区块链技术在金融行业的应用及对金融体系的影响

摘要：本文聚焦金融领域，系统介绍了区块链技术的背景、应用与推广、技术及应用局限。在该技术中，从金融市场基础设施、货币政策和系统风险分析区块链在金融领域大规模应用所产生的风险和问题。本文认为，区块链技术本身仍处于发展初期，区块链在金融领域的应用场景相对有限，但已经对金融稳定和安全产生了负面影响，必须高度重视政府部门。

一、“区块链”概览

(一）主要原则

区块链不是一种特定的技术，而是一种融合互联网技术、分布式点对点技术、公钥加密算法等基础技术，实现低成本价值转移的系统解决方案。具体来说，是指以去中心化、去信任的方式共同维护可靠数据库的技术方案的总称。在该技术方案下，系统中任意数量的节点通过密码算法记录一段时间内网络中发生的所有信息交换数据，并生成区块。区块按时间顺序连接形成区块链，所有系统参与节点共同判断记录是否真实。

因此，区块链本质上是一种全民参与信息核算的技术解决方案。这种方案可以理解为所有系统背后的数据库，数据库可以看作是一个大账本。传统模式是使用一个（或多个）中心化服务器进行记账，但现在在区块链系统中，系统中的每个参与者都可以参与记账。数据会定期更新（在比特币应用程序中每 10 分钟一次），系统会判断会计期间最快最好的人，并将他的记录内容更新给系统中的所有其他人做备份。这种每个节点都可以平等参与，每个节点都有权更新和发布数据的“去中心化”方式，是区块链技术最具代表性的特点。

(二）技术介绍

1、区块链结构

从结构上看，区块链是由多个不同时间段的所有交易所按时间顺序组成的区块组成的链。每个块至少应包含以下内容

2、工作模式

一个。交易发起者创建交易并将其广播到全网；

b.广播的交易由全网各节点使用特定算法确认，运行最快最好的节点会收集一段时间内所有确认的交易记录，形成一个数据块；

c。新生成的区块会在全网广播，其有效性会被其他节点检查；

d。在连续获得一定数量的确认后（例如：比特币需要6次确认），交易将被不可逆地确认，所有节点都会收到数据块并附加到现有链上；

e。交易完成。

(三）技术特点

就目前的发展水平而言，区块链的技术特点主要概括为：去中心化、去信任、集体维护、可靠数据库。

1、去中心化：去中心化是区块链技术的核心命题。在去中心化模式下，整个网络没有中心化的硬件或管理机构，任何节点的权利和义务都是平等的。也就是说，整个网络以分布式的方式运行和管理，任何一个节点的损坏或丢失都不会影响整个系统的运行。例如，中国人民银行现行的清算结算体系就是典型的“中心化”模式。在整个清算结算系统中，中国人民银行作为中心节点，独立管理和维护所有参与节点（通常是商业银行）的“中心化”账户。 “账本”，一旦中国人民银行会计制度出现风险，将对全社会的会计处理产生较大影响。 P2P（点对点）网络传输是一种典型的“去中心化”模式。系统中的每个节点都是平等的关系。在下载任何网络资源的过程中，任何节点都可以分布式下载任何网络资源。每个网络节点获取一些资源，并不依赖于单个节点，即单个节点的损坏不会对其他节点完成资源下载产生实质性影响。

2、Trustless：参与整个系统的各个节点之间的数据交换不需要相互信任。整个系统的运行规则是公开透明的，所有的数据内容也是公开的。因此，在系统规定的规则和时间范围内，节点不能也不能欺骗其他节点。也就是说，整个系统的信任基础不依赖于某个节点，而完全依赖于系统算法和既定规则，在现有技术下算法很难被破解。当今社会几乎所有行业和制度的运行，都是建立在各种信用中介（如国家信用、商业信用等）的“信任”之上的。由于投票范围小，每个投票参与者都可以自行监控和确认投票过程和结果，无需依赖计票员、监票员等中介。

3、集体维护：系统中的数据块可以由所有节点维护，即任何系统成员都可以参与系统数据维护。也就是说，网络中的所有参与者都会保存一个历史交易记录文件，每个节点都可以判断新交易记录的真实性。因此，它具有“不可篡改”的天然优势。

4、Reliable Database：整个系统将被划分为数据库，以便每个参与节点都可以获得完整数据库的副本。除非可以同时控制整个系统中超过 51% 的节点，否则单个节点上对数据库的修改是无效的，不能影响其他节点上的数据内容。也就是说，参与系统的节点越多，计算能力越强，系统中的数据安全性就越高。

区块链技术随着比特币的应用而诞生，比特币已成为区块链技术最早、最典型、最成熟、规模最大的应用。

比特币是一种基于分布式网络和数字签名技术以加密交易单形式存在的虚拟货币。它的发行和交易验证基于比特币系统公认的数学算法和加密技术，不需要中央机构或第三方。三方机构可以与法币进行双向兑换。另外，比特币的发行速度是程序算法预设的，供应量有上限（2100万）。任何个人或组织都可以开发、下载和运行比特币客户端，并随意生成比特币地址来接收和发送比特币。货币。在现行机制下，比特币的发行和交易是同时进行的，发行本质上是对网络节点聚合生成交易块的行为的一种奖励。

1.比特币系统中的每一笔交易都对应一个交易订单。发起交易的节点向网络广播交易订单信息，全网节点根据特定的算法和技术验证每笔交易订单的有效性。验证完成后，将同一时间段内发生的所有剩余交易订单收集到一个新的数据块中。

2.首先比特币对货币体系的影响，在同一时间段内完成所有交易订单的验证和打包的节点将其结果广播到全网，其他节点接收区块并检查其是否符合规则。如果匹配，则数据块有效，其他节点确认接受该数据块并将其附加到现有区块链中。

3. 一旦确认，交易就不可逆转地确认。为了鼓励每个节点参与交易验证和区块打包，系统会奖励一定数量的比特币给最先完成验证和区块打包的节点。给予奖励的过程也是比特币发行的过程。

(二）区块链2.0:合约

区块链技术主要起源于数字货币，但逐渐发展并应用到其他涉及第三方机构信用背书的业务领域。目前主要是涉及智能合约的业务领域，尤其是金融服务领域。美国纳斯达克交易所于 2015 年 10 月下旬推出了基于区块链技术的私募股权市场 Linq。基于区块链“不可篡改记录”的核心优势，私人公司管理者可以使用该平台直接完成发行、注册、交易等功能，平台永久保留详细的历史发行和转让记录数据链，便于监督管理。审计，大大简化了私募股权发行和交易的流程，10分钟内即可完成股权交易的清算。交易平台还提供可视化的图表和数据，供发行人进行资产管理和数据分析。此外，国内初创公司小易还推出了基于区块链的资产数字化注册平台，为企业提供股权和债权交易管理、股权众筹等服务。 2015年底，德勤宣布将区块链技术应用于审计和咨询工作，并推出了一站式区块链软件平台Rubix。据Rubix官网介绍，其主要功能包括贸易伙伴关系管理、实时审计、土地登记和忠诚度积分。德勤的客户可以通过 Rubix 平台设置所需的程序，包括票务系统和注册表。

区块链在跨境支付中的应用主要体现在，通过一个标准的金融交易协议，全球的银行、企业或个人可以相互进行点对点的金融交易，无需对于类似于 SWIFT 的中央管理员。跨境和跨币种支付交易。在区块链网络中，法币进出网络的网关是通过网关实现的。网关与传统银行非常相似，但不同的是，任何可以访问 Ripple 网络的商家都可以成为网关。网关可以是银行、货币兑换商、市场或任何金融机构。成为网关的商家为其客户创建高级财务功能并从中获得收入。以数字货币为中介，先将汇款人所在地的法币转换为数字货币，再在收款端将代币转换为收款人所在地的法币，从而完成跨境支付。区块链网络中经常存在原生数字货币。由于原生数字货币是一种资产，而不是可兑换的余额，因此持有货币的用户在交易或兑换货币时无需信任任何金融机构。

(三）区块链3.0：治理

区块链技术本质上是一种基于数学算法信任的分布式协作模型。因此，理论上，区块链可以成为一种减少社会摩擦、提高社会运行效率的新型社会治理模式，可应用于公证、投票、相关去中心化自治组织等领域。

1、投票

纳斯达克于 2016 年 10 月末宣布，将使用区块链技术管理股东大会投票的代理投票系统。

2、公证

美国初创公司Factom率先将区块链技术应用于公证领域。使用Factom的解决方案，客户可以将文件、文件、数据信息等保存在分布式区块链上进行公证。该公司最成功的案例是将洪都拉斯的房产证明数据放在分布式区块链上进行保存。

二、区块链技术及其在金融应用中的局限性

区块链技术的去中心化信任机制虽然能更好地解决全球范围内的价值交换问题，但受到各方的积极关注，在一定程度上有潜力成为下一代互联网的基础协议从目前的实际操作来看，还存在以下几个方面的局限。

(一）全网算力浪费问题

在区块链系统中，所有节点都需要进行大量的操作来验证交易是否有效，但只有首先完成操作验证的节点提供的区块数据才能作为新的、合法的区块并获得相应的奖励，其他节点同时参与操作产生的区块没有任何作用，因此在很大程度上浪费了整个网络的算力。

(二）事务处理能力问题

一方面，如前所述，目前的单个区块容量较小，包含的交易数量较少，即区块链模式下的交易处理能力可能相对较弱。另一方面，目前区块链的实际应用还比较少。即使是最成熟的比特币应用，交易规模也相对有限。因此，其全网传输和存储操作方式尚未达到现网的传输效率。和存储容量。一旦区块链应用进一步普及，未来交易规模快速增长，可能会对全网的传输效率和存储空间造成极大挑战。

(三）核心算法安全问题

区块链技术的去信任基础主要基于数学算法和加密技术。虽然采用了目前最高级别、最高强度的算法机制，并且在过去的 7 年里没有被破解，但并不能保证永恒的安全。 目前理论研究表明，未来量子计算机出现后，可以在较短时间内完成区块链技术核心算法的破解，对其信任基础提出巨大挑战。

由于区块链技术本身存在上述短期内难以克服的技术障碍，其在金融行业的应用并不像宣传的那么乐观，甚至加剧了金融机构面临的风险：

一个是区块链的安全问题。区块链不同于传统的金融设施。传统金融设施由一个组织单独控制，相关软硬件设施不对外开放，尤其是业务系统的源代码也是私有的。然而，区块链是一个开放的应用程序。区块链系统的代码在参与者之间共享，在一定程度上处于公共状态，其系统也处于互联状态。与基础设施相比，基于区块链的应用程序处于更脆弱的位置。其次，虽然理论上基于 POW 算法共识的区块链交易的确认需要超过 51% 的成员节点批准才能完成，攻击大部分节点可能是一项艰巨的任务，但攻击者可以做到这一点可以通过攻击区块链上层应用来突破防御系统。最后，与传统金融系统可以实时阻止和纠正检测到的攻击不同，一旦区块链应用受到攻击，它只能眼睁睁地看着损失发生。 ，并且是不可逆的，或者必须在征得大部分成员同意后通过硬分叉紧急修复。

二是区块链的隐私保护问题。在传统的金融业务模式中，数据存储在中央服务器上，系统运营商保护数据隐私。在基于区块链的应用中，数据是公开透明的，每个参与者都可以获得完整的数据备份。通过断开账户地址与地址持有者真实身份之间的关联，比特币区块链可以看到每次转账的发送方和接收方的地址，但无法对应现实世界中的特定地址。个人实现隐私保护。这种模型符合比特币发展的需要，但实际上，通过大数据分析技术，可以将比特币交易与特定的个人或组织联系起来，这就是比特币特性的所谓“伪匿名”。因此，对于金融机构而言，在一些必须保密的金融业务场景中，这种模式过于简单，无法满足复杂金融业务的需求。

目前，区块链解决金融领域对数据隐私的需求主要有3条路径。首先，通过严格的会员准入机制，只有获得许可的会员才能访问区块链。但是，这种机制并没有从根本上解决隐私保护问题。二是将同态加密、零知识证明、环签名等密码学技术与区块链相结合，使得虽然所有数据都放在区块链上，但只有交易参与方才能解读与其相关的关键数据然而，目前各种密码隐私保护实现方式在性能或适用性上存在局限性，区块链上的大规模应用仍处于起步阶段。另一种方式是将业务的敏感数据从区块链存储到其他系统中，仅将业务执行的结果和加密特征码（通常是哈希值）作为证书存储在区块链上。

第三是区块链的可编程性。区块链的可编程含义是通过预先设定的指令来完成复杂的动作，并通过判断外部条件来做出响应。比特币区块链是第一个提供区块链可编程性的区块链。通过嵌入支付脚本，比特币可以支持以编程方式扩展一些特殊的支付场景。然而，虽然比特币区块链脚本为比特币提供了可编程性，但该脚本的编程能力相对较弱，无法用于复杂的金融场景。要实现区块链的灵活应用，需要给区块链增加更强大的可编程能力，以降低金融应用实现的难度。

以太坊平台引入了图灵完备的智能合约，使得各种复杂的业务逻辑在区块链上的应用成为现实。但是目前以太坊平台使用的智能合约虚拟机（EVM）的执行效率还比较低，需要用其特有的Solidity等少数几种编程语言编写。未来，区块链上的智能合约应用需要在性能、效率、安全等方面寻求提升，将智能合约升级机制植入链上，及时解决已发布智能合约的问题，并妥善处理涉及的用户资金等关键信息。

第四是区块链的数据回滚机制。因为区块链需要同步全网数据，历史交易通过链式结构“封存”。这样做的好处是历史交易很难被篡改，但是一旦交易成功，这也导致了区块链交易。 ，无法取消，或取消成本高。但在金融业务中，交易取消是常态，如何通过技术手段或制度安排实现区块链的数据回滚或达到数据回滚的效果，尚需进一步研究。需要注意的是，虽然强制硬分叉（即把全网账本的状态恢复到之前某个时间点）也可以回滚历史数据，但是其范围太广，在实际金融中也不现实系统。比较可行的数据回滚机制之一是通过逆向事务机制的设计，在不删除历史数据的情况下，在历史数据上叠加需要的修改。

第五是区块链的账户保护。目前，主流区块链平台使用非对称加密系统下的公私钥对来控制对账户资金的访问。在这类系统中，用户的私钥一般由用户在本地生成，没有中心服务机构会存储相关的私钥。因此，一旦用户的私钥丢失或被黑客获取，就可能完全失去资金的使用权。目前，为了解决上述问题比特币对货币体系的影响，用户有使用硬件钱包、多重签名账户等选择，但每种解决方案都有其局限性。区块链若要在金融领域进一步应用，需要寻求更安全可靠的账户保护方案。

六是跨链互操作是一个挑战。不同区块链之间的数据交互，实现良好的互操作性，目前仍是技术难点。但在实际应用中，这样的场景是普遍存在的。例如，由几家银行组成的联盟区块链可能需要与另一个联盟区块链交互，或者与另一个处理信用信息的区块链交互。目前，跨链互操作还没有比较完善的解决方案。

七、区块链并非适用于所有金融应用场景。区块链技术主要用于建立多方多边共治的分布式账本体系，以降低信任成本，提高效率。但是，区块链技术有其自身的应用领域和局限性，在某些场合的应用可能无法取得很好的收益，需要牺牲效率来维护公共账本。

三、区块链技术对现有金融体系的影响

(一）对金融市场基础设施的影响

国际支付与结算系统委员会 (CPSS) 认为，基于分布式账本技术的数字货币对金融市场基础设施 (FMI) 的影响将大于零售支付，因为分布式账本技术将登记此类金融资产将产生影响，这将对大额支付系统、中央证券存管处（CSD）和证券结算系统产生潜在影响。特别是基于区块链的智能合约（smart contract）使得支付能够在一定条件下自动完成，这可能会导致基于单个合约经济行为的新支付方式，这将极大地改变当前的净头寸。与抵押品有关的双边保证金和清算规则。尤其是对零售支付体系的影响体现在消费者权益保护、经营风险更加分散、法律风险更加突出，以及反洗钱和反恐融资面临的持续挑战：

一个是出色的消费者保护。区块链最大的应用是数字货币，它是一种非主权货币。比特币更像是一种商品，但其内在价值完全取决于市场参与者的价值认知和预期，客观上导致比特币价格波动较大。因此，比特币交易者和持有者的金融权益保护尤为突出。同时，比特币存在更大的欺诈风险。由于比特币存储在数字钱包中，频繁发生的比特币被盗安全事件也对比特币持有者造成财产损失。

二是操作风险更加分散。不同于传统的零售支付系统，区块链的终端用户都是系统的直接参与者，不需要银行等中介机构的参与。分布式总账机制允许交易记录、数字钱包余额等信息平等地存储在数字货币网络中的所有计算机中，由此产生的操作风险不同于传统支付系统的中心化（集中在少数金融机构） 机构本身）。这可能会降低一些特定的操作风险。例如，关键特殊节点的故障并不需要整个系统回滚，但也增加了对操作风险的监控难度，使得央行的监管权力更加分散。

另一方面，监管的及时性和区块链去中心化支付系统的效率提升可能是矛盾的。考虑到数字货币的支付机制是基于参与者的共识机制形成的，不依赖于任何中央机构或监管机构，因此，如果共识决策过程过长，支付系统升级过慢及时满足监管要求，进而使数字货币系统面临更严重的运营风险。当然，数字货币的开源性质会促使大多数参与者达成新的共识。

第三，法律风险突出。由于数字货币的支付是瞬时的、不可撤销的，没有清算等中间环节，也没有发行人，在现行法律制度下可能会造成一定的法律风险。例如，在数字货币欺诈、丢失或被盗的情况下，由于没有合适的法律主体，很难实施消费者保护，除非还有第三方服务提供者，例如数字钱包的提供者。

同时，数字货币支付机构可能会产生一定的结算风险。在数字货币支付系统中，交易被确认，结算完成。理论上不存在流动性风险和结算风险。但是，提供数字货币技术服务的第三方服务商可能需要管理数字货币的流动性及其与主权货币的关系。当存在兑换风险时，会给数字货币支付系统带来一定程度的结算风险。

第四是反洗钱问题。事实表明，数字货币的匿名性和假名性给洗钱犯罪带来了极大的便利，也给央行履行反洗钱监管职责带来了新的挑战。

(二）对货币政策的影响

与电子货币一样，数字货币会加速货币流通，在一定程度上影响货币供给的政策效用，尤其是在我国这种以货币供给作为货币政策中介目标的经济体中，其影响可能更大。同时，数字货币可能会影响银行准备金的需求、供给和结构。关于对银行准备金需求的影响，数字货币可能对存款准备金产生替代效应或因数字货币而降低银行对结算头寸的需求。关于对银行准备金供给和结构的影响，数字货币可能会影响央行资产和负债的规模和结构。当然，这种影响的程度取决于数字货币取代传统法定货币的程度。值得注意的是对铸币税的影响：数字货币替代纸币必然会减少央行的无息负债，因此央行倾向于替代有息负债并缩小其资产规模和负债，导致中央银行的铸币税。收入减少。另一方面，目前央行对货币乘数的观察和计量，实际上是基于广义货币和基础货币的事后计算，而不是实时监测。数字货币技术理论上可以让央行实时观察金融账户余额变化，随着货币形态的迁移，央行有能力实时监控货币流通速度和乘数的变化，从而提供更多为央行进行精准货币调控提供决策支持。

(三）Impact on systemic risk

As mentioned above, decentralized payment based on distributed ledger mechanism relies on the infrastructure of P2P network (Peer to Peer networks), and the form of payment is called P2P payment (Peer to Peer payments). With the development of cloud computing, large-scale P2P network applications are possible. This disruptive innovation is greatly changing the world economic landscape. Financial consumer behavior is also affected by this information and communication technology (ICT). Financial technology (Fintech) such as crowdfunding, P2P lending, e-wallet, mobile payment and even digital currency will surely revolutionize the old model of financial services, that is, the application of P2P network technology in the financial field will make people say goodbye to e-finance ( E-finance) era, entering a new era of P2P finance (P2P Finance), or "self-finance". The so-called "self-financing" is based on information and communication technology, encryption algorithms, open source computing, time stamping and P2P networks to enable each end user to obtain assets, payments and other financial services anonymously, disintermediately, and securely. However, "self-financing" also poses challenges to the existing legal system, such as financial market regulation related to security and stability, market competition, consumer and investor protection, and global public policy. Specifically, the following thorny issues arise:

One is new forms of cybercrime and financial fraud (as mentioned above).

The second is uncontrolled herding behavior and excessive market concentration, resulting in market failures and potentially catastrophic effects on the real economy.

The third is money laundering and terrorist financing with hidden transaction traces.

Fourth is the risk with the characteristics of bubble dynamics. Theoretical research shows that the same dynamics (dynamics) show different characteristics in different network structures, and the relevant immune strategies will be significantly different. At the same time, in 2008 financial After the crisis, the Committee on the International Payment and Settlement System (CPSS) researched that financial links played a channel role in the spread of the crisis. It has been recognized by the academic community and the regulatory authorities of various member states. Therefore, the "self-finance" based on blockchain has the characteristics of bubble dynamics - "it is booming, and it is dying", and "link" Too much to fail”, the superimposed resonance of the two is a great risk.