基于专利信息分析的区块链研究*

王传高 刘雪凤

(中国矿业大学公共管理学院 徐州 221116)

2008年，中本聪发表《比特币：一种点对点的电子现金系统》奠基性一文后，区块链成为各界的研究热点。基于区块链去中心化、不可篡改、透明性等特征，能解决中心化模式中低效率、高成本和安全可靠性差的问题，该技术已广泛应用于金融交易、供应链管理、物联网、智能制造等多个领域，被认为是未来科技研发创新的制高点，因而成为各国政府与国际机构的政策热点。鉴于目前文献侧重于区块链的国内发展与中美对比，缺乏全球性的数据分析，存在专利分析态势分析以及技术发展预测不足等方面的缺陷，本研究目的在于：通过专利信息分析，提炼出全球区块链产业的技术热点、技术活跃度和技术潜在发展区等重要信息，为中国政府和企业制定区块链发展战略、技术开发和产业发展提供参考。

1 文献综述

目前文献从多角度研究了区块链，不同时期有不同研究重点，并得出了丰富的研究结论。早期研究探讨区块链基础技术研究，聚焦于技术原理、技术特征[1-2]。随着区块链1.0、区块链2.0、区块链3.0的推进，学者们开始挖掘区块链在信息安全、新能源、医疗系统、信用体系、政府管理、数字金融以及知识产权等不同领域的广阔应用场景[3-4]。学者们分析区块链的分布式、去中心化、不可攥改性等特征带来了便利性和效率[5-6])，认同区块链存在不安全性和隐私泄露等风险[7-8]。区块链理性方面，有学者分析了国内相关法律规制与区块链的疏离和法律悖论问题[9-10]。有学者以文献计量研究为主，使用 CiteSpace 工具进行关键词共现分析和突发性检测，追踪了我国区块链研究的热点和前沿问题[11]，聚焦于区块链专利文献的国家分布、学科分布以及影响力分析等[12]。

专利是技术知识的主要表现形式，技术发展的时间和空间通过专利技术特征来表现[13]。专利是技术信息表征的重要载体，“通过专利信息分析，不仅可以揭示出技术包含的类别、构成、功能、所有者等属性及其状况，而且通过对大规模专利数据的深度挖掘，能够洞察与把握产业领域技术的特点、结构、分布、侧重与发展路径及方向”[14]。葛亮等梳理了全球区块链发展现状,发现全球区块链专利申请主要集中在中国和美国,中国申请量比美国大,美国的专利申请质量和海外布局比中国强[15]。该研究侧重于中美区块链申请量和专利质量的对比。刘星等研究了中美区块链技术竞争态势[16]。

从中美对比视角分析区块链技术与应用发展态势[17]。胡海容等对我国区块链及其分支领域进行专利申请趋势、法律状态、地区分布、申请人分布在内的技术创新态势与IPC构成、技术关联、技术功效的研发态势分析[18]。唐毅等揭示中国区块链发展趋势和研究热点等,认为区块链专利大部分为应用型的创新,关于基础技术或底层核心创新的高质量专利较少[19]。邵泽宇等分析了区块链前沿主题演化路径、专利权人与发明人的合作网络族谱。指出区块链成熟的技术领域、关键领域和重点关注领域，但寥寥数语，语焉不详[20]。徐飞飞探讨了区块链技术应用集中领域，对比中国与美国、韩国的专利质量，技术研究热点及其研究增长趋势[21]。

总体而言，当前区块链专利信息研究的不足主要体现如下：第一，中国国内研究以及国别对比(尤其是中美对比)研究较多，全球区块链专利的总体态势研究不足。第二，研究主题聚焦于区块链权利主体分布、IPC申请量、技术热点、技术运用等领域，技术未来发展趋势研究不足。上述研究缺陷导致无法为中国政府、企业和科研提供更准确、更全面、更有预测性的专利信息支撑。本研究通过生命周期理论、专利申请趋势和技术功效矩阵，将区块链的专利信息进行关联组合，分析全球区块链现状并预测未来发展趋势。

2 研究设计和方法

2.1研究框架学者普遍认为，“专利信息单元主要包括专利申请年度、专利发明人、专利权人、专利申请号、专利分类号(IPC)、专利申请的国家或地区、专利名称、专利权利要求、专利优先权项等，分别揭示技术兴起与发展的时间、空间、技术所有者、技术范畴、技术功效、技术保护区域等属性”[14]。通过专利信息数据组合和关联挖掘，可以发现技术的时间、空间、类别、功能、分布以及技术主要覆盖领域等方面的规律。论文的研究思路如下所示：第一，检索全球区块链专利信息。专利信息单元包括专利IPC分类、专利申请量、地区分布、创新主体、专利被引率等；第二，将检索到的专利信息单元制作专利地图；第三，分别对各类专利地图进行技术分析，研究技生命周期、技术活跃度和技术潜在发展前景；第四，得出研究结论，提出对策建议。

2.2数据来源与处理本文采用Incopat专利数据库系统对全球区块链专利进行检索。Incopat可检索全球109个国家专利数据，并可将检索到的数据进行图像化表达，帮助了解技术领域的潜在技术，以便进行专利价值评估与行业前景分析。检索关键词定为“blockchain”，鉴于该关键词在化学医药领域也会表示高分子聚合物的链式结构，故去除“A61大类”(医学)和“C部”(化学)。检索时间截至“2020-12-31”，检索范围是“全球”。为了排除多余专利数据的干扰，笔者对检索到的数据进行了排查处理，删除异常数据，合并同族专利，最终共得到专利数据20 875条。

2.3研究方法

2.3.1 专利文献分析法 通过专利文献分析研究区块链的技术活跃度。专利文献具有范围大、内容全、技术新、结构规范等特征，但也往往文词冗长、晦涩难懂，因而通过专利文献分析法对文献进行聚类分析。“文献分析法是通过研究不同数据之间的关联或相似程度，将关联紧密、相似性高的数据聚集起来，发现同类数据的最大关联度和相似性，或不同类别数据之间明显的差异”[22]。本文对专利文献的IPC类别、申请人、申请地以及被引率等信息单元进行分析，寻找区块链技术热点和重点。

图1 技术功效矩阵

2.3.2 S曲线数学模型法 通过S曲线数学模型法确定区块链所处的技术生命周期。生命周期是研究专利技术的一种重要方法，主要是通过专利申请或授权量、参与企业数与时间序列之间的变化来进行推算，或者通过计算技术生长率、技术成熟指数、技术衰老系数和新技术特征系数等指标来测算专利技术生命周期，并通过制作的技术生命周期图来对分析结果进行展示[23]。常见的技术生命周期分析方法有：S曲线数学模型法，技术生命周期图法、专利指标法和相对增长率法。区块链专利发展时间较短但增速明显，S型曲线中的Logistic曲线能够比较准确地预测那些增速显著的技术生命周期。因此本文采用S曲线数学模型法研究区块链技术生命周期。

2.3.3 技术功效矩阵 通过构建技术功效矩阵识别区块链潜在技术。技术功效矩阵通过研究专利文献的技术主题和功能效果的特征构建而成，对于寻找技术空白点、未来研发热点、突破点以及规避技术雷区有很大帮助[24]。IPC分类设计遵循“功能分类”和“应用分类”，与发明的功能或应用方法密切相关。因此本文基于区块链核心IPC类别构建技术功效矩阵，矩阵构建流程图如图1所示。

综上所示，本论文的研究思路、研究框架和研究方法如图2所示。

图2 研究设计

3 区块链专利信息的实证分析

3.1技术活跃度分析技术活跃度分析可以筛选某领域的的核心专利，找出有利于产业发展的地区，并掌握研发主体的技术布局，对自身技术发展与竞争具有重要意义。因此本文基于时间、空间两个角度进行技术活跃度分析，包括热点技术领域、重点技术领域、创新主体分布和地区分布趋势等四方面研究。

3.1.1 热点技术领域 从IPC申请量看，以大类为基准时，全球区块链热点技术主要集中计算、推算、计数(G06)和电通信技术(H04)两大类。为了进一步细化区块链专利技术的研究热点，本文以小组分类为基准，根据专利申请量得到区块链专利申请量前10的小组分类表，并对核心专利技术关键词聚类得到区块链3种热点产业：金融商业领域、通信领域、数据处理领域(详见表1)。

表1 区块链热点技术领域

申请量前10的IPC类别都是从2015年开始才出现专利申请，2015-2020年专利申请趋势如图3、图4所示。

图3展示出金融商业领域区块链热点技术的的发展形势。2015-2019年，应用于股票、商品、金融衍生工具或货币兑换等交易方向，营销、价格评估或确定方向，支付协议方向以及专用支付电路方向的专利年申请量增长迅速。因此可以确定金融商业是区块链热点产业领域。这也应证了同一时期，以数字货币为主的新型金融的产生与发展。但从数据上看，2020年金融商业的专利申请量减少，研究热度开始下降。但本文认为，2020年专利申请量的下降并不意味着区块链在金融商业领域进入成熟期。从申请量上看，金融商业产业中上述四种核心技术领域的专利申请趋势虽然有所下降，但2020年申请数量依旧可观达到915件，占全年申请总量的13.2%，研发状态火热。从社会发展看，传统的金钱交易由于金额较大和各国货币兑换比率不同，导致跨境支付时交易困难，而数字货币能够应对这种难题[25]。本文认为随着我国经济持续上行，跨境贸易将快速发展，数字货币也还有极大的发展前景。这也是前期金融领域区块链发展的重要推动力。

图3 金融商业专利申请趋势

图4 通信和数据处理专利申请趋势

区块链专利在金融商业领域的发展从申请趋势上看是有一定程度下降，但通信类和数据处理依然保持了良好的发展势头。图4表明，以协议为特征的、检验系统用户身份或凭据装置、传输控制规程和使用移位寄存器或存储器用于块式码的密码装置的申请量是1 428件、1 142件、1 030件和473件，可以作为通信类技术热点。特别是以协议为特征的专利在2020年的专利申请量达到483件，研发热度最高。2020年，检验系统用户身份或凭据装置的专利申请量与2019年相比减少了38%，从424件降到262件，下降幅度较大。G06F16/27适用于数据库间或在分布式数据库内的数据复制、分配或同步，属于数据处理类的新兴技术。自2018年开始，这项技术的年增长量从2018年的29件扩大到2020年的358件，至今没有出现颓势，有成为新一代技术热点的潜力。本文认为，区块链可以通过大数据、信息加密等计算机技术实现无法篡改和抵赖的信任体系，形成一种新型社会信任体制。这种“区块链+大数据”的双轨模式能够推动跨界合作发展，为数字经济奠定基石，发展前景广阔。

3.1.2 重点技术领域 热点技术可以根据当前专利申请量来确定，而要寻找重点技术则需要结合单件专利的被引次数来进行。将全球区块链专利按照被引频次进行排列，被引率前10 的区块链专利见表2。高被引区块链专利仍集中于计算、推算、计数(G06)和电通信技术(H04)两大类中，研究方向包括哈希算法、数字签名、虚拟交易验证与记录、数字钱包、存储与检索、数据核实、数字资产管理等方面。

截至检索日，US20150332283A1和US20160292 672A1的被引次数都超过300次，是被引次数最高的两种专利。纳斯达克公司于2018年申请专利US20160292672A1，目前被引次数为362次，技术内容主要涉及数字钱包密码秘钥匹配。区块链最多被引技术是美国南特控股知识产权有限公司在2015年申请的专利US20150332283A1，被引次数为455次。这项专利主要提出了医疗事务验证系统和方法，通过医疗保健令牌获取相关事务信息，包括数字签名、历史块标识符等。万事达卡、美国银行、阿里巴巴、中国银联等众多企业都引用该项专利进行技术研发，广泛应用于身份验证、共享文档编辑、流程结算与授权、交易中的对账方式、验证安全流程事项等方面的研究。

表2 被引次数TOP10区块链专利

3.1.3 创新主体研发趋势 对技术领域与技术创新主体进行交叉分析，可以发现不同创新主体的技术偏好、技术分布特征及创新战略。结合时间来看，更可以通过专利申请量发现其中的推动因素，预测机构未来的技术热点以及行业发展趋势。表3所示为2008-2020全球区块链专利申请量前10的创新主体。

表3 全球区块链专利TOP10申请机构

表3表明，平安集团、阿里巴巴和腾讯科技作为区块链专利量前三名企业，其申请总量占据全球申请量的15.8%。平安集团以1 526件专利申请量排名全球第一。平安集团科研实力强劲，蝉联全球多元保险企业第一，已成为保险、投资和银行等业务为一体的综合金融服务集团，其子公司金融壹账通、中国平安财产保险股份有限公司和平安科技(深圳)有限公司等企业2020年在区块链和数字货币领域投入大量研发精力，成果显著，极大推动了区块链在金融领域的应用。阿里巴巴旗下也拥有诸多高科技公司，涉及的区块链领域包括合约智能化提高、处理效率提升和安全性保障等，如“基于区块链的认证数据处理方法及设备”和“区块链共识网路中处理共识请求的方法、装置和电子设备”等技术专利。阿里巴巴自2016年开始注册“蚂蚁区块链”商标，并积极开发 “蚂蚁区块链”BaaS平台提供性能高保护度强的隐私服务。腾讯科技的专利申请量为755件，排名第三。其研发专利多涉及智能合约、效率提高、安全提高和避免篡改等大数据处理方面。腾讯公司在区块链底层核心技术领域占据重要地位。国际电信联盟(ITU-T SG17)全票通过腾讯云提案，确立了首个区块链智能合约领域中安全性国际标准，为中国企业在国际安全技术领域争取到话语权[26]。另外，支付宝(杭州)信息技术有限公司、中国联合网络通信集团有限公司、北京艾摩瑞策科技有限公司和山东爱城市网信息技术有限公司等中国企业在区块链领域也拥有较多的专利申请量，科技实力雄厚。

IBM公司基于IBM PaaS云平台进行研究，涉及智能合约、分类账核实、准确性提高、解决不确定性等方面。IBM持续为用户提供区块链解决方案，扩大区块链落地场景，例如“沃尔玛+IBM”食品供应链数字化追踪和“中国银联+IBM”银行结算流程优化等[27]。Nchain Holdings Limited这家公司致力于分布式分类技术研发，在全球区块链专利申请量中排名第7，研发实力同样强劲。

表4 区块链TOP10创新主体专利布局

表4是区块链TOP10创新主体专利布局图，展示了其全球范围内的区块链专利分布地区。平安集团虽然在专利申请数量领先于其他机构，但其专利布局主要集中于中国，也有少数专利通过PCT途径提交了申请。支付宝(杭州)信息技术有限公司、中国联合网络通信集团有限公司、北京艾摩瑞策科技有限公司和山东爱城市网信息技术有限公司的专利布局也集中于国内。阿里巴巴集团的专利布局并不限于中国，还在美国、新加坡、墨西哥以及通过欧洲专利局和PCT进行专利布局。IBM公司作为美国重要的区块链专利申请机构，其专利布局也集中于国内，只有少数专利在中国或者通过PCT申请。Nchain公司的专利策略与阿里巴巴集团相似，除PCT申请外，还在全球多个国家进行布局，包括美国、日本、印度等国家。韩国企业BIZMODELINE CO LTD的专利布局集中在韩国本土。

3.1.4 地区分布趋势 在以地区为主分类对专利进行比较分析，可以了解区块链在不同区域的信息，进一步挖掘世界各地区的区块链专利布局。专利申请量较多的地区可被称为区块链专利技术集中地区。技术集中地区意味着该地区有更先进的高新企业，在技术集中区进行科技研发，对于促进行业协作，技术创新和竞争激励具有重要意义。图5展示了区块链专利量TOP10地区，分别是中国、美国、韩国、开曼群岛、英国、德国、印度、日本、安提瓜和巴布达、加拿大。

图5 区块链专利量TOP10地区分布

图6 区块链专利TOP5地区申请趋势

其中，中国、美国、韩国、开曼群岛和英国的专利量占据申请总量的88.2%，因此本文将着重分析这五个地区的专利布局趋势。图6是区块链专利TOP5地区申请趋势图。中国以10808件专利申请位居世界第一，占区块链专利申请总量的51.8%。这些地区能在全球区块链大战中挤身前五，其原因在于：

a.国家产业政策导向，带来资本的注入。2016年中国国务院就将区块链发展列入《“十三五”国家信息化规划》，激发了区块链研究热度，众多企业和科研机构纷纷涌入区块链市场。英国政府认定区块链是“一项非常重要和具有突破性”的新兴技术，其在2016年《分布式记账技术：超越区块链》报告中指出，分布式记账技术有利于防范福利诈骗，极大地节省财政开支。2017年-2018年，英国区块链公司获得超过5亿英镑的投资[28]。如今英国的区块链应用早就不再局限于金融机构，而是开始扩散到公共管理、供应链管理和新媒体运营等多个行业。

b.政府产业政策扶持，提供良好配套措施。韩国作为世界第三大区块链专利申请国，其专利申请量在2018-2019年达到顶点，原因在于这一时期韩国政府加大了区块链研发的财政支出，同时将区块链作为税收减免对象，鼓励更多科技公司参与进来。开曼群岛是世界三大离岸公司注册地之一，公司注册和上市门槛低，当地法律条款规定的税收豁免政策又能使企业合法避税减税，因此吸引了大量科技和互联网公司，如注册在开曼群岛的阿里巴巴集团控股有限公司、现代财富控股有限公司、Blocktest Global等。这些企业在区块链领域具有技术优势，是开曼群岛在区块链产业领先其他地区的关键，研发方向集中G06F16、G06F21、G06Q20、G06Q40、H04L29等，涉及信息数据检索、网络安全装置、支付协议、金融管理、通信控制和安全通信装置等方向。诸多政策扶持使开曼群岛区块链发展趋势一直比较平稳，且排名世界前列。

c.打造技术的法律制度平台，加强国家知识产权政策的引导。英美国家遵循着技术逻辑、治理逻辑与制度逻辑，坚持“技术优先与应用先行”、“隐私保护和数据安全”、“融合发展与规则开放”等理念，引领区块链的健康发展[29]。美国《加密货币协议保护和暂停法案》(2014)、《区块链促进法案》( 2018)、《区块链监管确定性法案》(2018)、《区块链技术概述》(2018)、《区块链促进法案》( 2019)等法律的出台，为区块链的迅猛发展奠定了良好的制度平台。值得注意的是，美国在2015-2017年区块链专利申请量世界第一，但2017-2019年的专利申请量与中国相比增长速度较为迟缓。然而，申请量差距并不代表中美两国在区块链专利质量的差距。由于美国政府对区块链专利严格监管，对区块链一直保持着严谨的态度，因此在某种程度上为提高专利质量创造了条件。前文表2数据表明，高被引专利大多来自美国，美国在区块链领域的影响并没有因为申请量减少而降低，高质量区块链专利是美国企业研发重点。

3.2技术生命周期技术生命周期一般分为4个阶段：导入期—成长期—成熟期—衰退期[30]。导入期技术研发的成本与风险较大，专利申请量和专利申请人较少；成长期技术快速发展，专利申请量与专利申请人数激增；成熟期技术商品化程度变高，专利申请量增长缓慢，申请人数也保持稳定；衰退期技术市场开始萎缩，大量创新主体退出研发领域，专利申请量和申请人数出现负增长。S曲线数学模型法认为，任何一项新技术在最开始的成长都十分缓慢，一旦到达某个界限成长就会加速，表现为曲线下凸，曲线函数的二次微分为正；最后接近上限时，成长会再次放缓，曲线出现拐点开始上凸，最终该曲线在图形上表现为S形状。

笔者根据IPC专利申请量制作全球区块链专利技术生命周期S曲线(如图7)，并根据Excel生成S曲线拟合函数。S曲线表明，区块链专利曲线在2016年以前增长缓慢；2016年曲线上凸出现第一个拐点；2016-2020年曲线函数的二次微分为正，并未出现第二个拐点。因此本文认为，全球区块链专利截止目前经过了导入期和成长期，且仍处于成长期。2008-2016是区块链发展的导入期，这一时期区块链在全球范围的发展刚起步，专利申请人与专利申请量数量稀少,截至2016年专利申请量只有515件；2016年-2020年是区块链发展的成长期，专利申请人和专利申请量大幅度增加，区块链研发热情高涨，相关技术出现突破性进展，并开始创造经济价值。

图7 技术生命周期S曲线

本文认为，区块链目前处于成长期，在未来一段时间仍有极大的开发价值。区块链能够继续发展的主要原因包括：a.各国政策的扶持。区块链产业获得国家政策的大力支持，带动人才和资金纷纷涌入，区块链也因此得到长足发展；b.相关理论和技术的支撑。同一时期与区块链相关数学、密码学和互联网编程技术进步显著，为区块链的发展夯实了理论支撑和技术平台。此外，区块链的智能化、分布式等特征使之具备广泛的实践应用场景，技术蕴藏着强大的生命力。上述因素决定区块链在较长期间内仍会处于成长期。

3.3技术潜在发展方向通过对技术生命周期，技术活跃度进行定量分析可以了解技术当前发展的现状，筛选出研发热点。相较于当前的研发形式，一个国家或者企业如果仅仅追求技术热点，很难在行业竞争种占据优势，技术热点未来该如何发展也是我们该认真研究的问题。因此企业在研发经营过程中，不仅要监控技术热点，还要寻找隐藏在技术热点之中的潜在方向，引领技术深入发展。

本文通过技术功效矩阵确定区块链热点技术的潜在发展方向。构建技术功效矩阵包括以下步骤：a.选取技术关键词。IPC以“功能”和“应用”进行分类，与发明的功能或应用方法密切相关，学者选取区块链热点技术对应的IPC类别作为技术关键词[24]。因此，本研究根据检索的区块链结构化专利数据，按照IPC小组分类号对专利技术进行分类，并选取申请量前20的IPC类别为热点技术，形成技术关键词。技术关键词及其功能/应用如表5所示。

表5 技术关键词

b.确定功效关键词。该关键词是描述、技术新颖性信息的高频词汇。通过Incopat专利数据库统计分析技术新颖性信息、技术用途描述中的高频词提炼功效关键词。对专利文献的标题、摘要以及权利要求书的内容进行文本聚类，得到与实际行业相关的功效信息。功效关键词提炼情况如表6。

表6 功效关键词

c.结合技术关键词和功效关键词，通过Incopat、Excel等工具构建技术功效矩阵(见图8)。

现有技术功效矩阵研究主要研究热点技术和技术功效之间点对点的对应关系，无法对两者进行系统量化的分析[31]。为了解决这个问题，学者提出了技术手段种类、技术功效文献量、技术功效布局难易度三种维度，综合利用这三种维度来识别专利壁垒区(申请量大，难度高)、专利活跃区(申请量较大，难度适中)、专利潜力区(申请量较小，难度适中)和专利沉寂区(申请量小，难度小)。其中，技术功效布局难易度=该技术功效文献总量/包含该技术功效的技术手段种类量[32]。根据上述计算方法，区块链的技术功效布局难易度计算结果如图9所示。

图8 技术功效矩阵

图9 技术功效布局难易度

图8表明，在区块链中，安全性提高是开发程度最大的技术功效，相关专利占总量的10%。效率提高、可靠性提高和智能化提高也是受关注的研发方向。从申请量上看，H04L29/06代表的是区块链中以协议为特征的领域，这项技术中针对安全性提高的专利文献最多，有454份。专利文献多虽然说明安全性研究是当前市场重点研发方向，但也意味着安全性研究方向的专利密度大，发展空间小。在热点技术领域中，H04L9/06和G06Q20/36的专利申请量分别为473件和279件，属于区块链热点技术，但涉及10种技术功效的文献只有73件和47件，占15%左右。因此H04L9/06和G06Q20/36在这些技术功效中仍存在有待开发的方向。结合图9中的技术功效布局难易度来看，布局难度最大的是技术功效安全提高，为113.3，且该技术功效申请总量为2 266，布局难度大，专利文献量多，因此认为提高安全性属于区块链技术壁垒区，技术机会最小；效率提高的技术布局难易度适中，申请量为1 272，数量较大，因此可以划分为技术活跃区；可靠性提高、智能化提高、便利性提高和确定性提高这四种技术功效的布局难易度适中且申请量较小，可以划分为技术潜力区；而布局难易度小，申请量小的成本降低、速度提高、准确性提高和复杂性降低等技术方向属于技术沉积区。

综上所述，本文认为，在区块链热点技术领域中，安全提高属于技术壁垒区，效率提高属于技术活跃区，这两个方向专利密度较大，技术发展已经比较成熟，未来发展空间变小。但考虑到网络安全的特殊地位及研发现状，相关企业不可轻视对安全提高的研发投入。成本降低、速度提高、准确性提高和复杂性降低这四个方向的技术机会较小，属于技术沉寂区，发展前景不大，可以适度减少此方向的研究。效率提高属于技术活跃区。可靠性提高、智能化提高、便利性提高和确定性提高是区块链的技术活跃区，专利布局难度较小，技术机会最大。尤其对于H04L9/06和G06Q20/36这两项技术，目前市场在可靠性、智能化、便利性和确定性方向的研发热度较小，值得区块链企业投入科研成本进行开发。

4 研究结论

技术生命周期来看，全球区块链专利目前历练了导入期和成长期。2008-2016是区块链发展的导入期，2016年-2020年是区块链发展的成长期，并在未来较长一段时间处于成长期。

目前区块链热点技术领域是金融商业、通信和数据处理三大技术领域。从申请量趋势上看，2020年金融领域区块链专利有所下降，但年度申请总量所占的比例并未明显下降。另外，数据处理和通信领域由于政策推动，近两年增长速度明显加快，其中以协议为特征的，数据库间或在分布式数据库内的数据复制、分配或同步技术是区块链热点技术。区块链高被引专利集中在计算、推算、计数(G06)和电通信技术(H04)中，重点研究领域包括哈希算法、数字签名、虚拟交易验证与记录、数字钱包、存储与检索、数据核实、数字资产管理等方面。

从地区分布情况来看，中国、美国、韩国、开曼群岛和英国是区块链专利最活跃的5个地区。被引数被是衡量专利质量高低的一个重要指标。中国区块链专利申请总量虽然大幅度领先美国，但高质量专利数量却远落后于美国，区块链TOP10被引专利均来自美国企业。其原因是中国技术发展方向侧重于实际应用[33]，对于区块链基础技术项目重视不足，因而导致高被引的专利较少。因此中国应该重视区块链的质量，重视基础技术项目的研发。

从申请主体来看，全球区块链专利申请量其中前5的企业分别为平安集团、阿里巴巴、腾讯科技、IBM和支付宝(杭州)信息技术有限公司。尽管中国区块链企业的专利申请量处于领先地位，但区块链申请专利布局集中于国内。因此，未来应鼓励、引导企业重视区块链在全球的专利布局。

可靠性提高、智能化提高、便利性提高和确定性提高是区块链热点技术的技术潜力区，特别是在H04L9/06和G06Q20/36两项技术中的研发力度较小。因此，各机构应当基于上述四个方向在区块链热点技术领域进行研发。安全性研究虽然属于技术壁垒区，已经比较成熟，技术机会较小，但区块链的安全性研究仍值得所有企业给予重视。成本降低、速度提高、准确性提高和复杂性降低由于专利布局难易度低，且相关研究成果较少，目前不具备较大的研发价值。