区块链核心技术

一是基于时间戳的“区块+链”结构，即每个区块的块头包含了前一区块的交易信息压缩值，每个区块主体上的交易记录是前一区块创建后、该区块创建前发生的所有价值交换活动，信息记录带有时间戳且不可篡改，保证了交易信息的不可伪造、不可虚构、不可篡改和交易活动的可追踪查询（见图4）。

图4　区块链结构示意

二是非对称的加密算法，即区块链的加密和解密过程使用的是一对非对称的密钥对，用公钥加密、私钥解密，私钥可以对信息签名，而对应的公钥可用以验证签名，实现了透明数据背后的匿名性（见图5）。

图5　私钥、公钥及比特币地址之间的关系

三是共识证明机制，即通过某种证明算法证明区块的正确性和所有权，以使各个节点达成共识，主要有工作量证明机制（Proof of Work，简称POW）、权益证明机制（Proof of Stake，简称POS）、股份授权证明机制（Delegated Proof of Stake，简称DPOS）和各种拜占庭容错算法。目前比特币使用的是工作量证明机制，完全去中心化，节点可自由进出。

四是分布式记账与存储，即区块链的记账和存储功能分配给了每个节点，所有节点共同组成一个超级大数据库，使得系统具有强大的容错能力。区块链系统构建了一整套开源的、去中心化的协议机制，让每个节点参与记录的同时也参与验证其他节点记录结果的正确性，并且参与记录的网络节点会实时更新并存放全网系统中的所有数据。

区块链的金融应用场景

支付清算

在金融体系中，消费支付是出现频率最高的交易之一，也是在目前条件下区块链技术应用最早和最为成熟的领域之一。区块链技术在资金转移，尤其是在跨境消费和支付结算业务上的潜在优势格外突出。区块链摒弃了中转银行的角色，在跨国买卖方和收付款人之间建立了直接交互的关系，从三方交易变为两方交易。由于不需要中转行之间的业务关系，支付网络的维护费用可以被取消，同时竞争加剧将对手续费和外汇业务利润造成压力，可以有效降低总体成本。并且区块链端对端的支付简化了处理流程，加快了清算速度，有效提高了资金利用率。除此之外区块链降低了差错率和人工工作比例，分布式账本提高了信息安全性，并且为实时审计以及合规检查提供了可能。

在跨境支付领域，瑞波（Ripple）支付体系已经开始的实验性应用，主要是为加入联盟内的成员商业银行和其他金融机构提供基于区块链协议的外汇转账方案。在国内的落地项目中，2016年OKCoin^[16]推出了从跨境服务切入的新一代全球金融网络产品OKLink，与Ripple不同的是，OKLink聚焦为全球中小型金融参与者提供服务，致力于通过区块链技术解决中小金融参与者跨境汇款手续费成本高、效率低、操作不方便等痛点问题。

在回购领域，高盛2016年区块链研究报告中测算显示，区块链技术能够为净额结算的回购业务增加1万亿美元的规模，并节约50亿美元的成本（见图6）。这主要是由于更高的净额结算规模可以有效减少交易商的资本需求。除此之外，区块链还可以通过提高交易流程的效率来节约资本：一方面，区块链加快了回购的交易执行速度，交易双方可以实时议价，智能合约也可以有效捕捉抵押物需求；另一方面，区块链实现了端对端的高效结算，加上分布式账本的特性，使得所有参与者都可以实时监测抵押物及资金流转状况并进行交易细节的协商调整，可以有条件地大大降低违约风险和交易成本。

图6　区块链技术应用前后repo市场规模(www.daowen.com)

资料来源：高盛2016年区块链研究报告。

票据业务

票据真实性难以保证、资金转移不及时、票据掮客降低业务透明度等是目前金融行业共同关注的几大痛点问题。区块链技术不可篡改的时间戳和全网公开的特性可以有效防范传统票据市场“一票多卖”“打款背书不同步”等问题，降低系统中心化带来的运营和操作风险，同时可以借助数据透明的特性促进市场交易价格对资金需求反映的真实性，控制市场风险。而区块链点对点的价值传递方式，消除了中介的介入，不需要特定的实物票据或中心系统进行控制验证，解决了人为违规操作的行业痛点问题。目前区块链票据产品可以实现的功能包括供需撮合、信用评级、分布式监管、数据存证和智能交易等。

供应链金融

供应链金融努力的方向，是基于产业链中的核心企业与上下游企业的贸易信息进行征信，为上下游企业解决融资困难问题。供应链信息流、物流以及商流的数据真实性难以保证将直接导致信贷风险大幅提升。同时由于供应链金融高度依赖人工成本，大量人工审阅、验证单据等环节使得人工失误机会大大增加。基于区块链的供应链信息流具有不可篡改性，供应链征信数据的真实性可以得到保障。借助区块链技术，所有参与方都能使用同一个去中心化的账本，并且可以将纸质作业程序数字化，在预定时间和情况下自动支付，减少人工失误的同时提高效率。目前Wave已与巴克莱银行达成合作，将信用证、提货单以及贸易流程文件置于公链进行验证，使交易流程透明化，提高效率，降低人工风险。

客户征信与反欺诈

为应对趋严的监管要求，各大银行投入大量人力、时间搜集录入客户信用信息及信用审核，以提升反洗钱、反欺诈能力，防止因金融衍生品过度频繁交易引发的系统性风险，但这样会产生较大成本负担。利用区块链非对称加密原理，银行可以将客户信息存储在区块链中，利用密钥证明所有者身份，使得识别过程更安全便捷。区块链中客户信息及交易记录可以及时更新，减少了很多银行业征信的重复工作。同时具有透明共享特性的分布式账本便于实时监控，为反欺诈、反洗钱提供了技术保障。数字货币跟踪公司Chainalysis目前在为银行设计异常交易行为监测分析系统，以在区块链中寻找不法行为，提高反洗钱、反欺诈能力。

智能合约

智能合约实际上是在另一个物体的行动上发挥功能的电脑程序，是区块链的行业衍生应用。智能合约本身是整个确立、管理与执行过程的参与者：在合约确立阶段，智能合约对接收到的价值和信息做出回应；在合约管理阶段，智能合约将临时保管价值；在合约执行阶段，当满足协议的条件出现时，智能合约自动执行，输出价值和信息（见图7）。这种合约最终可能会取代法律行业的核心业务，即在商业和民事领域起草和管理合同的业务。而区块链技术则提供了更好的记录及安全保障。

图7　智能合约应用原理

由于数字资产易于规范，因此智能合约首先会在新货币、网站、软件、云服务以及股票交易等数字资产领域发展，随后向实物资产领域扩展，例如遗嘱执行、汽车租赁、房屋租售等。