央行数字货币研究所：区块链技术的开发与管理

作者|中国人民银行数字货币研究所区块链研究组

课题组成员：穆长春、狄刚、吕源、钱有才、清素德

文章|《中国金融》2020年第4期

习近平总书记强调，“把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口”，对我国数字经济发展和产业创新实践提出了新要求。近年来，区块链凭借其独特的信任传递机制，逐渐成为金融科技领域的热门技术，有利于业务数据的可信共享，加速参与主体的多方协作，实现监管渗透管理。数字化转型区块链的特征，激发数字经济发展潜力。为贯彻落实习近平总书记批示精神，中国人民银行数字货币研究所（以下简称“数据研究所”）加强区块链技术基础研究和标准制定，先后推广数字票据交易平台和中国人民银行贸易金融区块。连锁平台已建成落地，抢占先发优势，取得积极进展。同时，为坚决打赢三大攻坚战，深入调研，防范区块链可能引发的资产泡沫、恶意炒作、代币融资等乱象及其衍生的金融风险，并提出推广区块链。对行业健康有序发展的建议。

区块链的技术特点

区块链是一种新型的分布式数据库，也称为分布式账本。区块链技术利用区块链结构验证和存储数据，利用共识算法生成和更新数据，利用密码学保证数据和所有权安全，通过可编程脚本代码实现数据的协同计算。

区块链技术的主要优势

一是业务数据的可信度。不同于传统的分布式数据库，区块链引入了“人人记账”的概念，每个参与者都有记账的权利，每个人都保存着最新的账簿和所有的历史记录。这种高度冗余的数据存储方式可以提高互不信任的主体之间的信息透明性，实现账本数据不可篡改和全程留下痕迹，从而促进多方信息共享和协同操作。在实际业务中，通过将业务数据上传到链上，可以实现纸质文件的电子化和电子信息的可信，降低多主体之间不信任的摩擦成本，解决传统业务方式耗费大量人力的问题以及处理文件和账单的物质资源。真实性审查问题也便于金融机构实施风险管控。

第二个是参与者的均等化。在跨部门构建信息系统时，最大的挑战是由哪个机构或部门管理集中存储的数据。区块链的统一分布式账本技术自然解决了“商业主权”问题，有效实现了各个参与主体的身份、权力、责任、利益的对等。数据实时同步更新，让合作更加方便快捷，提高合作伙伴的积极性。

三是多维监管手段。监管部门可以在区块链平台上添加监管节点，及时获取监管数据，灵活定制金融监管统计口径和监管数据粒度，实现快速分析。同时，通过智能合约等可编程脚本添加相应的监管规则。监管重点从金融机构的合规审查和风险管理逐步提升到系统性风险的识别和监控，实现事前、事中、事后全过程监控。监管体系可以有效防范金融风险，维护金融稳定。

区块链技术的主要缺点

在性能方面，区块链的性能和可扩展性仍然有限。在区块链中，交易只能按顺序排队处理，所有的交易结果和支付记录都必须同步到全网节点，严重影响了系统的处理性能（在生产环境中，区块链系统每秒可以处理超过 1000 笔交易；在理想的实验室环境下，每秒的交易数量可能会超过 10000 笔）。随着参与节点数量的增加，数据同步和验证的开销增加，系统性能会进一步下降，从而影响区块链的可扩展性。

在安全方面，区块链缺乏系统的安全保护。首先，区块链一般采用国际通用密码算法、虚拟机、智能合约等核心组件。这些组件不是完全自主可控的，增加了被攻击的风险。其次，区块链存在一个内生的安全缺陷，即51%攻击问题（即通过掌握51%的算力重写区块链数据。下面提到51%攻击时，指的是算力、权益基础。类证明共识算法区块链）。第三，区块链还处于早期阶段，可能存在未知的安全漏洞。当传统系统出现安全问题时，可以采取取消、撤消、紧急干预甚至暂停服务等手段。但区块链不支持取消、提现等相关操作。

在存储方面，全备份的存储机制容易遇到存储瓶颈。区块链的每个节点都需要存储完整的历史交易信息。当区块链用于零售支付系统时，节点的存储容量会瞬间大幅膨胀。例如，2019年“双十一”期间，网络处理业务峰值为7.15万笔/秒，部分简单设备无法满足节点存储需求。

在交互方面，不同区块链系统之间的交互问题很难解决。目前，同类型区块链依靠定制的通信协议来实现数据的互读、验证和操作。然而，由于不同类型区块链之间在编程语言、数据字典、系统接口、智能合约等方面存在差异，跨链数据难以沟通，容易导致业务碎片化。

在运维方面，业务连续性问题不容小觑。多方共同维护的区块链系统也将带来巨大挑战。比如会员加入/退出、系统升级、业务规则更新等，目前还缺乏成熟的标准、制度和运营规范，需要多方线下沟通来处理链上协同治理问题.

在合规性方面，区块链不能保证结算的最终性。由于 51% 攻击等问题，基于区块链的支付系统无法保证结算的最终性。在构建基于区块链的支付系统时，需要考虑其是否符合金融市场基础设施原则（PFMI）的要求，以避免法律风险。

在功能上，区块链的去中心化性质与央行的集中管理要求相冲突。央行提供的支付服务不能脱离中心化的账户安排，需要建立在中心化系统之上，这与区块链的去中心化特性相冲突。因此，目前不建议对基于区块链的传统支付系统进行改造。

区块链的应用领域

区块链以大量冗余数据的同步存储和通用计算为代价，牺牲了系统处理效率和客户的部分隐私，尚不适合传统零售支付等高并发场景；然而，在信息的可信共享中，在对并发性要求较高和要求较低的领域，如交易结算、贸易金融、产权转让等，区块链已经得到了广泛的应用。数字研究院将区块链视为自主技术创新的重要突破口。 2014年起研究法定数字货币，积极推进区块链标准化研究，探索区块链在交易结算、贸易金融等领域的金融创新。

一是牵头制定金融分布式账本行业标准。研究院牵头制定了金融分布式账本安全规范等多项金融行业标准，并积极参与国际清算银行（BIS）、国际清算银行等国际金融标准制定组织相关规则的制定。金融稳定委员会 (FSB)。制定了国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）等区块链标准。目前，中国人民银行已申请多项区块链专利，在全球央行中排名第一。

二是建设中国人民银行贸易金融区块链平台。该平台于2018年9月4日在深圳试点成功上线，先后开展了供应链应收账款多层次融资、对外支付报税、快速再贴现、国际监管等四项业务。贸易账户。通过与香港金融管理局贸易联动平台签署合作备忘录，中国人民银行贸易金融区块链平台打通了国际联系。未来将与海外同类贸易金融平台合作，共同构建生态体系。截至2019年12月17日，已有38家银行参与平台推广应用，业务量超过870亿元。

三是打造数字票据交易平台。 2017年，上交所与数据研究院共同牵头建设了基于区块链技术的数字票据交易平台。该平台于2018年1月25日在实验生产系统中成功试运行，并成功完成了基于区块链技术的数字票据的发行、承兑、贴现和再贴现业务。是区块链技术在我国的计费业务中的应用。第一次在真实生产环境中练习。

与区块链相关的风险

加密资产带来的资产泡沫和金融风险。基于区块链的加密资产无法保证其锚定资产的稳定性，甚至缺乏实物资产的背书。它们主要是投机交易。一些庄家和投机者通过敲门的方式大肆操纵加密资产的价格，导致市场剧烈波动。并形成资产泡沫。截至 2019 年 9 月，包括比特币在内的加密资产共有 2417 种，总市值超过 2192 亿美元。同时，一些暗网交易网站利用加密资产进行洗钱、贿赂、逃税、恐怖融资等违法犯罪活动，存在很大隐患。

借机炒作、代币融资、欺诈投资逃跑等金融乱象正在卷土重来。 2019年下半年的一段时间内，不少上市公司为了抢滩热点，纷纷披露了“上链”的行动或意图。区块链概念股一时间火爆，甚至超过100只个股轮番涨停。变得冷静理性区块链的特征，这些个股再次大幅下跌，一个个跌停。许多盲目追涨的投资者被高位所困。同时，代币融资（ICO）的热度再度升温，部分机构募集资金后跑路，投资者损失惨重。

篡改区块链的难度对舆论管控提出了重大挑战。区块链技术以去中心化的方式将信息存储在多方服务器上，其“难以篡改”的技术特性会导致信息在链上永久保留，与“删除权”和“更正权”相冲突“在个人信息保护方面。甚至会出现有害信息上传到链上的问题。

引导区块链行业健康有序发展

一是留假，留真。 “硬币”和“链子”不能混淆。虽然区块链起源于比特币，但区块链并不等同于比特币。区块链是密码学、点对点网络、共识机制等多种传统技术的综合创新，应客观理性对待。坚决打赢三大攻坚战，要保持对打着区块链幌子的非法集资、诈骗等违法行为的高压态势，加快市场优胜劣汰。

二是务实推进，不为区块链搞形象项目。任何先进技术的作用都应该被相信而不是迷信。正确理解区块链技术的适用场景，不是所有的项目都需要区块链，也不是所有的数据都需要上链。现阶段，区块链技术尚不成熟，在性能、安全、标准、合规等方面面临挑战。各方要冷静思考，潜心探索，有效利用区块链解决行业痛点，深度服务实体经济。

三是着眼长远，认识区块链技术应用的系统性、长期性和复杂性。目前，区块链能否实现链上链下账户的一致性和安全合规性是业界关注的焦点。各方应综合考虑市场开拓、风险管控、法律合规等多个维度的要求，实现链上链下联动、技术与业务融合、创新与管理并重，做到创新与管理并重。充分发挥“区块链+”的数字化赋能。能源潜力。

四是把标准放在首位，引导区块链行业规范有序发展。充分吸取互联网金融风险专项整治的经验教训，避免“先污染后管控”，尤其要注意外部风险对金融安全可能造成的影响。技术标准和业务规范的制定可以增强我国在金融区块链领域的国际话语权和规则制定权，有利于厘清区块链的“是非”“真假应用”，并有利于维护市场秩序和金融稳定，促进行业健康有序发展。