新技術丨區塊鏈

　　意見領袖丨范文仲（北京金融控股集團董事長）

　　第二章 新技術

　　人類的航海歷史始於以人力、風帆為動力的傳統時代。近代蒸汽機和燃油發動機的出現大大提升了航海的效率，全球貿易蓬勃興起。應用現代核能技術，航空母艦和大型潛艇在大洋中實現了長期自由航行。可以說，動力的提升推動了人類航海時代的不斷躍進。對金融業而言，科技創新同樣是發展的重要動力。例如，紙張和印刷術的發明促進了中國古代飛錢、交子的創新，而電話、電報的出現導致全球金融交易方式和效率發生深刻變革。

　　新一輪金融科技的創新主要體現在大數據、物聯網、雲計算、人工智能、區塊鏈、隱私計算等新興科技的崛起。在這些新的技術出現之前，人類收集、處理數據的能力十分有限，只有高價值的數據才會被采集和利用。隨著移動設備、傳感器、物聯網的出現，數據記錄和分析工具不斷創新，大量低價值的數據得以采集匯聚。數據量如此之大，需要巨大的計算能力，無法用單台的計算機進行處理，必須採用分布式架構對海量數據進行挖掘和存儲。實時的大型數據分析需要向數十台、數百台甚至更多的電腦分配工作，雲計算應運而生。正是因為計算硬體和分布式處理方式發展，巨量的數據和更複雜的算法才得以實現，機器智能開始向人工智能轉變，各種社會應用功能不斷拓展。

　　在產生了海量數據之後，如何安全、可信地記錄和存儲數據就越發重要。區塊鏈技術創新增強了數據的真實性和可靠性。數據成為社會核心經濟資源後，價值大大提升，但同時也產生了原始數據保護和防範個人隱私侵犯等需求。通過明文加密和基於密碼學基礎，以及硬體環境保護的隱私加密技術應運而生，實現“數據可用不可見”，成為數據使用和交易過程中的保險箱。

　　總體來看，如果說大數據是基礎資源，物聯網則是采集途徑，雲計算是煉化基礎設施，人工智能是應用工藝，區塊鏈是新型記錄儲存方式，隱私計算則是數據資源的保險箱。

《數字經濟與金融創新》范文仲編著

　　二、區塊鏈與隱私計算

　　（一）區塊鏈

　　1． 區塊鏈的創新與挑戰

　　近年來，隨著比特幣價格的暴漲，區塊鏈迅速成為全球熱門話題。比特幣和區塊鏈概念是2008年11月1日中本聰在其文章《比特幣：一種點對點的電子現金系統》（Bitcoin：APeer-to-PeerElectronicCashSystem）中系統提出的。

　　互聯網貿易的資金電子支付，傳統上需借助第三方中介機構來處理。中本聰認為借助第三方中介機構處理信息，是點與點信息傳輸模式，具有缺乏信任的內生弱點，不能完全規避欺詐行為；第三方中介機構的存在， 增加了交易成本， 限制了實際可行的最小交易規模；可以通過加密數字簽名確認交易對手，交易信息分散存儲來保證交易記錄的真實穩健性。基於以上問題，中本聰闡述了基於P2P網絡技術、加密技術、時間戳技術、區塊鏈技術等的電子現金系統的構架理念，這標誌著比特幣的誕生。

　　在比特幣形成過程中，區塊是一個一個的存儲單元，記錄了一定時間內各個區塊節點全部的交流信息。各個區塊之間通過隨機散列（也稱哈希算法）實現鏈接，後一個區塊包含前一個區塊的哈希值，隨著信息交流的擴大，一個區塊與一個區塊相繼接續，形成的結果就叫區塊鏈。2009年1月3日第一個序號為0的創世區塊誕生。2009年1月9日出現序號為1的區塊，並與序號為0的創世區塊相連接形成了鏈，標誌著區塊鏈的誕生。雖然世界對比特幣的態度起起落落，但作為比特幣底層技術之一的區塊鏈技術日益受到重視。

　　傳統交易中，A借款給B，需要經過第三方中心機構，A和B的存款放入中心機構處，A和B都要和中心機構進行對账。在區塊鏈交易中，A借款給B，不需要經過中心機構，A、B各自在區塊鏈不同區塊記账核账，共同形成新的公共總账本，A、B分別擁有新的公共總账本副本。區塊鏈通過上述去中心化方式，形成了一種新的交易支付流程，降低了交易成本。

　　2． 區塊鏈的特點與類型

　　區塊鏈上的交易账本分布存儲在不同的交易者處，分布式系統必然面臨如何保證一致性的難題。歷史上重要的案例則是“拜佔庭將軍”問題，該問題由萊斯利·蘭伯特（LeslieLamport）等人在1982年提出，屬於點對點通信中的基本問題。

　　拜佔庭是古代東羅馬帝國的首都，為了防禦，在每塊封地都駐扎一支由單個將軍帶領的軍隊，將軍之間只能靠信差傳遞消息。在戰爭時，所有將軍必須達成共識，決定是否共同開戰。但是， 在軍隊內可能有叛徒，這些人將影響將軍們達成共識。“拜佔庭將軍”問題是指在已知有將軍是叛徒的情況下，剩餘的將軍如何達成一致決策的問題。1982年，萊利斯·蘭伯特等在論文“TheByzantineGeneralsProblem”中證明當將軍總數大於3f，背叛者數為f或者更少時，忠誠的將軍可以達成命令上的一致。

　　同理，要在去中心化的通信領域中，實現點對點通信且確保信息可信，就必須解決“拜佔庭將軍”問題，即構造出一個點對點的不需要第三方權威認證的有效信息傳遞系統，通過全系統共享的方式，獲得信息傳輸的一致性和穩定性。簡單地說，就是讓每個人都知道信息X，而且每個人還都知道“每個人都知道信息X”，從而實現信息透明化、不可篡改。

　　中本聰通過工作量證明機制等方式解決了“拜佔庭將軍”問題。要去掉中心機構，就需要實現交易者A、B、C、D都有共識，也就是每一個人都確認交易有效。通過工作量證明方式，鏈上記錄交易本身，每個人都保留一份總账本的副本， 最終留下的總账本就是唯一真實有效的。

　　區塊鏈分布式账本技術與傳統分布式存儲系統存在兩大明顯區別：傳統分布式存儲系統執行受某一中心節點或權威機構控制的數據管理機制，而區塊鏈分布式账本是基於一定的共識規則，採用多方決策、共同維護的方式進行數據的存儲、複製等操作。傳統分布式存儲系統將系統內的數據分解成若乾片段，然後在分布式系統中進行存儲，而分布式账本中任何一方的節點都各自擁有獨立的、完整的一份數據存儲，各節點之間彼此互不干涉、權限等同，通過相互之間的周期性或事件驅動的共識達成數據存儲的最終一致性。

　　按記账主體、信任機制、激勵機制、中心化程度的不同，目前區塊鏈可以分為公有鏈、聯盟鏈、私有鏈三種表現形式。三種表現形式各有側重點、應用場景和實現功能，以及基於此構成的不同經濟生態模式。

　　公共區塊鏈（PublicBlockchains），又稱公有鏈，是指任何人都可讀取、可發送交易進行有效性確認，任何人都能參與其共識過程的區塊鏈。參與者通過密碼學技術共同維護公有鏈數據的安全、透明、不易篡改，是完全意義上的分布式。公有鏈的典型應用包括比特幣、以太坊、EOS等。目前，公有鏈已歷經公有鏈1.0、公有鏈2.0、公有鏈3.0的發展，呈現出承載能力不斷提升等發展特點。

　　共同體區塊鏈（ConsortiumBlockchains），又稱聯盟鏈，是指參與區塊鏈的節點是事先選擇好的，節點間通常有良好的網絡連接等合作關係，區塊鏈上的數據可以是公開的也可以是內部的，是部分意義上的分布式。聯盟鏈的典型應用包括超級账本、區塊鏈聯盟R3CEV等。

　　私有區塊鏈（PrivateBlockchains），又稱私有鏈，是指參與區塊鏈的節點只有有限的範圍，比如特定機構的自身用戶等，對於數據訪問及使用有著嚴格的權限管理。相關應用包括數據庫管理、數據庫審計等，如ErisIndustrier。

　　3． 區塊鏈的金融應用場景

　　區塊鏈的應用場景拓展取決於計算硬體和算力的發展快慢。當前，區塊鏈比較適合數量穩定、交易信息可公開、相對低頻的金融資產交易，主要包括數字貨幣、支付清算、借貸征信、資產管理、供應鏈或貿易金融、反洗錢等。

　　數字貨幣。數字貨幣利用區塊鏈去中心或多中心、不易篡改、高度共識和匿名安全的特性，構建數據結構與交易信息加密傳輸的底層技術，使金融交易的效率和安全性大幅提升。近年來全球數字貨幣發展迅速，截至2019年6月，全球共有超過2640種加密數字貨幣。如今，比特幣仍是數字貨幣的絕對主流，其他常見的有bitcoin、litecoin、dogecoin、dashcoin，除了貨幣的應用，還有各種衍生應用，如以太坊Ethereum、Asch等底層應用開發平台及NXT、SIA、比特股、MaidSafe、Ripple等行業應用。

　　當前私營機構發行數字貨幣存在一些內生問題，例如沒有和經濟發展掛鉤的穩定貨幣政策，無法解決通脹或通縮的問題；無法在系統出現流動性短缺時承擔最終貸款人角色；大量的挖礦計算浪費大量社會資源。中央銀行發行數字貨幣則具有貨幣政策連貫、可信度高，不需要重造貨幣體系節省社會資源等優勢，因此，近年來各國中央銀行紛紛積極研究和探索基於區塊鏈技術的數字貨幣發行問題。

　　支付清算。區塊鏈在支付結算領域應用引起有關各方高度關注，是因其滿足了支付結算業務要求。區塊鏈共識算法保證了交易記錄的準確、不可更改，分布式账本架構保證了交易記錄存取的便捷與數據安全，智能合約則可以減少交易中的人工成本，自動化DvP（DeliveryversusPay-ment）結算流程則降低了操作風險。合理應用區塊鏈，可使支付結算業務變得更加輕盈、快速、安全、透明，有助於更廣泛的市場效率提升。

　　傳統跨境支付需要建立權威的如SWIFT的網絡體系作為清算中心，在SWIFT網絡體系中，通過銀行辦理的商業貿易支付清算需要經過開戶行、對手行、中央銀行、境外銀行（代理行或本行境外分支機構）。在此過程中，每個機構都有自己的账務系統，彼此之間需要建立代理關係及授信額度，每筆交易都需要在銀行記錄，還要與交易對手進行對账和清算，速度慢，成本高。在基於區塊鏈技術的跨境支付體系中，這些問題都將不複存在，銀行間彼此互信，不需要一個中心化機構在彼此之間建立信任，區塊鏈技術使各行可以公平參與到一個去中心化的網絡中，實現更加高效的管理。

　　目前全球已有40多家大型銀行和金融集團加入R3區塊鏈聯盟（平安集團、招商銀行、中國外匯交易中心和民生銀行已先後加入），並制定了可互動結算的標準。新加坡金融管理局（MAS）和新加坡交易所（SGX）與納斯達克等機構合作，開發了一項允許代幣化資產跨區塊鏈平台DvP結算的功能，實現區塊鏈技術在智能合約自動化結算流程中的應用。納斯達克與瑞典北歐斯安銀行（SEB）配合，針對結算業務效率低、成本高、操作風險高的痛點，基於區塊鏈技術開發共同基金的發行與結算系統。澳大利亞證券交易所（ASX）2021年上線區塊鏈股票清算與結算平台，完全替代擁有超過25年歷史的CHESS清算與結算系統，以提供優化的記錄保存、簡化的對账、更及時的交易與更高質量的數據。

　　數字征信。使用區塊鏈技術可以彌補征信系統的不足，提升貸款機構征信數據的使用效率。傳統信貸業務最重要的風控流程是考量借款主體本身的金融信用。放款之後，各家銀行將每個借款主體的還款情況上傳至中央銀行的征信中心。需要查詢時，在客戶授權的前提下，再從中央銀行征信中心下載參考。如果使用區塊鏈技術，各商業銀行將以加密的形式存儲並共享客戶在本機構的信用狀況，客戶申請貸款時不必再到中央銀行申請查詢征信。貸款機構通過調取公共區塊鏈账本上的相應信息數據，即可完成征信工作。

　　資產管理。區塊鏈技術能夠貫穿證券資產（如股票債券、衍生品、回購協議、貸款及資產支持債券）和商品的交易始終，包括第一階段的發行、持有和交易，第二階段資產轉讓後的清算和清償，第三階段的保管和證券服務。

　　資產管理往往涉及多方權益主體，並且需要進行頻繁的信用管理，適合引入區塊鏈技術。區塊鏈能夠使參與者之間同步共享账本，從而不需要審核各種各樣的账本，這就提高了工作效率並且能夠清楚掌握資產信息和資產所有權的轉讓過程，以及利用智能合約技術去除部分人工流程。利用區塊鏈技術改造數據後，從業機構也能從事前風控、事中檢查、事後歸因等方面出發，提供基礎結構化數據，支撐金融科技在行業內的創新應用。

　　首先，區塊鏈可應用於資產登記與管理領域。通常情況下，資產登記與管理需要人工處理紙質憑證和票據等。如果出現頻繁的資產所有權變更，所有權人的維護將變得煩瑣，歷史交易的維護和跟蹤也變得困難。區塊鏈技術可對這一切進行數字化管理，使其變得更加高效和安全。區塊鏈資產登記，能夠充分利用區塊鏈账本安全透明、不可篡改、易於跟蹤等特點，記錄資產所有權及其變更歷史。其中股權證明是目前嘗試應用最多的領域，股權所有者憑借私鑰，可證明對該股權的所有權，股權轉讓時通過區塊鏈系統轉讓給下家，產權明晰，記錄明確，整個過程無須第三方的參與。

　　其次，區塊鏈可應用於證券發行與交易過程。區塊鏈技術使金融交易市場參與者能夠享用平等的數據來源，讓交易流程更加公開、透明、有效率。通過共享網絡系統參與證券交易，使原本高度依賴中介的傳統交易模式變為分散的平面網絡交易模式，這種新交易模式在西方金融市場實踐中已經顯現出三大優勢：大幅度提升證券交易效率，降低證券交易成本，使證券交易流程更簡潔、透明、快速（證券交易日和交割日時間間隔從1~3天縮短至10分鐘），減少重複功能的IT系統，降低交易風險，提高市場運轉效率；可準確實時地記錄交易者身份、交易量等關鍵信息，有利於證券發行者更快速清晰地了解股權結構，提升商業決策效率；公開透明又可追蹤的電子記錄系統同時減少了暗箱操作、內幕交易的可能性， 有利於證券發行者和監管部門維護市場秩序。

　　最後，區塊鏈與資產證券化產品及服務高度契合。資產證券化對底層資產風險分散性的偏好與區塊鏈去中心化的特質不謀而合；每筆基礎資產真實性可被所有參與主體確認並共享，降低信息不對稱；每次轉讓真實記錄在鏈上，智能合約內置提升資產轉讓效率便利性；依托區塊鏈開放共享，可對整個資產池存續期進行跟蹤監控；區塊鏈可為ABS交易提供透明安全交易平台，從而提升流動性；提升證券登記、交易和結算效率，滿足監管和審計要求。

　　4． 國際開發應用實踐

　　美國走在區塊鏈金融場景開發應用實踐前列。美國納斯達克交易所推出了基於區塊鏈的證券交易系統Linq，為非上市企業提供證券私募融資服務，意味著區塊鏈技術應用於證券發行得到主流市場認可。美國證券交易委員會（SEC）則批準了Overstock等公司提交的申請，允許相關公司通過基於區塊鏈技術的電子平台銷售自身股票。R3聯盟在名為鋸齒湖（SawtoothLake）的區塊鏈平台上進行了美國國債轉讓交易的測試活動。此外，由七家金融機構組成的聯合組織運用智能合約，在許可型區塊鏈上成功完成了北美地區單一產品CDS（信用違約互換）交易後的操作流程。這七家金融機構包括美國銀行、花旗銀行、瑞士信貸集團、美國存管信託和結算公司、摩根大通、馬其特集團及區塊鏈初創企業Axo-ni，該聯合組織進行了85項結構化產品案例測試，以評估交易流程的功能性是否良好、交易流程能否對接外部系統、能否適應網絡環境變化及能否保障數據安全。

　　歐盟在區塊鏈金融場景開發應用實踐方面緊跟美國步伐。歐盟2018年2月成立了歐洲區塊鏈觀察論壇，主要職責包括：政策確定，產學研聯動，跨國境BaaS（BlockchainasaService）服務構建，標準開源制定等，並在Horizon2020投入500萬歐元作為區塊鏈研發基金（2018年12月19日前），預計三年內（2018—2020年）區塊鏈方面投資將達到3.4億歐元。具體應用方面，英國毅聯匯業集團成功運用Ax-oni的區塊鏈技術和智能合約進行買賣雙方的資產轉讓後操作流程和外匯大宗交易，該測試運用了帶有九個參與者節點的許可型區塊鏈，測試結果證明這種技術非常有助於用戶進行資產轉讓交易，且可提高數據的精確度和交易速度，為用戶的本地伺服器提供分布式账本，允許保密信息只被獲得許可的參與者訪問，以及提高審核工作和操作流程的效率。

　　其他國家和地區也在不同程度上積極地進行區塊鏈金融場景開發應用的實踐。亞太區域，日本和韓國相對活躍，日本以NTT為主要推動力量，政府則在背後提供積極支持；中東地區，以杜拜為首引領區塊鏈潮流，政府牽頭，企業配合，積極探索區塊鏈技術應用。

　　近年來，我國政府高度重視區塊鏈技術發展，積極加強區塊鏈建設的頂層設計。2016年12月，國務院印發《“十三五”國家信息化規劃》，將區塊鏈與大數據、人工智能、機器深度學習等新技術一起列為國家信息化規劃布局重點。2017年6月，中國人民銀行印發《中國金融業信息技術“十三五”發展規劃》，明確提出積極推進區塊鏈、人工智能等新技術應用研究，並組織開展國家數字貨幣試點。2017年10月，工信部發布《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書》，這是首個落地的區塊鏈官方指導文件。2019年11月24日，中共中央政治局就區塊鏈技術發展現狀和趨勢進行第十八次集體學習，強調區塊鏈技術的集成應用在新技術革新和產業變革中起著重要作用，我們要把區塊鏈作為核心技術自主創新的重要突破口，明確主攻方向，加大投入，著力攻克一批關鍵核心技術，推動區塊鏈技術和產業創新發展。

　　5． 不要神話區塊鏈

　　關於區塊鏈，有一個流傳很廣的幽默段子：女朋友把男朋友每次說的承諾，都錄下來並群發雙方所有朋友、同學、同事，以及各種微信群和朋友圈，男朋友以後再也難以抵賴了———這就叫區塊鏈。這個段子深刻洞察了區塊鏈的兩大價值———透明性與穩定性：把私下承諾廣而告之，映射鏈上所有數據的公開，群發信息映射鏈上各節點數據的一致，這是區塊鏈透明性的體現；口頭承諾變成了無數份言之鑿鑿的聊天記錄，映射區塊鏈的可追溯、不可篡改，把對男朋友的監督權從自身擴大到他人則是映射區塊鏈的去中心化，這是區塊鏈穩定性的體現。

　　這個段子同樣體現了區塊鏈的缺陷。一方面是透明和安全的矛盾問題。把私事對外公開，可能會造成雙方的困擾，正如區塊鏈難以滿足用戶對隱私的需求。另一方面是穩定和效率的矛盾問題。如果女朋友發現發送信息有誤，需要逐一發送更改信息，更改難度非常大，如果所有人都效仿，很快大家的手機都將不堪其擾，所以區塊鏈難以應用於需要經常更新、更正信息的場景，這是去中心化造成的效率與資源佔用的問題。其實，去中心化並不是區塊鏈的首創，人類早期貨易都是分散的以物易物，在發展過程中才產生了中心和權威。去中心化不是發展的必然，只是階段的輪回。

　　儘管區塊鏈技術具備諸多優勢，但至今仍缺乏大規模的成熟金融高頻應用場景，除與區塊鏈技術發展程度有關外，還與區塊鏈技術自身不足有著密切關係。比如，區塊鏈技術需要每個節點都保存一份完整的數據資料，但數據資料積累到一定程度後，會給整個區塊鏈系統帶來較大儲存壓力，也會帶來處理大量數據所面臨的性能壓力。因此，當摩爾定律終結時，適用區塊鏈技術的相關係統將不得不考慮優化存儲和性能的問題，甚至壓縮技術應用範圍。此外，區塊鏈技術的公開性還使系統參與者的個人隱私難以獲得充分保障，區塊鏈技術的不可篡改性也使參與者不得不承擔較高的犯錯成本，使用工作量證明POW共識機制的區塊鏈也會消耗巨量的算力資源，例如著名的比特幣Ghash礦池數次接近甚至達到了50%比特幣的算力。

　　此外，儘管區塊鏈技術應用持續進化，但仍面臨不少問題和挑戰，使短期內區塊鏈應用發展受到製約。例如，儘管區塊鏈新技術已部分解決耗能和資源佔用問題，但仍存在交易高並發等問題，鏈上交易延遲、較高的並發性交易需求很難得到快速及時解決。雖然區塊鏈已經從公有鏈應用逐漸轉到私有鏈、聯盟鏈應用，但不同鏈之間的跨鏈機制問題仍未能很好地得到解決， 不同鏈之間很難做到互聯互通。國內應用區塊鏈技術的企業往往沒有自己研發的區塊鏈底層體系，多數仍借用以太坊為代表的底層技術架構，這些底層體系的長期有效性還未得到時間檢驗。區塊鏈應用法律層面仍然存在較大空白，當風險事件發生時，責權利確認機制不夠完善，參與者的權利難以得到有效保障。未來，還要對區塊鏈的應用拓展進行改進，比如要設立權限，不能所有節點都一樣，還有要提高效率，不能一味去中心化，而應該是部分的中心節點和區塊相結合的混合鏈。

　　(本文作者介紹：北京金融控股集團董事長)