标题：数字货币与区块链技术的前景与挑战
时间：2016年12月18日 (下午5:31)
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作者：清华金融评论

  [1] 演讲嘉宾：张伟 清华大学副研究员（副教授），《清华金融评论》副主编 【编者按】 2016年12月1日下午，由中国人民银行深圳市中心支行和深圳经济特区金融学会联手精心打造的“金融鹏程大讲堂”迎来第四讲。由清华大学副研究员（副教授），《清华金融评论》副主编张伟博士作题为“数字货币与区块链技术：前景与挑战”的专题讲座。张伟博士介绍了数字货币产生的历程、现状；从技术实现、经济属性、交易形式等多方面分析了当前最主要的数字货币比特币的优缺点；以浅显易懂，但深寓启发的方式介绍了区块链技术实现原理；并从多角度对数字货币和区块链技术发展前景及面临的挑战进行了诠释和展望。我们会陆续分享“金融鹏程大讲堂”的部分精彩发言，敬请留意，欢迎点赞、转发。 【核心摘要】  历史上，货币从无到有，从由众多一般等价物的特殊商品充当，到固定使用金、银贵金属，到产生银票等信用货币，现代银行体系出现后又在现钞基础上产生了电子货币，近年来又出现了数字货币。从货币形态发展历程来看，货币开始趋向于从实物向虚拟方向发展，货币数字化已是必然趋势。 比特币是对数字货币的一个重要探索。它实现了点对点的价值转移，使用加密算法达成可信共识，基于时间戳解决了双花问题。但仍然存在交易确认时间过长、发行量存在上限、价格不稳定、易遭黑客攻击、缺乏法律保障等问题，难以成为真正的货币。 区块链是比特币的底层技术，是基于点对点（P2P）网络的分布式记账系统。通过加密、时间戳、工作量证明与共识算法，区块链可有效地应用于任何存在信任关系的交易之中。未来，区块链在央行发行数字货币、降低支付清算成本、解决传统征信孤岛问题、提升证券交易可信等方面都存在应用可能。但目前，区块链技术的应用仍面临交易效率低、高能耗、区块容量过大、安全性以及与当前货币金融体系融合等各种问题。 以下为正文内容 货币数字化趋势 从古到今，人类有两个重大发明，一个是文字，一个是货币。文字使我们的精神世界能够被记录并传承下来，从最开始没有文字靠语言沟通，到有了文字、印刷术，到后来在信息可计量后进入了信息时代，信息最基础的计量单位就是比特。货币也是从无到有，一开始是物物交换，后来有一般等价物的特殊商品充当货币。历史上曾充当货币的特殊商品非常多，经不断选择淘汰，后来固定到如金、银等贵金属。但以贵金属作为货币，依然存在许多问题，如不同区域的标准可能不一致，也就有了后来政府对标准进行统一。比如说我们历史上的秦国之所以能强大，一个重要原因就是在统一文字和统一货币上做了非常重要的工作，促进了生产大发展。更进一步，我们发现在使用货币时，人们其实并不关心这个货币是否足值，甚至是否具有价值，由此历史上出现了的票号、钱庄，逐步产生了信用货币。当现代银行体系出现后，在现钞基础上又逐渐产生了电子货币。电子货币是有中心化的信用，即把已有的由中央机构颁布的法律约定信用的货币进行电子化。之后出现的数字货币是与电子货币是有本质区别的，数字货币本身靠算法就可以取得信任，不需一个中心化的机构来提供信用。 从货币形态的发展历程可以看出，货币从无到有，而且是趋向于从实物向虚拟方向发展。货币就是一个符号，本身并不需要具备价值，其价值可能来源于法律，甚至是一种信仰。最开始的货币是自然选择的结果，到后来是法定选择的结果，我们也看到在法定的这个过程中由原来的无中介机构到后来有中介机构（比如商业银行），甚至中心化的机构（比如中央银行）。 我们现在要探讨的数字货币，就是探讨能不能把中介取消，实现直接点对点的价值转移。当前基于中央银行和商业银行二元体系的货币发行、支付清算的成本是很高的。如果没有中心化的机构，点对点就能直接实现价值的转移，并且解决可信和双重花销的问题。至于去中心化是否能够降低这个成本？那我们就要比较这两个体系的效率和成本。我们的央行想推出的是法定数字货币，从今年9月份《中国金融》刊发的数字货币专题文章可以看出，其思路还是基于现有中央银行和商业银行二元体系，主要是希望利用诸如区块链等技术，以数字货币替代部分现钞。当然未来可不可能，甚至替换我们现有的中央银行电子货币的体系，同样也需要比较两者优缺点、成本和效率。但从货币形态发展历程看，货币数字化是一个必然的趋势。 对数字货币的探索 人们对数字货币的探索早在20世纪80年代就开始了。1990年产生第一种数字货币ECash，应用加密技术以保证消费者在交易中对商家匿名。1997年出现的HashCash使用了工作量证明系统，这后来成为比特币核心要素之一。同年，Haber和Stornetta提出用时间戳保证数字文件安全。1998年出现的B-money则强调点对点交易和交易记录的不可更改。这些早期探索为比特币的出现打下了坚实的基础。2008年10月31日，一个署名中本聪的人向几百个密码爱好者群发了一篇经典论文，阐述了比特币点对点、去中心化的核心思想；2008年11月16日又发布了比特币的代码；2009年1月3日，中本聪挖出第一个区块，即所谓的创世区块，比特币正式诞生。截至2016年11月30日全世界大概有714种数字货币，市值近138亿美元，其中比特币的市值占85.7%，此外占比较大的还有以太币、莱特币等。 比特币的优缺点 比特币有很多优点，包括它的去中心化实现了点对点的价值转移，基于算法达成共识，基于时间戳解决了双花问题，且稳定运行了7年。但是比特币也存在很多缺点，可能比优点还多。比特币在目前来说确已形成一个很大的市场，但要真正成为所谓的货币，还有很长的路要走。 第一个缺点就是交易确认通常需要数分钟甚至超过十分钟的时间，而我们现在市场上的交易可能是零点几秒，甚至是瞬时确认。 其二是存在发行量上限。这是一个很大的问题。比特币的发行机制也被称为挖矿，采用工作量证明（Proof of Work）共识机制。约定每10分钟生成一个区块，并在全网范围内以比较算力的方式竞争抢夺区块，每获得一个区块即能得到比特币奖励。最开始四年，一个区块的奖励是50个比特币，每下一个四年，奖励减半。以此规则计算，比特币发行量将在2140年趋近于其发行上限约2100万个。当一个货币有发行上限，就会产生一个可怕的问题，即如果人们永远相信它是有价值的话，它的价值从总体趋势上来讲将不断上升，这就会产生通货紧缩问题。这是比特币的一个根本缺陷，货币一定不能存在稀缺性。而且，价值不能太波动。当然货币无限发行会导致通货膨胀，而数量有限则会出现通货紧缩，对经济运行来说都不利，真正好的货币增长速度要保持与经济发展同步增长。所以，用任何实物作为货币，长期来讲都会存在这个问题。比特币数量只有约2100万个，虽然其最小单位可划分到十亿分之一，但终究数量是有限的。   其三是价值不稳定。比特币的价格最开始是0；2009年，按照耗电成本1美元可买1300多个比特币；2010年有人用1万个比特币才买到的价值25美元的匹萨优惠券；2010年第一个比特币交易所MtGox成立时，1个比特币相当于0.5美元，后来比特币的价格飞跃式上涨，最高曾在2013年涨至8000人民币；2014年MtGox被盗宣告破产，比特币价格暴跌为900人民币；目前大概在5000人民币左右。可见比特币的价格是极度波动的，这是比特币第三个致命的缺陷。它的价值波动剧烈，而要作为货币的话价值就必须要相对稳定。 其四是既透明又匿名，这本来是比特币的一个优点，但也使它容易成为洗钱的载体和资本外流的工具。用人民币买比特币，再把比特币以美元卖出，整个过程非常轻松容易。不过，现在许多比特币交易所也需要实名认证，我们央行也可以研究如何去管理它。 其五是比特币的发行机制耗费过大。刚才我们说比特币是通过算力竞争，就是挖矿获得。参与挖矿的人越来越多，为挖得更多区块，获得更多比特币奖励，更快的设备被投入到挖矿之中，全网算力不断提高，挖矿难度和成本也不断增大。从理论上推测，单个机构或者单个矿池最后挖矿成本一定是会接近所得比特币奖励的价值。所以说比特币最终的成本和它的价值应该是相等的。但从整体来看，众人在挖矿中投入的成本远超过所产生的比特币的价值。这样，实际上会形成大量的浪费，甚至会产生环境污染问题。 其六是区块总体体积不断变大。存储比特币需要比特币钱包，最基础的比特币钱包就是比特币核心钱包（Bitcoin Core）。我们知道比特币是一个账本系统，每一个交易之后都把数据写入区块，导致了它的数据量增长极快。如果现在钱包把整个数据同步，数据将接近100G，随着交易不断发生，存储的数据量将变得非常巨大。 除上述缺点外，比特币还有区块不可定制、协议功能单一、社区共识效率极低等问题。总而言之比特币确实有一些优点，但是我们可以看到，更多的其实是缺点。 比特币的货币属性分析 我们再从货币的角度对比特币做一个分析。 货币最根本的职能是价值尺度和流通手段，这就要求货币本身不具备稀缺性且价格必须稳定。黄金最终退出货币历史舞台也是因为其稀缺的原因，黄金生产的速度赶不上经济发展的速度。比特币的发行机制导致它的数量有限，我们也已经看到，加之比特币的价格非常不稳定，这都决定了它不可能成为一种真正的货币，最多只能作为一种数字资产。 另外，从货币发展历程，我们可以看到，货币越来越趋于符号化，货币本身不一定要具有价值，只要人们相信它有价值即可。在使用过程中，我们希望它无论是发行还是流通，成本都要尽可能小。当前我们发行纸钞也是有成本的，维护银行支付清算系统的成本也不低，但是至少其成本比货币名义上的价值要小得多。而比特币要靠算力竞争才能获得记账权，其发行成本是非常高的。 比特币目前被认为是不可伪造或被篡改的，但其加密技术也有被破解的可能，且处于开放互联网，也存在遭到黑客攻击的风险。如2014年比特币交易所MtGox遭黑客攻击，很多的比特币丢失，直接导致MtGox破产，比特币价格大幅下跌。 最后就是共同的信仰问题。货币是要有共同信仰的，目前众多法定货币的信仰来自于法定强制性，而比特币是没有法律保障的，它的公信力是比较低的。各国政府对待比特币态度不尽相同，美国商品期货委员会将比特币看成是一种商品；英国是比较积极，承认比特币是一种货币；德国表示支持比特币的合法化，但要对交易正常征税；法国则比较谨慎，在反洗钱等金融风险上对比特币要求严格。中国在2013年发布了一个关于比特币风险提示通知，直接导致比特币价格大幅下跌。今年1月央行召开数字货币研讨会后，比特币的价格开始回升。由此可以看出，央行对比特币的态度很大程度决定了比特币价格走势。目前而言，央行对数字货币的态度是积极的，且已经开始研发法定数字货币，而现有的数字货币的技术实际上都是值得借鉴的。 区块链技术应用前景及挑战 比特币成为真正的货币可能性很低，它带来的附属产品区块链技术可能才是其最重要的一个贡献。 首先，区块链技术是基于点对点（P2P）网络的。它没有一个中介化、中心化的机构角色，任何一个节点退出，并不影响整个系统运行。但在中心化或中介化的系统中，如果中心化机构退出，一定会影响整个系统运行。这就要求中心化的机构一定要有公信力且能力特别强。就像我们现在的中央银行，维护系统能力是超强的，在安全方面、数据保密方面都是可信的。 其次，区块链技术是分布式的记账数据库，即各个点都可以记账，而且可以查看账本。中心化系统做不到这一点。 第三，区块链技术通过加密技术建立了一个点对点的价值转移协议。在区块链技术之前，我们的互联网是一个信息互联网，价值的转移必须通过中心化的机构进行记账。我们知道现代经济生活中有这么几个流：一个是信息流，我们做任何事情首先要进行沟通，进行交流；第二个是资金流，经济往来一定有资金流；如果涉及实物商品，交易中还涉及到物流;人本身也需要流动，就是人流。其实电子货币本身也是一种信息，然而它不能像一般信息直接在当前的互联网上转移，因为可能存在虚假和“双花”问题，从而需要中心化或中介化机构通过记账来解决。目前的互联网金融，如P2P网络借贷，还不能真正实现价值的直接转移，仍然需要中心化机构即现有的银行体系记账实现价值转移。但是，通过区块链技术，完全可以实现直接点对点的价值转移。如果区块链技术能够很好地推进，未来的互联网可以实现价值互联网，这是非常具有革命性意义的。 第四，区块链技术还是一个账务系统，甚至是一个互联网资产管理系统。它不仅仅适用于货币，还适用于任何需要取得信任的交易，包括诸如签订合同、合约，各类证券的登记，托管等，凡是发生信任关系的地方、行为、活动，区块链技术都可以在其中扮演角色，其应用前景广阔。 我们可以把应用于比特币的区块链技术看作是1.0版本，现在应用于诸如股权登记等智能合约等方面的区块链技术2.0版本正在发展。未来只要有信任关系存在的地方区块链都可运用，但主要还是集中在以下领域： 一是数字货币。但是这个路实际上还很长，我个人觉得私人的数字货币要真正成为货币的前景很渺茫。但如果中央银行能很好地利用数字货币核心底层的区块链技术来发行法定数字货币，却是能解决许多问题的。包括可以避免竞争挖矿这种能源消耗大、投入设备多等问题，也能够通过法律解决数字货币公信力的问题，还能够解决价值稳定性及数量有限的问题。利用现有的中央银行和商业银行的这种二元支付清算系统，还能进一步降低成本，提高效率。此外，相当关键的一点就是央行如果利用这种技术，可对货币交易进行追溯，在反洗钱，甚至反贪污腐败等方面能发挥极大作用。央行推行法定的数字货币，我觉得是很值得期待的。 二是支付清算。大家可以阅读比特币白皮书，比特币体系实际上就是一个支付清算、价值转移系统，这是一个很天然的应用。Ripple系统就是一个去中心化的全球金融支付系统 ，已取得了很大进步。央行发行法定数字货币有很多好处，但各央行无法改变其他地区或国家的主权货币，依然需要进行汇兑。我们可以想象，如果全世界都用同样的技术来发行法定数字货币，实现全球货币的统一，就能解决汇率的问题。那将是人类一个非常伟大的发明，对全世界经济的发展都是好事，当然这是非常困难的。 三是征信。征信市场是一个巨大的蓝海市场，传统征信市场面临信息孤岛的问题，传统技术架构也难以满足共享征信数据发掘数据蕴藏的价值的需求。而区块链本身就可以形成信用，为解决这些难题提供了一种全新的思路，可以提高征信公信力，显著降低征信成本，进而可能打破数据孤岛的障碍。 四是证券交易。世界上已有证券交易所在进行探索区块链技术应用的问题。2015年末，纳斯达克首次使用了区块链技术交易平台记录私人证券交易。澳洲交易所利用区块链技术与银行账户连接，实现了买卖股票后资金的迅速到账。 区块链应用面临的主要挑战实际上跟其本身的技术实现有关。首先是区块链的交易效率还非常低，交易验证的时间长，难以满足巨量交易的需求。其次是区块链技术应用能耗过高。三是区块链存储的容量太大，对网络带宽形成很大挑战，难以应对诸如外汇、股票等市场的大规模交易。四是其赖以为基础的非对称加密技术并非不可破解，可能存在安全性问题。此外还有与当前金融体系融合的问题，以及因升级完善在技术上产生的硬分叉问题等。总体来说，区块链技术的应用前景非常广阔，但是也存在许多挑战，需要技术、金融、法律等各行业的从业人员共同努力，才能够把上面所说的前景和应用变成现实。 [1] http://www.thfr.com.cn/wp-content/uploads/2016/12/640.jpg
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