我国网络安全技术景观分析

2021-04-25舒金凤崔鹏

现代计算机 2021年6期

关键词：专利景观网络安全

舒金凤，崔鹏

（贵州财经大学信息学院，贵阳550025）

0 引言

1 数据来源与分析方法

1.1 数据来源

本文数据源于INCOPAT 专利数据库，该数据库所提供的专利信息具有及时性、全面性、准确性，是专利信息研究的首选数据库。以“TIAB=网络安全”为关键检索词进行检索，得出2000-2019 年我国与网络安全技术相关的发明专利合计6753 条，发明授权专利1593条，由于发明专利具有一定滞后性，因此2019 年数据仅做参考。将检索出的专利数据信息进行整理，同时在技术景观分析路线的基础上对其进行深度分析。

1.2 分析方法综述及路线

本文在分析方法上主要用到技术景观分析。在国外，REINN、Kauffman 等认为技术景观可以为技术发展制定指标，并且主张定义技术景观结构[6-7]。但“技术景观图”这一概念最初由Jay Paap 提出，其认为该分析模式是能够解释技术的发展趋势和挖掘技术的发展潜力，并在此基础上构建了具体分析框架，称为“技术景观图”[8]。目前国外已有大量学者利用技术景观分析法对某些领域的专利技术进行了分析，如Dara 等人从宏观和微观的角度，对抗癌技术领域专利的申请趋势、发明人、合作网络、被引用率等进行了技术景观分析，得出抗肿瘤技术研究主要集中在遗传学和免疫学领域，还表示肽技术是下一步基因治疗的主要技术[9]。Kong等人用专利引文网络来进行基本的分析，以显示树突细胞技术的整体景观，为后来的研究者们提供有效参考[10]。在我国，技术景观最早在黄鲁成对老年福祉技术进行景观分析中，后其改进技术景观分析流程用于分析玉米生物育种技术专利，再在2016 年将技术景观分析系统定义为四侧面分析框架用于分析老年福祉技术专利，在以上研究中均证明了技术景观分析模型有较强的实用价值[11-13]。章帆利用技术景观分析法，对无人机驾驶技术与人脸识别技术两领域的相关专利进行了时间和空间分布景观、技术研究热点和研究主题景观、术演化趋势、技术集群特点和技术竞争态势等的分析，探究技术的发展现状并为促进发展提出有效的意见[14-15]。总体来看，我国目前在专利技术景观分析方法上有一定的进步，如章帆的分析方法较新颖，黄鲁成团队的分析框架构建较系统。相比前人研究，黄鲁成团队的景观分析法较为系统与完善，但也存在有待改进的地方，其在对技术景观分析模型的构建上只考虑到宏观与微观，但如果考虑信息情报使用人群的构成，中观层次的研究也是相当重要。如张晓林在分析石墨烯技术专利时，根据信息使用人群将分析框架定义为宏观、中观和微观三个层次，总结出三者观互相渗透、统筹考虑，可将各个层面的研究内容灵活运用[16]。因此本文在前人研究的基础上，将技术景观分析法定义为宏观层次分析、中观层次分析、微观层次分析三方面，并应用于网络安全技术的分析，具体涉及到时间趋势、空间分布、主题沙盘、竞争对手等分析。本文的具体分析路线如图1。

图1 技术专利景观分析流程图

2 网络安全技术景观分析

2.1 基于宏观层次的网络安全技术分析

宏观层次是指通过分析了解技术的整体情况，该目标在于把握技术的发展趋势、创新的能力与水平，该分析结果的情报信息主要服务于决策者。本文在宏观分析层次上主要涉及时间趋势、专利分布与IPC 分类号统计。

图2 是我国网络安全技术相关专利的申请及授权趋势，从申请总趋势来看，总申请量自2001-2018 年总体呈增长的趋势，说明我国网络安全技术正处于不断发展的状态；同时又从图中授权量趋势来看，从2001-2015 年授权量随着申请总量的增长而增长，但从2016年起授权量逐渐随申请量的增加而减少了，其原因可能是专利审查力度的加强，也可能我国网络安全技术在发展过程中可能遇到了技术的瓶颈期，当然还可能有其他政策因素或现实因素。除申请趋势外，我们还了解到北京、广东、浙江、上海等地区申请量加起来占一大半，该情况与这几个地区的科技发展趋势密切相关，因为经济高度发达的地区，会集结大批科技公司、技术人员，这使得这些地区的技术发展比其他地区快。

图2 我国网络安全技术发明专利申请及授权趋势

本文对我国网络安全技术IPC 分类号进行了统计，并列出了申请量排名前十的IPC 类别，据分析我国网络安全技术专利无论是在“大组”还是在IPC“小类”中都较为集中，并且由于“小类”更能呈现技术的差异，因此本文按IPC“小类”进行统计并展示技术排名前十五的IPC 类别。具体如表1。

表1 我国网络安全技术申请量的IPC 分类号排列

从申请数量看，我国网络安全技术专利主要集中在IPC 分类号为H04L、G06F、H04W 这几类技术中，说明这几类技术被广泛重视，又因这几类技术作为网络安全技术的核心技术，所以其在未来还很可能有巨大的发展潜力，本文在后面还会将IPC 分类与其他分析结合研究，力求挖掘出更多信息。

2.2 基于中观层次的网络安全技术分析

中观层次分析主要在掌握技术的发展能力水平的同时，更重视技术发展路线、技术热点以及竞争能力的分析。该分析主要为整个行业或单个企业的发展战略管理提供相应的参考依据。本文在此侧重于分析主要申请主体、技术扩张潜力和技术价值分析三方面的分析。

（1）主要申请主体类别与申请人分析

科技危机是人类面临的最大危机与挑战，化解危机、应对挑战，仍然存在许多制约因素和条件，笔者认为至少有如下十大难点。

随着互联网的兴起，人们对网络安全问题越来越重视，受市场的需要，一些公司开始对网络安全技术进行研究，相关专利技术也应运而生。同时高校作为各类研究的摇篮，对技术的开发与创新历来都很重视，因此产生了大量的专利成果。据统计，我国网络安全技术专利申请最多的主体是企业有3422 件，其次大专院校的有1032 件，接着个人申请有197 件，机关团体有183 件，从数据中可以看出企业和高校是主要的申请主体。

上面分析了申请主体类型，接着来看主要申请人的走势。如图3，我们从图中可以看出主要申请人是由企业和大专院校构成，可以看出个申请人的年申请量有一定的波动性，其中波动最大的是华为技术有限公司，其在2011-2018 年前波动较大，在2018 年申请量达到峰值，在2011 年逐渐回归平稳。其余研究单位申请量都处于缓慢波动着上涨的趋势，这显现出各主要研究单位一直以来对网络安全技术重视，这对技术的发展来说是一个很好的势头。总的来说，各研究机构要想力求技术创新和取得新技术突破，还应该加强对技术研发。

图3 我国网络安全技术主要申请人的申请趋势

（2）技术的价值分析

Incopat 专利数据库提供了专利合享价值度评估，分值在1~10 分之间，技术价值越大分数越高，这使我们能够直接判断某件专利的价值度，通过判断专利的价值度有助于我们了解某领域的重要技术。本文以我国网络安全技术专利申请的主要IPC 号分类作为对象，对各类别专利进行价值统计并列出排名前五的IPC类别，如表2。

表2 我国网络安全技术专利申请量的IPC 类别价值分析

据图2，其中H04L 类技术对应的数量较多，其次G06F、H04W 代表的无线通讯网络类技术也可明显看出其专利数量都比较多，相比之下G06Q、HO4N 代表的图像通讯类技术的数量较少，但从分值上看大都大于5 分。以上数据可以说明在未来这几类技术的发展还很有前景，将来被转化为实用技术的机会很多，也反映出网络安全技术的发展处于良好状态。但以上数据不能明显地对比出几类技术之间的差异，因此本文在此利用以下公式（3）计算出每个IPC 类别的加权合享价值度评估值，其能更好地反应这几类专利的价值性，具体公式（1）如下：

该公式Xi代表评估标准值，Yi代表各IPC 类别专利的数量，将表2 中的数值带入公式1 计算出各类专利的加权合享价值度评估值分别为H04L 类6.9 分，G06F 类6.6 分，H04W 类7.2 分，G06Q 类5.9 分，HO4N类6.3 分。对比发现IPC 号为H04W 类的专利技术的价值最高达7.2 分，证明其具有很高的价值，加上该类技术目前的数量还较少，因此该类在未来估计还具有很大的发展空间。H04L 类技术加权平均分高达6.9，加上其巨大的技术基数，其价值不言而喻，未来依然有很大的发展空间。其余三类得分略低，但总体来说分值处于正常状态，说明我国网络安全技术在未来还有很大的发展潜力，我们的决策者应该抓住网络安全技术的发展高峰，力求为技术的发展做出贡献。

（3）技术扩张潜力分析

专利技术的扩张潜力分析主要是指技术机构申请的专利覆盖的IPC 小类占总体IPC 子领域的比例。该指数越大，说明该机构的专利覆盖面越广、技术应用越广、市场扩张潜力越大。公式（2）如下：

公式中j 表示机构序号，Kj为相应机构申请专利包含的IPC 小类别的个数，K 指所有机构总体IPC 小类个数。通过统计分析，本文所涉及到k 为17，在此选取申请量排名前5 的华为、国家电网、北京奇虎、中兴和杭州安恒为对象进行网络安全技术扩张潜力的分析。具体数据如表3。

从结果上看，华为公司在网络安全技术领域的扩张潜力指数最大，为0.29，是最具研究潜力的公司。其次是中兴通讯和杭州安恒，分别达到0.23，具有较强的技术开发潜力。但总的来说我国企业在该领域的技术扩张潜力上还不算强，需要进一步的增强技术的创新，开阔技术的横向研究广度，从而加大技术潜力的扩张。

表3 我国网络安全技术主要研究机构的技术潜力指数前五名

2.3 基于微观层次的网络安全技术分析

微观层次分析主要侧重对具体主题技术发展状况，挖掘技术的潜在创新能力。本文在此处重点进行沙盘聚类分析与主要研究机构的技术领先程度的分析。

图4 我国网络安全技术专利沙盘聚类分析

通过沙盘聚类，接下来运用各主题聚类来分析各主要研究机构的技术领先程度，如图5。此处本文将八类主题分别进行矩阵分析，得到各研究主体中主要企业的技术发展情况，图中横坐标为技术类别，纵坐标为主要企业分布。本文在此选取华为技术公司、中兴通讯股份有限公司、杭州安恒信息技术股份有限公司、国家电网公司、北京奇虎科技有限公司，重点分析其技术优势以及可发展空间。

图5 我国网络安全各技术主题的申请人技术领先程度表

从图5 中可以看出华为公司的技术研发主要集中在访问请求中的安全控制方法、验证研究中的网络认证方法、安防系统中的应用服务质量以及网络攻击等方面的，在其余技术类的研究中涉及较少。因此基于华为公司强大的科研实力，其在其他领域还有很大的研究空间，其可以在发挥自己研究长处的同时放宽技术研究领域，争取在其他技术类别中取得突破；从图中可以看出中兴公司的研究领域主要涉及在路由、认证、系统防护和安全事件上，说明中兴公司的研究基础也比较广阔，在对其后来的发展相当有利；杭州安恒、北京奇虎涉及到的研究领域与技术探索力度要低于华为与中兴两家公司，但是其在网络安全技术研究方面还是有一定的研究实力，其未来在网络安全技术的研究上仍然具有一定优势。国家电网公司则是在网络安全管理上的研究有一定的突出，但在其他与网络安全技术方面的研究则很少，若国家电网公司能在其他领域投入研究，那么久有可能取得更多的技术突破，将会对我国网络安全技术的发展具有促进优势。

3 结论与建议

本文运用专利技术景观分析，对我国网络安全技术专利进行了分析。从宏观层次看我国网络安全技术相关专利申请量偶有波动，但总体处于增长的状态，技术主要分布在北京、广东等经济发达、科技高速发展等地区。从中观层面来看企业与大专院校等是主要申请主体并且主要研发机构的技术扩张潜力较低，但是从技术的价值性来看，我国网络安全技术专利的价值相对较高，处于正常状态；从微观层次来看，我国网络安全技术设计到的技术范围较广，不同的研究机构涉及到的研究内容有所差异，但各有所长。

本文建议战略决策者加大技术发达地区的研发投入以及专业人才的输入，对于其他重要研究地区建议实行单一技术着重研究，力求专项突破。管理者应实行严格的监管措施，力求专项资金专项使用，全力投入技术研发，加大专利技术申请质量的提升。相关研发者可以根据自身不同的技术优势选取较为合适的研究单位，使得研究者本身的技术价值得以体现，使不断强化技术创新，促进新技术的突破。本文在此总结出我国在网络安全技术发展中的优势与劣势：

本文通过对网络安全技术相关专利的分析，得到了我国网络安全技术的整理发展状况，同时对我国网络安全技术发展过程中存在的问题进行说明，同时给出了几点建议。本文的研究虽然对技术景观分析进行完善，但还缺少更细腻、深入的分析，例如对专利技术引文分析、机构合作力度、核心关键技术分析等，因此后来的学者在分析过程中可将这些因素考虑进去。