区块链技术与金融

区块链技术起源于化名为“中本聪”（Satoshi Nakamoto）的学者在2008年发表的论文《比特币：一种点对点电子现金系统》。狭义的区块链技术是指按照时间顺序将数据区块相连而组合成的一种链式数据结构，并且是以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义的区块链技术是指利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用以自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种分布式基础架构与计算范式。比特币的出现使得区块链技术走进了公众的视野，后来人们逐渐意识到支撑比特币运行的底层技术——区块链技术实际是一种极其巧妙的分布式共享账本及点对点价值传输技术。该技术在金融领域乃至各行各业都具有巨大的应用潜力，其产生的影响甚至不亚于复式记账法的发明。区块链技术被认为是继大型机、个人电脑、互联网之后计算模式的颠覆性创新，很可能在全球范围引起一场新的技术革新和产业变革。

（一）区块链的发展和技术架构

区块链技术并不是单一的信息技术，而是基于现有多种技术，加以组合与创新形成的技术综合体。至今为止，区块链技术大致经历了技术起源、区块链1.0，区块链2.0三个发展阶段，如图9-10所示。（资料来源：《中国区块链技术和应用发展白皮书》）

图9-10 区块链技术的历史演进

区块链实质上是一种无须中介参与，且能在互不信任或弱信任的参与者之间维系一套不可篡改的账本记录的技术。

以区块链1.0为例，其技术要点如下：

（1）以区块为单位的链状数据块结构。区块链系统各节点通过PoW^[1]?共识机制选取出具有打包交易权限的区块节点，该节点将新的哈希值、当前时间戳、一段时间内发生的有效交易及其梅克尔树根值等内容打包成一个新的区块，向全网传播，并被全网各节点接受和记录。每一个区块与前续区块是通过密码学证明的方式链接在一起的，要修改某个历史区块中的交易内容就必须将该区块之前的所有区块的交易记录及密码学证明进行重构，但这几乎是不可能的，因此能有效防止人为篡改。

（2）全网共享账本。在区块链网络中，每一个节点都存储着全网发生的历史交易记录的完整、一致账本，对个别节点账本数据的篡改或攻击不会影响全网总账本的安全性。此外，由于全网的节点是以点对点的方式连接起来的，没有单一的中心化服务器，因此不存在单一的攻击入口。同时，全网共享账本这一特性能够有效防止双重支付。

（3）非对称加密。区块链网络中，账户体系由非对称加密算法下的公钥和私钥组成。公钥可公开发布，用于发送方加密要发送的信息，私钥用于接收方解密接收到的加密内容，若没有私钥则无法使用对应公钥中的资产。区块链正是使用非对称加密的公、私钥对来构建节点间信任的。

（4）源代码开源。区块链网络中设定的共识机制、规则等都可以通过一致、开源的源代码进行验证。

以上技术的组合，就实现了区块链1.0，其完整的技术架构如图9-11所示。（资料来源：《中国区块链技术和应用发展白皮书》）

图9-11 区块链1.0技术架构

2014年前后，业界开始认识到区块链技术的重要价值，并将其应用于数字货币以外的领域，如分布式身份认证、分布式域名系统、分布式自治组织等，这些应用统称为分布式应用（DAPP）。用区块链技术架构从零开始构建分布式应用（DAPP）非常困难，但区块链2.0则创建出可共用的技术平台并向开发者提供BaaS服务，这极大提高了交易速度，降低了资源消耗。区块链2.0还支持PoW、PoS和DPoS等多种共识算法，使分布式应用（DAPP）的开发变得更容易。

区块链系统根据不同的应用场景和设计体系，一般分为公有链、联盟链和专有链。其中：

公有链的各个节点可以自由加入和退出网络，并参加链上数据的读写，运行时以扁平的拓扑结构互联互通，网络中不存在任何中心化的服务端节点。

联盟链的各个节点通常有与之对应的实体机构组织，通过授权后才能加入与退出网络。各机构组织组成利益相关的联盟，共同维护区块链的健康运转。

专有链的各个节点的写入权限归内部控制，而读取权限可视需求有选择性地对外开放。专有链仍然具备区块链多节点运行的通用结构，适用于特定机构的内部数据管理与审计。

（二）区块链技术在金融领域的运用

区块链技术是以去中心化共识机制去维护一个完整的、分布式的、不可篡改的账本数据库的技术，它能够让区块链中的参与者在无需建立信任关系的前提下实现统一的账本系统，这对金融机构来说具有重大意义。

（1）区块链技术能够降低金融机构运作的成本。在区块链上，交易被确认的过程就是清算、结算和审计的过程，相对于金融机构的传统运作模式，能够节省大量的人力和物力，进而有利于优化金融机构的业务流程，提高金融机构的竞争力。

（2）区块链技术能够降低信任风险。区块链技术具有开源、透明的特性，系统的参与者能够知晓系统的运行规则。在区块链技术下，由于每个数据节点都可以验证账本内容和账本构造历史的真实性和完整性，确保交易历史是可靠的、没有被篡改的，这就提高了系统的可追责性，并且降低了系统的信任风险。

（3）区块链技术能够驱动新型商业模式的诞生。区块链技术的特点使其能够实现一些在中心化模式下难以实现的商业模式。在物联网产业，已经有机构提出要使用区块链技术去管理上百亿个物联网设备的身份、支付和维护任务。利用区块链技术，物联网设备生产商能够极大地延长产品的生命周期和降低物联网维护的成本。

（4）区块链技术具有灵活的架构。根据不同的应用场景和用户需求，区块链技术可以划分为公有链、联盟链和专有链几大类型，金融机构可根据自己的实际需要进行选择。

（5）区块链技术是实现共享金融的重要手段。共享金融的本质是通过减少金融信息的不对称性，从而实现金融资源优化配置的目的。区块链技术的运用，能够使金融信息和金融价值更高效、更低成本地流动，进而实现信息和价值的共享。

（6）区块链技术的开放性有利于协作和创新。通过源代码的开放，区块链技术能够促进不同开发人员、研究人员，以及机构之间的协作，互相取长补短，从而提出更高效、更安全的金融解决方案。

随着信息技术的发展，各国中央银行都在关注和研究能够发挥与纸币作用类似的数字货币，比特币等数字货币的发明很好地证明了区块链技术在货币电子化方面的应用潜力。商业银行也正在积极探索区块链技术，以使各项交易和结算更加安全，运行效率更高；证券交易也是区块链技术非常适合的应用领域。传统的证券交易需要通过中央结算机构、商业银行、证券公司和交易所这四大机构的合作与协调才能完成，成本高且效率低，而采用区块链技术就可以独立地完成一条龙式的证券交易过程，进而大大节约成本，显著提高效率。

联合国、国际货币基金组织，以及美国、英国、日本等发达国家对区块链技术的发展都给予高度关注，并积极探索和推动区块链技术的应用。2015年，世界前四大交易所中的纳斯达克证券交易所和伦敦证券交易所开始探索区块链的应用；同年9月，国际顶尖金融创新公司R3发起并成立了一个由40多家国际知名商业银行组成的R3区块链联盟，致力于研究和发现区块链技术在金融业中的应用，巴克莱、瑞士信贷、摩根士丹利、高盛、汇丰、ING等世界顶级金融机构都参与其中。其中，高盛不仅参与投资了区块链创业公司Circle，还在2015年11月提交了一份专利申请，描述了一种可以用于证券结算系统的全新数字货币“SETLcoin”。截至2015年11月17日，伦敦证券交易所、伦敦清算所、法国兴业银行、瑞银集团（UBS）以及欧洲清算中心（Euroclear）等机构联合成立了区块链集团，探索如何通过区块链技术改变证券交易的清算和结算方式。纳斯达克证券交易所在2015年12月30日宣布通过其基于区块链技术的交易平台Linq16完成了首个证券交易。美国存管信托和结算公司DTCC、VISA、环球同业银行金融电讯协会SWIFT等金融巨头也相继宣布了各自开发与利用区块链技术的战略。其中，DTCC于2016年1月发布了名为《拥抱颠覆》的白皮书，呼吁全行业开展协作，利用区块链技术改造传统封闭复杂的金融业结构，使其变得现代化、组织化和简单化。2016年10月，联合国举行可持续发展会议，对区块链技术的开发与应用进行了深入讨论。

区块链技术及其应用在中国也引起了广泛关注。2014年，中国人民银行成立了专门的数字货币研究团队，并于2015年初进一步充实力量，对数字货币发行和业务运行框架、数字货币的关键技术、数字货币发行流通环境、数字货币面临的法律问题、数字货币对经济金融体系的影响、法定数字货币与私人发行数字货币的关系，以及国际上数字货币的发行经验等进行了深入研究。2016年1月5日，全球共享金融100人论坛（简称GSF100）联合论坛理事单位中国万向控股有限公司、厦门国际金融技术有限公司、中国保险资产管理业协会、包商银行股份有限公司和营口银行股份有限公司在北京共同发起成立“中国区块链研究联盟”。中国平安保险股份有限公司和招商银行分别于2016年5月和6月宣布加入R3区块链联盟。2016年11月17日，中国首家区块链协会——北京区块链技术应用协会（简称BBAA）在北京成立。我们有理由相信，区块链技术的开发与应用将把互联网金融推向更高层次的发展阶段。

【注释】

[1] PoW是Proof of Work的缩写，即工作量证明。比特币和第二代加密货币平台以太坊均使用的是PoW共识机制，该机制可描述为：预先设立一个奖励，用户要想得到奖励就得付出代价，付出代价的方式就是解题（比特币是SHA-256，以太坊是SHA-3），谁先解出来，奖励就归谁，一旦计算出来后，要告诉大家，大家共同进行验证，待大家都承认后，最先求解出来的用户就获得这个奖励，然后基于这道题目继续算下一个题目，如此反复。