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基于区块链的知识产权交易平台研究与实现

作者:佳作论文网  来源:佳作论文网 日期:2022-10-16 17:33:48 人气:22

摘要:目前知识产权交易普遍存在信息不对称、交易多方缺乏信任和有效激励等问题,借助区块链的不可篡改、安全透明、可追溯、去中心化等技术特性,提出并实现了一种基于区块链的知识产权交易平台 BIPTP,通过智能合约实现交易的精准撮合,支持多方定制转让合同和收益分配合同,引入知识产权权人方和监管方作为联盟链节点,异步完成需求收集和权人变更。实验表明,平台的交易吞吐量可达到 250TPS,万笔交易平均撮合时延约 1.9s,交易成功率可达到 78%,相较于其他知识产权交易平台,本系统能够在知识产权权人、发明人、受让方以及中介方之间达成多方权益保证的可信合约并确保执行,从而获得更好的数据可信度和合同履约能力,显著提高知识产权交易的成功率,为繁荣我国知识产权交易市场提供了一种有效的解决方案。

关键词:区块链;知识产权交易;联盟链;智能合约;定制合同

文献标志码:A      中图分类号:TP311      doi:10.3778/j.issn.1002-8331.2205-0269 

Research and Implementation of Intellectual Property Trading Platform Based on Blockchain 

LI Xiangyang, LIU Yang, YAN Zhiquan, LIU Xinlei, CAO Haohao, WANG Yaoqi

College of Information Science and Engineering, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China

 Abstract: It is known that there are common problems of information asymmetry, lack of trust and effective incentive for multiple parties in intellectual property(IP) transactions field. With the tech- nical features of blockchain involving immutability, transparency, traceability and decentralized, a blockchain-based IP trading platform(BIPTP) is proposed and implemented. In this paper, we realize the precise matching of transactions through smart contracts, and support multi-party customization of transfer contracts and revenue distribution contracts. By introducing the owners and regulators as the alliance members in the consortium blockchain system, requirements collection and ownership update can be accomplished asynchronously. Experiments show that our system can achieve 250 TPS of average throughput, 1.9s of average latency for ten thousand transactions matching, and 78% of average trading success rate. Compared with the other intellectual property trading platforms, the proposed platform can help to sign trusted contracts among the intellectual property owner, inven-  tor, transferee and the intermediary and ensure the performance to guarantee multi-party rights and interests. Thus, better data credibility and contract enforcement capability can be achieved to im- prove the IP trading success rate significantly, therefore an effective solution is provided to prosper the intellectual property trading market.

Keywords: blockchain; intellectual property transaction; consortium blockchain; smart contracts; customized contracts

 知识产权交易已成为经济高质量发展的重要推动力,完整而有效的交易能够有力推动科学技术的发展,实现从技术研发向产业应用的转化,打通科研产出与生产实践通道,使科技成果更好地与地方产业相结合,服务国民经济发展[1]。知识产权交易平台经历了从 C/S 理信息系统、B/S 模式、Web Service、数据库

[2]、SOA[3]、XML 和云模式[4]的变迁,上述中心化的知识产权交易平台,均无法很好地解决平台作假、交易多方缺乏信任[5]、交易成本高、信息不对称[6]等问题,因而难以促进知识产权交易市场繁荣。

区块链作为一种新型的分布式计算范式, 因其具有不可篡改、全程可追溯、自证清白等特性[7],被广泛应用于供应链管理、存证及版权、产品追溯、能源、政务数据分享、民生服务、物联网、金融交易等多个垂直领域[8],成为了一种在不可信的环境中低成本建立信任的新型计算范式和协作模式[9]。区块链系统所具有的电子证据存证功能和交易协同功能,为知识产权的保护与交易提供了技术解决方案,同时涌现出一批基于区块链的知识产权交易平台设想构建。然而,现有的基于区块链的知识产权交易平台缺乏对权人方或发明人方的激励措施,影响到交易的积极性,并且知识产权交易不是链上全流程自动化,需求收集和权人变更都是线下进行,存在交易服务周期冗长、不能精准撮合、交易缺乏智能化等一系列问题[10]。

知识产权交易不同于一般的仅涉及买卖双方的交易模式,若不能在知识产权权人、发明人、受让方以及中介方之间达成多方权益保证的可信合约并确保执行,则容易造成交易提前中止。为了提高知识产权交易的成功率,解决现有知识产权交易平台的痛点问题,本文基Hyperledger Fabric 联盟链平台,结合区块链分布式存储、智能合约、数字签名[7]等技术, 提出了一种基于区块链技术的知识产权交易平台 (Blockchain-based Intellectual Property Trading Platform, BIPTP),与现有区块链交易平台相比具有以下优势:

(1) 制定灵活的收益分配合约,保障权人方、发明人方、中介方等多方权益,激励交易行为,并将拟定的多方合同以智能合约形式上链存储并执行。

(2) 实现交易的精准撮合。异步完成收集 转让方与受让方交易信息,进行特征提取匹配, 实时高效完成在线交易匹配与撮合,提高交易 成功率。

(3) 引入权人方、中介方和监管方作为联盟链节点加入到知识产权交易平台,实现异步完成需求收集和权人变更,缩短交易周期,降低交易成本。

1 国内外研究现状

近年来,在知识产权交易研究中,围绕区块链技术与交易方面研究逐步涌现。刘[11]实现了结合 SPV 业务模式承载知识产权的业务系统,设计了“业务-交易双链”架构,解决了数据、行为可信、可追溯的业务难题,但仍存在交易效率低下,交易撮合不精准的问题。Hu 等人[12]提出一种基于区块链技术的专利注册 与交易系统,有效地解决了一些关键的专利保 护挑战,但其对专利交易方面的相关设计较少, 并没有提出基于区块链技术的知识产权交易 的具体方案。Zhuang  等人[13]提出了一种基于区块链的隐私保护和可追溯性的 IP 身份管理方案,实现知识产权的安全性和可追溯性身份 管理和认证,对于非法访问服务、传播财产信 息、未按照预先约定的协商原则进行交易时, 系统可追踪到非法用户真实身份信息,追究责 任,但对知识产权交易流程未展开详细论述。

Li 等人[14]提出一种基于以太坊的分布式应用版权管理与交易系统,利用智能合约实现交易按协议自动生成和处理。

在基于区块链技术的交易平台应用探索 中,Ouyang 等人[15]提出了一种基于区块链的多卖方多买方分布式新能源电力交易平台,通 过区块链技术建立多方信任关系,通过多方博弈算法优化交易策略,提高多方收益。Wang [16]提出了一种考虑工业物联网用户多种 偏好的分布式计算资源交易系统,采用多重偏 好匹配机制,鼓励信誉分数较高的合作者参与, 借助区块链技术实现分布式匹配和信誉机制 的自动化。王等人[17]针对电力数据的特点,分 析其资产化及交易平台的需求,提出了基于区 块链中联盟链技术的解决方案,设计了基于区 块链技术的电力数据资产化及交易系统。牛等 人[18]使用 Hyperledger Fabric 平台设计并实现了一个基于联盟链的数字音乐版权保护与交 易系统,将音乐特征指纹存储在星际文件系统(IPFS)上,IPFS 返回的哈希地址存储在区块链中,能够弥补区块链扩容难、存储空间昂贵等 缺点,并利用音频水印技术的鲁棒性和隐蔽性,为创作者的原创性证明和维权提供可信凭证。方等人[19]以供应链实际需求为基础,设计基于区块链技术的供应链交易系统,通过制定交易交互规则,部署交易智能合约,搭建基于区块链的交易链,实现更有效的供应链交易信息、交易资金和交易结果管理及上下游协同。

智能交易方面,He[20]利用 TextRank 和LDA(Latent Dirichlet Allocation)研究了在线技术交易技术供给和需求的主题分布, 通过SDME(Supply-Demand Matching Efficiency) 衡量 OTTPs 的供需匹配效率,基于技术供求文本的语义相似度,采用Word2Vec 和余弦相似度算法计算匹配值挖掘技术文本中的隐含知识,为在线技术供应和需求交易提供了思路。

Laddha[21]以旅客对团体旅游需求匹配为背景提出了一种本体引导的智能匹配系统,通过“可用性公告”筛选出符合用户偏好的旅行团。

Zhang[22]提出一种基于区块链的能量用户多样性智能交易策略,根据买卖双方的特征分类, 计算每个交易主体的 CEV(Comprehensive Evaluation Value),优化交易策略,使匹配结果的用户满意度最大化。

基于上述研究分析,区块链技术应用于不同领域的交易平台保障了交易数据的安全、透明、可追溯、不可篡改,发挥了区块链先天的技术价值。目前尚未存在利用区块链技术与智能交易相结合的知识产权交易方案。

2      基于区块链的知识产权交易平台架构设计

2.1      系统逻辑架构

基于区块链的知识产权交易平台是由交易供需方、监管机构和中介机构等共同构成的一种链上组织模式。根据知识产权交易平台需求设计出如图 1 所示的逻辑架构。

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图 1    系统逻辑架构图

Fig.1 System logical architecture diagram 

本平台主要分为应用层、接口层、服务层和区块链层构成。首先需要在服务器中搭建区块链层,完成项目配置文件的创建,进行客户端等多主体在交易过程中所需配置文件的创建,启动联盟链,并允许监管方等其他节点加入,完成知识产权交易区块链的搭建。

应用层主要为普通用户提供基础的登录、注册和简单的资源检索等操作,并对已注册用 户分发数字证书,完成身份确认,通过交易平 台提供的RESTful API 与服务端进行数据交互。除此之外,该层还包括系统管理,主要对联盟 链节点、组织、通道等进行部署管理,管理不 同用户身份的权限,实现隐私保护。

接口层主要是 Fabric SDK 和RESTful API, 它们是沟通 Web 服务器与 Fabric 区块链网络之间的桥梁。搭建智能合约与应用层的接口, 调用智能合约中的功能函数。通过应用层的接 口为知识产权交易参与者提供用户注册、用户 登录、产权信息发布、信息查询以及信息监管 等服务。

服务层主要提供交易平台的业务服务,具体实现用户管理、交易服务和后台管理功能。用户管理利用区块链可信任机制,提供身份验证、产权查询、资产交易和资产管理等功能, 用户进行身份认证将产权信息进行上传,后台会实时对其登记的科技成果,包括研发专利、实用发明等进行审核,通过后发放电子证书, 并确保该平台的其他用户能通过该平台查询 到证书,允许用户管理其账户资产信息。交易服务利用区块链不可篡改,将交易撮合、定制合同、合同签订和权人变更等信息记录到区块链中,达到所有的交易都可监控和可追溯。平台管理人员可以查看平台用户的操作,监督区块链运作状态和审核用户相关证书,确保交易的安全性。

区块链层主要提供区块链相关服务,包括数据存储、激励机制、共识机制、P2P 通信和Fabric 网络,主要功能是将平台交易记录信息和交易合约进行存储,实现信息同步公开,通过区块链的分布式账本和数据存储方式保证平台数据的安全性,区块链网络通过接收知识产权交易平台用户后台发送的交易请求,编译部署所需智能合约,通过接口调用相应智能合约执行交易,根据智能合约自动化进行利益分配。

2.2      系统体系架构

知识产权交易平台以专利转让为例,设计出多中心的体系架构,引入知识产权权人方(转让方、中介方和监管方作为联盟链节点加入到知识产权交易平台,权人方会自主异步地向知识产权交易平台发布资产买卖需求,中介方撮合转让方与受让方进行交易,并将交易中签署的合约和交易记录进行链上存储,监管方异步地对权人信息进行变更,将变更后的信息上传至区块链,从而实现需求收集和权人变更异步完成,有效地减少了交易时长。构建的知识产权交易平台体系架构如图 2 所示。

1665913117185.png

中介方和受让方。转让方,包括专利权人方和发明人方,权人方通常代表组织,发明人方通常代表个人,这两者之间可以自由签署收益分配合同,合同中定义了专利转让方式、交易成功后的收益分配方式及收益分配比例,专利转让的方式通常包括买断方式、收益分享方式、收益分享和买断相结合三种。收益分配方式一般包括分红、入股和权属,权人方与发明人方之间的关系如图 3 所示。权人方在本系统中作为联盟链节点加入系统,中介方会与权人方定期交互,异步获取待交易的知识产权信息。

1665913155360(1).png  

图 3 权人方与发明人合同关系

Fig.3 Contractual relationship between owner and inventor

转让方、中介方:转让方在知识产权交易平台上发布其拥有的产权之前,允许与知识产权交易平台的中介方自由签订中介合同,主要内容是交易佣金、违约金、签订时间等,交易完成之后会自动触发该中介合同,转让方会相应地支付给中介方佣金,该中介合同由智能合约完成部署。转让方与受让方之间签订转让合同,其中包含有专利技术资料、费用及支付方式、相关违约责任等内容,监管方会定期地通过异步获取交易信息对权人信息进行相应的变更。转让方与中介方、受让方的角色与合同关系分别如图 4 和图 5 所示。

1665913174773.png

中介方、受让方、转让方:中介方撮合转 让方和受让方促使二者配对交易。将转让方和 受让方配对成功之后,生成知识产权转让合同, 其主要就专利权转让、技术资料、成果权益及 违约责任等内容进行协商,三方均对合同内容 无异议之后,知识产权交易平台获取到转让方、中介方以及受让方的数字签名,完整的转让合 同最后一步随之完成,知识产权交易平台将转 让合同概要和交易三方的主要信息进行上链, 确保交易数据的安全性。三方关系如图 6 所示。

1665913211896.png

3 基于区块链的知识产权交易平台实现

3.1      知识产权交易全流程

基于区块链的知识产权交易平台,它具有 去中心化、不可篡改、数据安全存储和交易内 容可追溯等优点。因此,本文设计的基于区块 链的知识产权交易平台,主要以专利转让为例, 平台基本业务处理逻辑是交易需求收集,交易 撮合,区块链服务器接收并广播交易请求,在 各个区块链节点达成共识后记入区块链账本, 并向交易平台以及监管方同步交易结果,对交 易进行备案,每笔交易需要记录的数据包括转 让方名称、受让方名称、合同编号、专利授权 号、成交价格、交易时间。知识产权交易全流 程如图 7 所示。

1665913242095.png

3.2        交易平台主要智能合约

区块链平台的去中心化、不可篡改、可追溯等技术优势为智能合约提供了一个安全可 靠的执行平台,使得智能合约一旦在区块链上 部署,所有参与节点都会严格按照既定逻辑执 行,确保其执行逻辑没有被中途修改。本知识 产权交易平台设计的智能合约,主要包含两类, 一类是合同签订类智能合约,实现转让方、受 让方、中介方、权人方和发明人方等多方各类 合同签订,确保交易按照合约条款自动执行; 另一类是后台服务类智能合约,包括交易精准 撮合、异步需求收集和权人变更等功能,为交 易达成和收益分配提供相应辅助功能。智能合 约的设计按照既定规则设定交易触发条件、交易金额、利益分配方式等内容,并且将相关智能合约上链存储,从而实现合约的自动执行、多方验证、全网传播等功能。主要智能合约如8 所示。

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图 8 主要智能合约

Fig.8 Major Smart Contracts

知识产权交易平台允许权人方与发明人之间签订收益分配合同,转让方与受让方之间签订转让合同。收益分配智能合约当交易完成之后会自动执行。收益分配合同主要信息上传至区块链,协议详细信息链下存储。允许转让方与受让方、权人方与发明人之间自由制定合约内容,并且双方之间用各自私钥来签名确认合约,之后将合约存储上链,当条件满足时, 自动执行,然后双方会按照合约内容完成最终的交易结算。

智能合约在进行相关交易之前会校验交易参与方的数字签名身份。

3.2.1        交易精准撮合合约

对于线上的交易平台,卖家和买家交易起始于买方产品需求或者是卖方寻找潜在买方, 在卖买双方达成交易之前都会产生一定的初始交易成本,其中包括识别卖家、对比选择品和确定购买的实际成本和机会成本,这是对 买家权益和消耗成本密切相关的问题。本平台 允许智能合约中根据用户自定义匹配参数,以 达到更为快速精准的撮合交易服务,提高交易 的自动化和智能化。根据用户需求自适应灵活 地匹配,优化匹配技术参数。达到具有时效性 的交易撮合,节省交易成本,提供个性化匹配 服务,保证参与交易主体、交易对象和交易过 程的智能化[20]。平台采用需求驱动的交易模式, 倾向于满足用户个性化需求,此时如果用户的 需求是模糊的,平台会对用户与产品或者服务 之间联系进行识别学习,采取智能算法精确用 户模糊需求,通过学习技术,降低搜索和交易 谈判成本,自主学习快速组织匹配供需双方, 如今交易主体多元化,交易对象不再单一,将 需要从多个方面去研究用户需求的一致性与 差异性。

为确定供给方的专利是否满足需求方,平 台只需要获取供给方提供的服务资料即可。供 需智能匹配需要先对供需双方提供的资料进 行分类,使用 Web 服务描述语言(WSDL)文档描述相应的专利交易服务资料,并使用本体概 念对文档中所包含的参数进行定义,当某个用 户提交服务请求时,将会构建出一个形式化的 需求映射模式来作为需求本体[21]。需求本体中 的概念与服务描述性文件中的参数进行语义 比较,在供需引擎中采用关键字语义智能搜索、语义相似度算法和余弦相似度相结合。匹配引 擎对比较值进行加权求和,将不同服务资源的 比较值进行排序,供用户进行选择。在供需引 擎中采用基于关键字语义的智能搜索算法,返 回与输入条件相关的结果数据和服务,对搜索 进行同义词和语义包含扩展,首先考虑语义概 念之间的相似度,根据数据属性的结构,基于 相似度对语义进行扩展,实现资源智能调度, 提高搜索匹配精准度。交易精准撮合算法执行 步骤如下:

步骤 1  列出需求配置文件,如需求方的专利首选项与供给方提供的资料。根据需求方 提供的资料与供应方资料对比,进行智能推荐, 对每个描述性文件进行文本特征提取。

步骤 2 结合上述描述文本特征提取和语义文本相似度,可以将计算出专利需求方𝑡对于专利供给方𝑘满意度(以下简称需求方𝑡,供

给方𝑘)模型如下,

(1) 需求方对供给方资源信息中报价、交易方式、专利类别、是否同意买断的满意度 l 公式(1)

∑𝑚 (𝜃𝑖×𝑄𝑡𝑖×𝑆𝑘𝑖)

所示:

(2) 供给方对需求方信息中专利用途、买卖方式、申请年份、专利费用的满意度 h,公式(2)所示:

𝐷𝑒𝑔(𝑄𝑡, 𝑆𝑘) =

其中,i 和 j 分别代表着需求方和供给方的约束条件,m 和 n 分别代表着需求方文本特征值数量和供给方文本特征值数量。本文以专利转让为应用场景,其中 i 包括专利用途、买卖方式、申请年份、专利费用等需求方选择偏好属性,j 包括报价、交易方式、是否同意买断、专利类别等供给方约束条件。𝑄𝑡𝑖表示需求方𝑡对约束条件 i 的偏好信息,𝑆𝑘𝑖表示供给方 k 中约束条件 i 的值,𝑄𝑡𝑗表示需求方 t 对约束条件 j 的偏好信息,𝑆𝑘𝑗表示供给方 k 中约束条件j 的值。

𝜃𝑖表示需求方对约束条件 i 偏好权重,计算公式如式(3)所示。未在知识产权交易平台没有提交需求记录,该值初始化为 1。若需求方t 有需求提交记录,其需求数 M,𝜃𝑞𝑖表示需求方 t 所有已提交的专利需求中第𝑞个专利是否满足约束条件 i,若满足该值赋为 1,不满足赋为 0。

Algorithm 1 Accurate matching of transactions

Input:assignor_id,m,n,t,k Output: W,recom_patent[]

functionAccurate matching of transactions exists,err:=s.AssetExists(ctx,assignor_id); Deg(Qt,Sk)←(4-1);

Deg(Qk,St)←(4-2);

get W;

for dataset←W do

find element from the dataset match the

demand

if condition then

recom_patent[]← match successful;

else

return Recommend.Error(err.Error());

end if end for

if assignor id←notExistthen err←stub.PutState(key);

else

∑𝑀

𝜃𝑞𝑖

return shim.Error(err.Error()) 

𝜃  =  𝑞=1         (3)

𝛾𝑗表示需求方对约束条件 j 偏好权重,计算公式如式(4)所示。未在知识产权交易平台提交专利信息记录,该值初始化为 1。若需求方有需求提交记录,其需求数 M,𝛾𝑓𝑗表示需求方 k 所有已提交的专利需求中第𝑓个专利是否满足约束条件 j,若满足该值赋为 1,不满足赋为 0。

return ctx.PutSate(recom_patent[],assetJSON)

end function 

根据专利交易供需匹配矩阵获得撮合交易预订单,若交易买卖双方均同意,则生成相应的标准合同,然后交易双方按照合同约定履行义务和享受权力[23],如收益分红或技术使用。将生成的合同进行上链。

步骤 3 将需求方对当前专利的特征满意

度过渡矩阵l 和供给方对当前匹配的特征满意度过渡矩阵h 进行归一化,最终得到专利交易供需匹配度矩阵𝑊,交易精准撮合智能合约如算法 1 所示。

对于知识产权权人、发明人、受让方以及中介方的不同需求都应该最大地满足,提高用户服务满意度,知识产权交易由需求驱动,根据需求方提出的需求生成个性化合同,允许灵活多变地制定多方转让合同和收益分配合同,尽将各方权益在合同中达到最优,在受让方签订转让合同之前,为保障用户的合法权益,会向受让方提供合同相关信息,包含有技术资料、费用、违约责任等,用户可根据个人承担风险能力来确定是否进行下一步交易。线上合约一旦签署,知识产权交易平台会自主地执行合约内容,如根据收益分配合同会自动化地向履约者分发收益。转让合同签订智能合约和收益分配合同签订智能合约分别如算法 23 所示。Algorithm 2SignDealContract

In- put:contractID,transferorsigntransfereesignIntermedia rysign

Output: Information on the chain

functionSignDealContract(contractID) exists,err:=s.AssetExists(ctx,id): clientOrgID,err:=getClientOrgID(ctr,true); if err!=nil then

return shim.Error(err.Error())

else

err:=infoCheck(stubcontractInfoSONasByte

skey)

end if

type Contract struct←( patentType string; Signingtime Date; PatentStatus string;

PatentValidityGuarantee string; PatentTechnicalData string;

FeesandPaymentMethods string LiabilityforBreachofContract string SupplementaryAgreement string; Signature of contracting Party;) Obtain signature of signing party← SignatureVer-

fiy(tranorsigntraeesign,Intermediarysign); return ctx.PutSate(contractID,assetJSON)

end function 

Algorithm 3SignProfitContract

Input: newAssignee:Transferee of the patent oldAssignor:Transferor    of     pa-

tent,prices:Contract setup fee

Output: TransactionID

functionSignProfitContract(new                     Assign- ee,oldAssignor,prices)

while current owner do

         newAssignee←              ChangeOfPatent- ee.newAssignee;

         oldAssign- or←ChangeOfPatentee.assignor;

         prices← ChangeOfPatentee.prices;

         balance←oldAssignor.balance+prices*r;

         plat-

form.balance←oldAssignor.balance+prices*(1-r);

end while

if approved then

Invoke(contracts) ←Update(TxID);

         World database ← Add(Tx Reacord);

else

go back to the beginning of current

section;

end if

return TransactionID

end function

3.2.3        权人异步变更合约

知识产权交易平台引入监管方作为联盟 链节点加入区块链平台,知识产权交易完成后, 监管方异步调用权人变更算法对区块链上存 有的数据信息进行更新,缩短交易等待时间。权人变更合约如算法 4 所示:

Algorithm 4Uptate owner contract

Input: input assetID

Output: Information on the chain

function UPTATE OWNER CONTRACT(asstID) exists,err := s.AssetExists(ctx,id); clientOrgID,err := getClientOrgID(ctr,true); if err!=nil then

return shim.Error(err.Error());

else

err                           :=                           in- foCheck(stub,contractInfoJSONasBytes,key);

end if

if checkinfo←notExistthen err ←stub.PutState(key);

else

callback;

end if

returnctx.PutSate(assetID,assetJSON) end function 

4   实验与测试分析

本文以HyperLedger Fabric2.3 联盟链项目作为开发平台。根据知识产权交易特点和交易需求,本文进行模拟交易,设置中介方和监管方两个组织,均包含有 1 个 Peer 节点和 1 个

Oderer 节点,将交易签订的相关合同和交易记录进行上链,权人方作为联盟链节点加入本交易平台,给其设置 1 个 Peer 节点,用来异步发布和收集需求。本平台采用 Raft 共识机制, 本地的 Fabric CA 用来管理组织中的所有节点的证书,只有通过验证的节点才能获取证书

CID 并加入区块链。系统仿真实验共在服务器上部署了 4 个 Peer 节点和 2 个 Orderer 节点, 服务器的基本硬件配置为:CPU 2.10GHz, RAM 16GB,操作系统为 Ubuntu 20.04.2 LTS, Go go1.13.15,Fabric 2.3.3,Docker 20.10.7。

本文选择 Hyperledger  Fabric 性能测试工具 Caliper 对本知识产权交易平台进行性能测试,平台性能测试主要测试指标是测试数据查 询功能、数据上链功能的系统吞吐量和平均时 延,以及交易撮合时延。以单位时间内完全处 理的请求交易数量(TPS,Transaction Processing Per Second)来评估系统交易吞吐量,本平台测试交易总数量为 2000,初步测试知识产权交易平台的数据查询功能吞吐量约达到 195TPS, 数据上链吞吐量约 140TPS,交易撮合平均时延约为 1.9s,交易撮合成功率平均约达到 78%, 测试数据如图 9、10 所示。

对 Hyperledger  Fabric  网络中配置文件

configtx.yaml 中配置出块参数进行修改,进而优 化 平 台 测 试 。 配 置 文 件 中 参 数

PreferredMaxBytes(首选出块最大字节数)、

AbsoluteMaxBytes( 块 的 最 大 字 节 数 ) ,

MaxMessageCount( 块内最大交易数) 以及

BatchTimeout(出块超时时间)。假设首选出块最大字节数为𝑝,块的最大字节数为𝑎,块内最大交易数为𝑚,出块超时时间为𝑡,交易的大小为𝑠,则 TPS 可数学表达为:

𝑚𝑖𝑛(𝑝/𝑠, 𝑚, 𝑎/𝑠)

𝑇𝑃𝑆 =                                

优化影响参数之后,数据查询功能和数据上链功能的系统吞吐量和平均时延测试结果如图 11 和图 12 所示,在一定的测试范围内, 优化后的数据查询功能吞吐量接近于发送速率,其吞吐量最高可达 250TPS,平均时延小于

1s, 数据上链功能吞吐量比优化前高出约

10TPS,吞吐量最高可达 150TPS。

图 9 交易撮合匹配成功率测试

Fig.9 Transaction matching success rate test

图 10 交易匹配延迟

Fig.10 Transaction matching delay

Fig.11 Read the test results of the operation

图 12 数据上链测试结果

Fig.12 Data on-chain test results 

本文与其他的知识产权交易方案的功 能及性能进行对比,如表 1、表 2 所示。文献[11]实现了结合SPV 业务模式承载知识产权的业务系统(IPMT),设计了“业务-交易 双链”架构,主要解决数据、行为可信、可 追溯的业务难题,缺少交易撮合,导致交易 成功率较低;文献[12]设计了一种基于区块 链技术的专利注册与交易系统(PRTS),仅针 对专利保护,其对专利交易方面的相关设计 较少,并没有提出知识产权交易的具体方案; 文献[14]实现了一种分布式应用版权管理 与交易系统(MAMS),利用智能合约实现交易 按协议自动生成和处理,但其在交易撮合方 面欠缺,交易成功率偏低;文献[24]基于零知识证明构建了一个安全的专利交易平台(SPTP)有效保障了交易信息和专利支付的安全性,但交易多方之间交易实现不够智能化,自动化程度低;经过对比分析,本平台具备异步权人变更、交易撮合和多方自主签订合同功能,更加智能化,交易周期更短, 有着很好的可行性、安全性。

表 1 知识产权交易平台功能对比


 

功能     IPMT[11]

PRTS[12]

MAMS[14]

SPTP[24]

BIPTP

[3] 于占水.  基于 SOA 产权交易系统的设计与实现

异步权人

变更         O

O

O

O

P

[D].天津大学,2014.

交易

撮合         O

O

O

O

P

YU Z. Design and Implementation of Property Rights

多方

合同        P

O

O

O

P

Trading System Based on SOA[D].Tianjin Universi-

 

 

Table 1 Comparison of functions of intellectual property trading platforms



 

表 2 知识产权交易平台性能对比


 

性能      IPMT[11]

PRTS[12]

MAMS[14]

SPTP[24]

BIPTP

自动化       低

交易        低

交易        长

交易        高

 

 

Table 2 Performance comparison of intellectual property trading platforms 

程度  成功率周期  安全性 

5   结语

本文针对当前知识产权交易平台存在的问题,分析了构建知识产权交易平台的特征需求,提出利用区块链平台的去中心化、不可篡改、透明可信等技术优势,设计并实现了一种基于联盟链的知识产权交易平台,能够完成交易精准撮合、多方签订转让合同、异步完成交易需求收集和权人变更等功能,相比于传统的中心化交易平台和现有的区块链知识产权交易平台,并系统能够在权人方、发明人方、受让方以及中介方之间达成多方权益保证的可信合约并确保履约,从而解决交易多方缺乏信任和激励的问题,提高了知识产权交易的成功率和执行率,为繁荣知识产权交易市场提供了一种有效的解决方案。 

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