區塊鏈技術在金融支付中的應用研究

劉開華，方妍

（長江師范學院，重慶 408100）

當前，以大數據、人工智能、區塊鏈等帶來了席卷全球的新一輪科技革命，成為推動經濟增長的新動能。我國《十三五國家信息化規劃》中提出加強區塊鏈等新技術的創新和應用，搶占新一代信息技術的制高點[1]。區塊鏈通過去中心化，解決第三方信任問題，以密碼數據儲存提高安全性，能夠降低交易成本，提高交易效率。傳統的電子交易系統和信息儲存系統趨向于中心化，導致了諸如虛假信用，數據篡改，暗箱操作等弊端，而區塊鏈技術其運用分布式存儲式系統，數字加密，時間戳，節點來實現信息加密以確保“無篡改”的特點，又以共識機制和經濟激勵讓區塊鏈數據存儲實現無第三方的點對點交易，可以規避傳統交易的諸多弊端。目前，區塊鏈技術已經開始在金融征信、產品溯源、知識產權、身份驗證等領域快速應用。雖然區塊鏈給我們帶來了高效和便捷，但是也存在諸多不確定性風險，受到國內外社會各界和政府機構的高度關注。

1 區塊鏈技術簡介

1.1 分布式數據庫

傳統的數據庫需要集中式的管理模式，其特點是“中心化”，而“分布式”數據庫則可以將信息散布于全網之中，這意味著數據的安全性得到最大化提高，除非同時控制全網系統51%以上節點的操作，否則無法修改任何數據，為區塊鏈的“無篡改”特征提供了保障。中心化和分布式的存儲特點如圖1所示。

圖1 數據中心化（左）與去中心化（右）比較圖

1.2 數字加密

在數據加密的應用中，區塊鏈技術使用了哈希算法，其優勢在于可將大量信息壓縮到特定的消息摘要函數，并且信息與散列函數唯一對應。例如，Y=F（key），由key可以計算出Y，但是由Y不能得到key，并且即使key和key’相差無窮小也完全不相關[3]。哈希算法的信息存儲能力和加密散列函數具有單向性質，確保信息的隱蔽性。

1.3 時間戳

時間戳是區塊鏈有序性的保證，本質上是經過加密后形成的一種憑證，包含了文件摘要、接受文件的日期和時間、數字簽名。它確保了數據真實性和可驗證性，使數據在鏈條上有序存在，防止數據被編造和篡改，是數據防偽造的基石（見圖2）。

圖2 加蓋時間戳流程圖

1.4 節點

節點是數據進行全網廣播的基礎，具體指的是區塊鏈網絡中的計算機，包括礦機、服務器、手機等節點，甚至發起者、礦工等也可以作為廣泛意義上的節點。當一筆交易發起，發起者會向周圍的節點進行廣播，接收到廣播的節點會繼續向周圍節點廣播，直到做到全網覆蓋（見圖3）。

圖3 節點全網覆蓋概念

1.5 共識機制

區塊鏈的公開性和匿名性而可能遭受惡意攻擊，為此，共識機制是為解決該缺陷而設計的一種防御機制。目前有四種共識機制，分別是工作量證明機制（Proof of Work）、股權證明機制（Proof of Stake）、股權授權證明機制（Delegat Proof of Stake）、驗證池機制（Pool）。四種機制的原理和優劣如表1所示。

表1 區塊鏈的四種共識機制

1.6 經濟激勵

當用戶參與到區塊鏈記賬的特定算法時，首個計算出合法值的賬戶會獲得經濟獎勵，即一種“幣”。以比特幣而言，在Pow機制下通過哈希碰撞隨機得到記賬權利，在這個過程中會消耗大量的計算機資源，電力，人工成本等經濟支出，由此給比特幣賦予了現實意義的價值。繼比特幣之后，以太坊、萊特幣等幣種也相繼出現。這種機制調動了人們參與區塊鏈的積極性，推動算力的增加，是數據得以安全存儲的動力。

2 區塊鏈在金融支付領域中的應用現狀

2.1 區塊鏈在數字貨幣中的應用

2.1.1 區塊鏈數字貨幣簡介

數字貨幣是一種加密貨幣，不同于電子貨幣，因為它不由當局銀行發行，也不同于虛擬貨幣，因為它能被用于真實的服務交換和商品交易。數字貨幣的特征是（1）依靠密碼技術和驗證機制來創立的，不依靠特定的發行主體；（2）不基于現實法定貨幣的價值，基于貨幣接受者的信任程度；（3）法律效應的強弱依賴于國家的認可程度[3]。

電子貨幣是法定貨幣的電子化形式，與現金、銀行存款等擁有著相同的法律效應。例如，網上銀行的資金余額[4]。而虛擬貨幣通常是指由網絡公司，社交軟件等發行主體所開發的非真實貨幣，由運營商發行，只能在相應的游戲、社交軟件等界面中購買增值服務；一般通過完成網絡虛擬任務或現實法定貨幣充值所獲得，貨幣的價值尺度和流通手段局限于虛擬網絡，現實中法律效應較低（見表2）。

表2 不同貨幣類型的比較

2.1.2 區塊鏈數字貨幣的優點

首先，極高的安全性。由于采用具有不可逆性的分布式記賬，所以不必擔心交易遭到詐騙拒付或者惡意的篡改撤銷。在分布式機制下，當一筆交易發起時，意味著不可撤銷，付款方及收款方必須按照之前約定的智能合約將交易進行下去，這就完全規避了交易雙方的“不發貨”和“拒付”現象。

其次，交易的便捷性。傳統的電子貨幣交易背后意味著復雜的清算服務和人工操作，浪費了大量的時間成本。而點對點的比特幣交易機制讓交易雙方在安全加密環境下直接進行交易，去除了多余資源的浪費，并在支付效率上得到了提升。另一方面比特幣的獨特性就在于不受國家的控制，去除了不同貨幣之間的匯率兌換環節。基于信任下，每個人都可以進行匿名交易，跨境支付變的相當容易。

再次，節約經濟成本。傳統的電子貨幣必須依賴于第三方金融機構，無論是購物還是轉賬其本質是通過第三方介入來保障交易的有序進行，必須為此付出高昂的服務費用。比特幣依靠加密技術，智能合約，匿名化等可以不需要第三方的參與，必然節約了交易的成本，且在跨境交易中，不需要支付不同法定貨幣之間的清算服務費用。

最后，隱私性和透明性并存。在區塊鏈下的加密技術是被證實的有效機制，賬戶與賬戶間之間匿名化交易保證來個人信息不會泄露，又在公匙和私匙機制下可以進行授權，保證每一筆交易的公開性，以及在分布式賬本中可查詢交易信息[5]。

2.2 區塊鏈在清算支付中的應用

以跨境支付為例，傳統支付方式無論是銀聯、第三方支付和人民幣跨境支付系統，都難以擺脫中心化趨勢和第三方參與，甚至多方參與，包括匯款人、匯出行、中央銀行、接受行、收款行、收款人等，所有經手的金融機構不僅需要建立代理的關系，也需要在本行清算服務系統中記賬，再與其他行進行清算，金融機構服務成本高、多方參與效率低等問題尤為突出。而區塊鏈技術下，能夠實現不同國家的收付款雙方直接交易，是一種顛覆性的突破，其優點如下。

（1）節約經濟成本。根據高盛（Goldman Sachs）的數據顯示，國際間支付清算的平均成本為6%，最顯而易見的成本是第三方收取的手續費，區塊鏈技術能夠完全規避手續費用問題，通過利用區塊鏈點對點的技術，直接做到用戶間的直接交易，以加密的數字貨幣進行結算讓程序化簡，不再需要復雜的匯率計算和煩瑣的人工操作，并且用戶獲得的數字貨幣可用于下一筆國際清算，從而讓交易的經濟成本控制到最低水平[6]。

（2）節約時間成本。由于全球存在時差影響 ，一筆跨境交易的完成通常花費24小時。區塊鏈的即時性體現在以智能化合約為依托的7×24小時交易，在節點確認的同時數字貨幣會自動支付到歸屬賬戶，從而實現交易和清算的同步。從用戶角度而言，區塊鏈交易不需要與銀行進行交互，無須等待銀行確認，從而實現即時交易。

（3）降低交易風險。首先，傳統跨境支付由于參與方太多而導致風險增加，客戶無法及時監控資金的流向，若第三方在匯款金額和匯款時間上出現紕漏，責任的確認和追溯不夠明確。區塊鏈技術下，交易雙方直接參與，對于資金有絕對的控制，能夠監控和追溯資金的流向，讓交易紕漏降到最低。，其次，支付時差為交易帶來風險。區塊鏈技術基于分布式數據存儲，系統安全穩定，不依賴于人工處理，7×24小時即時交易減少時差風險。再次，減少信用帶來的風險。一筆交易通過金融機構可以解決不信任的問題，為此交易雙方愿意付出服務費用。然而在區塊鏈的技術之下，不依托于金融機構，通過交易雙方提前約定，制定不可更改的智能化合約，能夠有效避免違約、欺詐等現象[7]。

（4）減少審核程序。傳統的金融機構為了杜絕不符合法規的交易，如跨境毒品交易、跨境洗錢、跨境非法集資等問題，會在前期對客戶的賬戶進行嚴格的審核，客戶也會證明自己的合法金融交易而提供審核材料，在雙方的核對過程中需要耗費經濟，時間的成本。在區塊鏈的技術下，由于數據的不可篡改性和可追溯性，每一筆交易的真實性是可信任的，并可追溯資金來源是否合法，也通過公匙授權其他網絡用戶查看相關交易信息，從而免去了復雜的審核步驟。

3 區塊鏈在金融支付領域應用的困境

3.1 存儲容量和存儲速度有限

在區塊鏈下金融交易需要存儲全部信息，伴隨交易數據的增加，以及可追溯性和不可撤銷性等對內部容量的較高要求，目前計算機系統容量是否能適應于海量數據的存儲未有定論，硬件軟件以及網絡環境若不及時升級就不能契合未來爆炸式膨脹的數據庫。一臺家庭電腦在普通網絡環境中下載比特幣完整賬本需要耗費幾天的時間，可見存儲空間之大，若要把區塊鏈運用于金融場景，就務必意識到數據存儲問題。同時，區塊鏈交易的確認時間過長，緩慢的信息存儲速度限制了區塊鏈在金融業的發展。例如，比特幣的交易速度為全網每秒7筆左右，產生一個新區塊更耗時約10分鐘，而支付寶每秒能處理超8萬筆交易，所以區塊鏈存儲性能遠低于傳統金融業；同時，不斷涌入的平臺數量超過了比特幣的增長速度，延遲了交易速度[8]。

3.2 賬戶權益難保障

在區塊鏈中交易的賬戶均采用匿名的形式，以保護交易雙方的隱私，誰擁有賬戶的私匙就代表對賬戶的完全所有權。如果遺忘私匙密碼導致資金被凍結，甚至不小心泄露了私匙密碼導致資金被轉走，并且由于私匙是無法改變的，所以沒有渠道證明賬戶的所有權也難以追回被盜取的資金，賬戶安全得不到足夠的保障。此外，區塊鏈安全完全依賴于密碼學和節點的維護，在未來的計算機技術發展過程中，一旦攻克哈希函數加密或攻破全網51%的節點，區塊鏈信息完全暴露于操縱者，所有數據將混亂不堪，為金融業造成難以彌補的損失。在發展區塊鏈金融的初期，若不意識到去中心化等特征對未來的抨擊，將會為整個金融業埋下安全隱患。

3.3 法律法規不健全

區塊鏈的發展極其迅速，但我國沒有明文的法律法規來監督區塊鏈市場，使區塊鏈市場的運營過分自由化，一旦出現了危機，沒有法律效力為依托來劃分責任，使用者得不到法律保障。例如，區塊鏈的分布式存儲系統使信息不為任何中心機構所有，若發生了債權的糾紛，是否能夠安全調取私匙獲取法律證據；若加密的機制發生錯誤，是否能在法律的庇護下有效干預。比如，在2013年，中國人民銀行禁止在國內交易比特幣，這無疑讓民眾對區塊鏈失去了信心。基于民眾的接受程度有限，未來區塊鏈數字貨幣的推廣和應用，需要花費大量的時間和經濟成本去普及和推廣，這對區塊鏈金融早期發展形成了屏障。

3.4 巨大的資源消耗

區塊鏈技術的誕生只有10年，在金融領域的實踐時間更短，人們對區塊鏈實踐的期望和真實效果沒有可靠的數據和足夠長的時間來驗證，所以投資區塊鏈的實踐有不確定的風險。例如，區塊鏈技術對“礦機”要求很高，所以需要投入大量的成本去升級服務器，同時計算機耗費的電力和人工成本等也需要資金支持。在區塊鏈實踐項目的綜合效益問題上還存在較大的不確定性風險[9]。

4 區塊鏈金融支付發展的對策

4.1 完善法律機制

區塊鏈的發展離不開法律的支持，加快建設法治化進程是區塊鏈發展的基石。第一步，需要制定詳細的區塊鏈法律，以此來界定區塊鏈產業的本質內涵，并確定營運規則，實施事中監督，規范市場監管，使區塊鏈金融行業做到有法可依，有法必依。第二步，劃分區塊鏈下金融企業和用戶的權責關系，解決經濟合同糾紛，使區塊鏈權益做到執法必嚴，違法必究。第三步，國家應該緊跟區塊鏈發展進程，適時修訂區塊鏈法律，覆蓋法制空白，精細法律條文，使法律法規與區塊鏈發展同步。

4.2 鼓勵區塊鏈推廣應用

目前，區塊鏈正處于發展的初級階段，區塊鏈金融的潛力還有待發掘，面臨的技術風險還沒有完備的方案，所以國家應大力支持區塊鏈科研項目。首先，應該投入資金用于區塊鏈的專項研究，減少經濟障礙，使其研究項目順利開展；其次，培養和引進高端人才加入區塊鏈項目，解決區塊鏈金融中的技術難題。（1）利用區塊鏈發展數字貨幣，創新貨幣理念，顛覆傳統的支付方式；（2）利用區塊鏈技術改善現有的金融服務體系，使其更加安全高效；（3）開創獨立的區塊鏈金融服務產業，提供新型的金融體系。

4.3 保護參與各方權益

區塊鏈金融的發展一方面依托于技術的可實踐性，另一方面取決于社會公眾的信賴程度，所以重視客戶在區塊鏈金融中的權益是金融市場鞏固的前提。金融市場應該樹立強烈的責任意識，以服務客服為第一要務，積極解決區塊鏈用戶面臨的各種問題，給予區塊鏈金融優質的服務體驗，只有這樣才能收獲用戶的積極反饋，贏得社會公眾的信任。同時，加強風險意識，無論是作為投資人去投資區塊鏈金融產業，還是作為個體去使用區塊鏈金融服務，都有必要去預估其風險程度地，在可承受的范圍內對區塊鏈金融進行操作，最大限度降低風險帶來的負面效應。

4.4 注重投入產出效益

無論是利用區塊鏈技術建設現有的金融體系，還是重塑某個金融服務系統，成本與效益都是我們應該著力關注的問題。首先，應該合理估算區塊鏈技術的前期投入與未來收益的經濟關系，減少不必要的成本支出；其次，應當縮短未來收益的等待時間，使投入區塊鏈的資本盡早帶動經濟效益，防止區塊鏈金融資金鏈斷裂，改善區塊鏈應用的經濟弊端。

5 結語

區塊鏈技術帶來了席卷全球的新一輪科技革命，成為推動經濟增長的新動能。區塊鏈通過去中心化，解決第三方信任問題，能夠降低交易成本，提高交易效率。目前，區塊鏈技術已經開始在金融征信、產品溯源、知識產權、身份驗證等領域快速應用。雖然區塊鏈給我們帶來了高效和便捷，但是也存在諸多不確定性風險，相關領域的研究還有待進一步探討。