区块链技术在金融领域的应用研究

常 青

（锦州医科大学，辽宁 锦州 121000）

0 引言

区块链技术是一种分布式数据库技术方案，是按时间顺序去中心化的数据库。它将非对称加密密码学、加时间戳的数据、分布式共识机制和计算机科学等学科整合为一体，从而形成具有安全可靠、去中心化、易于追溯、不可篡改等优势，是可以通过编程智能合约实现的新技术。它解决了传统的金融行业中中心化机构成本高、存储不安全的问题，改善了传统金融业务存在的诸如信息不对称等问题。

1 区块链的基础模型

区块链的基础模型由数据层、区块层、网络层、共识和激励层、应用层5 部分组成。

1.1 数据层

数据层主要是对具有特定格式的信息进行数据交易。在区块链中产生的交易数据通过哈希算法运算、生成哈希值进行保存，形成Merkle 树的数据结构，再将机制运算胜出的节点进行封装，链接至当前主链，形成最新区块。

1.2 区块层

每个区块都由区块头和区块体构成。每个区块都保留了上一级区块的散列值，而该散列值、时间戳、本区块共识过程的随机数和Merkle 根的交易信息都存储在区块头中。因此，区块头可以标识每个区块在链中位置和验证交易合法性的功能。区块体以Merkle 树的形式将该区块所有的完整交易信息组织在一起。区块体对其中两项交易运用哈希运算得到两个散列值，然后将两个散列值串联做哈希运算，再次得到散列值，即通过逐层递归的方式计算出最终的散列值，将其存储到区块头的Merkle 根中。

1.3 网络层

网络层包括了区块链中各节点之间的信息传播验证的组网方式。区块链中的各节点，通过点对点（Peer-to-Peer，P2P）对等式网络连接到全网各节点，只要有大于51%的节点通过信息真实性的验证，即认定该交易信息为真实的，验证成功，并按时间顺序将数据信息存至未记账信息池中，再将该数据信息继续广播下去。若信息验证不通过，则该交易信息被停止传播或废弃。

1.4 共识和激励层

共识和激励层是区块链系统稳定运行的重要保证。若要对区块数据信息进行篡改，必须对当前区块和其后所有区块的共识过程进行重新计算，其计算能力必须超过其他节点，才有可能实现数据篡改，并且篡改位置在前的节点，计算力越大，才能被其他节点接受。因此这种攻击成功概率很低，几近为零。

1.5 合约层

合约层主要是指智能合约的应用。智能合约是签约各方就合约内容达到一致后的触发规则。在区块链上部署相关的转换规则，当满足触发规则时，系统不依赖任何中心机构，自动执行合约。它不仅具有区块链技术去中介的优点，还在金融交易与社会管理事务中赋予了最佳应用的可能。

2 区块链技术在金融领域的应用

2.1 解决信任问题

金融市场普遍存在的问题就是信息不对称。现有的信息架构一般都是基于TCP/IP 协议搭建的，信息传递渠道可靠，但不能保证信息传递的真实性，即金融理论上的不对称问题。这个问题会造成交易成本较高、效率较低的后果。区块链技术依托于不可篡改、易追溯、可能性共识和智能合约等特点，解决了目前金融行业现存的部分痛点［1］。

区块链的共识机制会产生智能信任库，记录各种可靠信息。该信息通过共识机制的不可篡改性，在很大程度上解决了金融行业的信任问题。

2.2 推动金融科技的发展

区块链的技术特点，决定了它在金融科技发展中的优势。区块链技术主要应用于与现金有关的加密数字货币和支付系统，以及股票、信贷、债券等智能合约领域。金融机构借助于区块链的三点特性来发展。①弱中心化的特性主要可以简化管理流程；②不可篡改的特性主要用于开户、登记、结算和数字化资产；③开源的特性主要用于出具医疗、保险证明，构建智能合约。

在区块链中建立供应链，充分利用共识机制，将供应链中的各项真实交易记录在区块链的账本中。为保障数据真实完整，任一类型的数据信息，只有通过区块链的各个节点确认核实，方可写入区块链中。交易数据信息也由任一个节点发送至链上的各个节点，无须再次传至服务器。任一节点在记录交易时，需翻阅并下载此前的账本记录，使该账本记录存于各个节点，因此极大地降低了数据被篡改的可能性。

利用区块链技术的易于分割和可追溯性，可将原本无法进行分割的传统商业汇票、银行汇票实施有效的分割、转化。签发数字资产，根据企业上下游的不同承诺，拆分转让给供应商或经销商。银行可采用动产质押的方式为中小微型等具有较少固定资产的企业进行融资，再利用智能合约对质押物的市场价格进行检测，同时设置好自动处理措施，扩大金融服务对象［2］。

虽然现在有“互联网+”金融融资，但它不仅资产票据确权流程复杂，而且企业和银行均需投入人力成本去验证真实性，人工成本较高。利用区块链技术搭建的平台，企业可以在平台上上传相关文件，利用共识机制进行票据交易核实，不仅提高了工作效率，也降低了人工成本。

2.3 适用场景

结合区块链技术优势与目前金融行业的需求，区块链技术适用于当前阶段金融市场的如下3 个场景。①中低频交易数据量不大。在实际应用的过程中，系统发生的任何交易，区块链上的每个节点均进行认证，也会花费较长时间用于多节点的复制，由此产生存储空间和时间的损耗，导致链上节点数据信息的存储量越来越大，延迟时间也会相应增加。因此，区块链技术适用于中小规模的交易或是数据信息量交互频率不高的场景。②对信任度要求较高。区块链系统的安全性源于链中大量节点可信，只有超过51%的节点通过信息真实性的验证，才可篡改数据信息。即便是在人工操作出现差错时，也会使用用户信息对等账簿，避免或降低数据信息在传递过程中的偏差，提高数据信息流速。因此它适用于诸如票据市场等部分交易信息不透明、信用风险较大的场景。③具有多个交易主体或中介。当前普遍存在的金融供应链是典型的中心化数据库，融资时间长、中间环节多、维护成本较高，信息核对成本较高，降低了交易效率。区块链的解决方案，实现了交易各方点对点、高信任度的直接交易，改变了传统的结算交易管理体系，使现金流、信息流畅通无碍，适用于运维成本和信贷成本较低的中小企业，降低了中小企业的信息负载。

2.4 区块链技术在金融机构应用的意义

目前，区块链技术有效缓解了金融领域中信息不对称的难题，对实体经济的发展起到了积极作用。利用区块链技术，还可以将资产价值和资产信用进行准确而快速的转移。区块链技术在金融机构应用具有积极的影响和意义。

首先，区块链技术提升了金融机构智慧化水平，降低了运营成本。传统金融机构中有大量需要人工操作的业务，区块链技术可以将这些人工操作的业务服务流程电子化，优化了金融机构经营管理模式，不仅节约了人力、物力成本，还降低了交易成本，节省了包括跨境支付和证券交易在内的开支成本和社会资源［3］。使用区块链技术可将商业银行的运营成本降低约十个百分点。其次，区块链技术改进了金融风险管理体系。区块链中的任一节点均可验证交易的真实性、可靠性，降低了信用风险。区块链的实时监控、认证和监督机制极为严格，降低了道德操作风险，使金融机构的信息不受侵犯。最后，区块链技术将传统的金融模式转型为创新型的商业模式。商业银行可对具有区块链系统，但没有银行账户的客户开发金融产品，扩大客户群。利用区块链技术的开源特点，鼓励开展不同金融机构间的协作，促进更多的金融应用形态出现，推动共享金融模式发展。

3 基于区块链技术的供应链金融平台优化设计

商业银行、物流企业、其他资金端和仓库是供应链平台的主要构成部分，也是区块链的初始验证节点。这些企业维护了平台的平稳运行，也维护了节点自身的利益，即便某一节点在平台中的数据被篡改，也不影响供应链平台的稳定性［4］。

区块链中的各个业务封装至各个不同的模块，各模块间的通信通过接口数据的交互进行。根据保护业务隐私的需求，各交易模块内的关键数据采取不同的加密方式。

要设置权限管理、授权管理、合约管理和溯源管理模块。在权限管理模块中，设置共识节点，无须对所有节点的数据进行核实验证，以避免用户上传信息过程中，由于共识节点偏多，在进行核实确认信息时数据记录的效率偏低；可对用户的相关权限进行取消或变更，以降低金融供应链的融资风险。在授权管理模块中，对商业银行和物流企业等进行授信，签发数字资产，发生真实交易后，银行对企业融资，同时削减企业的授信额度。当银行收到企业回款，经共识层核实后，再对企业进行信用变更。在合约管理模块中，要将智能合约写入区块，设置银行或资金端的响应条件、规则，当融资方将相关的数据或事件输入时，该模块便会自动执行预先设置的相应动作。在溯源管理模块中，运用物联网技术可对动产和资金流的过程进行追踪溯源，以免在质押过程中出现物品流失，从而增加融资风险。

区块链技术为以中心化为背景的数据信息提供了极有意义的技术支持，为较多主体交易场景提供了可靠的数据库管理保障，为金融领域多场景的应用提供了有效的支撑。