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区块链技术及其在金融领域的应用前景分析

生意场 2018-06-06 09:39:35 来源:上海证券报

     来源:普华永道与唯链《2018中国区块链(非金融)应用市场调查报告》

  去年比特币和以太币等数字资产价格大幅波动,引发了社会对数字货币的广泛关注,特别是开始高度关注比特币等数字货币赖以支撑的区块链技术。但社会对区块链技术仍存在着一些认识误区,如将数字资产等同于区块链、区块链完全“去中心化”及区块链将完全颠覆金融业等。不过,区块链技术理念在金融领域仍有广泛应用价值,未来需要积极探索。

  □项银涛

  2017年,比特币和以太币等数字资产价格大幅波动,引发了社会各界对数字货币的广泛关注,并延伸到其赖以支撑的区块链技术,还衍生出代币发行(ICO)、区块链硬分叉(IFO)及利用数字货币概念进行非法集资的现象。究其原因,还是社会对区块链存在一些认识误区,以为区块链就是数字货币,区块链就必须是完全去中心化,区块链还能完全颠覆金融业。尽管如此,区块链技术理念在金融领域仍有其广泛应用价值,未来仍然需要积极探索区块链技术在金融领域的应用场景。

  区块链核心技术特征

  区块链(Blockchain)起源于比特币。从英文字面意义看,就是交易数据块(Block)的链(Chain)。业内将区块链定义为基于区块链技术形成的公共数据库(或称公共账本)。实际上,区块链就是在互相没有信任基础的个体之间建立信任机制,也称为共识机制。为建立区块链的共识机制,区块链必须具备以下核心技术特征。

  1.分布式数据库

  区块链的所有交易数据都存放在每一个用户的客户端节点中,所有这些节点组成了分布式数据库系统。任何一个节点的数据被破坏都不会影响整个数据库的正常运转。分布式一致性算法,可分为解决拜占庭将军问题的拜占庭容错算法,通常应用在去中心化的公有链上;还有解决非拜占庭将军问题的分布式一致性算法,主要应用在联盟链和私有链上。拜占庭将军问题是兰伯特(Leslie Lamport)在20世纪80年代提出的一个假象问题。拜占庭是东罗马帝国首都,由于当时国土辽阔,每支军队驻地分隔很远,将军们只能靠信使传递信息。发生战争时,将军们必须制定统一的行动计划。但这些将军中有叛徒,叛徒希望通过影响统一行动计划的制定与传播,破坏忠诚将军们的一致行动。因此,必须要寻找一个方法,使得在有叛徒的非信任环境中建立对战斗计划的共识。理论上,在异步通信情况下,只要有一个叛徒存在,拜占庭将军将无解。但在放宽条件后,可以建立实用的拜占庭容错系统,并在分布式架构中得到应用,从而建立起区块链上的信任机制。

  2.时间戳和不可篡改

  区块链上的时间戳是指从格林尼治时间1970年1月1日00时00分00秒起至现在的总秒数,通常为一个长字符序列,标识某一刻时间。时间戳技术本身并不复杂,但在区块链技术中应用则是一个重大的创新。时间戳为未来基于区块链的互联网和大数据增加了时间纬度,使得数据可以追溯。同时,时间戳是存在性证明,可为基于区块链技术下互联网商业应用前景提供了坚实基础。

  3.加密算法

  区块链还应用了对交易进行加密的非对称加密算法(椭圆曲线加密算法)。非对称加密算法指存在一对数学相关的密钥,使用其中一个密钥进行加密的数据信息,只有使用另一个密钥才能对该信息进行解密。这对密钥包括公钥和私钥,公钥是对外公开的密钥,私钥不对外公开。公钥通过算法从私钥中计算得出,但私钥却不能从公钥中推出。区块链上的有效交易有一个用于交易发起方私钥签名有效的数字签名,该交易的签名可通过使用交易发起方的公钥进行验证。

  4.数字签名

  在区块链传递的信息后面加上另一段内容,作为发送者的证明,并且证明信息没有被篡改。一般是发送者将信息用哈希算法处理得到一个哈希值,然后用私钥对该哈希值进行加密,得到一个签名,再将信息和签名发送给接收者。接收者使用信息中的公钥对签名进行解密,还原出哈希值,而后再用哈希算法来验证信息的真实性,鉴定信息是否被篡改。数字签名可以“确权”,而“确权”则是商业社会各种交易的基础。

  当前对区块链的若干认识误区

  1.误区一:数字资产等同于区块链

  2015年9月9日,美国商品期货交易委员会(CFTC)首次确定比特币和其他虚拟货币正被合适地定义为大宗商品。在2018年3月19日至20日的G20财长与央行行长会议上,各国代表对加密数字货币监管进行了讨论,认为加密数字货币缺少主权货币的许多特质。在随后发布的公告中,将数字货币定义为资产而非货币。一方面,数字资产具有技术创新性,有利于提高经济效率和包容性;另一方面,数字资产易滋生避税、洗钱等问题,在特定情况下会影响金融稳定性,包括比特币在内的加密数字货币的匿名性,容易成为洗钱渠道,成为非法交易温床。

  以比特币、以太币为代表的加密数字货币,过去几年价格出现了持续较快上涨。特别是2017年以来出现了价格急剧飚升和剧烈波动,主要受到了投机力量的驱动。2017年9月2日,比特币价格涨破5000美元,创历史新高。但受中国政府禁止ICO等影响,比特币价格一路雪崩,2017年9月3日凌晨一度跌破4500美元,跌幅高达500美元;以太币同样从390美元一路跌至340美元,跌幅达13%。

  从技术层面分析,一般来说,区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。为完成区块链需要在互相没有信任基础的个体之间就交易的合法性达成共识的共识机制,目前主要有四类:一是工作量证明(PoW),适用于挖矿机制;二是权益证明(PoS),要求节点提供一定数量代币证明来获取竞争区块链记账权的一种分布式共识机制;三是股份授权证明(DPoS),持股者投票选出一定数量的见证人,每个见证人按序在规定时间内生成区块;四是分布式一致性算法,适合多方参与的多中心商业模式。区块链中的激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来,主要包括经济激励的发行机制和分配机制等,这是数字虚拟货币发行的基础,也是实现共识机制的重要途径。

  虽然数字虚拟货币的技术支撑是区块链,但区块链技术并不等同于数字虚拟货币。区块链有公有链、联盟链和私有链之分,通常意义上的数字货币是建立在公有链之上,联盟链和私有链应用本身并不必须要发行和分配数字虚拟货币作为激励。虽然各国在数字虚拟货币的政策上存在差异,但对数字虚拟货币背后的技术——区块链,所有国家都表示接受并支持区块链技术发展。事实上,作为一种新兴技术,区块链带来的作用和影响是所有国家都不能忽略的。

  2.误区二:区块链完全“去中心化”

  区块链中的公有链,如比特币、以太坊的确按照去中心化的理念进行开发设计。但现实中这些数字虚拟货币交易仍主要依靠“交易所”来完成,而后者则属于典型的中心化设计,交易主体的信息被保存在这些中心化机构,利用技术手段实现可追踪。而区块链的联盟链属于需要注册许可的区块链,仅限于联盟成员参与,区块链上的读写和参与记账权限按联盟规则来制定。2015年,由高盛、瑞信、汇丰等国际大银行及IBM和微软等IT巨头参与建立的R3联盟,利用区块链建立同业之间可以共享的统一账本,省掉对账的繁琐,交易几近实时校验、确认和自动结算,而监管者可以利用密码学的安全保证来审计不可篡改的日志记录。区块链中的私有链则完全中心化,其价值在于提供安全、可追溯、不可篡改、自动执行的运算平台,防范来自内部和外部对数据安全的攻击。

  3.误区三:区块链将完全颠覆金融业

  信息不对称和资金交易双方缺乏有效信任机制,是金融业发展的逻辑起点。从原始货币的兑换到现代信用体系的建立,金融机构以资本缓和信用不对称,进而在资金交易双方之间建立信任机制。区块链利用分布式记账技术,在陌生交易主体之间建立共识机制,为金融业务提供了狭义去中心化安排的可能性。应该看到,去中心化信用机制对金融业而言尚未成型,而现行中心化信用机制在现实社会运转良好,去中心化信用机制所涉及的效率问题、信用风险问题、透明度问题,在中心化信用机制中已经得到较好的解决。

  目前看,去中心化信用机制还难以对现有金融业产生颠覆性的影响。比如,虽然区块链交易拉直了交易链条,但对区块确认时间并不比现代支付清算网络更加便捷。目前,比特币的确认时间超过10分钟,对交易而言耗时太长。虽然区块链交易可以降低交易对手信用风险,但只涉及资金的即时结清,在现实生活中货物与商品转移仍存在较大的信用风险隐患。去中心化区块链的致命缺点在于,一旦忘记数字密钥,将彻底丧失对应地址数字虚拟货币的处置权。相比之下,基于中心化的信用机制,即使忘记密码仍可找回。从根本上说,区块链共识机制只能部分减少信息不对称。即使是区块链社区的共识机制,也因为参与者众多发生分歧。区块链软分叉和硬分叉,从某种程度上是对原有区块链共识机制的修改。

  因此,目前区块链技术水平,还难以实现对金融业的颠覆性影响。

  区块链金融应用前景分析

  1.区块链金融应用技术基础

  区块链核心技术,如分布式数据库、时间戳、加密算法、数字签名等,正在金融业务和管理系统开发中逐步应用。1994年,从事数字合约和数字货币研究的计算机科学家萨博(Nick Szabo)第一次提出“智能合约”概念,将智能合约界定为一个由计算机处理的、可执行合约条款的交易协议,即借助密码学协议以及其他数字安全化机制,实现逻辑清楚、检验容易、责任明确和追责简单的合约。

  在比特币诞生后,借助其背后的区块链技术,智能合约飞速发展。以太坊已经成为最前沿的智能合约平台。以太坊和比特币及传统账户被分为两类:一是外部所有账户,外部所有账户与一般区块链电子货币的账户类似,都是人为创建、能够存取货币、由公钥加密系统加密和分享的账户;二是合约账户,外部所有账户有能力创建合约账户,并部署智能合约。区块链技术本身和智能合约在金融业务应用场景提供了坚实基础。

  2.区块链金融应用可能场景分析

  一是资金链。区块链技术最早应用于比特币,解决了比特币交易的流转问题。基于区块链技术,可以建立资金链,用于支付清算体系,实现每笔资金流向的可追溯。目前,基于区块链的资金链应用,主要集中在跨国支付。跨国支付涉及外汇清算,涉及代理行和资金头寸的清算,过程较为繁琐,费用相对高昂。在现行跨国支付清算机制下,跨国资金转移必须要对支付命令进行核验,对资金头寸进行清算。为解决跨国支付命令核验真实性,方便银行同业之间业务往来,1973年5月成立的环球银行金融电信协会(SWIFT)建立了全球性的银行同业报文网络,根据事先约定的报文规则,会员银行和其他金融机构通过SWIFT系统与同业交换电文(message)来完成金融交易。在实务中,金融机构根据SWIFT报文来核验真实性,而这只涉及支付命令信息的传递。同时,跨国资金汇划还需要通过资金落地国家的本币清算体系,收到SWIFT报文的金融机构根据指令进行账户操作,资金转移主要通过汇款行银行在收款银行的同业账户进行汇划。跨国支付的支付命令和资金汇划不同步,还要受限于各国清算体系的效率,金融机构对账也严重滞后。而利用区块链技术可以在全球银行间建立分布式账本,支付命令不可篡改,如果能够将清算机制纳入其中,那么跨国支付和同业对账可做到实时,既解决了跨国支付效率相对低下和费用相对高昂问题,也解决了跨国同业之间对账不同步问题。

  二是交易链。在现实复杂的交易网络中,交易之间彼此互为条件,但因缺乏信任机制容易增加交易成本问题,同时也难以追溯和跟踪。而区块链涉及的时间戳和不可篡改技术,既是解决共识机制要件,也是解决现实交易网络广泛存在的失信和不透明等问题。基于区块链技术的交易链在社会经济生活中有着较为广泛的应用前景,比如阿里、腾讯、百度和京东等电商巨头正在探索区块链技术在物流和供应链领域的应用场景。部分公司利用区块链技术跟踪奢侈品流转。

  同样,基于区块链技术的交易链,在金融领域也有坚实的应用基础。以金融资产为标的的金融交易,涉及多方流转,既涉及具体交易时间,也要确保交易方不能随意篡改交易要素,同时对历史交易进行追溯。区块链技术可以很好地解决这一问题。以银行承兑汇票交易为例,电子银行承兑汇票涉及出票、贴现、流转和卖出回购问题。基于票据法,持票人对所有前手拥有的追索权,可以与区块链技术进行完美的结合。上海票据交易所在2018 年 1 月 25 日成功上线并试运行数字票据交易平台。工商银行、中国银行、浦发银行和杭州银行在数字票据交易平台顺利完成基于区块链技术的数字票据签发、承兑、贴现和转贴现业务,构建了“链上确认,线下结算”的结算方式,探索了区块链系统与中心化系统共同连接应用的可能。值得注意的是,交易链可以运用区块链技术之上的智能合约,自动发起交易业务,极大地减少人为主观干预可能引发的错误和风险。

  三是权益链。区块链技术的数字签名和时间戳,可以对应现实社会中的权益证明,建立权益链。考虑到权益需要得到社会广泛认可,并受到国家强制力保证,权益链的构建应该是中心化的,这样可以避免去中心化区块链技术形成的多条权益链引发的外部不相容问题。

  围绕着金融业务,既有非金融资产权益,也有金融资产权益。权益实质是价值。不动产、应收账款等金融业务普遍涉及的权益,在金融实务中主要作为金融风险保障和衍生金融业务基础,需要通过确权、抵押、登记、流转等系列手续来辅助实现金融业务功能。金融资产权益包括股票、债权、信托受益权、资产收益权、金融工具等,既衍生自金融业务,也同时是金融交易基础。但不管是非金融资产权益,还是金融资产权益,整个权益市场不统一,程序有差异,规则不一致,对金融业务而言存在一定风险隐患。

  区块链的数字签名和不可篡改技术,以及基于区块链技术所形成的共识机制,若与互联网有效结合,可以推动权益链的应用推广。不难看出,区块链技术特点与权益发行、交易和流转所必须的确权、不可篡改、可追溯等业务特征存在共性,可以在权益市场得到较为广泛的应用。基于区块链技术,可以建立统一的权益市场,实现每笔交易可追溯,效率明显提升,且同步共享,有效防止反复登记、伪造、不透明等现实权益市场存在的问题。金融监管当局也可以利用区块链技术,构建金融资产统一登记系统,通过运行区块链上的智能合同,实现每笔交易可追溯,解决金融资产交易不透明的问题,辅助于金融风险防控。商业银行利用区块链技术,将其嵌入金融业务流程,实现业务和对账同步运行,减少篡改、伪造等操作风险,大大提升金融风险管理效率。

  四是管理链。区块链技术与管理天然存在结合点。管理与区块链技术以及建在其之上的智能合约一样,均基于程序和规则的设定与监督。基于区块链技术的管理链,在社会生活中有着广泛应用前景,主要服务于审计、监督等管理智能,这在金融领域也可以得到较为广泛应用。金融监管当局和金融机构可以通过区块链构建包括交易数据、交易记录、信用文件的管理链,来简化实时对账、数据共享流程,一旦发现违反内部合规性和外部监管要求的行为,智能合约就会发送警告,大大提升了金融管理的效率。

  应对区块链技术发展及其应用的监管政策建议

  1.严厉打击数字资产炒作

  当前,世界各国态度对数字货币态度不一,主要分为支持、抵制和谨慎支持三种态度。各国监管当局对数字虚拟货币交易的政策,影响到市场持有数字货币的意愿。日本、德国、加拿大等国支持数字货币,推行各种政策推动发展;美国、英国、俄罗斯和法国为首的一些国家则持较为谨慎的态度;韩国对去中心化的非法定数字货币持抵制态度。我国数字货币也存在非理性炒作,还与非法集资、非法金融活动联系在一起,要严厉禁止。

  2.要鼓励区块链技术探索应用

  区块链技术不同于数字货币。区块链技术使得互联网具备了价值信息的传递功能,极大地扩大了网络交易的应用范围,显著增强了网络交易的安全性。当然,去中心化与当前的社会经济交易管理模式存在一定的冲突。若很好利用区块链的去中心化技术,可以有效推动管理变革。此外,去中心化也非区块链技术的唯一应用,其他相关区块链技术也可以在很多商业场景得到广泛应用,并造福于人类社会。

  3.要推出区块链技术国家标准

  当前,全球范围内区块链技术的探索仍处在早期阶段,缺乏统一的国际标准,主要依靠区块链社区自治来探索技术的突破方向。但全球都高度关注区块链技术与互联网的结合与应用,未来发展前景非常广阔。

  互联网诞生到蓬勃发展,已经深刻地改变了人类行为和交易模式。假以时日,建立在区块链技术基础之上的价值互联网也有可能会给社会行为产生巨大影响。我国有必要加快推出区块链技术国家标准,引导我国区块链技术研究应用,逐步建立安全标准,牢牢把握区块链技术国际竞争先机。

  (作者系中央财经大学经济学博士)

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