壹头条|区块链技术发展与银行业应用

文 / 中国银行信息科技部总经理 刘秋万

摘要：区块链技术既是机遇又是挑战，出于降低交易成本、创新服务模式、推动金融服务体系现代化等原因，商业银行具有探索区块链的动因；但在开展应用探索时应充分关注区块链技术的适用性和局限性，保持既开放又审慎的态度，积极跟进。

正文：

继云计算、大数据、互联网金融之后，区块链从概念到实践迅速演进，已成为新一轮研究热点。英国央行、美国证券交易所、中国人民银行等机构纷纷宣布将研究或应用区块链技术；高盛、摩根大通、汇丰、花旗等40 多家大型银行和金融集团加入了R3 领导的区块链联盟；众多知名专业咨询服务机构和国内外学术研究机构紧密跟进区块链技术的发展动向；部分信息技术厂商正在研究区块链技术或已推出自身的区块链产品；风险投资、私募股权和基金等资本也在积极布局区块链产业。在此背景下，我国商业银行有必要密切跟踪区块链技术及其发展趋势，并对其应用前景展开研究。

区块链技术的由来和特征

1．区块链的由来。区块链的概念是由中本聪作为比特币的底层技术提出的，它是一串使用密码学方法相关联产生的数据块，每一个数据块包含了一定时间内的系统全部数据信息，用于验证其信息的有效性（防伪）和生成下一个区块。比特币多年的运行验证了区块链技术的生命力。

2．区块链的技术特征。区块链本质上是一个分布式数据库，参与方基于共识机制集体维护一套账簿，这种去中心化的、无需信任积累的信用建立，形成了一种几乎不可能被更改的分布式共享总账。其主要技术特征：一是去中心化：系统各节点是平等的，无需中心化管理节点，系统功能由各节点统一维护，任一节点失效都不会影响整个系统的正常运作。二是共识信任：系统各节点都必须遵循基于算法的共识规则建立互信和达成共识，而无须提前互信，从根本上改变了信用的生成方式。三是信息不可篡改：一旦信息被添加到区块链上就会永久进行存储，除非同时控制网络中至少51% 的节点，否则不可能篡改信息，数据可靠性很高。四是开放性：系统是开放的，除了交易各方的私有信息被加密外，区块链的数据对所有人公开，整个系统信息高度透明。五是隐私保护：由于节点之间进行数据交换是无需互相信任的，因而交易对手之间无需公开身份，系统的每个参与节点都可以是匿名的。

3．区块链的组织形式演进。当前，区块链已经从最初单一的公共区块链形式，发展出了基于部分共识节点的联盟区块链和建立在机构内部的私有区块链。其中，公开链是是一种完全去中心化的、开源、自发建立的体系，所有节点参与共识信任建立过程，可自由进出，其代表是比特币；联盟链是多中心化的，节点基于协议的共识机制，需要成员申请和身份验证，由预设节点记账，全网均可参与交易并查看账本，其代表是由国际银行组成的区块链联盟R3 CEV ；私有链则是建立在机构内部由机构自己来设定具体规则的一种区块链形式，其代表是基于区块链发行证券的美国零售商Overstock 和考虑采用区块链实现证券结算的澳大利亚证交所（ASX），私有链虽然没有去中心，但具有分布式特点。

从技术特性的角度来看，进入信息化时代以来，互联网技术的发展改变了人类信息的传递方式，消灭了低价值和高成本的信息中介，但却无法解决信息背后的信用问题，因而无法实现去中心化的价值交换。区块链的应运而生，提供了在分散的系统中验证信用的解决方案，突破了陌生实体之间必须通过权威中介来取得信任的方式。

区块链技术在金融业的应用

区块链自2008 年诞生至今，在应用模式和应用场景方面都经历了不断的演进和发展。

1．区块链技术的应用模式演进。在应用模式上，以可编程数字加密货币体系为主要特征的是区块链1.0 模式，代表性应用是比特币，主要解决了货币支付手段的去中心化；以可编程金融系统为主要特征的是区块链2.0 模式，着眼于整个市场的去中心化，试图把任何资产变成数字化形态进行交易，形成智能合约，比如纳斯达克推出的企业级应用Linq，试图依托区块链实现私募股权数字化；以可编程社会为特征的将是区块链3.0 模式，该模式下的应用场景将有可能超越货币、金融、市场等领域而延伸至科学、文化、健康、艺术等更为丰富广阔的社会生活领域。

2．区块链技术在金融业的应用场景。在应用场景上，区块链技术的应用范围近年来已从数字货币逐渐扩大到支付清算、智能合约等众多金融领域并不断丰富扩展。

（1）数字货币：货币分为纸币和数字货币，相较于传统纸币，数字货币具有货币发行和流通成本较低（根据国际货币基金组织的数字，传统汇款平台交易费用的全球平均值是7.7%，而使用比特币区块链网络进行资金交易的成本预计为1%。）、可控制并追踪货币流向、有利于提升经济交易活动的便利性和透明度等优势。数字货币按照发行主体可分为法定货币和私人货币两种，发行方式可以归纳为法定授权、算法模型、众筹发行和资产锚定等种类。比特币是一种典型的算法货币，但这种私人数字货币由于缺乏国家信用背书，面临价格剧烈波动、数量上限可能导致的通货紧缩、挖矿对能源的浪费的问题，各国政府和监管也普遍予以限制。目前各国央行正在积极研究的则是法定数字货币的发行，1 月20 日，中国人民银行了召开数字货币研讨会，探讨了数字货币和区块链等技术，表示将会积极研究探索央行发行数字货币的可能性，并且首次表示发行数字货币是战略目标。

（2）支付清算：区块链应用于跨境支付是各国央行和商业银行最期待的事情之一。现阶段商业贸易交易支付清算都要借助于银行，传统的交易方式要经过开户行、对手开户行、境内清算组织、国际清算组织、境外银行等，每个机构都有自己的账务系统，彼此之间需要建立代理关系，每笔交易需要在本机构记录，还要与交易对手进行清算和对账等，交易环节多、流程长、速度慢、成本高。如基于区块链技术构建一套通用的分布式银行间金融交易协议，为接入银行提供跨境、任意币种实时支付清算服务，支付可由交易双方直接完成，取消了中间环节。由高盛、花旗、汇丰等全球40 多家大型银行加入的R3 CEV 区块链联盟，正在为欧美大银行创建区块链代码和协议，通过开源通用的共享账本，可大幅降低银行之间的协调成本。

（3）智能合约：自动化是区块链技术提供的一项重要功能，金融交易通过设置条件被自动执行，交易数据被自动记录和存储，区块链技术为股票、债券、期货等金融应用场景需要的智能合约提供了广阔的想象空间。在证券结算领域，2015年4 月，美国在线零售商Overstock 公布了其t+0 区块链平台，将传统股票交易市场的T+3 结算时间缩短为10 分钟之内。

2015 年10 月，澳大利亚证券交易所ASX 宣布正在考虑采用区块链技术来实现其证券结算系统，旨在降低交易复杂度以降低成本并节省时间。理想情况下，区块链技术或许能同物联网结合起来，但短期内因技术局限性及配套设施尚不完善而不具备可行性。

从上述应用场景可以看到，区块链技术改变了传统金融业中心化的信用创造方式，使得在各类经济活动中无须依靠第三方获得信任或建立信用，从而降低了构建商业契约的信用成本并改善了中心化带来的各种弊端。由此向更多的商业领域延伸，未来区块链技术在数字票据、供应链金融、投融资记录、审计等领域也具有广阔的应用前景。

区块链技术的局限与发展

区块链技术是交易各方信任机制建设的一个数学解决方案，从长远来看应用空间较为广阔，但作为新兴技术，目前其在安全性、资源消耗、交易效率等方面依然存在着一些问题，短期内在金融行业大规模落地的环境尚不成熟，需要在持续的应用探索中推动区块链技术不断向前发展。

一是安全问题。首先，区块链技术是基于非对称密码学的原理，但随着数学研究和量子计算机技术的进一步发展，基于数学原理基础上的算法安全性可能会变得越来越脆弱，业界目前也在整合更强的加密原理应对这个问题；其次，区块链网络的安全性是建立在大量可信的计算节点参与计算的基础上的，如果参与计算的节点数量不够多，将面临51% 攻击问题；再次，区块链网络中的私钥安全存在隐患，例如比特币钱包的私钥是存储在计算机中的，极易被黑客攻击窃取；最后，区块链的去中心化结构意味着背后没有一个主导运作的官方组织，如缺乏必要的制度规范和法律保护，交易主体面临风险。

二是资源问题。基于区块链技术构建的系统面临计算和存储资源双高问题。区块链系统的共识信任机制高度依赖网络节点贡献的算力，2016 年1 月，比特币区块链的计算能力已经达到了每秒能够进行8×1018 次运算，远超全球Top500 超级计算机的全部算力，如何有效汇集分布式节点的网络算力是个难题。同时，利用区块链构建的系统需要记录从最初开始发生的每一笔信息，参与节点需下载存储并实时更新数据区块，会消耗大量网络带宽传递无关信息，造成网络资源浪费，参与节点的存储空间容量大小也会制约其发展。

三是效率问题。由于基于区块链构建的系统遵循木桶理论，即永远要考虑所有网络节点中处理速度最慢的那个，一旦将区块链技术推广至大规模金融交易，如果瞬时交易量超过系统的设计容纳能力或最弱节点的处理能力，那么交易就自动进行排队，整体运行效率堪忧。仍以比特币网络为例，目前日均交易笔数约20 万笔（规模远小于银行间转账交易），已经出现交易确认速度越来越慢、大量交易堆积排队的情况，一笔交易可能要10 个小时以上才能确认，也出现了一些比特币被重复使用的情况。因此，区块链技术在金融领域投入大规模应用必然还需要一个过程。

近年来，人们对区块链技术认识及研究的不断深入，在克服区块链原生局限性方面也取得了一些进展：如二代币NXT 采用股权证明机制来确认挖矿权（即“透明锻造”）以避免高碳问题，RIPPLE 利用基于共识记账协议的“可信任网关”进行区块链记账实现了一个半去中心化的区块链解决方案，以太坊（Ethereum）将区块链技术和图灵完备结合起来计划开发一套未来满足各种区块链系统建设的基础性平台，除此以外，联盟链和私有链等非严格意义上的区块链组织形式有望不受上述局限性制约，在某些应用场景下发挥作用。

因而，不同于当年的比特币，很多政府部门及监管机构开始转变态度，对区块链技术予以重视，国际金融巨头正在组成联盟建立区块链标准，各类资本投入不断带来资金支持，多方面因素正在推动区块链技术向前发展。

银行业对区块链技术的应对

我国目前经济社会信用环境以中心化的组织模式为主，在经济结构转型中，对于多元化的信用组织模式、更低的信用成本及更为高效的交易效率等方面都提出了进一步提升的要求。区块链技术提出了一套“去中心化”的成本较低的“信任”解决方案，作为对现有模式的有机补充，对促进我国商业银行信用环境的建设与完善具有重要意义。区块链技术既是机遇又是挑战，出于降低交易成本、创新服务模式、推动金融服务体系现代化等原因，商业银行具有探索区块链的动因；但在开展应用探索时应充分关注区块链技术的适用性和局限性，保持既开放又审慎的态度，积极跟进。

一是加强监管沟通，参与行业标准制定。区块链技术向更深层次的联盟链、行业链应用推进，行业标准和规则的制定是重中之重。标准的统一可以打通“孤岛式”的解决方案，避免产生无数基于不同标准的、复杂的、封闭解决方案，实现金融机构之间的交互协作。我国商业银行应该在监管机构的指导下积极参与国际及本土标准协议的制定，主动争取话语权，避免做被动的跟随者。

二是跟踪技术研究，开放外部合作。区块链技术是一项具有开放性特点的前沿技术，目前正随着各行业应用的持续演进而不断向前发展。商业银行应密切关注行业动态，跟踪区块链技术的最新研究成果，加强人才和技术储备；同时加强与外部研究机构及应用实体的合作，选取适当领域开展局部试点，并共享研究成果，进而推动技术发展。

三是加强行业交流，推动应用探索。区块链技术在金融行业的落地不是某家金融机构的事，需要整个行业的积极参与。应依托监管机构和行业协会，加强行业成员间交流协作，从商业银行的“痛点”和需要出发，共同开展应用模式和应用场景探索。例如：积极配合人民银行利用数字货币实现货币有效投放，更好的支持实体经济；通过适当的去中心化提高支付效率，降低清算成本；利用智能合约对信用环境进行有效增强，等等。

转自《金融电子化》