银行视角下的区块链技术应用研究

陈小梅

近年来，区块链技术以其“底层技术架构”发展成为新的技术浪潮，获得了政府、金融机构及互联网企业的深度关注。区块链技术具有去中心化、去信任化、集体维护以及数据可靠的特点，有助于实现数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系，在银行系统的底层技术架构、数字货币发行、交易平台优化及产品服务创新等方面具有广泛的应用前景，可能引发银行业的再造与重构。目前，国内银行业在区块链领域开展着活跃而丰富的探索和实践，其前景可期却也面临诸多挑战。本文围绕区块链技术在银行业的应用情况展开分析，以期为促进区块链技术在银行业的应用提供一些思路。

一、 区块链技术的原理及特点

（一） 区块链的内涵

区块链源自比特币的底层技术，是一种无需中介参与亦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。狭义区块链是一种基于时间先后顺序将共识确认的数据区块连接起来的链式数据结构，是基于加密技术构建的不可篡改、不可伪造、可追溯的分布式账本。广义区块链则属于一种分布式基础架构与计算范式，它以块链式数据结构进行数据验证及存储；以分布式节点共识算法进行数据生成及更新；以密码学方式进行数据安全维护；以智能合约进行编程和数据操作。[1]

（二） 区块链技术的原理

区块链的基本架构是由自下而上的数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。其中，数据层封装底层数据区块及其链式结构、数据加密和时间戳等基础数据和基本算法。非对称加密算法的运用有助于促成参与者达成共识，有效降低价值交换中的摩擦边界，并保证隐私安全；网络层包括P2P 网络机制、数据传播机制和数据验证机制等，具有自动组网功能，节点可以动态进出；共识层封装网络节点的共识算法。共识机制用于数据认定及防范伪造篡改，包括工作量证明机制、权益证明机制、股份授权证明机制等；激励层主要出现在公有链中，它将经济因素集成到区块链技术体系，通过经济激励的发行机制和分配机制激励分散的共识节点参与维持区块链自身的发展和生态；合约层封装各类脚本、算法和智能合约，提供了区块链的可编程特性；应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。

（三） 区块链技术的特点

一是去中心化。区块链的分布式账本技术保证了链上每个节点在身份、权力、责任、利益各方面的对等，单一节点的失效不影响全链系统的运行；二是去信任化。区块链以加密算法和共识机制支持“人人记账”，实现数据全程留痕及难以篡改，通过技术背书增强缺乏互信的主体之间的信息透明度；三是集体维护。区块链上所有具有维护功能的节点共同维护交易数据，且这些具有维护功能的节点是开源的，任何人都可以参与；四是可靠数据库。区块链中所有节点均存储着完整的交易数据副本，只有控制全链中超过51%的用户节点才能对数据进行修改，因此区块链节点数越多，数据库的可靠性越强。[2]

二、 区块链技术与银行业务的契合性分析

（一） 法定数字货币方面

法定数字货币是指由具有货币发行权的机构发行，由国家主权信用背书、受国家法律保护、具备无限法偿性、可在本国自由流通，采用数字化形态表现并运用加密技术保证安全性的货币。目前，包括中国在内的许多国家都在加快法定数字货币的研发、测试进程。如法国央行目前正在进行央行数字货币的试验，已于2020 年5 月完成基于区块链的数字欧元首次测试；奥地利银行RBI 与区块链公司Billon 合作进行“国家货币”数字化试点，这种数字货币将在Billon 的专有区块链上发行；加拿大央行的Jasper 项目、新加坡金管局的Ubin 项目、欧洲中央银行和日本中央银行的Stella 项目也大多是基于区块链技术开展加密数字货币试验。基于区块链技术的法定数字货币具有较高的安全性、可监控性和较低的成本。而鉴于我国法定数字货币实现货币职能的需要、保证可控匿名性的需要及流转确认效率的需要，我国央行发行的数字货币坚持中心化的管理模式。但我国央行在法定数字货币的开发过程中保持技术中性的立场，仅提出功能要求，因此在双层运行体系下，商业银行在设计和管理央行数字货币钱包时可以选择基于传统账户体系或是采用区块链分布式账本技术。不同技术路线并行研发，技术竞争和市场选择将有助于实现我国法定数字货币的系统优化。

（二） 支付清算方面

我国目前的支付清算体系以央行支付清算系统及商业银行的行内支付系统为主体，其流程主要包括交易、清算、结算环节。在现有的业务流程中，一笔国内银行支付清算业务的完成要经过央行、银联、发卡行和收单行环节，涉及多个信息系统，在跨境清算交易中涉及的节点更多。在此模式下，采用中心化系统的中间机构之间交易流程繁琐、信息传递透明度和及时性不足、机构间的信任不充分，由此导致了较高的支付清算成本和较低的支付清算效率，且交易记录的溯源和监管困难，技术机制导致交易信息存在被篡改的风险。

借助区块链技术构建的数字货币支付清算体系有望解决以上问题。区块链包括公有链、私有链和联盟链三种类型。其中，联盟链是一种需要注册许可的区块链，其共识过程由预先选好的节点控制。联盟链兼具管理中心化与业务经营去中心化的特点，可以由中央银行实行中心化管理，商业银行作为联盟链的节点共享统一账本，运用数字货币进行点对点支付。联盟链上的交易信息可以通过区块共识实现全网同步，节点商业银行可以进行实时监督，智能合约也可自动监控并中止违规交易。此外，分布式存储也保证了交易信息的完整性和可追溯性，提升了支付系统的安全性。

借助联盟链可以有效降低传统支付清算体系下的信息不对称，有助于支付清算的效率提高和成本降低。但当下金融业务的交易频次迅速增长，由此带来分布式存储成本急速上升的风险，且法定数字货币的技术路径尚不明晰，新的数字货币生态体系的形成尚需时日，区块链面临的51%攻击等问题也无法确保其支付系统结算的最终性。因此，权衡利弊，当下比较可行的是开展支付清算体系的小范围试点。票据支付清算体系承载着信用、交易、支付、清算等金融职能，交易量不大，具有相对封闭性，信息敏感度不高，可以考虑作为区块链技术应用试点的业务场景。

（三） 数字票据方面

票据是出票人依法签发的，由自己或委托他人无条件支付一定金额给持票人或收款人的有价证券。传统票据交易面临以下问题：一是银行难以完全掌控票据贸易背景的真实性，虚构票据、一票多卖等违法违规行为屡见不鲜；二是票据款项划拨的及时性、纸质票据携带保管的安全性难以保障；三是银行同业间票据交易的对账与清算成本高、效率低。

区块链技术的去中心化、分布式账本、智能合约等技术价值与票据交易行为特征具有高度的契合性。基于区块链技术开发的数字票据可以发挥区块链去中心化、去信任、天然清算等技术优势。如分布式账本技术、共识算法等支持票据生命周期的完整呈现，能够实现从票据发行到票据兑付的各个环节的可视化，从而防范票据欺诈行为，保证记录和存储的数字票据交易信息的真实性及安全性；加入区块链的合作机构能够实现链上实时清算，提高清算效率；基于智能合约能够实现资金转移、保证金锁定、手续费扣除、承兑与交付票据转让等事项的无条件自动履约，防范交易者的道德风险；监管机构可以作为区块链上的独立节点监控数字票据的发行和流通过程，也可以通过智能合约编辑约束代码，实现对数字票据全方位的穿透式监管。[3]

（四） 供应链金融方面

供应链金融是指供应链金融服务主体借助核心企业等风险控制变量，对供应链内不同节点提供封闭的授信、结算、理财等综合性金融产品和服务。现有的供应链金融在发展中面临诸多痛点：一是信息不对称。供应链内各个节点的信息透明度不高，难以提供有效的授信支持数据，也难以为交易纠纷提供可追溯的全周期原始交易记录；二是信用传递受限。传统商业票据缺乏可拆分性，供应链内核心企业的信用背书传递层级有限，难以形成全局信任，不利于供应链金融的全链覆盖；[4]三是业务效率不高。供应链金融业务流程复杂，资金到账周期长，业务成本和操作风险较高。

区块链技术在解决供应链金融业务的痛点方面具有先天的优势。分布式数据存储机制保证了全链节点交易记录的完整、透明及安全；链上共识达成的协议具有不可篡改性；基于区块链技术的通证（Token） 能够拆分核心企业的信用并沿供应链逐级传递，有助于构建全局信任；全链节点基于共识机制对多维数据的交叉验证具有增信功能；智能合约的运用大幅减少了人工的介入，提高了融资效率，降低了人工成本和操作风险。

三、 国内银行关于区块链技术的探索和实践

鉴于区块链技术特点与银行相关业务的契合性，目前，国内银行纷纷开展基于区块链技术的应用实践。

基础平台构建领域的应用：目前，微众银行、浦发银行、工商银行、建设银行等多家银行均已开始区块链基础平台方面的布局。如浦发银行联合百度公司打造的“立体链网”区块链应用平台提供了多场景覆盖、多标准兼容的统一框架；工商银行推出的“工银玺链”区块链底层服务平台实现了对雄安云平台各银行节点的对接；光大银行上线的BaaS 平台则依托云计算服务构建了一套基础的区块链框架和交付型运营形态。

支付清算领域的应用：目前，微众银行、招商银行、中国银行等在区块链支付清算应用方面的实践也在不断推进。如2016 年微众银行参与建立的金融区块链联盟与上海华瑞银行合作将区块链技术用于贷款清算场景，提高了资金清算结算效率；2017 年招商银行使用区块链技术改造跨境直联清算系统，并实现了全球首笔基于区块链技术的同业间跨境人民币清算业务；2018 年中国银行率先应用自主研发的区块链支付系统完成国际汇款业务，进一步提升了国际支付的安全性和透明度。

数字票据领域的应用：2016 年以来我国银行业对数字票据领域的区块链技术应用进行了实践探索。2016 年起，中国人民银行数字货币研究所与上海票据交易所合作开展基于区块链的数字票据登记流转系统研究，并于2018 年在上海票据交易所成功试运行“基于区块链技术的数字票据交易平台”实验性生产系统；2017 年，浙商银行、赣州银行、贵阳银行、江苏银行相继上线基于区块链技术的数字票据业务平台或票链产品；2018 年中国人民银行完成一套依托区块链技术、以智能合约为载体的数字票据技术基础设施。实践表明经优化的区块链技术可高效支撑数字票据相关业务，为其创新发展提供技术基础。

供应链金融领域的应用：银行是利用区块链布局供应链金融的主力军，目前，大型国有控股商业银行、全国股份制商业银行及城市商业银行均着力推进区块链技术在供应链金融领域的应用，其实践案例丰富，主要有工商银行的“工银e 信”、农业银行的“E 链贷”、建设银行的“BCTrade2.0 区块链贸易金融平台”、华夏银行的“星贝云链”供应链金融服务平台、浙商银行的企业“应收款链平台”及贵阳银行的“爽融链”、成都银行的“惠链通”等。从实践情况看，区块链与供应链金融的契合度高，项目落地效果较好，有效增强了应收账款融资、库存融资等融资效果。

四、 银行业应用区块链技术面临的挑战

当前，银行业中区块链技术的应用仍处于早期探索阶段，在技术性能、系统交互、业务安全、监督管理等方面尚面临诸多挑战。

（一） 性能及扩展性的挑战

传统的中心化系统可以通过增加服务器数量实现可扩展性，而区块链却受制于“三元悖论”，即区块链系统一般只能实现去中心化、安全性和可扩展性中的两个属性。出于去中心化与保证安全的考虑，区块链上的所有节点都要参与共识、计算和全量存储，由此导致系统缺乏可扩展性，即系统的总体性能无法随着节点的增多而提升，从而使其能够处理的交易数量不足以支撑高并发应用场景。例如，安全性和去中心化属性凸显的比特币每秒只能进行大约7 笔交易，而Visa 的处理速度则约为每秒1700 笔交易。此外，所有节点数据全量存储造成数据存储系统日益庞大，对于银行的硬件设备提出了更高的性能要求，也需要投入大量的设备运转及维护成本。因此对于传统的零售支付等场景，区块链技术的运用面临效率瓶颈和存储瓶颈的制约。

（二） 系统交互性的挑战

从发展的角度看，银行区块链要与实体经济、公共服务、物联网等其他系统融合，实现不同业务场景的区块链跨链互通。但跨链互通较为复杂，需要链条中的节点具备单独验证能力及对链外信息的获取能力。目前区块链技术缺乏统一的应用标准，实际业务中，类型相同的区块链之间容易通过定制的通信协议实现系统交互，进行数据读取、验证及操作，而类型不同的区块链之间则会因为系统接口、编程语言、智能合约等方面的差异难以实现数据跨链互通，这在一定程度上影响了银行业区块链技术应用的场景拓展和产业合作。[5]

（三） 业务安全性的挑战

区块链上数据的全节点备份避免了中心化模式下中心服务器遭遇攻击或故障所产生的数据安全风险，加密技术能够为交易参与者提供信息安全保障。但作为一种技术手段，区块链也存在一定技术漏洞，影响交易者的资产安全和信息安全：一是区块链的各个基层架构存在各自的技术风险，如数据层面临节点环境安全漏洞、节点被攻击、恶意节点等问题；协议层面临共识协议漏洞造成的算力攻击、分叉攻击等；合约层可能存在智能合约代码漏洞；应用层有密钥泄露的风险。二是区块链中交易数据具有不可篡改性，在出现系统安全问题时无法通过撤销交易等相关操作进行干预。[5]同时，区块链中智能合约支持交易的自动执行，如果遭遇欺诈等事件，交易的不可撤销也会影响交易者的资产安全。三是交易者的隐私安全面临威胁。区块链中，交易者的隐私包括身份隐私和交易隐私。相对于银行卡号等传统账号而言，区块链地址有较好的匿名性，但用户在使用区块链地址参与区块链业务时，有可能泄露一些敏感信息。例如区块链交易在网络层的传播轨迹可能会被用于推测区块链地址对应的真实身份。此外，区块链网络节点容易遭受攻击、区块链交易间的关联性可被用于推测敏感信息等也都会威胁交易者的隐私安全。

（四） 监管有效性的挑战

一是相关立法滞后。目前我国尚未出台关于区块链技术应用监管的法律规范，区块链中智能合约的法律属性、数据权利主体的确定及数据使用的限制、运营平台的信息披露等关键立法缺失，由此限制了监管的有效开展；二是反洗钱和恐怖融资监管困难。在区块链上的节点之间可以进行资金转移，虽然有交易信息记录，但由于区块链交易的匿名性，不通过聚类分析等技术手段，很难识别出地址所有者，由此造成反洗钱和恐怖融资犯罪取证较为困难，增加了监管难度；三是去中心化模式下监管机构面临权限限制。区块链技术存在51%运行能力的限制，监管机构要对洗钱账户进行冻结等相关操作时可能会面临权限不足的问题。

五、 推进银行业区块链技术应用的策略

（一） 加强技术研究， 完善技术性能

当前，区块链底层技术仍处于早期发展阶段，其规模化的可靠应用尚面临一定的技术瓶颈，但业界也在积极探索区块链性能、可扩展能力、技术安全、隐私保护等问题的技术改进方案，如针对效率问题的线下支付通道，针对共识机制资源浪费的权益证明机制，针对可扩展性提升的分片或多链方案、针对交互障碍的侧链、中继等跨链技术等。虽然这些方案还不够成熟，但其为区块链技术的进一步应用提供了可能。因此，银行业要加强区块链领域的人才培养和引进，组建区块链技术应用研发团队，积极关注区块链技术研究及应用发展动态，加强与区块链技术研究机构及企业的交流合作，不断提高区块链技术安全水平和运行效率，进一步完善金融服务功能。

（二） 注重场景选择， 建立应急预案

首先，要理性看待区块链的技术价值。不同的银行业务场景与区块链技术的契合度之间存在差异，银行要基于技术可能、综合成本、实施效果、风险高低等多重因素选择区块链技术的应用场景及技术组合模式。其次，要通过成立创新实验室和孵化器推进区块链技术应用项目的研发试点，增加创新的试错空间，并全面评估特定业务场景下区块链技术推广应用的成熟度。最后，在区块链技术应用项目的研发试点期间要充分考虑区块链技术应用对客户隐私安全、交易效率等方面的影响，做好风险防控预案，建立科学的补偿机制，确保应用的可行性、合规性和安全性，推进区块链技术应用的合理布局。

（三） 坚持标准先行， 引导规范发展

区块链技术应用要得到认可，必须采用产业与标准并行，开发测试紧跟的模式。目前我国尚未出台银行区块链技术应用的通用标准，对于企业等区块链参与者的入链标准、共识规则等场景开发指标缺乏统一规范，不利于跨链融合与业务监管。因此，银行业要积极参与区块链技术应用标准和规则的制定，推动区块链技术在技术架构、跨链通讯、信息安全、隐私保护、性能评价等方面的标准规范建设，在新的业态下主动争取话语权，有效发挥标准的引领规范作用，切实推动区块链技术在银行领域的规范应用和有序发展。

（四） 强化监督管理， 创新监管模式

一要加强立法。要在坚持金融安全和金融创新相平衡的立法原则下，加快明确区块链技术应用的法律定位、数字资产的法律定义、智能合约的合同性质及有效性、分布式架构下的责任主体及行为规范等关键问题，为监管提供完善的法律依据。[6]二要推进监管方式创新。监管部门应当深入研究银行业务与区块链技术相融合的底层逻辑，结合银行业区块链技术应用的具体场景，针对性地将监管内容以智能合约化或数字化的方式融入银行业务系统的运行节点，实现穿透式监管。同时，要积极引入监管科技，提升监管信息的搜集和分析能力，提高金融监管效率。三要积极实践“监管沙盒”。“监管沙盒”是金融科技企业对金融创新产品、服务、商业模式及营销方式等进行测试的“安全空间”，其不会因从事相关活动而立即受到常规的监管规则约束。通过沙盒测试可以为银行业的区块链技术应用创新提供试错空间，也有助于监管机构评估银行业的区块链技术应用项目，从而制定完善有效的监管制度。

综上所述，区块链技术与法定数字货币发行、支付清算、数字票据、供应链金融等银行业务场景存在契合节点，我国银行业也正积极开展区块链技术应用的探索实践，但在实际应用中仍面临技术完善、场景融合、合规管理等方面的挑战。通过完善区块链的技术性能、合理选择运用场景、积极引导规范发展、有效强化监督管理等举措将有助于区块链技术在银行业务领域的成功落地，促进银行业的创新发展。