区块链技术发展现状及其金融应用研究 -王如迅 -2018年金融学会课题
区块链技术发展现状及其金融应用研究
摘 要
区块链技术被认为是继蒸汽机、电力、信息和互联网科技之后，目前最有潜力触发第五轮颠覆性革命浪潮的核心技术，《华尔街日报》将其誉为“500年以来金融领域最重要的创新”。金融服务是区块链技术的第一个应用领域，不仅如此，由于该技术所拥有的高可靠性、简化流程、交易可追踪、节约成本、减少错误以及改善数据质量等特质，使得其具备重构金融业基础架构的潜力。目前，区块链的应用已从单一的数字货币应用，例如比特币，延伸到经济社会的各个领域，如金融服务、供应链管理、文化娱乐、智能制造、社会公益、教育就业，逐渐显露出星火燎原之潜力。
本论文分析区块链技术发展现状和在金融业的应用场景，包括区块链技术概念、区块链发展演进路径和典型应用场景。以中国银行河南省分行尊享积分系统为例，阐述了该场景的需求背景和实际痛点，重点讲述在多方参与的积分兑换处理环节采用HyperLedger Fabric区块链技术解决用户痛点、提升效率、保护隐私、防篡改、可溯源等方面的重大意义，是区块链+供应链金融的一个具体案例，具有实际的应用价值。
关键词 区块链技术 尊享积分 供应链金融 HyperLedger Fabric
一 区块链技术发展现状
（一）区块链技术概念
中心化的记账方式，因为账本的内容是唯一的，所以就导致记账是一种天然的中心化的行为，在通信手段不发达的时代，这是必然的选择，在如今的信息时代，中心化的记账却有一些显而易见的问题：一旦这个中心出现问题，如被篡改、被损坏，整个系统都会面临危机乃至崩溃。互联网上的贸易，几乎都需要借助可信赖的第三方信用机构来处理电子支付信息。这类系统仍然内生性地受制于“基于信用的模式”。区块链技术是构建比特币区块链网络与交易信息加密传输的基础技术。它基于密码学原理而不基于信用，使得任何达成一致的双方直接支付，从而不需要第三方中介的参与。
区块链技术起源于化名为“中本聪”（Satoshi Nakamoto）的学者在2008年发表的奠基性论文《比特币: 一种点对点电子现金系统》。狭义来讲, 区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。广义来讲，区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式[1]。
区块链是一个分布式账本，一种通过去中心化、去信任的方式集体维护一个可靠数据库的技术方案。从数据的角度来看：区块链是一种几乎不可能被更改的分布式数据库。这里的“分布式”不仅体现为数据的分布式存储，也体现为数据的分布式记录（即由系统参与者共同维护）从技术的角度来看：区块链并不是一种单一的技术，而是多种技术整合的结果。这些技术以新的结构组合在一起，形成了一种新的数据记录、存储和表达的方式。
（二）区块链发展演进路径
目前，区块链技术被很多大型机构称为是彻底改变业务乃至机构运作方式的重大突破性技术。同时，就像云计算、大数据、物联网等新一代信息技术一样，区块链技术并不是单一信息技术，而是依托于现有技术，加以独创性的组合及创新，从而实现以前未实现的功能。
至今为止，区块链技术大致经历了4个发展阶段，如图1所示。
图1 区块链技术发展的4个阶段
区块链1.0就是以比特币为代表的虚拟货币，虽然问题重重，包括价格的剧烈波动、数量上限可能导致的通货紧缩、挖矿对能源的浪费、各国政府监管的限制等等，但其仍然是区块链技术最成功的应用，并为人们勾勒了一幅理想的远景—全球货币的统一。货币的发行不再依赖于各国的央行。这个1.0起点很高，但路途可能是最遥远的，因为要连起这样一个全球的区块链网络，需要所有个人和机构的共同参与才能达成。
区块链2.0通过智能合约来彻底颠覆了传统货币和支付的概念，可以被理解为区块链技术在其他金融领域的运用。包括目前华尔街银行联合想要打造的区块链行业标准，提高银行结算支付的效率，降低跨境支付的成本；交易所积极尝试用区块链技术实现股权登记、转让等功能。
区块链3.0将区块链应用的领域扩展到的金融行业之外，覆盖人类社会生活的方方面面,在各类社会活动中实现信息的自证明,不再依靠某个第三人或机构获得信任或建立信用，实现信息的共享,包括在科学、健康、教育、司法、医疗、物流等各个领域,区块链技术可以解决信任问题,提高整个系统的运转效率。
区块链系统根据应用场景和设计体系的不同，一般分为公有链、专有链和联盟链。区块链发展生态包括开源社区、产业联盟、骨干企业、投资机构、金融机构、监管机构。区块链技术和应用的发展需要云计算、大数据、物联网等新一代信息技术作为基础设施支撑，同时区块链技术和应用发展对推动新一代信息技术产业发展具有重要的促进作用。
（三）区块链典型应用场景
目前，区块链的应用已从单一的数字货币应用，例如比特币，延伸到经济社会的各个领域，如金融服务、供应链管理、文化娱乐、智能制造、社会公益、教育就业等。除金融服务行业的应用相对成熟外，其他行业的应用还处于探索起步阶段。金融服务是区块链技术的第一个应用领域，不仅如此，由于该技术所拥有的高可靠性、简化流程、交易可追踪、节约成本、减少错误以及改善数据质量等特质，使得其具备重构金融业基础架构的潜力。区块链在供应链金融、贸易金融、征信、交易清算、积分共享、保险、证券等具有典型的应用场景。
区块链+供应链金融（参见【2】）：1、解决信用孤岛问题。2、解决核心企业信用。3、丰富可信的贸易场景。将交易数据整合及上链，实现线上化的交易记录、合同、单证等完整的记录。可以将银行的融资服务扩展到核心企业以及供应商之外的其他中小企业。4、智能合约防范履约风险。智能合约是一种满足执行条件可自动执行的计算机程序，机器信用的可靠性和效率可以极大提高交易双方的可信度和效率，并有效管控风险，是一种创新的交易制度。5、实现融资降本增效。把整个商业体系中的信用将变得可传导、可追溯，共享核心企业信用，为大量原本无法融资的中小企业提供了融资机会，极大提高票据的流转效率和灵活性，降低中小企业的资金成本。从根本上解决小微企业融资难、融资贵的问题，实现核心企业去库存。
二：某行尊享积分系统区块链技术金融应用研究
下面以某行尊享积分系统为例，讲述区块链+供应链金融的具体应用场景。
（一）尊享积分系统需求背景
某行的尊享积分业务从2012年在全国范围推出，是根据中高端客户月均资产为客户赠送的资产类积分，与银行卡交易积分相互独立。2012年11月1日起，中高端客户可通过总行渠道(尊享网站和中行客服)消费尊享积分并兑换增值服务，如高尔夫畅打、健康医疗等服务。另一方面，客户也可通过分行渠道（尊享积分POS刷卡）消费积分并兑换增值服务，目前我行网点均已安装了尊享积分POS，中银保险服务即采用此种方式进行。目前总行渠道可兑换的是全国范围类的服务种类，并且仅限于体育场馆预定、健康医疗、高尔夫、礼宾车及税务咨询等几类服务，与同业相比，种类较少，选择余地不多，客户总体兑换率不高。分行渠道的网点积分POS虽然可实现积分兑换，但积分报表仅记录交易积分数、交易状态等信息，无法区别所兑换的服务种类及对应的供应商。
在此背景下，银行需要通过建立全行统一的尊享积分系统，规范积分兑换业务，增加客户积分兑换渠道，提高客户积分兑换的便捷性，提高我行积分兑换使用率，节约银行市场营销费用的同时，可减轻一线压力，集中管理交易数据。此外，借助全行统一的促销活动系统，配合支持金融资产提升等核心业务指标阶段性开展积分促销活动，如向符合一定金融资产晋级条件的客户赠与多倍积分，向进行基金、理财、债券等交易的客户赠与多倍积分，提升客户金融资产，增加银行中间业务收入，提高客户满意度和忠诚度。
我行目前针对中高端客户提供精细化服务的尊享积分平台，积分的加工、计算、统计、成本分摊、落账等环节全靠手工计算，效率低下且容易出错，已经成为制约我行为中高端客户提供增值服务的瓶颈，严重影响我行针对中高端客户提供的精细化工作。通过河南分行尊享积分系统能够显著提高业务效率，提升客户体验，大幅缩短尊享积分商户的结算时间，同时通过系统校验机制可提高风险防范能力，减少柜员操作风险，对我行中高端客户基础建设工作以及各项业务发展具有积极长远的作用。
（二）积分兑换处理环节采用区块链技术
尊享积分系统主要实现以下功能：网点通过本系统为客户选定本人积分可兑换内容驱动积分POS机具，个人客户通过网点积分POS刷卡消减本人名下积分，兑换指定的礼品或服务，系统每日出具兑换明细。由系统出具报表数据，据以与供应商结算，通过录入结算信息，由系统出具结算相关数据。采用区块链技术使商户接入采用双方互认，信可的形式，商户认可积分兑换的服务，并将客户积分兑换的服务反映至商户平台。客户兑换尊享积分后，在终端商户消费时，需将客户姓名、手机号、服务名称、价值等消费信息上送区块链。
积分兑换的处理须采用双方互信认可的方式进行，依据该特点，该环节使用区块链技术进行实现。
该环节的处理应该体现以下特点：
1、开放性。同时保证私密性。银行尊享积分兑换的交易数据对接入进来的商户是公开透明的，每个商户都可以接入。但商户间的私有信息要保证私密隔离，相关方相互可见，而非相关方不可读。
2、一致性。兑换环节按照一致的规范标准进行，商户接入方式与步骤统一。保证无人为干预。
3、防篡改。应用区块链技术保证历史记录的一致性，可溯源，所有记录可寻，防止恶意篡改。
4、隐私信息加密。由于公开透明的接入方式，身份证号、电话号码等个人信息需要加密，防止信息泄露。
5、区块链平台存储所有的积分兑换信息，包含所有兑换流水，包括兑换类型（普通兑换或促销兑换）、卡号、产品/服务编号、交易日期时间、积分数、兑换结果等信息，其他额外业务流程信息不上链。
6、区块链部分须提供常规的统一交互接口，供商户使用。
7、为保障系统维护，在区块链外部挂载备份信息用数据库，同步记录信息。
尊享积分客户服务平台与区块链平台之间的关系如图2所示，其中商户接入区块链后，是否更新兑换流水，可以根据商户需要而定。
图 2 尊享积分客户服务平台与区块链平台的关系
尊享积分系统为分行新建应用系统，系统主要分为两大模块：分行银行卡特色业务平台（SSP）和区块链平台。SSP系统主要负责积分兑换服务信息的维护、积分兑换交易的处理、对接总行POSP系统等业务；区块链平台主要负责商户接入尊享积分客户服务平台，将客户消费的每一笔交易记录进行上链，通过区块链技术的可溯源特性来实现服务商品的溯源，来保证中行尊享积分系统服务和产品的高品质。同时搭建服务提供商（商户端）、中行兑换方（中行）的公共账本的“尊享积分联盟链”（如图3所示）来达到信息实时同步、实时共享，避免各单一系统各自记账而造成的信息孤岛情况。该联盟链的共识以中行、商户端主节点进行，客户在中行进行的每一笔积分兑换产品记录以及在商户端进行的每一笔消费记录均需得到节点的共识，才能确认通过上链。尊享积分兑换交易记录上链：在业务流程中可以让尊享积分的兑换交易记录及客户在商户端的消费记录映射成智能合约的形式进行上链。尊享积分系统的整个业务流程包括客户勾选兑换产品，进行积分支付，购买完成，整个消费记录的过程可以进行实时的上链，来保证每一笔交易记录的不可抵赖。同时多方参与对每笔交易和每个服务产品上链共识认可的机制，保证了每一笔交易和服务产品的高可信，避免中心化系统的信息篡改风险。同时引入区块链技术的隐私加密技术，可以最大程度的保护高端客户消费交易的隐私性，只有相关授权方才能查阅相关信息。各参与方通过引入区块链技术，多方参与，共同成为系统的主体，减少彼此的戒心，进一步增加彼此合作的可能性从而达到基于区块链技术的可信任分布式商业生态的良性效果。最终通过区块链技术“可信、可查、可溯源、可共享”的特性来使消费者交易更安全、便捷。
区块链平台基于我行中银区块链互联平台（BIIP）进行开发，并本地化部署于分行托管云。
图3 尊享积分联盟链
分行银行卡尊享积分特色系统，搭建了一个我行积分服务兑换的平台，对接了服务提供商家（b端）及服务消费方客户（c端）。是整合了供应链下游商家端及供应链上游客户消费端的积分消费平台。从整个交易流程来看此积分消费平台属于供应链系统中的一个场景，中行端提供的尊享积分特色平台可以提供最基础的交易撮合功能，为实现该系统最好的用户体验及价值最大化，可以建设成基于区块链技术的尊享积分特色系统，通过区块链技术搭建出B2S2C的积分消费新模型。
（三）尊享积分客户服务平台架构图
图 4 尊享积分客户服务平台架构图
尊享积分客户服务平台架构图如图4所示：
1.分行银行卡尊享积分特色系统提供WEB应用维护管理界面，维护系统参数、机构信息、供应商信息、兑换产品/服务信息、客户名单信息、促销活动信息，进行流水查询、报表报表等功能。
2.分行银行卡尊享积分特色系统提供WEB应用积分兑换界面，用于网点人员为客户进行积分兑换业务。
3.POS机与网点PC机连接，由WEB应用积分兑换页面的控件驱动,用于客户刷卡刷入密码,向总行POSP发起积分查询、积分消费等联机交易。
4.总行POSP受理分行POS发送的联机交易请求，并路由至总行积分平台进行相应业务处理。
（四）中银区块链互联平台(BIIP)简介
我行中银区块链互联平台逻辑架构图如图5所示：
图 5 中银区块链互联平台逻辑架构图
1、平台底层架构依托于HyperLedger Fabric[3]平台，Fabric主要功能如下：
（1）部署区块链网络中的Peer节点和order节点，实现交易的广播、认证及上链。其中Peer节点主要用于交易的认证和上链，生成交易的读写集合，按照业务逻辑又可划分为背书节点（Endorser）和执行节点（Committer）；order节点主要用于实现共识机制，按照部署方式分为solo单节点部署和kafka集群部署，根据交易量大小进行合理部署。此外Peer节点和Order节点均部署于Docker容器中。
（2）通过Fabric提供的CLI工具，实现智能合约的开发调试与部署安装。智能合约的开发基于Go语言，目前基于该平台已封装四大类智能合约模板：主题信息类、账户类、资产类、业务报文类。
2、平台应用服务层的BIIP模块和Sync数据同步模块主要实现业务处理和账本影子库的数据同步功能。
3、平台BCCP层面向业务应用系统，提供对外服务接口、业务预处理以及账本影子库功能，其中账本影子库使用传统数据库，提供各类自定义的业务查询。
三：总结
区块链是一项基础性技术，它有潜力为供应链金融行业的经济和交易制度创造新的技术基础。可以肯定的是，区块链技术将深刻改变供应链金融行业的商业运作，这种改变远远大于供应链行业的改变。区块链应该不仅是传统业务模式的挑战，更是创建新业务和简化内部流程的重要机会。本文首先阐述了区块链的发展现状，重点讲述了区块链技术简介，区块链技术发展演进路径和典型应用场景。然后以中国银行河南分行尊享积分系统为例讲述区块链在多方参与积分兑换处理环节的实际应用场景，解决用户痛点、提升效率、防篡改、可溯源等方面的实际意义，是区块链+供应链金融的一个具体案例，希望能带来有益的启发。
参考文献
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