银行交易区块链的原理、模式与建议

武文斌

(北京大学 软件与微电子学院, 北京 102600)



银行交易区块链的原理、模式与建议

武文斌

(北京大学 软件与微电子学院, 北京 102600)

自以比特币为代表的加密货币诞生以来，特别是在2013年比特币价格上涨之后，基于非对称密码与原理和分布式网络结构的加密货币以其分布式、竞争式的特性引起了学界的广泛讨论。加密货币之所以能够对金融行业产生巨大冲击，是因为它依赖于区块链技术，因此从货币的发行、流通、存储环节上都与其它虚拟货币有所不同。

以比特币和 Q 币作对比，比特币通过解决算法难题发行，可以通过大型交易所和法币之间进行自由兑换， 只在区块链中存储；Q 币则由企业发行，方便客户兑换其虚拟劳务，只能由法币兑换得来而无法双向兑换，存储于企业服务器上。持币者当然可以通过加密货币的第三方交易所查看交易记录和信息，但从交易环节上来看，比特币只存在于区块链，也即共享账本中。可以认为，区块链技术带来的是记账方式的革新。

新货币经济学提出了货币记账职能与交换职能分离的观点，加密货币的兴起可被看作此观点的一次实践。该理论认为，经济活动可以脱离中央银行和法币存在，基础货币的记账与交换职能转而使用两种不同的媒介， 前者仅为抽象的记账单元，可以与任意交易行为间建立映射关系，后者则是内生的，可以通过债权转让的形式实现交换[1]。有学者进一步提出了货币与记忆的等价观点，将货币的记账效应更为明晰地分离出来。该理论认为，货币在一定程度上等同于记忆，并将记忆定义为历来所有直接与非直接交易的记录，将货币定义为定量供应的商品，不计入效用或生产函数[2]。

自中本聪设计比特币以来，已经诞生了许多基于区块链的衍生应用。根据应用中记账与交换媒介的分离程度，将涉及区块链技术的衍生应用分为四类[3]：货币、资产映射、应用栈和面向资产四类，层级越高，其分离程度越深。第一层，比特币及其同类货币，如Peercoin、PPcoin；第二层，在虚拟货币和实物资产本身间建立映射关系，如Mastercoin、Conterparty；第三层，在虚拟货币与实物交换行为之间建立映射关系，如Codius、Eris；第四层，主打比特币海外转账特性， 如Ripple、Stellar，此类应用目前已在欧洲几家银行中推广。

区块链技术在对金融体系产生冲击的同时，也为金融机构带来了解决安全与结算效率问题的方式。区块链的诞生建立在四项技术的基础上 ：互联网、非对称加密算法、点对点协议、延迟签名，它是解决两军问题的一次尝试。

随着摩根大通等美国大型金融机构不断遭受网络攻击，监管者普遍认识到需要对银行数据进行异地备份。然而，尽管异地备份能够解决数据恢复问题，遭受攻击的分支仍旧可能受攻击者指使传输错误讯号。

区块链为发送信息加入了成本，它降低了信息传递的速率，让背叛者无法随意发送篡改后的进攻时间。该成本被称为工作量证明(Proof of Work)，基于随机哈希算法进行计算。哈希是一种单向信息压缩算法，它可以处理任意长度的消息输入，输出一条特定长度的消息。比特币区块链哈希算法的输入是截止至当前时间点的整个区块链。用目前的计算机算法可以快速算出单个哈希值，但加密货币系统会对哈希值的输出作出要求，找到有效值之前，整个网络需要数十亿次计算，该机制能够减慢信息传递速率，使得整个系统可用。

借鉴区块链和加密技术，开发对银行支付系统友好的接口，同样可以提升银行结算体系的效率。以跨境汇兑为例，如果开户人在本国的一家小型银行开户，向境外另一家小型银行汇款，传统SWIFT 体系下的转账过程中需要如下步骤 ：第一，开户人向自己所属的小型银行提交申请；第二，小型银行向签有汇兑条款的同国大型银行提交申请；第三，大型银行电汇境外合作银行；第四，合作银行向境外小型银行汇款。目前而言，根据所在国不同，该过程需要10分钟到两天不等。如果使用基于区块链的结算技术，在汇出人民币的同时在做市商处进行挂单，世界上某个参与体系的交易银行接单，双方握手从而完成兑换，支付平均确认的速度则在几秒之内。

由于借助了区块链技术共享账本，参与交易的各方都可以实时透明地查看每笔交易记录，结算中使用的代币则作为类股票市场中的交易媒介。目前巴克莱等全球20家银行正在基于此原理共同开发另一套跨行转账系统。

我国也可以应用区块链技术，替换和境外银行间的底层转账汇款协议，加快小额跨境汇兑速度。

目前我国央行实行大额汇款逐笔实时清算，小额汇款分批对冲非实时到账。使用区块链技术，能够将小额支付也做到逐笔实时，作为央行清算系统的补充。

总之，区块链已经成为金融业创新的热点之一，但是，作为新生技术，区块链同样存在着相当大的风险。目前基于区块链技术的结算体系对监管风险非常敏感，如果参与者担心监管政策的不确定性，可能会导致支付体系因不稳定而崩溃。另外，由于其运营权由开发商掌握，显而易见的技术缺点在于，如果运营商本身掌握全网51%以上的算力，就能够实现双重支付，导致信任崩溃。这也是区块链技术在应用过程中需要解决的重要课题。

[1]BLACK F. Banking and Interest Rates in a World Without Money [J]. Journal of Bank Research,1970,1(9): 20.

[2]KOCHERLAKOTA N R. Money Is Memory [J]. Journal of Economic Theory,1997,81(2):232-251.

[3]SZMUKLZER D. Cryptotechnologies, A Major IT Innovation and Catalyst for Change [R]. Paris: Euro Banking Association, 2015: 6-10.

【责任编辑 王雅坤】

2015-10-26

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A

1005-6378(2015)06-0159-02

10.3969/j.issn.1005-6378.2015.06.030