基于區塊鏈的去中心化錢包的解決方案研究

(中國人民大學信息學院 北京 100000)

一、背景介紹

(一)區塊鏈發展現狀

近年來，區塊鏈技術的運用和發展在全球范圍內掀起熱潮，而以區塊鏈作為底層技術的數字貨幣更是如雨后春筍。

據Coinmarketcap統計，截至2018年12月初，市場上已有2067種虛擬幣(如Bitcoin、以Ethereum，Ripple等)，24小時成交量達137.12億美元，總市值達1243.47億美元。

根據埃森哲的調研顯示，在4000名美國人當中，已經有8%的人在持有數字貨幣，而這一數字在2020年將變成18%。整體來講，“千禧一代”以及“富有人群”將會更加青睞持有數字貨幣，這兩類人群一類代表未來的財富主力，一類代表目前社會的高凈值人群。

目前，行業仍處于基礎設施搭建階段，但布局加速，爆發級應用場景的落地可期。

(二)通證經濟(Token Economy)將引領下一個數字經濟

Token 的原意是指“令牌、信令”，這里翻譯為“通證”。區塊鏈的 Token 被廣泛認識，歸功于以太坊及其訂立的 ERC20標準。

通證啟發和鼓勵大家把各種權益證明，比如門票、積分、合同、證書、點卡、證券、權限、資質等等全部拿出來通證化(tokenization)，放到區塊鏈上流轉，放到市場上交易，讓市場自動發現其價格，同時在現實經濟生活中可以消費、可以驗證，是可以用的東西，這是緊貼實體經濟的。

通證經濟既能促進自由交換，又能加強監管，是市場經濟的一次大升級，本質上是用密碼學、用包括跨國界的開源開放超級電腦等未來信息基礎設施來重新定義市場經濟。

二、用戶群體與用戶痛點

(一)現有錢包易用性差

目前市場中錢包主要分類兩類，一類是中心化的錢包，另外一類是去中心化錢包。隨著大家對安全的越來越重視，越來越多的人開始把自己的鏈上資產轉向去中心化錢包中存儲。但是由于去中心化錢包用戶需要記住自己私鑰地址，這也使用讓用戶記住私鑰的步驟會變成更加的繁瑣。雖然現在大部分錢包使用了助記詞來讓私鑰看起來可讀了，但是用戶”忘記”卻成了最大的風險。

此外，目前去中心化錢包大部分都是技術驅動型團隊完成的，雖然在安全上面做足了功夫，但是損失了交互的體驗。而用戶往往對理解區塊鏈技術有一定的難度，就造成了錢包功能很強大，但是卻在產品使用率上有很大的浪費。

(二)數字貨幣交易波動大

由于全球都沒有形成統一的價值參照，無論是以比特幣為代表的算法貨幣，還是以以太坊智能合約技術為基礎的契約貨幣，目前價格波動幅度都比較大。以比特幣為例，2017年，由于部分國家出臺限制政策，比特幣經歷了腰斬，但此后價格出現反彈。對于普通資產管理者來說，這種不穩定性與不可預測性已經極大地超過了傳統的金融產品，如果不具備專業知識，資產配置的風險極大。

(三)資產配置入門門檻高

目前還有很多區塊鏈產品以數字資產的形式在被創造，比如基于分布式賬本的智能債券，基于智能合約的供應鏈金融、房地產、信用證等等。這些項目中，許多有著非常強的應用價值，但是也有許多無實際應用價值。了解每一個項目的實際價值對普通人來說，是一件復雜且有難度的事情，需要專業的機構團隊來對每個項目進行評估分析。

而數字資產配置是一個剛剛起步的行業，網絡上投教與投顧知識儲備較少，大多數人缺乏通過學習了解專業知識的渠道。因此，在實際的操作過程中，個人缺乏對于行業的判斷，并且行業還處于早期，基礎教育資源缺乏，個人很難迅速掌握相關專業知識，在資產配置上缺乏有效的配置邏輯與方法，最終不能使自己的資產配置實現較高的價值回報。

三、錢包行業現狀分析

(一)去中心化錢包在細分領域百花齊放

數字資產的保存和支付是錢包的基本功能。錢包的易用性和安全性是基本的用戶需求。隨著市場成熟度的提升，大家已經認識到了錢包是一個非常重要的資產管理入口。在加密貨幣儲蓄，合約保險，智能投顧等業務也會有更大的錢包需求。

根據幣世界的統計，目前市面上主流的去中心化錢包包括HiCoin錢包，比特派、ImToken、Jaxx、庫神等。但是由于區塊鏈行業還處于前期開荒期，所以在不同的細化領域愛仍然具有非常大的發展空間。逐漸會形成百花齊放的局面。

(二)理財增長迅速，潛力無限

目前，數字貨幣交易群體仍然以散戶為主，缺乏專業的財富管理機構，而專業機構進入這個領域的門檻依然相對較高。面對一個未來將達數十萬億美金規模的數字資產市場，行業剛剛開始起步，有非常大的發展潛力。

目前市場上主要的去中心化數字資產管理平臺(DAMP)，包括Iconomi、Melonport、TaaS 等。下面介紹幾個典型的平臺。

(三)支付領域已有方案，但落地緩慢

經過幾年的發展，加密貨幣的幣值和種類都有了很大的增長，雖然現在各領域里面的落地應用場景仍然非常有限。但是大家都已經預測到未來數字貨幣在不同場景中頻繁交換的需求。

在區塊鏈技術中，去中心化的特點解決了信任的問題，但是隨著用戶量的上升，主流加密貨幣主網越發擁堵，到帳慢、手續費高等問題讓它們變得越來越不適合流通和進行小微支付。一部分團隊主張通過增加區塊大小和縮短出塊時間等方式新建一些公鏈，但是這只能緩解而無法根治。另外一部分團隊則主張采用鏈下交易、鏈上確認的閃電網絡的解決方案來讓交易速度更快，手續費更低。

目前如LiteX,BitPay等已經在著手推動小微支付的解決方案。但是離最終的去中心化支付解決方案還有一定的距離，但是也非常值得期待。

四、錢包解決方案

(一)產品概述

通過構建一個支持全鏈幣種的去中心化輕錢包來讓用戶可以安全、便捷地對其在鏈上的數字貨幣進行統一管理與操作，比如：余額查看、發幣、收幣、IFO查詢、Token工廠、DAPP管理等基礎功能。

同時，為了讓用戶的資產更好的在鏈上流轉，也可以將交易所功能進行重新的封裝與整合，以銀行的概念推給用戶，來滿足用戶法幣入場、出場及跨鏈換幣的需求，而不用給用戶需要了解一整套交易所專業技能的心理門檻。在銀行的基礎上，平臺會結合大數據，量化，理財等創新型金融方式來讓用戶的鏈上資產能更穩健地增值。

隨著區塊鏈應用產品的推動，會有越來越多的支付場景會被激發，錢包也可以針對不同的支付場景分別設計了中心化支付方案與去中心化支付方案，以便更好的實現讓每個人都能享受區塊鏈帶來的樂趣的愿景。

(二)錢包構架設計

圖 錢包架構設計圖

在錢包的構架中，需要監聽區塊鏈網絡中不同主鏈的交易詳情來為去中心化的錢包及支付功能提供數據賬本的支持。同時從第三方的交易所中獲取豐富的行情及交易信息來讓用戶在錢包平臺中的交易最優，并且支撐擴展理財及量化等金融服務。當然為了讓用戶更好的了解行業的動態，會抓取第三方的資訊信息并且智能的推薦給用戶。

以上所有的模塊化的核心功能，都會匯總到前端服務器，通過統一的API接口提供給錢包客戶端，以便完成用戶的鏈上資產管理與流動。

五、核心產品功能描述

(一)HD分層錢包

錢包采用HD分層錢包解決方案。這樣用戶只需要記住一套助記詞就可以同時管理所有的鏈上資產，極大的簡化了備份與導入流程。

去中心化錢包的安全是非常重要的。因此客戶端程序需要實時監測設備的安全情況，在發現設備被Root或者是越獄后，會第一時間提示用戶更換更安全的移動設備；錢包也應該將私鑰信息使用僅用戶自己知道的安全密碼經過多重加密保存到手機的數據沙盒中，防止除錢包應用外任何應用獲取，在內存中存儲的私鑰也是經過加密處理，防止內存被嗅探，并且在使用完私鑰后會第一時間從內存去移除，避免第三方特殊工具的攻擊。

注：用戶的私鑰，助記詞永遠不會被上傳到服務端。但是會上傳一個可以被公開的幣種地址用于驗證用戶及關聯用戶的個人便捷信息(如手機號，地址薄等)。所以如果用戶的助記詞一旦被泄露，平臺無法找回。錢包的掌控權永遠只有用戶自己可以使用。

(二)全網最低換幣功能

目前加密數字貨幣交易所如雨后春筍般爆發，但還沒有形成寡頭平臺。每個交易所都有獨特的資源與優勢，用戶可以在一個平臺中完成大部分的幣幣交易，但是對一些特定的幣對則需要去特定的交易所。而每個交易所的注冊、認證流程都獨立且不互通。從而加大了用戶遷移平臺的門檻，也會導致用戶的鏈上資產比較分散。資產在不同交易所流轉時，轉移的成本也很高。

在錢包應用中，采集全網交易所的交易信息，并且智能分析最優價格，協助用戶完成交易。從而省去了用戶去不同交易所注冊認證的流程，也不會有跨交易所資產流通的損耗。

在此基礎上我們也會把交易幣對的流程封裝成換幣功能，從而降低用戶對交易所的專業知識的門檻，讓更多的基礎用戶可以參與到區塊鏈的建設中來。

(三)支付場景擴展占領流量入口

Bitpay是目前全球最大的加密貨幣(主要是比特幣)支付解決方案提供商。Bitpay主要是將用戶轉帳過來的比特幣兌換成法幣提供給商戶，而這種服務模式已經漸漸脫離時代：日趨高昂的上鏈手續費讓小微支付用戶更加稀少；漫長的交易確認的時間總是讓賣家不愿意承擔價值波動的風險。所以，基于目前的支付解決方案已經給數字貨幣支付的發展帶來的巨大的阻礙。

所以新的區塊鏈錢包基于支付的業務屬性分別提出了兩種解決方案：中心化支付方案用于解決用戶存儲于錢包銀行的數字貨幣到賣家的支付方式; 去中心化支付方案用于解決用戶在去中心化錢包中的貨幣到賣家的支付方式。以上方案不僅解決了用戶交易上鏈的手續費和確認漫長的問題，也提升了支付效率的問題，并且用戶可根據自己的情況任意選擇支付的方案。

以下為兩種支付方案的介紹。

1.中心化支付方案

圖 中心化支付方式

用戶只需要將自己的數字貨幣發起支付請求，平臺將用戶的數字貨幣鎖定，通過交易所完成法幣的轉化，交易完成后同時扣除用戶的數字貨幣與賣家的法幣入帳。整個流程在平臺完成，所以效率高，容錯率高。

2.去中心化支付方案

圖 去中心化支付方式

錢包Network會借鑒閃電網絡(Lightning Network)的RSMC(Recoverable Sequence Maturity Contract,可撤銷的順序成熟度合同)和 HTLC(Hashed Timelock Contract,哈希的帶時鐘的合約)概念，通過合約的形式在鏈下建立通道并完成交易。

在整個產品流程中，我們的愿景是用戶使用數字貨幣進行支付，賣家也使用數字貨幣進行結算，從而逐漸的減少法幣與加密貨幣互換的需求，甚至于消失，促進數字貨幣新形態的形成。在過渡期中，我們會允許用戶在數字貨幣結算之后通過交易所完成法幣與數字貨幣的互換，以規避一些波動風險。

六、結論與展望

現在，正是區塊鏈與實體結合并爆發的一年，在接下來的一兩年行業大環境將趨于成熟，通證經濟將得到廣泛認可，商業級應用將會落地。錢包將會是整個通證經濟的連接器，發揮越來越重要的價值。

用戶通過使用區塊鏈錢包，降低了用戶使用數字資產的使用門檻，用戶可以自己掌控資產的私鑰，消除資金保管的信任風險；也可以將資產存儲在中心化的銀行中，通過理財、量化，讓資產增值;也可以更好的與支付場景結合，讓數字貨幣更好的溝通。

區塊鏈作為近年來興起并且快速發展的一項新技術，在實際落地的過程雖然錢包被公認是區塊鏈領域中最大的入口，但是其發展也會面臨各種制約與障礙。首先是區塊鏈技術中效率問題還需要提高，目前比特幣交易處理速度是每秒7-8筆，每個區塊生成時間需要6-10分鐘。而在支付場景中對效率與并發的要求會較高，目前區塊鏈技術還不太滿足；其次是區塊鏈的安全也需要通過更長時間與更多場景的驗證，錢包是存儲資產的媒介，一旦發生安全事件，對用戶、對行業影響都會較大。而在區塊鏈領域里面，安全事件時不時還在發生。