三个中心是登记中心、CA认证中心和IBC认证中心。2017年中国人民银行在印制科学技术研究所的基础上成立数字货币研究所，旨在研究区块链和数字货币，探索区块链技术在金融系统应用，该研究所关于数字货币的专利申请已达35件，涉及数字货币的发行、交易、结算、兑换、管理节点以及数字货币钱包，其中，数字货币的确权登记模块的确权链基于区块链技术构建。中钞造币总公司北京智能卡技术研究院也积极布局区块链和数字货币，申请了基于区块链技术的数字资产、数字货币专利，2018年1月中钞造币总公司在杭州成立区块链研究院，北京智能卡技术研究院的区块链专利已经全部转让给杭州区块链研究院。

3 区块链中国专利技术分析

3.1 研究方法与数据来源

专利文献中包含了丰富的技术信息、法律信息和经济信息，它阐述了发明的内容，不仅描述了该发明所属技术领域中的现有技术及其存在的问题，而且还说明了发明的基本要点及实施方案。专利分析实质上就是对专利文献进行统计分析以获取所需信息，对国家战略高新技术发展规划的制定与布局、对企业研发投资与市场策略的制定等都具有重要的意义。

本文的专利数据来源为中国专利公开库，检索日期为2018年2月4日，采用中英文关键词，并采用分类号、人工等去除无关数据，统计分析后对主要申请人进行相关专利数据补充。相关检索要素如表1所示。检索得到区块链公开专利申请1255件（注：2016年、2017年部分专利未公开），以下分析是基于已公开的专利申请做出的。对区块链中国专利技术进行宏观数据分析，包括：申请量、地区分布、主要申请人、关键技术、应用场景等，据此以了解区块链技术的整体发展历程。

3.2区块链中国专利申请发展趋势

区块链中国专利申请态势如图2所示。2016年的已公开申请量为428件，2017年当年已公开的申请量已达749件，考虑到中国专利申请公开的滞后性以及当年申请公开的时间分布，以相同领域或相近领域（G06Q, H04L, G06F）专利当年申请按年公开分布情况为参考，可以对2016年和2017年的专利申请量进行预估，预估后的全年申请量范围如图2虚线所示。

图2 区块链中国专利申请发展趋势

可以看出，2015年以前经历了技术缓慢发展期，申请量维持在较低的水平，属于区块链技术的萌芽期，在此期间比特币为众人所知，区块链从比特币系统中剥离出来。从2016年开始，申请量出现爆发式增长，金融银行、科技公司以及创业公司纷纷入局，对区块链技术进一步研究，区块链的应用前景更加清晰，从金融服务业扩展到物联网、供应链管理、公共服务等领域，大量的研发投入催生出相当量的专利申请，表明区块链专利技术进入快速发展阶段。

3.3 区块链中国专利主要地区分布

区块链中国专利主要省市分布如图3所示。可以看出，北京、广东、浙江、上海等地区区块链技术专利申请较多，约占中国申请量的77%，这与金融银行、科技巨头、创业公司主要集中在这些地区密切相关。目前，国家级或地区级的区块链行业联盟已经成立，其中，全球共享金融百人论坛在北京成立中国区块链研究联盟，推动区块链应用的规范化、标准化；由清华大学、微软、布比等研究机构和初创公司成立的中关村区块链产业联盟，开展组织产学研合作，打造区块链产业链。万向控股、乐视金融、上海矩真等在上海发起成立的分布式总账基础协议联盟，共享知识产权成果；微众银行、平安银行、招银网络、恒生电子等在深圳共同发起成立的金融区块链合作联盟，整合及协调金融区块链技术研究资源。区块链专利技术地域分布与产业发展、产业聚集区位置在一定程度上存在正相关。

图3区块链中国专利主要省市分布

3.4 区块链中国专利国内申请人分析

区块链解决了去中心化下的共识问题，力图构建一个开放、共享、安全、去中心化的技术理想国度。区块链的特性使其可能消解甚至颠覆金融银行、科技公司的中心化业务模式。中国人民银行、阿里巴巴、腾讯等纷纷进行技术研发，探索区块链的应用场景。区块链创业公司也纷纷涌现，将区块链技术应用到包括金融与非金融在内的多个领域中，出现了一些为区块链开发者提供开发平台的技术型公司。区块链中国专利国内申请人如图4所示。

图4 区块链中国专利国内主要申请人

阿里巴巴的区块链专利申请始于2016年12月，在国内申请人中排名居首，多涉及对区块链关键技术的改进和利用区块链技术对现有数据进行操作，前者包括共识方法或装置、区块链数据存储和查询、区块链节点通讯方法、区块链节点信息监控以及基于区块链的数据处理或业务处理，后者包括采用区块链技术对现有数据进行校验、监控、备份、隐私保护等。

中国人民银行依托其数字货币研究所，围绕数字货币作为主要技术内容进行专利布局。中国法定数字货币必须由国家主权保障，由中国人民银行主导8。基于中国人民银行的职责和定位，成立数字货币研究所，研究区块链并基于区块链技术开发数字货币及其系统，自是题中应有之义。

北京布比公司作为专业的区块链技术公司，专利布局较早，始于2015年11月，对区块链应用场景进行全方位布局，主要涉及贸易信息、事件认证、博彩发行、医疗数据、票据处理、物联网、社交网络、电子证据、网络支付、数字资产等。基于其区块链技术，北京布比公司通过上海布萌公司推出了基于区块链技术的数字资产流通网络——布萌数字资产平台，以API/SDK的形式提供了场景化区块链即服务（BaaS），通过该平台，不同机构不同资产实现跨越流通。目前北京布比公司通过转让，与上海布萌公司共同持有3件发明专利申请，分别是“基于分布式共享总账的数字资产交易系统及其构建方法”、“区块链系统权限管理方法和装置”、“基于衍生链的资产数据处理方法及装置”。此外，北京布比公司还通过其全资公司深圳布诺公司推出了区块链供应链金融服务平台“布诺”，将银行、核心企业、保理公司等链接起来。北京布比公司通过转让，与深圳布诺公司共同持有4件发明专利申请，分别是“贸易信息的处理方法、装置和系统”、“分布式信息的授权访问方法及系统”、“提高票据处理安全性的方法及票据处理系统”、“区块链身份构建及验证方法”。通过共同持有的专利，可以知道各平台所用的区块链专利技术。

江苏通付盾科技有限公司、北京瑞卓喜投科技发展有限公司、杭州复杂美科技有限公司、杭州云象网络技术有限公司等区块链创业公司通过区块链技术与具体应用场景结合，以期未来对传统业务进行颠覆。电子科技大学则成立了区块链研究所，在高校研究机构中申请量排名第一。钱德君是上海唯链信息科技公司联合创始人，目前已将3件专利申请转让给上海唯链信息科技公司。

北京比特大陆科技有限公司在超高性能计算领域具有强大的研发能力，产品包括比特币挖矿运算设备，研发了数字货币芯片、矿机以及矿池，专利申请多涉及比特币挖矿机的系统改进及挖矿业务处理。其中，“比特币工作量证明哈希计算芯片优化的方法、装置和电路”、“串联供电电路、虚拟数字币挖矿机和计算机服务器”已通过PCT提出国际专利申请。另外，其全资公司算丰科技也申请了部分矿机方面专利。

腾讯则与多家银行合作，重点

区块链技术与应用场景相结合，具有巨大的潜力，金融、科技等行业投入研发力量，实现了产学研的有效结合，改变了在传统技术领域高校研究机构占优的局面。

3.5 中国区块链专利国外申请人分析

图5区块链中国专利国外主要申请人

中国已公开的区块链专利申请绝大多数来自国内申请人，国外申请量极少，可能的原因在于区块链为新兴技术，国外申请人可以在优先权日起30个月内通过国际申请进入中国，其专利公开具有滞后性。国外申请主要来自美国和日本，申请人包括美国的纳斯达克、识库链公司、安全第一公司以及日本的索尼公司，如图5所示。

美国纳斯达克作为知名的证券交易所，申请了“区块链交易记录的系统和方法”，公开了基于区块链的交易所系统，通过区块链对匹配订单进行交易和结算，交易所监控区块链实现对交易进行确认和监管。识库链公司的专利申请涉及供应链管理，通过区块链实现物流交易的加密验证以及供应链中源物品追踪。日出科技集团有限责任公司的申请涉及加密数字货币（如比特币）的挖矿系统中的方法和装置。

日本索尼公司专利申请包括能够生成新区块的电子设备，可以用于金融、车联网及教育等领域。而在基于区块链的系统专利申请中，将节点分为控制节点和普通节点，控制节点签名相当于一种担保，普通节点通过验证控制节点的签名的有效性来达成对于待验证节点的所有权声明的共识，将所有权信息记录在要生成的区块中，从而该记录被加入到区块链中。另外，索尼公司还申请了基于区块链数据库平台的客户端和身份验证系统专利。

3.6 中国专利涉及的主要技术及应用场景分析

区块链技术涉及的核心关键技术为共识机制、数据存储、网络通信、加密技术、隐私保护等1。根据区块链专利技术的分类号及关键词，可以对专利涉及的技术主体进行初步统计，结果如图6所示，以数字证书、数字签名、身份认证、加密算法、隐私保护为主要的内容的密码安全技术申请量最大，其次是数据存储，涉及数据库的数据库结构、数据处理及数据储存。共识机制也是区块链技术的关键技术，各主要申请人均有专利布局，其中以阿里巴巴为首。在密码安全领域，江苏通付盾科技有限公司的专利申请量最多；北京瑞卓喜投科技发展有限公司的专利申请多涉及区块链数据勘误更正及查询、拓展区块链等，在数据存储领域排名第一。比特币挖矿需要专业的挖矿机，其专利申请以比特大陆为代表。主要申请人区块链涉及的技术内容分布如图7所示。

图6 中国专利涉及的主要技术

图7 中国专利主要申请人技术分布

区块链技术作为支撑比特币的基础技术，可以实现信用认证和互联网价值转移，在金融服务领域的实践已经逐渐展开，并延伸到物联网、智能制造、供应链管理、社会公共服务等多个领域。通过对已公开专利申请进行统计分析，可以看出，金融服务是最大的应用场景，其次是物联网、公共服务和供应链管理，具体应用场景如图8所示。

图8 区块链中国专利涉及应用场景分布

4 结论和讨论

通过对区块链技术中国申请专利发展趋势、地区分布、国内外主要申请人及专利、关键技术和应用场景进行分析，得出以下结论，并提出相应建议。

1、区块链技术作为新兴的技术，应用前景广阔，受到各国政府组织、科技企业、研究机构的重视，创业公司涌现，技术发展迅猛。中国区块链专利近两年内更是急遽增长。各创新主体在关键技术、应用场景方面进行专利布局。2017年申请的区块链专利公开量已达近750件，预估2017的实际全年申请量在1800-2100件之间，技术创新活跃，处于技术快速成长期。随着区块链技术的研究深入，未来几年内申请量仍将保持高速增长。

2、区块链技术虽然发展迅猛但积累期短，有很多方面的技术正在进行非常深入的研究，中国仍与其他国家站在同一起跑线上，处于技术发展的探索期，不受欧、美、日等国家专利的掣肘。中国互联网正加速向经济社会各领域渗透融合，信息化服务快速普及，移动互联网应用渐成主角，拥有更丰富的支付场景，这些外部环境都将为中国区块链技术发展提供驱动力。并且，在我国“大众创业，万众创新”政策的鼓励下，更多的创新主体参与进来，中国有希望成为区块链技术的领导者之一。

3、区块链中国专利申请主要来自国内申请人，并且专利布局限于国内，只有少数如华为、中兴、比特大陆、清华大学深圳研究生院等通过PCT提交国际专利申请。因此，无论国外申请人来华提交申请，还是过内申请人向国外提交申请，都未形成大规模的跨国专利申请。考虑到华为、中兴等公司专利申请一般在18个月后公开，两公司必然在2017年对区块链技术进行国内外专利布局。国内其他区块链创新主体应根据自身情况选择合适的途径积极进行国外专利布局，提升国际竞争力。

4、北京、深圳、上海、杭州已经成为区块链公司的聚集地，地区级或全国级行业联盟已经建立起来，在研究、应用方面开展合作，推动国内区块链技术发展。借助产业联盟可以整合知识产权，在联盟成员间构建专利池，形成知识产权共同运营的合作模式，提高和扩充联盟企业的创新转化能力，通过共建行业标准，形成共同抵御外来知识产权风险的能力。高校科研机构的研究能力还未能得到充分发挥，国内重点企业或行业联盟可与高校研究加强联合，加快核心关键技术攻关和行业政策研究，培养区块链专业技术人才。

5、随着区块链技术的不断发展和专利申请的持续累积，国内外创新主体开始探索将该技术应用到非金融领域，如供应链、物联网、知识产权、公共服务等领域，各行业特别是金融银行、科技公司等应积极拥抱区块链技术带来的变革，避免业务被消解或公司被颠覆。

区块链被称为颠覆性的创新技术，各国家组织、大公司及创业公司在技术积累过程中必然会积极进行专利布局,在新一轮技术竞争中抢占先机。国内企业应积极追踪国外行业领导者和主要竞争对手国内外的专利布局情况，做到知彼知己，心中有数，同时有效运用专利制度，进行国内外专利布局，提高竞争力。

[[i]] 中国区块链技术和应用发展白皮书，工业和信息化部，2016.10。

[[ii]] 安立.区块链技术开源的产权困局研究[J].上海立信会计金融学院学报，2017(5):63-70.

[[iii]] 龚鸣.区块链社会[M].第11页，北京：中信出版社，2016.8.

[[iv]] 腾讯区块链方案白皮书，腾讯科技（深圳）有限公司， 2017.4。

[[v]] 曹淑艳，王小钰，卢艳桥，曹亚南.中外金融区块链研究综述[J].《理论学习与探索》，2017(3):84-87.

[[vi]] 区块链参考架构，中国区块链技术发展和产业发展论坛标准，2017.5

[[vii]] 梅兰妮·斯万. 区块链：新经济蓝图及导读[M].北京:新星出版社，2016.

[[viii]] 姚前. 中国法定数字货币原型构想[J].中国金融，2016.(17):13-14.

作者泊头子

公众号：专利方舟