区块链技术在金融支付结算领域的 应用与风险研究

李良元 蒋昕 薛飞 陈旭 余勇

随着网络通信手段和网络基础设施的不断成熟，区块链技术的应用领域不断扩展，其中最突出的即是在金融领域，部分金融机构已经在小范围内应用区块链技术开展业务。在此背景下，本文尝试通过理论角度分析区块链技术在支付结算领域的应用机理，采用业务模拟方式分析在传统模式与区块链技术下业务的时间消耗和风险发现周期等指标，为区块链的未来发展提供直观量化数据参考，明晰其优势与风险，为监管机构提供政策建议。

区块链技术在支付结算业务中的应用现状

当前，区块链技术在支付结算领域应用的典型案例，是以Ripple（瑞波）为代表的分布式账本支付清算系统和新加坡金融管理局的Ubin项目（Project Ubin）。分析二者业务情况，有助于厘清区块链技术在支付结算领域应用特点。

Ripple（瑞波）网络。Ripple是一个将信息传输、资金清算整合到一个扁平化的分布式账本网络，其主要特点是即时清算、成本低廉，主要应用在跨境支付与结算场景中，目前已有200多家银行加入此协议。Ripple将处于信息孤岛的网络接入到全球区块链基础构架中，通过众多网络节点形成共识，将原有跨境支付结算模式中的中间机构去除，利用区块链网络进行点对点直接交易（图1）。

新加坡金融管理局Ubin项目（Project Ubin）。早在2016年，新加坡金融监管机构就推出了Project Ubin计划，探索分布式账本技术。经过近几年发展，参与者除英国央行和加拿大央行外，还有不少全球顶尖的科技公司和金融机构加入。Ubin項目的最终目标是帮助开发基于央行发行的数字代币，并提供比当前的系统更简单和更高效的解决方案。

Ubin项目分为六个阶段，2019年，新加坡金融管理局宣布了Project Ubin 的最新进展，并发布了前四个阶段的总结报告。第一阶段：数字化的新加坡元（SGD）。在该阶段，新加坡金融管理局和R3联盟探索了使用央行数字货币（SGD 的代币化版本）进行银行间支付的情况。第二阶段：国内银行间交易。在该阶段，新加坡金融管理局和新加坡银行协会探索了使用分布式账本技术的银行间转账，并调查了特定的实时全额结算系统的功能，比如队列处理和付款死锁的解决方案。第三阶段：将分布式账本技术运用在“付款交割”中。在该阶段，新加坡金融管理局和新加坡交易所合作，在两个独立的区块链平台上实现国内的付款交割结算，以处理代币化的资产。第四阶段：跨境结算的“对等支付”。该阶段的目标是评估跨境“付款交割”的可行性。第五阶段：目标运营模式。该阶段的目标是评估分布式账本对现有监管框架和市场流程的影响。第六阶段：跨境的“付款交割”和“对等支付”。该阶段的目标是使用之前所获经验来执行支付和证券的跨境结算。

区块链技术在支付结算业务应用的问题与风险

支付结算是经济金融体系的重要组成部分，是一国经济金融运行的基础，对于系统体系的安全和效率有着极高要求。虽然区块链技术有着许多优点，但是其自身结构存在的不足，依然是其在支付结算领域应用需要面对的挑战。

51%攻击风险。由于共识机制为51%以上节点同意即认可交易合法，所以当链上节点掌握全网超过51%的节点就有能力篡改和伪造区块链数据。虽然实际系统中为掌握全网51%节点所需要的成本投入远超成功实施攻击后的收益， 但 51 %攻击的安全性威胁始终存在。涉及到金融安全与稳定，只要理论上存在风险，其在支付结算领域的应用就需要重点关注解决。

黑客风险。网络作为现代支付业务的基础设施，其安全性是支付产业的核心。虽然现在网络安全技术保障了当前的支付结算需求，但是信息泄露、密码破译、黑客攻击风险依然存在。特别是区块链技术的非对称密码机制，在有效实现匿名性要求时，也限制了使用的便利性和损失追索的可能性。如果用户不小心遗忘密码，相应的资产则无法追回。同时，黑客攻击也会造成用户或者交易平台的风险，如日本最大的比特币交易平台Mt.GoX在2014年曾受到黑客攻击，损失达数亿美元，并直接导致该平台破产。由此可见，区块链技术在广泛应用于支付结算领域前，还需要有效解决自身面临的安全性风险。

监管风险。区块链技术下的支付结算业务，如果某节点伪装为银行，成功骗过其余50%节点，取得了良好信用，其后续作案风险依然存在。虽然监管机构可以作为重要节点参与到联盟链中，但银行创新总是趋向监管规则以外，以追求更多的业务收益，因此完备的监管手段和监测技术是监管机构在区块链技术中要重点关注的问题。

业务模拟与比较验证

业务选择种类描述。为了验证传统支付结算模式与区块链技术下的支付结算模式在时间成本、风险控制下的对比，我们选择了银行承兑汇票、支票、银行卡转账汇款、汇兑（异地）、托收承付（异地）和委托收款等6个支付结算常见业务流程作为分析对象。在对比中，将某一步骤消耗的时间、人力等各种资源成本以周期“T”来表示，如“消耗周期1T”代表当前该步骤如果发生，将消耗1个周期的成本。将业务风险点可被监管发现的最少周期用“nLT”来表示，如“企业甲向银行A申请开立承兑汇票并承兑”存在“虚假贸易背景、克隆票据、虚假票据、背书不连续、印章、签章位置不准确”的风险，在传统业务下风险发现周期是“7LT”，表示风险在至少7个周期T后才能被发现，而区块链业务下风险发现周期是“1LT”。主要原因是，传统业务下，监管是事后行为，而区块链业务下，监管单位作为联盟链上的一个结点，可以随时识别业务风险。

在以上的业务描述中，技术细节透明化，仅保留业务内容，如“票据到期银行B向银行A提示付款”“企业甲及银行A付款”。由于区块链技术的去中心化，在任何两家交易对手之间开展的相关交易信息均会被同步到联盟链上，其网络通信、区块链特有验证机制等步骤，统一以1T计算到区块链的总体消耗周期中，而且随着5G技术的发展，其网络通信、区块链特有验证机制等将更快捷，实际消耗的周期会远小于1T。

模拟流程设计及结果展示。为了分析6个支付结算业务在传统模式和区块链技术下的区别，需要进行银行业务网络模拟。

第一，输入银行数n，种子数seed，业务总数6。

第二，根据银行数n，生成发起银行列表。

第三，对第n个发起银行，随机生成交易对手银行数Mn。

第四，根据交易对手银行数Mn，随机生成对应的业务序号X。

网络构建成功后，每一种随机发生的交易业务，都可以用变量组（n，Mn，X）来标记。模拟过程中，种子数seed设置分为“等于1”和“不固定”两种方式，设置为1代表最后结果可以重复验证，种子数不固定表示所有的随机数生成时，在以后重复运行程序，结果不会重复。

消耗周期比对。从消耗周期对比图中，可以看出隨着银行数n的增加，银行网络中的业务量增多，传统模式和区块链技术模式下的支付结算业务，在随机生成的Mn和X参数下，运行业务消耗周期都随着银行数增加而增多。无论种子数固定还是不固定，业务消耗周期在区块链技术下都要比传统模式消耗的时间少（图2、图3）。

风险发现周期比对。从两个业务风险发现周期图中，可以看出随着银行数n的增加，银行网络中的业务量增多，传统模式和区块链技术模式的支付结算业务，在随机生成的Mn和X参数下，运行业务消耗周期都随着银行数增加而增多。但传统业务风险被发现的周期时间会变得更长。无论种子数固定还是不固定，区块链技术下的风险发现周期要比传统模式的周期少，而且随着银行的增加，其增长速度低于传统模式（图4、图5）。

通过以上业务模拟对比，一定程度上证明，区块链技术在支付结算业务上，有改进业务效率的可能，且对于业务风险的监测更及时。对于以上模拟风险的识别，是基于将监管机构作为重要节点参与到联盟链当中，如果假设该联盟链没有监管机构的参与，任由银行主体在区块链规则下开展业务，虽然能有效提高支付结算业务效率，但对于保障国家经济金融安全、保障人民合法金融权益将是弊大于利。因此，区块链技术在支付结算领域的运用中，监管机构必须要处于主导地位。

结论与政策建议

本文通过研究区块链技术在支付结算业务中的应用，发现区块链技术有可能改进传统支付结算模式的业务周期，且风险更易较早被发现，但是当前的区块链技术应用还存在着一定的风险。基于此，我们给出相关政策建议如下：

第一，区块链技术在一定程度上能显著提高支付结算业务效率。在监管机构作为联盟链重要节点加入的条件下，可以提前有效识别风险并干涉。因此，建议在区块链技术下开展支付结算业务必须将中国人民银行等监管单位纳入节点并制定运行机制。

第二，区块链技术的应用，应由政府牵头，中国人民银行等监管单位主导，统一组织顶层设计，避免资源重复浪费。

第三，区块链技术在支付结算领域的运用，可以由单类业务逐一试点后推广，也可由逐个创新业务试点，最终形成覆盖整个支付结算领域的全功能业务系统。

作者供职于中国人民银行贵阳中心支行

责任编辑：王  可