基于专利视角的全球区块链技术发展分析

李丽婷

（作者单位：厦门市科学技术信息研究院）

区块链源自比特币（Bitcoin）底层技术，由中本聪(Satoshi Nakamoto)于2008年首次提出，即在去中心化的点对点网络中，基于非对称加密算法和共识机制等原理，记录携带时间戳、并由集体维护交易数据的防篡改分布式数据库。区块链具有去中心化、开放性、自治性、信息不可篡改及匿名性等特征，主要解决交易的信任和安全问题。

区块链是数字经济社会中不可或缺的信息基础设施,通过点对点可信的方式组织数据资产的流通和交易，实现跨行业、跨机构的业务流程优化，赋能产业数字化升级，助力政府和各类社会机构运营和治理能力提升。

本文通过对全球区块链技术专利申请趋势、布局区域、原创区域、创新热点、重点专利及TOP20申请人等方面的统计分析，揭示该技术所处发展阶段、在不同区域的活跃程度、竞争态势、研究热点及发展方向等，旨在为厦门市进一步推进区块链技术赋能区域创新发展提供有价值的参考信息和发展方向。

专利概况及申请趋势分析

根据PatSnap全球专利数据库，截至2020年5月27日，检索得到：全球区块链领域专利申请25428件，对应20216组简单同族专利；其中，约98%为发明专利；大部分专利处于审查状态，有效专利仅2597件。这是由于区块链技术诞生于2008年，相关专利申请大部分是近3年提交的，目前还处于审查状态。

如图1所示，全球区块链专利申请始于2014年，2016年开始进入快速发展期，专利申请数量急速上升，2017年、2018年专利申请数量呈井喷式上升，增长率达200%。由于大多数国家发明专利从申请到公开都需18个月左右的缓冲期，因此2019年的专利数据并不完整,实际申请量会高于目前检索到的9425件。可以预测，未来几年仍将是区块链技术的高速创新发展期，区块链技术与云计算、人工智能、物联网等新技术融合，将不断拓展出更多可应用的新空间，呈现出更加蓬勃的发展态势。

图1 全球区块链专利申请趋势

专利布局区域分析

图2 显示了全球区块链专利申请主要布局目标区域及相应区域专利数量和占比。由图可见，世界范围内该技术领域的专利申请主要分布在：中国、美国、世界知识产权组织（WIPO）、韩国。其中，中国排名第一，专利申请量占全球56%，中国台湾和中国香港也分别有2%和1%的占比，体现了中国区块链产业的高活跃度，已经成为区块链技术全球创新研发与技术应用高地。美国和韩国分别占13%和6%，表明其区块链技术研究与应用也比较活跃。通过世界知识产权组织（WIPO）递交的国际专利申请占了9%，排名第三，反映了该领域申请人对全球专利布局的重视。

图2 全球区块链专利布局目标区域

专利原创区域分析

图3 显示了全球区块链专利原创区域及相应区域申请人申请专利数量和占比。由图可见，该领域技术创新的5大来源区域为：中国、美国、开曼群岛、韩国、安提瓜和巴布达，各占全球区块链专利总量的57%、14%、8%、7%、3%，合计占全球份额达89%。可见，区块链技术创新具有一定的区域聚集性。来自中国的专利申请13847件，远超其他国家和地区，体现了中国对区块链技术的重视。

图3 全球区块链专利原创区域

表1 五大区块链专利原创区域的专利布局情况

表1 显示了全球五大区块链专利原创区域的专利布局情况，从中可以看出，来自中国的专利申请数量虽然远超其他国家和地区，但绝大多数（94%）专利仅在本国申请，海外布局范围不大，数量占比也小。反观美国，区块链专利申请总量虽然仅为中国的四分之一，但20%为PCT专利，42%布局于海外34个国家和地区，专利海外布局范围和占比都远超中国，数量上也比中国多。可见，中国虽然重视区块链技术研发与专利申请，但对专利技术的全球布局意识较为薄弱。然而区块链技术作为非常重要的底层技术，我国应通过自主创新和知识产权保护相结合来提高在该领域的国际竞争力，争取更多的话语权。

开曼群岛的专利申请大部分来自阿里巴巴集团控股有限公司，安提瓜和巴布达的专利申请大部分来自恩链控股有限公司（nChain Holdings Limit鄄ed），其专利主要布局于中国、美国、欧洲等国家和地区。

韩国的布局情况则与中国较为类似，大部分专利仅在本国申请。

创新热点分析

区块链目前涉及到的专利IPC技术领域相对集中，主要是H04和G06 2大类，具体到小类为G06Q、H04L、G06F 3类。表2及表3显示了全球区块链专利数量TOP10的IPC小类和IPC大组分类号及相应的专利数量。可见，区块链技术的研究及创新热点主要集中于：①数据处理系统或方法，主要应用于金融、商业、行政、管理及医疗等领域；②数字数据的保密或安全处理及传输，特别是支付、交易、身份认证等应用。

表2 区块链专利数量TOP10的IPC小类

表3 区块链专利数量TOP10的IPC大组

全球TOP20申请人分析

表4 区块链专利申请全球TOP20企业及其专利布局情况

区块链专利申请数量全球TOP20企业及其专利布局情况如表4，中国有13家，美国有3家，韩国有2家，开曼群岛、安提瓜和巴布达各1家。美国企业国际商业机器公司、万事达卡国际股份有限公司、埃森哲环球解决方案有限公司，及韩国企业科因普拉格株式会社，都具有较强的全球专利布局意识，除申请PCT专利外，已有部分专利布局在除本国外的其他国家和地区。13家中国企业虽然部分有申请PCT专利，但绝大多数是中国专利。

开曼群岛的阿里巴巴集团控股有限公司、安提瓜和巴布达的恩链控股有限公司虽然都是2017年才开始申请区块链专利，但前者2018年才开始大规模申请，后者2017年即开始大规模申请，仅2017年就申请437件。阿里巴巴集团控股有限公司申请了区块链专利2272件，其中PCT专利369件，均位居全球榜首，专利数量遥遥领先于其他申请人，申请总量和PCT专利数量是排第二名的恩链控股有限公司的2.6倍和2.2倍。此外，这两个企业都具有很强的全球专利布局意识，阿里巴巴集团控股有限公司区块链专利已布局于包括中国在内的全球19个国家和地区，恩链控股有限公司是全球区块链专利布局范围最广的申请人，其区块链专利已布局于包括中国在内的全球30个国家和地区。

重点专利分析

1.市场价值最高的20个专利

这里的专利价值计算模型基于FMEA质量标准（失效模式与影响分析，遵循QS9000），该计算体系整合了专利价值相关的25个不同的维度，包括：引用、被引用、专利家族规模、家族覆盖区域、专利年龄、法律状态等等，同时基于历史上的专利成交案例等进行调整，最终提供一种预计的市场价值。

表5 全球市场价值最高的20个区块链专利1

（接上表）

（接上表）

表5 显示了全球市场价值最高的20个区块链专利，研究内容主要涉及区块链在金融交易中的应用、基于区块链的证书发布及认证、用户身份管理及区块链基础技术研究等。这些专利年龄2耀4年，专利价值（78耀408）万美元不等，专利家族规模普遍较大。市场价值最高的是埃森哲环球解决方案有限公司的专利“Distributed key secret for rewritable blockchain”（US10110576，可重写区块链的分布式密钥），目前估值408万美元，远超其他区块链专利。其次是黑金币公司的专利“Systems and methods for providing blockchain-based multi鄄factor personal identity verification”（GB2564787A，

基于区块链的多因素个人身份验证的系统和方法），该专利有118个简单同族，目前估值275万美元。

由表5可见，市场价值最高的专利，14个来自美国申请人，韩国、英国各有2个，瑞典、加拿大各有1个。中国申请人虽然申请了全球半数以上的区块链专利，但是尚未有高价值专利。

这些专利的申请人有不少来自金融行业，如：纳斯达克(3个)、万事达卡(2个)、北方信托、多伦多道明银行；也有一些来自管理咨询、通讯、人工智能、网络安全等行业，分别为埃森哲(3个)、英国电讯、Intraspexion、Forcepoint；也有一些来自区块链初创企业，如科因普拉格(2个)、恩链、ShoCard。可见，区块链技术在金融、通信、人工智能、网络安全等行业已有较为成熟的应用。

2.被引用最多的20个专利

表6 全球被引用最多的20个区块链专利2

（接上表）

表6 显示了全球被引用次数最多的20个区块链专利及其主要内容，主要涉及区块链在虚拟资产交易、数据验证、数字资产管理、证据保全等方面的创新应用。这些专利技术被很多人借鉴，是该领域的核心创新技术，较具影响力。南坦智财控股有限责任公司关于“通过区块链工作证明系统和方法进行医疗保健交易验证”的专利被引用次数高达308次，Stanley Benjamin Smith关于“使用区块链基础设施和智能合约将数据供应链中涉及数据更改的数据事项进行货币化的数据交易方法和系统”的专利被引用次数高达264次，这两个专利被引用次数远超同领域其他专利；其他18个专利被引用次数也达85耀189次不等。

由表6可见，被引用次数最多的专利，14个来自美国申请人，3个来自中国，2个来自加拿大，1个来自澳大利亚。其中，来自中国的专利分别为：杭州云象网络技术有限公司的“一种基于区块链的证据保全方法及装置”、上海如鸽投资有限公司的“资产交易平台以及资产的数字化认证和交易方法”、深圳前海微众银行股份有限公司的“基于区块链智能合约的资产管理方法及节点”，其被引用次数均在100次左右。

3.规模最大的20个专利家族

表7 全球规模最大的20个区块链专利家族3

（接上表）

表7 显示了全球规模最大的20个区块链专利家族及其主要内容，其研究主要涉及区块链在安全访问、系统交易、数据传输中的应用，一般是该领域的基础核心专利，所以在全球被广泛布局保护。恩链控股有限公司关于“区块链密码币的通用令牌分段系统”的专利，其PatSnap同族高达338个；阿里巴巴集团控股有限公司关于“区块链共识节点选择”的专利，其PatSnap同族高达318个；强力物联网投资组合2016有限公司关于“使用工业物联网进行机器信号的数据收集、学习和流传输以进行分析和维护的方法和系统”的专利有298个PatSnap同族；沃尔玛阿波罗有限责任公司关于“供应商付款共享系统”的专利有261个PatSnap同族；其他16个专利也有56耀137个不等的PatSnap同族。

由表7可见，目前全球规模最大的区块链专利家族，17个来自美国申请人，2个来自安提瓜和巴布达的恩链控股有限公司，1个来自开曼群岛的阿里巴巴集团控股有限公司。

结语

基于以上全球区块链技术专利各方面的统计分析，得出如下结论。

1.近5年是全球区块链技术的高速创新发展期并将延续发展态势，未来创新应用空间巨大。

2.全球区块链技术创新热点主要集中于：金融、商业、行政、管理及医疗等领域的数据处理系统或方法；支付、交易、身份认证等应用中数字数据的保密或安全处理及传输。

3.区块链在安全访问、系统交易、数据传输中的应用等专利是该领域的基础核心专利。

4.区块链在虚拟资产交易、数据验证、数字资产管理及证据保全等方面的创新应用是该领域的核心创新技术。

5.区块链在金融交易中的应用、基于区块链的证书发布及认证、用户身份管理、区块链基础技术研究等技术已有较为成熟的应用。

6.全球区块链技术创新和应用都具有较高的区域聚集性。中国和美国是全球区块链技术专利的两大布局区域和原创区域，中国数量多，美国质量高。中国申请人在全球布局方面较为薄弱，技术布局上多数属于应用型创新；美国申请人掌控着区块链技术领域大部分核心技术专利，全球TOP20的高价值专利、基础核心专利有80%左右来自美国申请人。

7.阿里巴巴集团控股有限公司和恩链控股有限公司是全球区块链技术的创新巨头，两者都具有很强的全球专利布局意识，专利主要布局于中国、美国、欧洲等区域。