区块链技术在金融领域的应用与前景研究

葛雨生

[摘 要]文章从区块链技术的起源以及技术原理和特点切入，通过结合具体案例分析了区块链技术在数字货币、证券、银行的应用以及研究方向，简要剖析了区块链技术在未来发展中可能面临的风险或难题，并总结了该技术的前景方向。

[关键词]区块链；比特币；应用

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.32.088

从达沃斯论坛到国际货币基金组织，从美国商品期货交易委员会听证会到中国人民银行数字货币研讨会，作为比特币的底层技术，区块链技术的未来应用越来越受到科技界以及金融界的关注，然而现在对于其潜在应用的讨论依然并不具体。文章将着重讨论区块链技术在金融领域的现有开发以及未来可能出现的新变化。

1 区块链技术概述

1.1 区块链技术的起源

区块链起源于比特币，而比特币最早由中本聪（Satoshi Nakamoto）于2008年发表的Bitcoin： A Peer-to-Peer Electronic Cash System提出概念，该文提出了一种完全通过点对点技术实现的电子现金系统，它使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方，中间不需要通过任何的金融机构。虽然数字签名在某种程度上解决了双重支付的问题，但是仍然需要第三方的支持，中本聪在文中提出一种解决方案，使现金系统在点对点的环境下运行，并防止双重支付问题。该网络通过随机散列对全部交易加上时间戳，将它们合并入一个不断延伸的基于随机散列的工作量证明的链条作为交易记录，除非重新完成全部的工作量证明，形成的交易记录将不可更改。

紧接着在2009年，中本聪的理论就被投入了实践，1月9日，代号为1的区块与代号为0的被称为创世区块相连，标志着区块链的诞生。

1.2 区块链技术的定义

区块链技术是交易各方旨在提高安全、透明度和效率而共享的数据库系统。它从根本上讲是一种用来解决一些特殊问题而产生的优化的数据库技术。因为在此之前，数据库是被一些大型的组织，比如说金融机构或者是一些类似于SWIFT的国际性组织用来存储中央数据，支持交易以及计算，但是这些机构出于对技术和安全的考虑一般不会分享这些数据，并且会对与这些数据相关的服务收费。而区块链技术恰恰要打破这些传统。

从技术层面上，区块链是将具有跨多个位置或节点复制的数据库副本的数据库拆分成块（每个小块包含如卖方、 买方、 价格、 合同条款和其他相关交易细节），并将这些区块通过将一般交易信息以及各交易对象的数字签名结合的方式进行加密，并向全网络广播进行核实，只有全网络的节点计算结果都相同才会证明该节点合法并被加入之前的区块链中，从而也就实现了两个及多个交易商之间的交易。

资料来源：高盛全球投资研究。

1.3 区块链技术的特性

1.3.1 安全性

区块链技术依赖于加密验证的方式来验证参与交易各方的身份。这将确保“虚假”的交易由于未经交易各方的同意而不能被添加到区块链中。每个新的交易在被添加进区块链之前都必须经过复杂的数学计算，这种被称为“哈希”的计算建立于交易数据的基础之上，而这些交易数据不仅包括新交易的相关信息，还有之前交易的结果，而这一特性保证了之前数据的不可修改性，因为一旦有人妄图修改之前的交易数据，这将会影响当前交易的哈希值而使得它与其他数据副本不匹配。

1.3.2 透明度

由于其本身的性质，区块链是一个分布式的数据库，同时在多个节点进行维护和同步。此外，交易数据必须保持一致才能被添加到区块链中。这就意味着，这样的设计会使得多个交易方可以访问相同的数据，因此相较于将数据库放置在防火墙之后而不能够被放在组织之外查看的传统系统，可以说大大增强了透明度。

区块链技术本身的透明、安全性以及高效性使得其成为一个用来重塑由于被低效率所阻碍的商业模式的发展并促进能够建立于分布式市场及技术型的商业模式的出现的绝佳选择，它相对于之前的中心化模式占据优势。

1.3.3 高效率

从概念上讲，似乎要维持多个与区块链完全相同的数据副本并不会比维持一个中心化的数据库来得高效。然而在现实当中，许多缔约方却已经建立起包含同样的交易信息的重复数据信息。这是因为一旦与同一交易相关的数据发生了矛盾或不匹配，将会导致交易各方不得不花费大量时间和精力进行手动核验和修改，这种错误的发生概率并不低而且往往需要耗费大量的成本。而像区块链这样的分布式数据库却有效避免了这种错误的发生，从而大大提高了交易的效率。

2 区块链技术的应用

区块链技术最典型的应用自然是数字货币，其中最成功的是比特币，以及最近突然崛起的以太坊。但其实作为数字货币的底层基础，区块链技术已经引起金融领域的高度重视，包括高盛、摩根大通、汇丰银行、花旗银行、巴克莱银行、UBS、摩根士丹利在内的多家金融机构纷纷与区块链公司进行合作研究，探索区块链技术在金融市场的应用潜力，世界经济论坛更是大胆预测，到2027年世界GDP的10%将被储存在区块链上。

目前主要的研究方向包括公证防伪、智能合约、物联网、身份验证、预测市场、资产交易、电子商务、社交通讯、文件存储、数据APL、银行结算等方面。本文将结合具体的实例探讨区块链在金融领域的应用现状和潜在发展方向。

2.1 比特币

2.1.1 比特币的定义

比特币是建立在区块链基础之上的，它是一个分布式的点对点网络系统。因此，没有“中央”服务器，也没有中央控制点。比特币在区块链技术的基础之上完成交易，而正如上文提到的每一笔交易的处理都需要向全网广播，并由矿工完成计算、验证以及记录交易，新的比特币便作为激励机制发行给矿工，这也就是所谓的挖矿。理论上比特币网络中的任何参与者都可以成为潜在的矿工，用他们的电脑算力完成验证和记录，但是事实上目前比特币挖矿算力已经超过全球前十计算计算力之和的4倍，可见算力要求之高并不是轻易能实现。

比特币协议包括了内置算法，该算法可以调节网络中的挖矿功能。矿工必须完成的任务——在比特币网络中成功地记录一个区块交易的难度是在动态调整的，新比特币开采出的每四年，这项协议也会减半开采速率（因此2016年也会是第二次减速），并限制比特币的开采总量为一个固定值：2100万枚。其结果是，在流通中的比特币数量很容易根据预测曲线得出，将会在2140年达到该值。由于比特币的发行率是递减的，从长期来看，比特币是一种通货紧缩的货币。因此，通过超出预期发行率来“印刷”新比特币，造成通货膨胀是不可实现的。

2.1.2 比特币衍生品

（1）比特股。BTS是一种多态数字资产，这意味着它可以演化成多种不同形态的比特资产（Bit Assets）。比特资产的运作方式类似于比特币，但是一些优化和新的规则能够让比特股来支撑其价值。比特股除了拥有比特币的所有特性以外，还提供了一些新的特性使得持有比特股或者由比特股衍生的比特资产超过24小时后可以获取红利，这些红利来自于挖矿奖励和交易费用的一部分，会奖励给每个区块，并且以一种不增加网络负担的方式分发。比特股的开发可以说是比特币的开展，其通过其衍生出的资产可以与黄金、白银、美元以及其他资产先挂勾，然而其存在的价值一直颇受争议，尤其是在比特币市场现在越来越成熟的情况下。

（2）莱特币。litecoin是一个类似于比特币的P2P货币，预期产出8400万个LTC，刚好是比特币货币总量的4倍。可以说莱特币似乎扮演着比特币的辅币角色，但由于比特币自身的可分割性，莱特币的存在意义并不明显，不过莱特币在中国市场相当受欢迎。

（3）比特币期货。目前世界多家比特币交易平台都有推出比特币的期货产品。以国内交易所okcoin为例，其旗下一共有两种类型的合同，一种为10%的保证金比例，另一种则是5%的。与传统的期货合约不同的是由于比特币期货是24小时交易的，并没有开盘和收盘，所以自然也没有每日结算制度，okcoin的爆仓制度是在仓位盈亏比达到-90%时强行平仓。

2.1.3 比特币现状

不同国家对于比特币的态度相差巨大。支持的主要有德国、加拿大、法国、日本和芬兰。2013年德国成为首个承认比特币合法地位的国家，并允许比特币用于缴纳税款。世界首个比特币ATM机在加拿大的温哥华投入使用，值得一提的是上海自贸区也有比特币提款机。反对的国家主要有巴西、泰国和俄罗斯，泰国更是全面禁止比特币。

中国近年对于比特币的态度也有微妙的转变，2013年12月出台的《关于防范比特币风险的通知》（以下简称《通知》）明确比特币不具有法偿性与强制性等货币属性，而是一种特定的虚拟商品，不具备与货币相同的法律地位。《通知》还禁止金融机构与支付机构开展关于比特币的业务。

当然在风险自担的前提下，投资者可以参与到比特币的交易中来，中国的比特币市场占据全球市场的份额已经超过了50%，国内有多家与比特币相关的交易平台和支付平台，例如okcoin、huobi和BTCC等。

2.2 证券业——以Linq为例

众所周知，纳斯达克是世界上最繁忙的交易所之一，但是它仍然注意到了区块链这种小众技术，预见该技术的创新性和优势会给传统金融市场带来挑战。因此纳斯达克有了试验该技术的想法，Linq平台是由纳斯达克内部技术开发人员与由纳斯达克内部的技术开发人员与区块链初创公司Chain共同合作创建的，开发过程中也得到了全球设计和创新公司 Ideo 的技术支持，平台旨在促进纳斯达克私人证券市场的股份以一种全新的方式进行转让和发售。

Linq平台为投资者和企业家提供了一个直观的用户体验。

股份发行人在登录Linq时，会找到一个配有可管理估值的仪表板，发行人还可以对每轮融资的发行股价以及提供股票期权的比例进行管理。股份的数字代表是可视化的，那些已花费的交易在时间轴上会“作废”，并变成灰色。用户还可以看到箭头，说明这些股份是如何进行转移和划分的。

Linq还力求通过数据分析，让企业家们更容易地深入了解他们的业务。例如，创业者可以点击交互式股权时间轴，显示发行给投资者的个人股权证明。有效的证明和废除的证明会以不同的可视展示效果，前者会显示包括如资产的ID以及每股的价格的信息。创业公司在使用该平台时，还可以查看证明的发行日期，查看最新或者最旧的证明，以及整体的股份所有权，向下单击则可以查看该公司拥有最多股份的持有者。在其他方面，创业公司还可以评估公司单一投资者的股份。投资者的详细资料例如交易ID，反过来，它也可以为投资者们提供透明度，跟踪一家创业公司的进程。

通过Nasdaq Linq私募的股票发行者享有一种“数字化”的所有权。通过网上交易，Linq极大地缩减了结算时间，并且交易双方在线完成发行和申购材料也能有效简化多余的文字工作。

除此之外，Linq还能进一步加速公开市场的交易结算。现在的股权交易市场标准结算时间为3天，区块链技术的应用却能将效率提升到10分钟，这能让结算风险降低99%，从而有效降低资金成本和系统性风险。发行者因繁重的审批流程所面临的行政风险和负担也将大为减少。

当然纳斯达克对于区块链技术的应用和还未成熟，其区块链战略负责人认为较大规模的产品开发会在2017年，不过也足以看出区块链技术在证券行业的巨大潜力。

2.3 银行业——以R3CEV为例

近来R3可谓是风光无限，这家位于纽约的金融技术创业公司，专注于研究基于区块链的金融技术解决方案，已经建立了一个由40多家国际银行机构组成的团体，目的是为了建立一种定制的基于以太坊的跨境区块链解决方案。R3联盟目前的成员已经包括的金融机构有：花旗银行、美国银行、高盛集团、摩根大通、瑞银集团、摩根史坦利投资公司，还有许多其他公司。

R3CEV目前正在研究至少8种不同的概念验证（PoCs），包括系统互操作性、支付、结算、贸易金融、企业债券、回购、互换和保险。这些概念验证将被用于分布式账本，有助于大范围简化交易程序并使交易监管更加容易。与传统支付体系相比，区块链支付清算为交易双方直接进行，不涉及中间机构，即使部分网络瘫痪也不影响整个系统运行。如果基于区块链技术构建一套通用的分布式银行间金融交易协议，为用户提供跨境、任意币种实时支付清算服务，则跨境支付将会变得便捷和成本低廉。SWIFT作为全球数万家银行的通信平台，已经被新兴崛起的区块链技术所威胁。不过R3大多数的技术开发还在试验阶段，是否会带来颠覆性的突破还并不能确定。

3 区块链技术面临的挑战

3.1 安全问题

一是区块链网络的安全性是建立在大量可信的计算节点基础上的，在发展大量可信节点之前确保不被攻击是其发展面临的一大挑战。二是合作方的信任问题，如果将区块链技术应用于一个新的领域，如小额跨行转账，即使几家银行合作建立私有区块链，也存在合作组织之间的信任问题。三是驱动大量公共计算资源参与问题，如果参与计算的节点数太少，将面临51%的节点很容易被攻克的问题。

除了网络安全，用户端的安全问题也不可忽视。以比特币为例，尽管比特币网络从未被破坏，但比特币钱包和比特币交易所被攻击的情况却屡见不鲜，最著名要数曾经最大的比特币交易所Mt.Gox破产事件。原因是比特币钱包的私钥是存储在计算机中的，与银行网银系统没有USBKey之前的软证书存储在本地一样，极易被黑客攻击窃取，即便将私钥存储于类似USBKey的硬件中，在本地也存在生成和传输的环节，所以如何保障用户的私钥安全将会是区块链技术急需攻克的一个技术难题。

3.2 监管问题

目前监管部门对于区块链的应用态度尚不明确，由于监管部门对区块链技术缺乏充分的认识和预期，法律和制度建立可能会滞后，从而导致与区块链相关的经济活动缺乏必要的制度规范和法律保护，无形中增大了市场主体的风险。

3.3 容量和时效性问题

比特币网络是目前最大的区块链网络，日均交易笔数约20万笔，总账容量50GB，其规模只相当于银行间转账交易的一个零头，在尚未经历大规模广播风暴的情况下，已经出现交易确认速度越来越缓慢的情况，大量未确认交易的堆积导致下一笔交易可能要10个小时以上才能确认。

此外，比特币钱包使用前要先下载总账，使用普通计算机下载需要几天时间。如果将比特币模式应用于金融领域或者其他大交易量的领域，系统压力和带宽占用将会耗费极大的资源。

3.4 区块链技术缺乏统一的标准

区块链技术下存在很多不同的体系，最著名的有区块链联盟R3、全球贸易分布式账本联盟PTDL、中关村区块链产业联盟等。关于建立区块链共同标准的问题，业内也正在努力解决。2016年4月，国际标准化组织（ISO）收到正式请求，为区块链和数字分布式账簿技术开拓一个新的ISO标准。

4 区块链技术的前景

虽然区块链技术还不够稳定，但也无法忽视其带来的革命性变化，究其根源，区块链技术是中心化平台的克星，带来了分布式清算机制的拓展，进而可能推动分布式金融交易创新。它的拥趸者正在尝试利用这项新技术重构信用形成机制等金融基础设施，从而更深刻地影响和改变金融交易过程。

世界经济论坛创始人克劳斯·施瓦布指出，自蒸汽机、电和计算机发明以来，我们又迎来了第四次工业革命——数字革命，而区块链技术就是第四次工业革命的成果。这是一项颠覆性的技术，银行业都为此兴奋不已。

5 结 论

区块链技术虽不成熟，但已经引起了金融领域的广泛关注，其中不乏顶级金融机构和央行。对于区块链的开发利用可以说才刚刚开始，业内的标准和规范也需要进行统一，不过可以肯定的是区块链技术的出现已经开始向原有秩序发起挑战，机遇与风险并存，期待区块链进一步的突破。

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