标题：张伟、陈旸：区块链技术在数字货币应用中的前景与挑战
时间：2017年4月7日 (下午4:27)
分类：封面专题, 封面专题-总41期, 总41期, 清华金融评论杂志文章
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作者：清华金融评论

本文介绍了数字货币产生的历程和现状，从技术实现、经济属性、交易形式等方面分析了当前最主要的数字货币比特币的优缺点，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。 货币数字化趋势 从古至今，人类有两个重大发明，一个是文字，一个是货币。文字的出现使人类的精神世界能够被记录并传承下来。货币也是从无到有，先是物物交换，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，逐步固定到金、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。秦国之所以能强大，一个重要原因就是统一文字和货币，促进了生产力的大发展。更进一步，在开始使用货币时，人们其实并不关心其是否足值，甚至是否具有价值，由此历史上出现了票号、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。电子货币具有中心化的信用，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与电子货币有本质的区别，数字货币靠算法就可以取得信任，不需要一个中心化的机构来提供信用。 由此可见，货币从无到有，并且趋向于从实物向虚拟方向发展。货币是一个符号，本身不需要具备价值，其价值可能来源于法律，甚至是信仰。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，在法定的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），甚至有中心化的机构（比如中央银行）。 我们现在要讨论的数字货币，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、支付清算的成本很高。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成本，这就需要比较这两个体系的效率和成本。中国央行想推出的是法定数字货币，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，甚至替换现有的中央银行电子货币体系，同样也需要比较两者优缺点、成本大小和效率高低。但从货币形态发展历程看，货币数字化是一个必然的趋势。 数字货币的早期探索 人们对数字货币的探索起源于20世纪末。1990年，David Chaum创建了数字现金公司DigiCash，并实验了一个数字化的货币系统，称为Ecash，应用加密技术以保证消费者在交易中对商家匿名。1997年，Adam Back发明了Hashcash，其中用到了工作量证明系统（Proof of Work），这种工作量证明后来成为比特币的核心要素之一。同年，Haber and Stornetta提出了一个用时间戳（Timestamp）的方法保证数字文件安全的协议，这个协议是比特币区块链协议的原型。1998年出现的B-money则强调点对点的交易和不可更改的交易记录。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，一个署名为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。 受比特币的带动，各种数字货币纷纷涌现。截至2017年3月23日，全世界共有676种数字货币，市值近238亿美元，其中比特币占71.2%，此外占比较大的还有以太币（Ethereum）、达世币（Dash）等。 比特币的优缺点 比特币是一个点对点的电子现金系统，是一种创新型支付网络和一种新的数字货币。其优点在于，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，且已稳定运行了7年。但是不可否认，比特币也存在很多缺点： 其一是交易确认通常需要数分钟甚至超过10分钟，而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。比特币的发行机制也被称为挖矿，采用工作量证明共识机制。约定每10分钟生成一个区块，生成新区块的节点获得比特币奖励，奖励每4年减半，最早为50个比特币/区块，目前为12.5个比特币/区块。以此规则计算，比特币的发行量将在2140年达到2100万个上限。当一个货币存在发行上限，它的价值从总体趋势上来看将不断上升，由此将产生通货紧缩，不利于经济的健康运行。 其三是价值不稳定。比特币的价格最初为零；2009年10月5日，New Liberty Standard发布比特币汇率，按耗电量计算，1美元相当于1309.03比特币；2010年11月6日，第一个比特币交易所MtGox成立，1比特币相当于0.5美元；此后，比特币的价格出现飞跃式上涨，在2013年11月涨至8000元人民币的历史高点；2014年2月，MtGox被盗宣告破产，比特币价格暴跌至900元；近期比特币的价格暴涨，又回到7000元的水平，可见比特币的价格是极度波动的，而要作为一种货币，价值就必须要相对稳定。 其四是既透明又匿名，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，整个过程非常容易。不过，现在许多比特币交易所也需要实名认证，央行也可以研究如何去管理它。 其五是发行机制耗费过大。比特币是通过算力竞争，即挖矿获得。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的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。这样实际上会造成大量的浪费，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）。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订制、协议功能单一、社区共识效率极低等问题。因此，比特币要真正成为所谓的货币，还有很长的路要走。 比特币货币属性分析 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。比特币的发行机制导致它的数量有限，加之比特币的价格极不稳定，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，从货币发展历程来看，货币越来越趋于符号化，其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，而比特币没有法律保障，公信力也比较低。中国在2013年发布了《关于防范比特币风险的通知》，直接导致比特币价格大幅下跌。2016年1月，中国人民银行召开数字货币研讨会后，比特币的价格开始回升。由此可见，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都值得借鉴。 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才是其最重要的一个贡献。 首先，区块链技术基于点对点（P2P）网络。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，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。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、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。笔者认为，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，就能解决许多问题，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，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。 二是支付清算。支付是金融市场最重要的基础设施，区块链技术最先革新领域就是支付清算。Ripple系统就是一个去中心化的全球金融支付系统。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。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，进而打破数据孤岛的障碍。 四是证券交易。区块链技术可以显著提升登记、发行、交易、转让、交割清算效率，也可以保障信息安全与个人隐私。世界上已有证券交易所在进行探索区块链技术应用。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。 实际上区块链应用面临的主要挑战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。 ［张伟为清华大学副研究员、《清华金融评论》副主编，陈旸为《清华金融评论》内容总监。本文根据作者张伟在深圳金融学会举办的“金融鹏程大讲堂”（第四讲）专题讲座的发言整理。本文编辑/陈旸］
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