比特币支付系统与比特币市场有效性

徐茜 戈崇杨

本文研究了两个问题。其一，比特币系统的定位及新特点和比特币作为“小国”法定货币与传统“小国”法定货币信用风险的不同之处。其二，作为法定货币的比特币，履行“价格尺度”职能的能力，即市场有效性。本文使用wang和sun（2020）所提出的新的自相关检验方法，基于尤金法玛的静态有效市场理论，对2016年到2021年比特币市场进行弱式有效性检验，检验结果无法拒绝弱势有效假说，在一定程度上说明比特币作为“价格尺度”是准确有效的。

一、引言背景

2008年，世界金融危机愈演愈烈，與此同时，Satoshi Nakamoto（中本聪）基于密码学原理，提出构建一个不需要可信的第三方参与的点对点支付清算系统，即比特币系统，阐述了他对电子货币的新构想。2009年中本聪发布了比特币开源挖矿软件，并获得了验证“创世区块”所奖励的50枚比特币，比特币正式诞生。然而，为了进行比特币与传统货币之间的买卖兑换，必须要建立一个中心化的比特币交易中心。2010年3月17日，Bitcoinmarket.com上线，成为世界上第一个比特币交易平台，尽管这一平台早已关闭，但它在早期推动比特币交易发展方面仍然功不可没。2011年，其继任者 MT.GOX交易平台在日本成立，一度成为全球最大比特币交易中心，直到被设立在中国大陆的交易平台——比特币中国——超越。由于我国目前明确禁止设立虚拟货币交易中心，比特币中国已于2017年停止所有数字资产交易业务。现在仍在全球活跃的比特币交易平台有：欧易OKEx、火币网、币安网等。比特币交易中心的出现，不仅提升了比特币的知名度，增强了使用比特币进行交易的吸引力，推动了比特币交易范围的扩张，也使比特币实际上成为一场规模庞大的货币经济学社会实验，突破了密码、计算机网络等信息技术的研究领域，越来越多地激发起经济金融学者的研究兴趣。

二、比特币系统

（一）交易信任问题与比特币系统定位

在介绍比特币系统之前，有必要提出交易中存在的三个层次的信任问题，明确比特币系统要满足的需求是什么，以便明晰比特币系统的定位。第一，对交易中所使用的一般等价物的共识，这一共识必须在集体、组织或国家层面达成一致。如，黄金、白银或者由国家法律规定流通的法定货币等。这一信任问题，产生于使用交易系统之前，因而比特币系统本身对解决这一信任问题无能为力。第二，交易双方对对方履行合约的信任问题，即信息不对称以及可能导致的道德风险问题，这一信任问题产生于交易双方之间，但却发生在支付清算系统之外。比如，当进行跨国贸易时，出口方担心发货后收不到货款，进口方担心支付货款后收不到货物。即便收到货物，进口方也会担心货物出现质量问题。目前流行的跟单信用证以银行的第三方信用作为担保，来取代贸易双方的企业信用，解决了国际贸易中普遍存在的信用问题。而在绕过第三方进行点对点支付的比特币系统中，这一信任问题将无法依靠其自身解决，必须要在比特币系统与实体资产之间建立可信的联系，以解决这一问题。第三，假定比特币已经被用作交易媒介的情况下，交易双方对交易所用数字货币的真实性、所有权属性及未进行双重支付的信任问题。这一问题也正是比特币系统着重解决的问题，是支付系统层面的技术信任问题。当然，在经济社会中其他类似的信息真实性、透明性问题，也正是区块链技术的用武之地，如将区块链技术嵌入会计，可以实时预警和发现风险，确保会计信息真实性和安全性。但是，以区块链技术为基础的“去中心化”体系，并不能解决社会科学中的所有与信任或信用相关的问题，认为建立“去中心化”系统后就不需要信任基础的观点是荒谬的。

（二）“去中心化”问题与比特币系统特点

中本聪基于数字签名技术，希望构建一个“去中心化”的可信支付系统。在传统支付体系中，支付清算中心担负着验证货币真实性、记录并验证交易、保护账户隐私以及货币发行等职责。在比特币系统中，由于不存在“中心”，必须以其他方式履行这些职责。比特币系统使用区块链技术来解决“去中心化”后导致的系统问题。第一，系统中“交易媒介”发行与交易记录权分配问题，这是保证支付系统顺利运行要解决的基本问题。比特币系统通过奖励每个区块的第一个记录者来发行比特币，奖励数量呈指数型衰减，这一奖励过程被称为“挖矿”。最终发行总量将达到约2100万枚，但目前已经发行的比特币数量已经超过了其上限的80%，其奖励也变为6.25个比特币。而谁能获得“挖矿”的奖励，则是由与算力相关的随机竞争机制决定的，即工作量证明。算力越强，获得记录权或者奖励的概率越大。第二，货币真实性、账户安全性。比特币系统中，使用时间戳机制使每一枚比特币都可以溯源，从而保证比特币是真实的，并且使用非对称加密技术保障个人账户的安全性，去中心化的分布式网络和最长链共识机制保证了整个支付系统数据的安全性、可靠性。第三，双重支付问题。中本聪利用提高交易确认门槛和最长链共识机制，解决这一问题。双重支付者需要掌握“51%”以上的算力资源才能完成欺诈，但随着比特币网络的扩张，双重支付实际不可行。比如，在一笔交易被包含在某个区块后，再生成5个区块，即视为交易被确认，双重支付者需要制造一条新的比原来更长的区块链，才能将他的已经支付的金额转到另外一个由自己控制的账户。尽管中本聪依靠密码学和网络技术解决了以上三个基本问题，但又带来了三个新问题。其一，固定发行总量，丧失了对经济进行调节的灵活性;其二，向全网公开交易记录，意味着交易隐私需要向全网披露，中本聪建议使用新的隐私模型解决这一问题，即保持公钥匿名性，这意味着无法将比特币账户与现实中账户的主人对应起来，这同时也为非法交易提供了保护，严重威胁社会安全稳定;其三，最长链共识机制、竞争交易记录权和记录权随机分配将导致交易确认时间长、系统运行效率低、能耗大以及不公平的私人垄断记录权等问题。这是因为在比特币系统所采用的工作量证明机制下，每个时刻的区块需求量都为“1”，而竞争者“矿工”必须先开始“挖矿”然后才随机选择“1位”成功“挖矿”的幸运“矿工”的工作成果作为“共识”，其他“矿工”只能结束当前“挖矿”，开始下一轮竞争，导致了重复生产问题，浪费了大量资源;而且目前许多“矿工”为了降低“挖矿”风险，已经自发形成“矿池”，比特币系统记录权正在向少数大的“矿池”集中，而这些“矿池”完全由私人掌握，继而可能引发不信任和不公平问题。

三、比特币

（一）各国监管态度

比特币诞生于金融危机之中，强调了整个体系的公开透明性，而为了保证交易者隐私，比特币系统必须提供匿名性，即无法从交易记录推测交易者对应现实世界的哪个人。但是，匿名性同时也为非法交易提供了保护机制。此外，比特币虽然降低了交易成本，但运行该体系需要消耗大量的电力和算力，实际上降低了经济体运行的效率。比特币的存在，实际上挑战了各国央行的货币垄断发行地位，其固定发行总量的特点虽然可以避免货币滥发，但也失去了对经济灵活调节的能力。因此，各国监管机构在权衡比特幣优势与风险后，表现出不同的态度。加拿大允许比特币作为交易媒介，并设立了比特币ATM机，可以自由兑换比特币和加拿大元;德国、日本、美国等承认比特币的合法地位，将其视为财产而非法定货币，买卖比特币的资本利得以及使用比特币的商业交易，都要征收一定税额;中国监管机构认定了比特币的虚拟商品属性，并禁止设立比特币交易中心，不得提供人民币与虚拟货币之间相互兑换的业务，在一定程度上打击了将比特币作为流通手段的行为。

（二）萨尔瓦多的法定货币

由于加拿大、美国、日本、德国等主权国家允许成立比特币交易中心，处理本国货币与比特币之间的自由买卖，客观上增强了比特币成为交易媒介的可能。如果将全球使用比特币进行商品交易的交易者视为同时拥有虚拟国家国籍和该国国籍的公民，则比特币可以视为这一虚拟国家的“货币”，而该虚拟国家由使用比特币交易的公民通过松散的非正式的信念上的信用联盟组织起来。允许本国货币与比特币进行自由交易，即开放了与该虚拟国家的“跨国贸易”。2021年6月，中美洲国家萨尔瓦多从法律上确立比特币同美元一样，是该国的法定货币。因此，比特币事实上可以被视为某小国——国家信用并没有被广泛承认——法定货币。与一般的信用风险会导致恶性通货膨胀不同，比特币作为萨尔瓦多的法定货币的风险来源于该国法律的稳定一致性以及开放世界经济中的其他大国或使用比特币进行交易结算的组织对待比特币的政策，即内部政府信用和外部松散的非正式联盟信用，其中外部非正式信用在目前仍起到主导作用。也就是说，“非正式联盟者”的态度和政策将对比特币的价格产生巨大影响，而组织或个人可以任意进入或退出该非正式联盟，不受任何约束，也无需通过联盟认证，也不存在这样的认证中心。此外，由于该联盟没有统一的信息披露中心，这将导致信息搜集范围的扩大，即风险源的多样化，增加了比特币定价的难度。总之，虽然事实上部分交易者把比特币作为“交易媒介”，但达成此共识的基础——非正式联盟的态度和萨尔瓦多的法律——目前来说，仍是十分脆弱的。

（三）法定货币的职能与市场有效性

尽管一些监管机构将比特币视作财产而非“货币”，但将比特币视作交易媒介而非财产，可以避免将研究导向歧途。如果将比特币视为财产或商品，就必然要解释其价值的来源，即使用价值。而法定货币没有内在价值，所以将比特币视为小国法定货币，则可避免这一麻烦，同时这也与比特币诞生的动机——新的“去中心化”的交易媒介——一致。虽然与传统法定货币不同，比特币具有匿名性、无发行中心和清算机构、固定发行总量等新特点，但作为交易媒介，比特币必须要履行价值尺度和流通手段这两个传统基本职能。其中，做好价值尺度是合格履行流通手段职能的基础。履行价值尺度的职能，必须具备两个基本条件。一是有效的市场价格;二是需要有稳定的物价体系或汇率。前者要求用比特币度量商品价格是正确的，后者要求价格度量是稳定的。二者可以相互影响，比如，当价格不稳定时，比特币市场可能由于恐慌等心理因素导致无效;或者当市场有效时，由于信息已经被价格充分反应，而超出预期的信息又没有频繁出现，此时市场价格会保持一段时间的稳定性。从无到有的建立以比特币为计价物的物价体系，需要一个“中心化”的物价管理机构，在合理预测经济增速的基础上，构建相对稳定的物价体系。而判断“价格尺度”是否准确有效，则可以通过对比特币市场进行市场有效性检验来回答，这也是本文的主要目的。此外，检验市场有效性也有助于比特币套利实践。

四、比特币市场有效性文献综述

研究比特币市场有效性的文献大致可分为两类，一类是基于尤金法玛的市场有效性检验，这类检验一般需要时期跨度较大的数据，最终结论基于样本时期的平均市场有效性，往往是非零即一;另一类是基于适应性市场假说的市场有效性的动态测度，适应性市场假说批判了传统市场有效理论静态的、“非零即一”的观点，认为市场有效性在一段时间内不是静止的，而是像市场价格本身一样，是波动的。这实际上是将市场效率由离散的顺序测度更精确化为连续的数值测度，将长期的平均市场有效性测度缩短为短期的平均市场有效性测度。此外，定序市场有效性测度与适应性市场的数值市场有效性测度之间在判断市场的长期平均有效性与短期平均有效性方面可以互补。可能存在长期平均无效，但短期局部有效的情况，因而依据传统的市场有效性理论进行检验仍有较大意义。

Urquhart（2016）使用2010年到2016年中期的比特币价格数据，基于传统市场有效性理论检验了这一时期的市场有效性，认为比特币市场是低效的，但有效性在逐渐提高。Sashikanta和Pattanayak（2018）认为比特币市场效率符合适应性市场假说。Yonghong Jiang（2018）使用滚动窗口方法和新的信息效率指标，发现比特币市场的有效性并没有随着时间推移而提升。Wang Chun Wei（2018）认为比特币市场是有效的，而其他加密货币市场仍然存在自相关。Namk（2018）使用新的信息效率指标，认为比特币市场至少是半强势有效。Gerrit Kchling（2019）通过测度价格对一些未预期事件的反映延迟时间，并发现价格反映延迟在最近三年显著下降。Yang Hu（2019）使用31个加密货币市场的面板数据，在考虑结构变动和截面相依关系后，认为比特币市场是无效的。Wu和Chen（2020）使用2014年到2017年中期的数据，验证了厚尾分布下比特币市场的长记忆性和时变的市场效率。Naeem et al（2021）使用高频数据考察了新冠疫情后主要加密货币市场的动态效率，认为灾难性事件会给加密货币市场效率带来不利影响。Duan Kun et al（2021）基于适应性市场假说，使用2013年到2020年的数据，得出在整个样本期间内，比特币市场十分有效的结论。

目前，对比特币市场有效性的研究大多基于适应性市场假说，而本文认为，传统的静态市场有效性检验仍然有较大意义，且国内学者对比特币市场的研究尚处于起步阶段，文献匮乏，而已有外文文献对比特币市场有效性的结论也存在较大分歧，本文拟基于尤金法玛静态信息效率的视角，为这一争论提供更多实证证据。

五、实证研究

（一）实证研究方法

实证研究拟检验2016年1月10日到2021年8月22日比特币市场长期平均有效性。基于尤金法玛的有效市场理论，检验市场是否达到弱式有效性，就是检验价格序列是否服从一个鞅过程，或者对数收益率序列是否是鞅差分序列。收益率时间序列是一个鞅差分序列的必要条件是该序列不存在序列自相关性，使用时间序列自相关检验方法检验市场弱式有效性已经十分成熟，但是用不同的自相关检验方法或者所选择的时间窗口不同，都可能导致相互矛盾结论。收益率序列是鞅差分序列的一个充分条件是该序列独立同分布，相应的检验是时间序列独立性检验，一般使用游程检验，通过游程检验可以证实市场已经达到弱势有效，未能通过游程检验，却不能证伪市场已经达到弱式有效性。本文将使用wang和sun（2020）所提出的新的自相关检验统计量，在每周数据层面检验比特币市场弱式有效性。该统计量适用于存在相依关系的时间序列自相关检验，服从经典F分布，在有限样本下，比相应的使用卡方分布近似的统计量更精确。此外，与其他相应统计量相比，该统计量有更准确的经验水平（accurate empirical sizes）和更显著的功效（substantial power advantages）。本文所有数据来源于英为财情。（https：//cn.investing.com/）

（二）数据描述

图1展示了2016年1月10日到2021年8月22日比特币每周收盘价序列。按照比特币价格走势，大致可以将比特币收盘价序列划分为三个阶段，第一个阶段比特币首次突破3000美元，第二个阶段比特币价格在3000美元与20000美元间徘徊，第三个阶段比特币突破20000美元直到研究期结束。

图2展示了2016年1月10日到2021年8月22日比特币每周对数收益率序列。整体来看，在研究期内，比特币每周对数收益率总是围绕零轴附近剧烈波动，除少数极端值外，大部分期间振幅仍在正负0.2以内，较为平稳。2020年3月12日，受美股流动性枯竭影响，比特币市场出现大量抛售回笼资金现象，加之众多比特币持有者累积了大量杠杆，加速引发当日比特币价格暴跌，该周收益率也成为2016年到2021年间最低收益率。

（三）比特币市场弱式有效性检验及结果分析

1.平稳性检验

对2016年1月10日到2021年8月22日比特币每周收盘价P、周对数收益率R进行平稳性检验，表1展示了检验结果。

由表1可知，最大滞后阶数为7时，每周对数收益率整体平稳，即价格序列为一阶单整，可以使用该对数收益率序列进行自相关分析。

2.自相关检验

使用2016年1月10日到2021年8月22日比特币每周对数收益率序列进行自相关检验，结合AIC和序列平稳性，确定最大滞后阶数为7，表2报告了检验结果。

基于wang和sun（2020）统计量的p值，在显著性水平为10%时，无法拒绝序列不存在自相关的原假设，也无法拒绝市场弱式有效性假说，在一定程度上说明，2016年到2021年间，在价值尺度的准确有效方面，比特币具备履行“价格尺度”职能的能力。

六、总结与不足

本文研究了比特币系统在交易活动中的定位和作为“去中心化”支付系统的新特点，并将比特币明确视为具有较大信用风险的“小国”法定货币，分析了其与传统“小国”法定货币之间信用风险的差异，进而使用wang和sun（2020）所提出的新统计量，检验该支付系统中比特币作为货币的基本职能——价值尺度——履行情况的一个方面，即市场信息效率。

总之，比特币系统作为支付系统变革的一次新的尝试，在经济效率、社会公平性及安全性等方面仍有许多缺陷，但其公开透明性值得借鉴推广。目前，比特币世界贫富差距悬殊，少数人控制了大部分比特币;少数“矿池”基本垄断了比特币发行奖励。这些都与比特币“去中心化”的初衷背道而驰，这场声势浩大的货币经济实验已经从一个方面证明了，在区块链技术下的完全“去中心化”支付架构并非更优方案，比特币支付系统终将成为人类探索数字货币系统道路上的垫脚石。基于wang和sun（2020）统计量，对2016年1月10日到2021年8月22日比特币收益序列自相关检验，无法拒绝市场弱势有效，也就是说，在此期间，比特币具备一定程度的履行“价格尺度”职能的能力，但其价值尺度职能的最终履行情况还应考虑萨尔瓦多政府物价管理体系的建立和实施情况。

2019年末新冠疫情突然暴发，多国被迫采取社交隔离措施，大量工厂关闭，这些冲击是否对比特币的静态信息效率产生影响，是一个值得研究的问题，而由于目前样本量尚小，本文对此并未涉及。

（作者单位：山东建筑大学管理工程学院）

此文由2020年國家自然科学基金面上项目，项目名称：弱工具回归模型的估计、检验及应用，负责人：王学新，项目编号：71973115。

基金项目：2021年度山东省教育教学研究课题。项目名称：地方院校工程造价专业学生可持续发展能力评估与提升策略研究，项目负责人：徐茜，项目编号：2021JXY076。