区块链技术在金融支付中的应用研究

刘开华，方妍

（长江师范学院，重庆 408100）

当前，以大数据、人工智能、区块链等带来了席卷全球的新一轮科技革命，成为推动经济增长的新动能。我国《十三五国家信息化规划》中提出加强区块链等新技术的创新和应用，抢占新一代信息技术的制高点[1]。区块链通过去中心化，解决第三方信任问题，以密码数据储存提高安全性，能够降低交易成本，提高交易效率。传统的电子交易系统和信息储存系统趋向于中心化，导致了诸如虚假信用，数据篡改，暗箱操作等弊端，而区块链技术其运用分布式存储式系统，数字加密，时间戳，节点来实现信息加密以确保“无篡改”的特点，又以共识机制和经济激励让区块链数据存储实现无第三方的点对点交易，可以规避传统交易的诸多弊端。目前，区块链技术已经开始在金融征信、产品溯源、知识产权、身份验证等领域快速应用。虽然区块链给我们带来了高效和便捷，但是也存在诸多不确定性风险，受到国内外社会各界和政府机构的高度关注。

1 区块链技术简介

1.1 分布式数据库

传统的数据库需要集中式的管理模式，其特点是“中心化”，而“分布式”数据库则可以将信息散布于全网之中，这意味着数据的安全性得到最大化提高，除非同时控制全网系统51%以上节点的操作，否则无法修改任何数据，为区块链的“无篡改”特征提供了保障。中心化和分布式的存储特点如图1所示。

图1 数据中心化（左）与去中心化（右）比较图

1.2 数字加密

在数据加密的应用中，区块链技术使用了哈希算法，其优势在于可将大量信息压缩到特定的消息摘要函数，并且信息与散列函数唯一对应。例如，Y=F（key），由key可以计算出Y，但是由Y不能得到key，并且即使key和key’相差无穷小也完全不相关[3]。哈希算法的信息存储能力和加密散列函数具有单向性质，确保信息的隐蔽性。

1.3 时间戳

时间戳是区块链有序性的保证，本质上是经过加密后形成的一种凭证，包含了文件摘要、接受文件的日期和时间、数字签名。它确保了数据真实性和可验证性，使数据在链条上有序存在，防止数据被编造和篡改，是数据防伪造的基石（见图2）。

图2 加盖时间戳流程图

1.4 节点

节点是数据进行全网广播的基础，具体指的是区块链网络中的计算机，包括矿机、服务器、手机等节点，甚至发起者、矿工等也可以作为广泛意义上的节点。当一笔交易发起，发起者会向周围的节点进行广播，接收到广播的节点会继续向周围节点广播，直到做到全网覆盖（见图3）。

图3 节点全网覆盖概念

1.5 共识机制

区块链的公开性和匿名性而可能遭受恶意攻击，为此，共识机制是为解决该缺陷而设计的一种防御机制。目前有四种共识机制，分别是工作量证明机制（Proof of Work）、股权证明机制（Proof of Stake）、股权授权证明机制（Delegat Proof of Stake）、验证池机制（Pool）。四种机制的原理和优劣如表1所示。

表1 区块链的四种共识机制

1.6 经济激励

当用户参与到区块链记账的特定算法时，首个计算出合法值的账户会获得经济奖励，即一种“币”。以比特币而言，在Pow机制下通过哈希碰撞随机得到记账权利，在这个过程中会消耗大量的计算机资源，电力，人工成本等经济支出，由此给比特币赋予了现实意义的价值。继比特币之后，以太坊、莱特币等币种也相继出现。这种机制调动了人们参与区块链的积极性，推动算力的增加，是数据得以安全存储的动力。

2 区块链在金融支付领域中的应用现状

2.1 区块链在数字货币中的应用

2.1.1 区块链数字货币简介

数字货币是一种加密货币，不同于电子货币，因为它不由当局银行发行，也不同于虚拟货币，因为它能被用于真实的服务交换和商品交易。数字货币的特征是（1）依靠密码技术和验证机制来创立的，不依靠特定的发行主体；（2）不基于现实法定货币的价值，基于货币接受者的信任程度；（3）法律效应的强弱依赖于国家的认可程度[3]。

电子货币是法定货币的电子化形式，与现金、银行存款等拥有着相同的法律效应。例如，网上银行的资金余额[4]。而虚拟货币通常是指由网络公司，社交软件等发行主体所开发的非真实货币，由运营商发行，只能在相应的游戏、社交软件等界面中购买增值服务；一般通过完成网络虚拟任务或现实法定货币充值所获得，货币的价值尺度和流通手段局限于虚拟网络，现实中法律效应较低（见表2）。

表2 不同货币类型的比较

2.1.2 区块链数字货币的优点

首先，极高的安全性。由于采用具有不可逆性的分布式记账，所以不必担心交易遭到诈骗拒付或者恶意的篡改撤销。在分布式机制下，当一笔交易发起时，意味着不可撤销，付款方及收款方必须按照之前约定的智能合约将交易进行下去，这就完全规避了交易双方的“不发货”和“拒付”现象。

其次，交易的便捷性。传统的电子货币交易背后意味着复杂的清算服务和人工操作，浪费了大量的时间成本。而点对点的比特币交易机制让交易双方在安全加密环境下直接进行交易，去除了多余资源的浪费，并在支付效率上得到了提升。另一方面比特币的独特性就在于不受国家的控制，去除了不同货币之间的汇率兑换环节。基于信任下，每个人都可以进行匿名交易，跨境支付变的相当容易。

再次，节约经济成本。传统的电子货币必须依赖于第三方金融机构，无论是购物还是转账其本质是通过第三方介入来保障交易的有序进行，必须为此付出高昂的服务费用。比特币依靠加密技术，智能合约，匿名化等可以不需要第三方的参与，必然节约了交易的成本，且在跨境交易中，不需要支付不同法定货币之间的清算服务费用。

最后，隐私性和透明性并存。在区块链下的加密技术是被证实的有效机制，账户与账户间之间匿名化交易保证来个人信息不会泄露，又在公匙和私匙机制下可以进行授权，保证每一笔交易的公开性，以及在分布式账本中可查询交易信息[5]。

2.2 区块链在清算支付中的应用

以跨境支付为例，传统支付方式无论是银联、第三方支付和人民币跨境支付系统，都难以摆脱中心化趋势和第三方参与，甚至多方参与，包括汇款人、汇出行、中央银行、接受行、收款行、收款人等，所有经手的金融机构不仅需要建立代理的关系，也需要在本行清算服务系统中记账，再与其他行进行清算，金融机构服务成本高、多方参与效率低等问题尤为突出。而区块链技术下，能够实现不同国家的收付款双方直接交易，是一种颠覆性的突破，其优点如下。

（1）节约经济成本。根据高盛（Goldman Sachs）的数据显示，国际间支付清算的平均成本为6%，最显而易见的成本是第三方收取的手续费，区块链技术能够完全规避手续费用问题，通过利用区块链点对点的技术，直接做到用户间的直接交易，以加密的数字货币进行结算让程序化简，不再需要复杂的汇率计算和烦琐的人工操作，并且用户获得的数字货币可用于下一笔国际清算，从而让交易的经济成本控制到最低水平[6]。

（2）节约时间成本。由于全球存在时差影响 ，一笔跨境交易的完成通常花费24小时。区块链的即时性体现在以智能化合约为依托的7×24小时交易，在节点确认的同时数字货币会自动支付到归属账户，从而实现交易和清算的同步。从用户角度而言，区块链交易不需要与银行进行交互，无须等待银行确认，从而实现即时交易。

（3）降低交易风险。首先，传统跨境支付由于参与方太多而导致风险增加，客户无法及时监控资金的流向，若第三方在汇款金额和汇款时间上出现纰漏，责任的确认和追溯不够明确。区块链技术下，交易双方直接参与，对于资金有绝对的控制，能够监控和追溯资金的流向，让交易纰漏降到最低。，其次，支付时差为交易带来风险。区块链技术基于分布式数据存储，系统安全稳定，不依赖于人工处理，7×24小时即时交易减少时差风险。再次，减少信用带来的风险。一笔交易通过金融机构可以解决不信任的问题，为此交易双方愿意付出服务费用。然而在区块链的技术之下，不依托于金融机构，通过交易双方提前约定，制定不可更改的智能化合约，能够有效避免违约、欺诈等现象[7]。

（4）减少审核程序。传统的金融机构为了杜绝不符合法规的交易，如跨境毒品交易、跨境洗钱、跨境非法集资等问题，会在前期对客户的账户进行严格的审核，客户也会证明自己的合法金融交易而提供审核材料，在双方的核对过程中需要耗费经济，时间的成本。在区块链的技术下，由于数据的不可篡改性和可追溯性，每一笔交易的真实性是可信任的，并可追溯资金来源是否合法，也通过公匙授权其他网络用户查看相关交易信息，从而免去了复杂的审核步骤。

3 区块链在金融支付领域应用的困境

3.1 存储容量和存储速度有限

在区块链下金融交易需要存储全部信息，伴随交易数据的增加，以及可追溯性和不可撤销性等对内部容量的较高要求，目前计算机系统容量是否能适应于海量数据的存储未有定论，硬件软件以及网络环境若不及时升级就不能契合未来爆炸式膨胀的数据库。一台家庭电脑在普通网络环境中下载比特币完整账本需要耗费几天的时间，可见存储空间之大，若要把区块链运用于金融场景，就务必意识到数据存储问题。同时，区块链交易的确认时间过长，缓慢的信息存储速度限制了区块链在金融业的发展。例如，比特币的交易速度为全网每秒7笔左右，产生一个新区块更耗时约10分钟，而支付宝每秒能处理超8万笔交易，所以区块链存储性能远低于传统金融业；同时，不断涌入的平台数量超过了比特币的增长速度，延迟了交易速度[8]。

3.2 账户权益难保障

在区块链中交易的账户均采用匿名的形式，以保护交易双方的隐私，谁拥有账户的私匙就代表对账户的完全所有权。如果遗忘私匙密码导致资金被冻结，甚至不小心泄露了私匙密码导致资金被转走，并且由于私匙是无法改变的，所以没有渠道证明账户的所有权也难以追回被盗取的资金，账户安全得不到足够的保障。此外，区块链安全完全依赖于密码学和节点的维护，在未来的计算机技术发展过程中，一旦攻克哈希函数加密或攻破全网51%的节点，区块链信息完全暴露于操纵者，所有数据将混乱不堪，为金融业造成难以弥补的损失。在发展区块链金融的初期，若不意识到去中心化等特征对未来的抨击，将会为整个金融业埋下安全隐患。

3.3 法律法规不健全

区块链的发展极其迅速，但我国没有明文的法律法规来监督区块链市场，使区块链市场的运营过分自由化，一旦出现了危机，没有法律效力为依托来划分责任，使用者得不到法律保障。例如，区块链的分布式存储系统使信息不为任何中心机构所有，若发生了债权的纠纷，是否能够安全调取私匙获取法律证据；若加密的机制发生错误，是否能在法律的庇护下有效干预。比如，在2013年，中国人民银行禁止在国内交易比特币，这无疑让民众对区块链失去了信心。基于民众的接受程度有限，未来区块链数字货币的推广和应用，需要花费大量的时间和经济成本去普及和推广，这对区块链金融早期发展形成了屏障。

3.4 巨大的资源消耗

区块链技术的诞生只有10年，在金融领域的实践时间更短，人们对区块链实践的期望和真实效果没有可靠的数据和足够长的时间来验证，所以投资区块链的实践有不确定的风险。例如，区块链技术对“矿机”要求很高，所以需要投入大量的成本去升级服务器，同时计算机耗费的电力和人工成本等也需要资金支持。在区块链实践项目的综合效益问题上还存在较大的不确定性风险[9]。

4 区块链金融支付发展的对策

4.1 完善法律机制

区块链的发展离不开法律的支持，加快建设法治化进程是区块链发展的基石。第一步，需要制定详细的区块链法律，以此来界定区块链产业的本质内涵，并确定营运规则，实施事中监督，规范市场监管，使区块链金融行业做到有法可依，有法必依。第二步，划分区块链下金融企业和用户的权责关系，解决经济合同纠纷，使区块链权益做到执法必严，违法必究。第三步，国家应该紧跟区块链发展进程，适时修订区块链法律，覆盖法制空白，精细法律条文，使法律法规与区块链发展同步。

4.2 鼓励区块链推广应用

目前，区块链正处于发展的初级阶段，区块链金融的潜力还有待发掘，面临的技术风险还没有完备的方案，所以国家应大力支持区块链科研项目。首先，应该投入资金用于区块链的专项研究，减少经济障碍，使其研究项目顺利开展；其次，培养和引进高端人才加入区块链项目，解决区块链金融中的技术难题。（1）利用区块链发展数字货币，创新货币理念，颠覆传统的支付方式；（2）利用区块链技术改善现有的金融服务体系，使其更加安全高效；（3）开创独立的区块链金融服务产业，提供新型的金融体系。

4.3 保护参与各方权益

区块链金融的发展一方面依托于技术的可实践性，另一方面取决于社会公众的信赖程度，所以重视客户在区块链金融中的权益是金融市场巩固的前提。金融市场应该树立强烈的责任意识，以服务客服为第一要务，积极解决区块链用户面临的各种问题，给予区块链金融优质的服务体验，只有这样才能收获用户的积极反馈，赢得社会公众的信任。同时，加强风险意识，无论是作为投资人去投资区块链金融产业，还是作为个体去使用区块链金融服务，都有必要去预估其风险程度地，在可承受的范围内对区块链金融进行操作，最大限度降低风险带来的负面效应。

4.4 注重投入产出效益

无论是利用区块链技术建设现有的金融体系，还是重塑某个金融服务系统，成本与效益都是我们应该着力关注的问题。首先，应该合理估算区块链技术的前期投入与未来收益的经济关系，减少不必要的成本支出；其次，应当缩短未来收益的等待时间，使投入区块链的资本尽早带动经济效益，防止区块链金融资金链断裂，改善区块链应用的经济弊端。

5 结语

区块链技术带来了席卷全球的新一轮科技革命，成为推动经济增长的新动能。区块链通过去中心化，解决第三方信任问题，能够降低交易成本，提高交易效率。目前，区块链技术已经开始在金融征信、产品溯源、知识产权、身份验证等领域快速应用。虽然区块链给我们带来了高效和便捷，但是也存在诸多不确定性风险，相关领域的研究还有待进一步探讨。