区块链：从技术到应用

作者简介

李振军，博士，高级工程师，研究方向为区块链技术、数据挖掘。 他主持区块链相关省级课题2项、市级课题2项，在高水平期刊和学术会议上发表论文17篇（第一作者），并拥有多项发明专利。 廖银萍，硕士，发表专业论文数篇，获多项省部级教科研成果奖

内容简介

第一节 金融领域 金融在国家经济增长与发展中起着重要的调节与控制作用。区块链技术应用于金融领域，通过共享分布式节点，共同维护一个可持续成长的数据库，保证了信息安全与准确。这是基于场景驱动、解决现实痛点，可以促进金融创新、服务实体经济、推动技术升级的变革。 一、发展背景 在中国信息通信研究院发布的《区块链白皮书》中，区块链被定义为一种由多方共同维护，使用密码学保证传输和访问安全，能够实现数据一致存储、难以篡改、防止抵赖的分布式账本技术。中国人民银行发布的《金融分布式账本技术安全规范》将分布式账本定义为一种分布式基础架构和计算范式，包括密码算法、共识机制、点对点通信协议、分布式存储等。分布式账本是区块链的核心技术之一。除了分布式账本之外，区块链的核心技术还有非对称加密、共识机制、智能合约等。正是这些核心技术让区块链具备去中心化、开放性、独立性、安全性和匿名性。区块链的这五大特性，将有助于构建数字经济的信任基础设施，推动产业链中的多方分布网络建设，促进经济发展。 2021年，区块链产业政策遍地开花，中央各部委、各省市地方政府共出台了1 000多项与区块链相关政策。 2021年，在区块链专利申请数量方面，中国居于世界前列，占全球专利申请总量的84%。其中，区块链技术专利申请人主要集中在北京、上海、浙江、江苏和广东。 2021年，中国区块链标准化工作突飞猛进，全年新增了82个区块链相关标准，占全国区块链标准总数的53%。 二、现状分析 从目前我国互联网金融和金融科技发展的具体情况看，金融业在很多领域、业务办理方面都与信息技术紧密结合。我国银行、保险、证券等金融业企业正逐步推进数字化进程。信息技术在一定程度上提高了金融行业的效率和管理水平，同时也带来了金融风险的新特征。这些现象的出现，使金融行业面临着更大的挑战。金融行业要不断提高自身能力，采取针对性措施，完善金融行业发展的制度规范，营造良好的内外部环境，促进信息技术与金融行业良性互动。 金融行业与信息技术融合的核心特征是将信息技术应用于金融领域。信息技术应用于金融行业的优势主要体现在： （1）信息安全性。基于区块链技术的网络安全工作原理是由多个节点承担数据记录任务，通过节点之间相互传递需要的数据，从而形成一个庞大而精确的数据网络。在数据传输期间，下一节点将检验上一节点传输数据的真实性。因此，数据造假比以往更加难以实现。区块链技术在保证数据传输效率的同时，还保证了数据的真实性和准确性。在这个过程中，信息不断积累和传播，最终形成了一个统一的信息库。信息技术应用于金融业务信息管理活动，可以有效地维护金融行业信息安全，提供可靠的信息资源保障，促进金融业务信息管理活动开展。 （2）去中心化。与传统数据库技术相比，区块链技术最大的不同之处在于它具有去中心化的特征。在基于区块链技术构建的网络中，每个节点都是平等的，每个节点承担的任务各不相同，有的节点负责记录数据，有的节点负责传输数据，还有的节点负责上述两种任务。整个网络系统是通过各个功能节点相互协作完成的。在这种模式下，当某个节点出现故障，无法正常运行并完成相应的工作时，它的工作内容将由其他节点代替，而不影响整个网络系统正常运行。以区块链技术为基础的网络具有去中心化的优势，将为金融行业运营提供可靠的网络技术支持，从而进一步提高金融业务信息管理活动的效率与水平。 银行业是金融业数字化转型最为全面和广泛的领域之一。目前，很多银行已经建立了自己的金融科技子公司。随着大数据时代到来，信息技术已经渗透到银行的各个方面。灵活运用信息技术能完善银行风险控制系统，增强银行风险控制能力，增强银行数据分析能力。现阶段，银行的多项业务已经初步实现了数字化转型：互联网移动支付，主要创新领域包括信息安全、图像和人脸识别、支付、实时清算协议、电子钱包等综合支付服务业务、跨境支付平台应用场景等；小额信贷，利用投资资金和数据驱动的在线网络数据平台，直接或间接向用户和小微企业借贷资金；金融服务，金融科技公司在收集和处理金融信息方面呈现出系统化、智能化、自动化的趋势，包括前台投资决策、中后台风险控制管理、运营机制管理等，为投资决策提供参考。 保险业数字化仍处于起步阶段。目前，许多保险公司实施了数字化发展战略，通过信息技术优化保险业务，提高了保险业务的风控、服务和精算水平。在现阶段保险业转型的过程中，信息技术正不断推动保险核心环节转型。通过应用信息技术，保险公司可以更准确地分析用户需求，从而推出更加完善的保险方案。 在监管机构的大力支持下，证券公司纷纷加大对信息技术的投入，通过与高科技企业合作提升自身的运营效率和服务水平。证券公司利用信息技术，一方面可以提高挖掘客户价值的能力，使客户服务更加精准、细致；另一方面，也可以提高证券公司服务水平，优化用户体验。 三、未来趋势 区块链系统基本框架包括数据层、网络层、共识层、激励层、协约层、应用层，如图81所示。 数据层封装底层数据区块以及数据加密、时间戳等；网络层包括分布式组网机制、传播机制、验证机制；共识层主要封装网络节点的各种共识算法；激励层主要是把经济因素纳入区块链技术体系，包括发行机制、分配机制；合约层主要对各类脚本代码、算法机制、智能合约进行封装，为区块链编程特性奠定了基础；应用层则将区块链应用场景与案例封装起来。 区块链系统代表性的创新点包括基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制以及基于共识的经济激励与灵活编程智能合约。 基于以上技术特点，区块链解决了金融行业存在的四个问题： 1.信用 金融机构从本质上来说是一种信用中介。信用体系建设能够提高社会运行效率，减少无效作业，简化和优化流程。但是衡量一个人信用的维度有很多，也很复杂。区块链金融的本质在于解决信用问题。区块链金融具有点对点交易、分布式账本、不可篡改等特点，具有快速、低成本等优点。借助区块链技术收集、整理金融行业相关的票据业务信息，实现票据信息可追溯， 可以降低信息不对称性、加强交易用户之间的信任感。 2.风险 金融风险既有非系统性风险，也有系统性风险。非系统风险是指除了系统性风险以外的偶发性风险。系统性金融风险是指参与金融活动或交易的整个系统由于外部因素或内部因素的影响而发生剧烈波动、危机或瘫痪，使单个金融机构无法幸免，通常以国家、地区战争或骚乱，全球性或区域性经济衰退等形式出现。这些因素单独发生或综合发生，导致证券价格剧烈波动， 涉及面广，无法事先采取针对性措施规避和利用，即使分散投资也无法降低风险。 金融行业防范非系统性风险的主要手段是层层审核，但是这样做的成本很高。随着各种监管法规不断完善，金融监管范围逐渐扩大，监管成本不断上升。区块链可以通过防篡改、高透明度以及去中心化地实时结算与清算来降低监管成本。此外，运用区块链技术，可以构建宏观经济环境指标、行业环境指标、核心企业指标、背书人信息指标、核心企业和背书人的法人信息指标、征信指标、票据层面指标等。这样既可以根据风险得分判断业务的可行性，又可以通过动态调整风险得分，实时监控已开展的业务。因此，区块链技术应用于金融行业，可以有效降低成本和风险。 3.知识产权保护 分布式存储技术是提高知识产权服务效率的有效途径。当数据库出现问题时，其他节点仍能正常工作。同步更新机制保证了整个网络的一致性和同步性。共识机制的特点是使用多种方式共享信息，如公有链、私有链和联盟链：私有链可以保证区块链完全由某个组织或机构控制；联盟链是由预选节点控制的区块链，可以促进联盟成员之间技术交流和转移，并保证数据私密性；公有链可以为所有主体提供信息搜索、查询等活动。智能合约保证了可追溯性，一旦开始执行知识产权服务，合约逐项完成后立即生效，可以查询。时间戳可以保证数据来源和更新内容的可靠性，从而保护知识产权。 4.资产证券化 资产证券化包括以下三个方面： （1）固定资产证券化的对象包括房地产等。通过区块链技术，金融机构可以将固定资产的相关信息转化为适合于区块链环境的价值数据，从而实现一定程度的通证化，实现资产证券化。 （2）企业、组织收益证券化的对象包括股权、收益权、分红权、代币流通增值收益权等。借助区块链技术，金融机构可以将企业、组织的经济活动、未来收益和延伸收益等资产证券化。 （3）流通资产证券化的对象包括石油、钢材等原材料和大宗商品。借助区块链技术，金融机构可以将这些资产证券化，提高了企业资产的流通 效率。 区块链技术在中国资产证券化市场中有着巨大的应用潜力，其应用范围可以涵盖证券化产品设计、发行、交易、结算等各个环节。金融机构运用区块链技术对这些环节重新设计，可以为自身带来一系列潜在的收益。 区块链技术在金融领域的应用尚处于起步阶段，但作为一种创新的金融科技解决方案，它已经显示出作用和优势。2020年，中国人民银行发布了《金融分布式账本技术安全规范》。种种迹象表明，“区块链+金融”正在规范化、系统化的基础上不断创新。 1.从起源到发展，从架构到技术，详解区块链技术、概念、特征、原理、分类； 2.细述区块链7大应用领域的场景、现状与进展； 3.从技术底层逻辑到应用落地场景，探寻区块链的商业机会。