区块链在金融领域的应用探析

庄文婷

摘要：说到区块链，绕不开比特币。2008年，一个号称“中本聪”的日裔美国人发表了区块链技术的奠基性论文——《比特币：一个点对点的现金支付系统》，该系统巧妙地将非对称加密技术、时间戳服务器、共识机制、激励机制相结合，让去中心化的点对点交易成为现实。

关键词：区块链 金融 比特币

如今，比特币诞生十年有余，这套“基于密码学而非基于信用中介”的系统仍在正常运行。在此期间，比特币的底层技术——区块链，也已历经了区块链1.0（数字货币及支付）、区块链2.0（智能合约+金融）、区块链3.0（区块链+社会）三个发展阶段。一门技术出现的终极意义在于落地应用并产生商业价值。从理论上来讲，区块链可以消除商业网络中的第三方中介，而金融业正是商业网络中规模最大的信用中介。因此，区块链技术可在金融领域率先落地已成为共识。然而，区块链并不能包打天下，它在具有去中心化、不可篡改、透明可追溯等优点的同时，也因分布式账本和共识机制的存在而具有确认交易周期较长、系统处理能力受限、数据读取须遍历全表等缺点。因此，笔者经论证认为，区块链技术目前只适用于低频且需要多方互信的信息共享场景，

一、从比特币到区块链

说到区块链，绕不开比特币。2008年11月1日，一名自称“中本聪”的日裔美国人在密码学讨论组上发表了一篇论文，名为《比特币：一个点对点的现金支付系统》。论文提出了一个“基于密码学、而非基于信用的”电子支付系统，该系统可使任何达成一致的交易双方直接进行点对点支付，无须借助第三方信用中介。2019年1月12日，中本聪通过该系统成功向密码学家哈尔·芬妮（Hal Finney）转了10个比特币，成为历史上第一笔摆脱传统金融中介机构完成的在线点对点交易。

受比特币交易系统的启发，人们发现，利用比特币的底层技术——区块链，可以构建出一个高效可靠的价值传输系统，以实现价值传递的公正、透明，并可降低成本，提高效率。这样的区块链系统，是一种由多方共同维护、以块链结构存储数据、使用密码学保证传输和访问安全，能够实现数据一致存储、无法篡改、无法抵赖的技术体系。下图显示了区块链的具体交易流程：

基于区块链支付系统的交易流程如上图所示：①A与B创建新交易，该笔交易的金额、时间等信息被打包进区块;②一定时间内，包含诸多类似A与B交易记录的区块打包完毕，并在全网节点中传播;③各节点通过共识机制验证区块的有效性;④确认有效后，全网节点再次同步区块，该区块链接在上一个区块之后，顺延此前形成的区块链;⑤A与B转账完成，交易数据永久生成，全网可见、不可篡改，后续的交易信息将被记录在下一个区块中。

二、区块链平台的基础技术

区块链技术并非一个单项技术，而是集成了多学科研究成果的综合性技术系统。当前区块链平台的基础技术主要包括：非对称加密和授权技术、分布式账本技术、共识机制、智能合约。

（一）非对称加密和授权技术

非对称加密有两个秘钥：公钥和私钥。公钥全网可见，却无法通过公钥测算出一个人。即交易者的账户信息，只有在数据拥有者授权的情况下可见，保证了个人隐私;私钥只有信息拥有者知道，经公钥加密的信息只有对应私钥才能解密，保证了信息传输的安全性。在区块链系统内，“非对称密钥对”通过两项工作构建了价值传输的信任机制，即“证明我是谁”、“证明我有权利做即将要做的事情”。

（二）分布式账本

分布式账本是相对于中心式账本而言的，是指加入区块链系统的所有节点，共同维护一本交易总账，任何数据的修改与写入都要向全网广播，并须经过多个节点的多次确认后才能生效。随后，所有节点按照时间顺序同步更新账本。与中心账本相比，分布式账本不会因单点故障影响全局，不会因道德风险导致虚假账目出现，账目数据安全、公开透明、不可篡改的需求得以满足。

（三）共识机制

共识机制是区块链系统中所有节点必须共同遵守的一套规则，这套规则决定了一笔交易怎样才能被确认有效。共识机制可保证区块链的唯一性，避免产生分叉链，同时也能抵抗恶意攻击，防止数据被篡改。目前主流的共识机制有PBFT、BFT-RAFT、PoW、PoS、DPoS等，它们具有不同的优缺点，适用于不同的业务场景。

（四）智能合约

类似于自动售卖机的人机交互，智能合约是指不依赖于中介执行机构，当合同执行条件被触发后，系统便自动执行双方事先确定过的代码合约，直接进行自动化转账。智能合约具有不变性和加密安全性，可有效规避现实中的操作风险和个人道德风险。

三、区块链的特点及适用场景

区块链系统将多种技术巧妙地进行了融合，从理论上而言，其可消除商业社会中的一切中介。然而，区块链技术有其自身的优缺点，并不能包打天下，其只适用于特定的业务场景，这些场景之间有着相似的特征。总体而言，区块链技术具有如下特点：

（一）去中心化

由于区块链系统采用去中心化的记账方式，全网节点都有一摸一样的賬本。因此，单个或部分节点发生故障，不会影响全局。部分节点想要篡改账户，其他节点也不会承认，系统会按照大多数节点达成的共识确定交易数据。因此，区块链系统稳定性较高，可在去信任的条件下实现开放自治。

（二）匿名性

由于区块链系统可以通过密码学、共识机制、激励机制等手段做到“去信任化”，因此交易双方无须透露个人账户信息，仍可保证交易的安全性。通常，在区块链浏览器上，你可以查到某笔交易的哈希地址和转账金额，但无法得知交易者身份及其对应的资产数额。不过，不同区块链系统匿名程度有所差异。

（三）数据不可篡改

一笔交易，须经10-60秒向全网节点进行广播，并经6个区块的确认后，最终被写入区块链。一经写入，想要恶意篡改，必须重新计算该区块后的所有区块。以目前比特币全网的哈希运算能力，该作恶行为的成本极高，且节点数越多，实现难度越大。

（四）数据安全可追溯

中本聪在比特币白皮书中独创的“时间戳服务器”，因对每个区块中打包的所有交易数据生成了一个随机散列值而加上时间戳，且每个时间戳都纳入了前一个时间戳的随机散列值，即每个随后生成的时间戳都对前一个时间戳进行了增强（reinforcmg），以此证明了某笔交易在某个时间确实存在，且各个区块是按照时间顺序“接龙”而形成的链条（chain）。因此，区块链上的数据可按时间被追溯及验证。

（五）运行效率受到局限

区块链系统是以牺牲效率的方式，换取信息的共享和不可篡改。节点数越多，全网需要达成共识的时间越长，效率也就越低。以比特币系统为例，某笔交易在被写入区块链之前，须经6个区块确认，每笔交易需要1个小时的确认时间。因此，对于高频而言，运用区块链技术会存在一定程度的普及障碍。

基于上述特点，区块链技术最适用的业务场景是低频且涉及多方互信的信息共享场景，包括金融业的多方资产清算、供应链金融与溯源、数字内容分发、智能家居等。而金融业作为中心化程度最高的行业，可在诸多业务场景中运用区块链技术提效增质。其中，跨境支付清算是典型的由多方参与、但彼此间互不信任又必须相互依赖的业务，对真实数据的共享业有较高的要求。

四、区块链金融研究现状

在评估区块链对金融领域的影响方面，张锐（2016）认为，建立在多学科基础上的区块链技术，将推动传统金融业进入金融2.0模式，尤其将对银行业金融机构的优良化再造与重构、降成本与提效率、经营合规度方面起到巨大作用。此外，区块链对其他非银金融的成本控制、违规交易的遏制与杜绝、宏观调控的有效实施都将产生颠覆性影响。何峰、耿欣（2016）通过分析区块链的机理与实践案例得出结论：区块链通过强化金融供需、弱化中介，实现了金融资源的优化配置，可在一定程度上重塑信任形成机制、降低交易成本、弥补现有金融服务功能的不足。但区块链应用于金融领域时，存在缺乏金融基础设施接口和协同一致的行业标准、难以实现高频交易等不足。

关于区块链在金融领域的应用方面，王硕（2016）系统地梳理了国际知名金融机构的区块链应用实践后发现，区块链技术在金融领域仍以探索性实验为主，银行尤其为之侧目，他们对区块链技术的关注点主要集中于支付领域。林晓轩（2016）指出，区块链技术未来可能应用于数字货币、票据、清算结算、股权交易等多个领域，可有效降低金融监管和经营成本。杨东（2016）认为区块链在金融领域的潜在应用主要体现在点对点支付、多方交易，以及包括任何形式点对点交易实时划转的清算交易市场，涉及保险、交易所、众筹、基金、股权交易等细分领域。

在区块链与金融基础设施建设方面，张苑（2016）认为，区块链将对现有的以中心化为核心的大额交易系统、中央证券存管、证券结算系统、场外衍生品交易等金融基础设施产生较大影响，我国应尽快推进支付结算及登记领域的区块链试点，协同开发各金融要素交易所的区块链应用架构，鼓励银行将区块链技术应用于跨境支付、资产托管、信贷合约等领域。周永林（2016）指出，现有金融市场基础设施的改进是一个循序渐进的过程，不可推到重来，但在某些金融交易环节，如建立基于区块链的支付体系作为金融市场基础设施，以央行发行的数字货币作为流通媒介，可大大简化结算流程。周思宇等（2017）通过分析国内外金融基础设施改良需求的客观差异后，认为我国可考虑将区块链技术应用于促进国家间基础设施的互联互通方面，将小额、分散、低频、自动化程度不高又相对独立的场外产品纳入区块链网络，提高登记结算效率，引入區块链技术的总体原则是：自上而下、审慎变革。

在发展区块链金融面临的挑战与对策建议方面，巴曙松、乔若羽、郑嘉伟（2018）研究了区块链在金融领域的应用现状后称，区块链金融面临的挑战包括技术本身有所限制、隐私安全性不足、金融监管难度增加等。未来各金融机构应组建联盟共同制定技术标准，继续重点开发核心业务中的区块链应用场景，理性务实地看待并推动区块链技术的创新发展。杨涛（2016）提出了区块链应用于金融领域的十大挑战，其中最大的挑战在于金融服务与数据服务的“模糊地带”，鉴于金融行业的特殊性和独有格局，须高度关注监管适应性与风险控制等问题。