区块链技术在金融领域的应用解析

　　P2P网络匿名、多中心的属性使其可以有效避免政府监管，当前频发的版权侵犯(以快播案为例)、安全漏洞等问题已经严重影响了P2P技术的形象。同样，基于P2P网络产生的比特币存在安全性、洗钱等问题。P2P网络Napster的创始人肖恩·范宁提到他创建Napster的初衷是“用户建立一个虚拟的网络，在物理位置上完全独立，不必服从任何权力单位的监管及限制。”可见，P2P网络的设计目标是避免所有权力单位的监管。这里就会出现一个悖论，P2P网络不接受国家、省、市、地方政府和公安等的监管，与金融系统的设计目标“强制监管”显然互相矛盾。

　　笔者认为，在构架金融系统的时候，其基础网络不应当采用P2P技术。因为对于涉及国家命脉的金融行业，有效监管仍必不可少，但在解决数据库、云平台、金融系统容错性时，则可以对P2P技术加以扬弃。以亚马逊的分布式存储引擎Amazon Dynamo为例，它正是用于P2P网络技术而充分保证容错性和稳定性。P2P网络的容错性，保证了任何部分系统出现故障都不会影响整个网络或丢失数据，一定程度保障了数据安全。

　　3．挖矿：如果不使用P2P网络，则不再需要奖励机制。由参与的银行来维持账本，只需要一致性协议来实现账本的一致性。

　　4．数字货币：中央银行注重用户支付和操作时存在的风险问题。欧洲银行协会已配套团队开始专门研发分布式账本(对是否产生数字货币尚在考虑中)，区块链技术的应用使其可以用分布式账本来追踪现金流、股票、债券等数字资产，并非常便捷地清算双方的资产。这也为数字货币的发行提供了可能性，区块链技术以及数字资产可用于金融领域，不仅仅是数字货币，同样包括外汇、汇款、实时支付、跟单贸易和资产服务等结算。

　　5．多份独立副本：当前银行业的账本一般只有副本，这显然是传统的中心化系统。世界许多中央银行就是用中心化系统，商业银行需要在央行进行结算。由于所有的数据流只有一个中心，对监管而言显然更行之有效。但从另一个角度来看，这极大地限制了数据的流动性，会带来两个显而易见的问题：抵押品的交换几无可能；一旦有区域发生经济危机，当地银行及公司都将受到打击，且容易感染其他地区和领域的经济。

　　这种中心系统必须提供绝对的信赖感，任何故障或非法操作都将导致严重后果。而放弃中心化的劣势在于使用多个副本，在通信、计算和存储方面将消耗大量资源，每次操作都需要执行一致性算法且数据要存储多次，这些行为以及大量的交易都表现在金融系统中。此外，许多一致性协议是以串行的方式执行，即使增加额外的处理器和宽带也很难加快一致性协议的速度。

　　不能忽视的是，多副本会增加系统的可靠性和安全性。例如，拜占庭协议可以容忍区块链技术中少于1／3的节点失败。图1显示了在给定的节点失败概率和节点数的情况下，区块链技术的平均使用寿命。水平轴表示节点数，垂直轴Years表示超过1／3节点失败时区块链技术的使用时间。

图1 可靠性分析

　　 ，其中n是节点个数，p是节点失败的概率。

　　在节点每条出错概率为0.01的前提下，16个和31个节点区块链系统崩溃的时间分别约为372853年和3890亿年。所以，区块链技术系统不需要很多节点就能保证可靠性。节点个数越多，系统越可靠，但也更慢。因为每次创建块，任何一种一致性协议都要求一个节点广播它的状态或者交易，将产生O(N2)个消息。

现有的私有区块链技术

　　1．Hydrachain。Hydrachain是基于以太坊所架构的私有区块链技术(见图2)，它使用PBFT一致性算法而非挖矿机制，速度远超挖矿机制。

图2 Hydrachain的架构

　　笔者曾与以太坊创始人Vitalik Buterin交谈发现只有5％的以太坊程序可被金融领域使用，其余95％的包括挖矿等在内的机制不仅不能帮助应用，反而使区块链速度变慢。此次研讨后，其团队开发了Hydrachain，笔者团队则开发出北航链。虽然Hydrachain和北航链目标一致，但Hydrachain不愿抛弃以太坊已开发的大量软件，其软件仍在以太坊的架构上运行。这也导致了Hydracf]ain在金融领域使用的局限性。

　　2．北航链。如图3所示，北航链是北京航空航天大学与北京大学联合开发的私有区块链技术，其设计初衷是为公信和金融服务，所以北航链抛弃了P2P网络和挖矿机制，以“可扩展性”为第一目标，并重视速度优化。为了确保系统安全，加入了节点信用制度。这是国内外首次采用信用机制来识别作弊节点，一旦发现节点的作弊行为立即将其排除在投票节点之外。

图3 北航链的架构

　　在北航链的设计中，拜占庭式投票和数据采集可同时进行，大幅加快了其信息处理过程，其自身具有独特的块的创建过程。此外，不只是对块投票，对每个交易也要投票。为了确保安全，也对块的创建结果投票，可以判断是否有叛徒节点。由于三轮投票，将产生更多的信息(每轮产生O(N2)个消息)，由于其本质为并发操作，所以速度快。在某种特定配置中，北航链可达到24K TPS。且这些是在没有硬件优化、负载均衡、数据重组及异步操作的情况下的结果。

　　另外，北航链还设计了一整套可扩展的机制，使得区块链能够有高吞吐，性、低延迟性以及高隐私性。有了这样的机制，当工作量需求增加的时候，只要增加机器就能够处理。

　　区块链技术的应用使得数字货币的发行成为了可能，但是数字货币发行仍道阻且坚，应该首先解决区块链技术在金融领域应用存在的问题，再去细致考虑数字货币发行的问题。但要注意，互联网的自由主义思想不应该外化为社会生活的意识形态，二者应当分而治之。从社会发展尤其是金融行业发展角度出发，安全监管十分必要，数字货币的发行尤其如此。

（文章来源：《金融电子化》杂志）

首页 上一页 1 2

扫码即可手机
阅读转发此文