2022年2月区块链应用创新知识产权白皮书

1 No.〔2022〕001 声明 本报告所载的材料和信息，包括但不限于文本、图片、数据、观点、建议，不构成法律建议，也不应替代律师意见。本报告所有材料或内容的知识产权归工业互联网产业联盟所有（注明是引自其他文献的内容除外），并受法律保护。 如需转载，需联系本联盟并获得授权许可。未经授权许可，任何人不得将报告的全部或部分内容以发布、转载、汇编、转让、出售等方式使用，不得将报告的全部或部分内容通过网络方式传播，不得在任何公开场合使用报告内相关描述及相关数据图表。违反上述声明者，本联盟将追究其相关法律责任。 中关村区块链产业联盟联系电话：13810569690邮箱：abi@abichina.cn 组织单位：中关村区块链产业联盟 牵头编制单位：（排名不分先后）中国信息通信研究院 刘阳、池程、朱斯语 参与编制单位：（排名不分先后）北京理工大学：祝烈煌 深圳大学：张胜利、王滔滔、杨晴 北京航空航天大学：伍前红、关振宇、李大伟北京邮电大学：高志鹏、亓峰、王东滨 北京工业大学：霍如 网络通信与安全紫金山实验室：倪东、侯聪华为技术有限公司：张小军、张亮亮、曲强 布比（北京）网络技术有限公司：蒋海、王璟、赵正涌杭州溪塔科技有限公司：闫红烨 西安纸贵互联网科技有限公司：陈昌、杨文韬、杨珍树根格致科技(湖南)有限公司：龙文选、郭剑南 中国联合网络通信集团有限公司：加雄伟、穆晓君 目录 一、发展现状5 (一)政策环境5 (二)市场现状7 (三)专利现状8 二、技术创新11 (一)智能合约11 (二)共识算法14 (三)加密算法18 (四)隐私计算23 (五)融合性技术28 三、应用领域36 (一)供应链管理37 (二)政务服务41 (三)金融科技45 四、应用地域49 (一)热点地域49 (二)特色地域54 五、未来展望54 图目录 图1重点省市区块链政策热点词7 图2全球区块链专利技术生命周期9 图3全球区块链专利申请和授权趋势9 图4全球区块链专利技术五局流向10 图5智能合约专利申请及授权趋势12 图6智能合约技术生命周期曲线12 图7智能合约专利词云12 图8智能合约主要技术申请趋势13 图9共识算法专利申请及授权趋势14 图10共识算法技术生命曲线15 图11共识算法专利词云16 图12主流共识算法专利申请趋势17 图13加密算法专利申请及授权趋势19 图14加密算法生命曲线19 图15加密算法专利词云20 图16加密算法主要技术申请趋势20 图18隐私计算技术生命曲线25 图19隐私计算专利词云25 图20隐私计算三种主要技术申请趋势26 图21人工智能与区块链融合技术专利申请趋势32 图22人工智能与区块链融合技术生命曲线32 图23区块链与5G融合技术专利申请趋势35 图24区块链与5G融合技术生命曲线35 一、发展现状 (一)政策环境 1、多个政府以政策发布和项目落地推动区块链发展 虽然区块链起源于比特币，但正在奔向与比特币截然不同的路径。各国中央政府部门对比特币的态度呈现收紧和强约束的监管状态，同时，正在积极拥抱区块链技术，一方面频发政策文件构造良好产业环境，另一方面通过项目促进监管透明、数字货币落地和政务改革。 2020年全球主要国家中央政府一级部门发布区块链产业政策、 监管规定等文件22份，纷纷在文件中提出加强区块链技术的研究和应用。例如，美国众议院通过的《美国在更具生产力的新兴技术经济中的竞争力》和《消费者安全技术法案》中提出，要求美国政府加强对区块链技术的研究和利用。韩国国民议会通过法案加强对加密货币交易的监管。2020年，以美国、韩国、中国、澳大利亚为主的多国政府推动区块链项目累计达到42项，与2019年持平。从政府项目侧重点看，美国侧重区块链在农业、军事和医疗健康领域的供应链及溯源，韩国侧重政务、金融服务，中国侧重金融服务和工业互联网，澳大利亚侧重知识产权和数字身份。 2、区块链重要性不断攀升，在国内多地被提升至十四五规划层面 2020年中央部委、省会发布区块链产业政策220项，其中，北 京、重庆和广东的政策数量领先。并且很多省市在2021年也将区块 链产业的发展纳入发展规划中，例如云南省人民政府发布《云南省支持区块链产业发展若干措施》，提出支持区块链新型基础设施建设、加快区块链政务应用引领，培育市场和打造应用示范标杆；山西省发布《山西省“十四五”14个战略性新兴产业规划》，提出以大数据作为支柱型新兴产业，发展大数据产业时着重加强基于区块链的数据平台信息基础设施建设。浙江省人民政府发布《浙江省国资国企改革发展“十四五”规划》，提出以加强金融科技基础设施建设和品牌建设，以区块链+为重点，实施融资畅通工程升级版，加快拓展智能金融服务和应用实践。 3、发达地区纷纷推出促进区块链应用落地的政策 对北京、上海和天津这些经济发达地区的区块链相关政策进行热点方向分析，可见政策文件热点为： 在金融领域，金融服务、金融科技、金融机构、金融监管等词高频出现，体现出推进金融应用，注重金融监管等政策导向； 在政务领域，公共卫生、行政许可、营商环境、创业培训、试点示范等词高频出现，反映出政府正在积极构造和优化区块链创新创业环境，树立标杆典范形成示范效应； 此外，还有高精尖产业、大数据、工业互联网、新能源、数字经济等词高频出现，反映出区块链正与一系列数字经济领先技术结合，以区块链为信任的基石或将贯穿数字经济转型发展全过程。 图1重点省市区块链政策热点词 (二)市场现状 由于区块链广泛涉及多行业，大量的企业继续关注和投资区块链。截止2020年底,全球区块链企业主要分布在美国、中国、英国和新加坡等国家。在我国中央企业中，33%的企业已布局研发区块链技术或推出基于区块链技术的业务平台。 疫情的全球泛滥背景下，供应链、医疗保健服务、金融服务等领域对弹性、透明的需求更加迫切，而区块链的优点恰好满足该需求。且不仅限于金融机构和其他，各国政府甚至也对加密货币、数字货币等基于区块链的技术表现出浓♘兴趣，由此导致区块链市场规模不断增加。2020年我国约794个区块链采购项目，同比增长达到210%。 据IDC预测，2021年全球区块链解决方案支出费用66亿美元，与2020年相比增加50%以上。2020-2024年期间，预测还将继续强劲增长，五年复合年增长率(CAGR)达到48.0%。据咨询机构ResearchAndMarkets预测，到2026年，全球区块链市场将从2021年 的60亿美元达到567亿美元，预测期内复合年增长率(CAGR)达到56.9%1。 (三)专利现状 在区块链的市场竞争中，竞争实质是技术的竞争，技术竞争的一项重要手段就是拥有专利权。放眼全球，当前区块链领域的参与者格外注重通过区块链的专利布局，在产业格局尚不明朗背景下就主动争取无形资产的产权，带动全球区块链专利数量不断上升，尤其是中国在区块链技术的专利数量增加迅猛，已经超越美国成为全球区块链专利数量最多的国家。迅猛增长的专利数量背后，是全球区块链技术正处于生长期的体现。从全球区块链专利技术生命周期曲线看，该技术历年申请人和申请量均持续增长，反映出参与创新主体不断增多，技术的知识产权保护范围不断扩大的态势。 1 https://www.thestreet.com/press-releases/global-56-7-billion-blockchain-market-to-2026-network-privacy-security-concerns-and-unsettled-regulatory-environment-are-hindering-the-market-growth-15707533 图2全球区块链专利技术生命周期 截止2021年7月12日，全球已公开的区块链专利（涵盖发明、 实用新型、外观设计）按照简单同族合并，共计5.97万组简单同族 专利，其中授权专利达到1.06万组。 图3全球区块链专利申请和授权趋势 分析中、美、欧、日、韩五大知识产权局（简称五局）的区块链专利流向，展现出区块链技术在五局的技术发源情况和市场布局情况。技术来源国的含义是持有区块链专利的申请人所属国，技术目标国的 含义是持有区块链专利的申请人在所属国以外进行区块链专利布局的国家地区2。从图可见，全球区块链专利的产生地和布局地均集中在中国和美国。其中一个较明显特点是，专利申请人除了在自己国家大量布局外，在海外的情况是：中国专利申请人侧重去欧美申请，美国专利申请人则侧重去欧洲和中国布局，日本专利申请人侧重美国和中国，韩国专利申请人侧重美国。也反映出各国技术持有者侧重的目标市场不同。 图4全球区块链专利技术五局流向 从全球区块链专利的技术和应用布局热点看，在技术方面，与安全相关的密钥生成、密码学、身份管理认证及授权,加密方法是热点，此外，节点管理和调度、中继、负载均衡、并行处理等技术也较热；在应用领域，金融领域仍然是最热之一，与金融交易相关的交易平台、虚拟货币是布局热点。 2当前图表按每件申请显示一个公开文本的去重规则进行统计，并选择公开日最新的文本计算 二、技术创新 (一)智能合约 智能合约是区块链的核心构成要素，是由事件驱动的、具有状态的、运行在可复制的共享区块链数据账本上的计算机程序，能够实现主动或被动的处理数据，接收、储存和发送价值以及控制和管理各类链上智能资产等功能。智能合约有助于促进区块链技术的应用，提高数据质量，数据分析机构Gartner研究结果显示，由于智能合约可自动持续进行验证，使数据质量更加可靠可信，到2023年采用智能合约预计能将企业的数据质量提高50％。但Gartner也同时指出智能合约具有局限性，因为智能合约设置的条款和条件是固定的，一旦写入区块链的数据有误则会产生重大影响，更正成本高，还有法律风险。 智能合约领域的全球区块链专利简单同族数量达到11235件，申请趋势持续增长，显示出智能合约技术正在不断实施和落地，应用趋多的态势，并且从2016年开始陆续有智能合约专利获得授权。 图5智能合约专利申请及授权趋势 智能合约专利申请趋势基本显示稳步增长态势，随着区块链技术不断发展，投入研发的企业也逐渐增多，仍处于上升期。 图6智能合约技术生命周期曲线 图7智能合约专利词云 智能合约相关的专利布局热点方向包括事务处理、验证、隐私保护、数字签名、资源分配、数据结构和资源转移。从细分领域看，事务处理的热点包括数据处理、传感器、请求调用于查询和管理；隐私保护则侧重消费者和服务器端的安全；数字签名则涉及数字证书、身份验证；数据存储也是智能合约中重要的问题，相关专利数量较多； 资源转移则涉及虚拟机、真实性验证、安全验证。 在中国，积极申请智能合约相关专利的创新主体包括阿里巴巴及关联公司，腾讯、百度、趣链等。在国外主要包括IBM、NCHAIN等。 在法律方面，智能合约逐渐得到认可。美国亚利桑那州、爱荷华州、佛蒙特州将区块链智能合约技术纳入法律认可范围，承认区块链记录和认证的文件具有法律效力。但因安全漏洞、程序bug等问题引发的法律责任难以判断，解决“智能合约”安全隐患的研究正在蓬勃发展，智能合约专利布局集中在技术优化完善和安全防御方面。在技术优化方面，专利侧重有效调用源代码、优化编译器、构造抽象语法，更新和调度，执行环境业务智能化；在安全防御方面，漏洞检测的方法和测试用例是热点，且隐私保护、执行环境权限控制、标识符安全等都是布局方向。 图8智能合约主要技术申请趋势 智能合约面临的升级和更新也存在较多专利申请，解决方案包括以联盟节点内广播和表决形式决定是否升级、基于联邦学习模型更新 参数、基于安全漏洞模型库检测更新架构以决定是否升级、基于灰度 验证业务链检测判决是否更新等。 (二)共识算法 区块链是一种去中心化的分布式账本系统，与传统的中心化账本系统相比，具有完全公开、不可篡改、防止多重支付等优点，并且不依赖于任何的可信第三方。但是，由于P2P网络下存在较高的网络延迟，各个节点所观察到的事务先后顺序不可能完全一