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宋汉光:区块链在数字票据中的应用

来源:《中国金融》2018年第10期发布时间:2018-06-04

票据市场是中国发展最早的金融子市场之一。经过多年的建设和发展,作为有效连接货币市场和实体经济的重要通道,票据市场已成为金融市场体系的重要组成部分。上海票据交易所(以下简称“票交所”)是经国务院同意设立、中国人民银行指定的全国性票据报价交易、托管登记、清算结算、信息查询和票据风险监测平台,是中央银行实施货币政策再贴现和公开市场操作的重要金融基础设施。自成立以来,票交所始终聚力前沿科技,以科技创新带动业务创新,以科技进步推动票据市场提质增效,努力推动票据市场更好地发展。

票据业务应用区块链技术的可行性

区块链是近年来的一项前沿技术,业界普遍认为它为生产要素市场尤其是风控要求很高的金融市场提供了一种去中心化的、具有较高安全可信度的解决方案。对此,票交所组织力量研究区块链相关技术,积极探索区块链在票据市场中的应用,推动票据业务创新。

区块链是一种运行在点对点网络上的互联网协议,它采用共识机制和密码学技术,建立了一套可信的、可共享的分布式账本,账本数据按时间有序地记录在去中心的区块链节点上。2008年中本聪在论文中提出了区块链概念,随后区块链技术开始在互联网上正式运用。相较于传统的中心化技术,区块链有其独有的特点:一是区块链采用去中心化的信任机制,区块链网络上的参与者可以进行可信交易,无需担心交易对手伪造信息或身份抵赖;二是区块链通过密码学算法保护数据的安全性、完整性和不可篡改性;三是区块链运用多种隐私保护策略,可实现参与者在区块链上的匿名性;四是区块链提供可编程的智能合约,参与者很容易进行查看和发布合约。

根据应用场景不同,区块链分为公有链、私有链和联盟链三大类。公有链运行在互联网上,用户可任意加入或退出,访问门槛低,交易速度相对较慢。私有链运行在单个机构内部,由单个机构独立运行和维护,自治性较高。联盟链由若干机构共同参与和维护,一般需要许可加入,其运行和维护成本较低,交易速度更快,更适合运用于金融领域。

票据是金融市场中一种重要的金融产品,它具备支付和融资双重功能,具有价值高、承担银行信用或商业信用等特点。票据一经开立,其票面金额、日期等重要信息不得更改。票据还具备流通属性,在特定生命周期内可进行承兑、背书、贴现、转贴现、托收等交易,交易行为一旦完成,交易就不可被撤销。票据在流通上有两个特点:一是票据流通主要发生在银行承兑汇票,商业承兑汇票的数量和流通量都较少;二是由各银行独立对票据业务进行授信和风险控制,单个银行的风控结果可能会影响到票据市场交易链条上的其他参与者。

票据的特点决定了其票面信息和交易信息必须具备完整性和不可篡改性。与一般的金融交易相比,票据交易金额一般较大,因此安全性要求更高。区块链通过密码学提供的安全性、完整性和不可篡改性的特性,可在一定程度上满足票据交易的这些需求,从而有助于在技术层面上防控票据业务风险。

此外,区块链的其他技术特性也可能为票据业务带来新的机遇。如在隐私保护上,当前票据市场中各金融机构间通过信息隔离保护参与者隐私,而区块链技术则是通过隐私保护算法保护参与者隐私,从而提供了一种隐私保护的新思路。

通过以上分析可知,区块链技术特点在票据领域某些关键业务场景下显示出良好的适用性,这使得区块链技术在票据业务中的应用理论上具有一定的可行性。

票交所对区块链技术的探索和应用

区块链作为一种新兴技术,如何将理论上的可行性转化为实践,使其应用于票据业务场景,给票据市场带来技术上的变革和业务上的创新,是票据领域金融科技的一项重要课题。2016年,在中国人民银行总行领导下,票交所会同中国人民银行数字货币研究所,组织中钞信用卡公司和试点商业银行进行了基于区块链的数字票据的全生命周期登记流转的研究,当年1215日实现原型系统并在模拟运行环境上试运行成功。2017年,票交所和人民银行数字货币研究所继续牵头,在原型系统上进一步开展工作,积极推动数字票据交易平台实验性生产系统的研发和投产上线。该系统于2018125日投入生产环境并成功运行。

数字票据交易平台实验性生产系统使用SDCSmart Draft Chain,数金链)区块链技术,借助同态加密、零知识证明等密码学算法进行隐私保护,通过实用拜占庭容错协议(PBFT)进行共识,采用看穿机制提供数据监测。

实验性生产系统包含票交所、银行、企业和监控四个子系统:票交所子系统负责对区块链进行管理和对数字票据业务进行监测;银行子系统具有数字票据的承兑签收、贴现签收、转贴现、托收清偿等业务功能;企业子系统具有数字票据的出票、承兑、背书、贴现、提示付款等业务功能;监控子系统实时监控区块链状态和业务发生情况(见图1)。



实验性生产系统对前期原型系统进行了全方位的改造和完善。

一是结算方式创新。实验性生产系统构建了“链上确认,线下结算”的结算方式,为实现与支付系统的对接做好了准备,探索了区块链系统与中心化系统共同连接应用的可能。

二是业务功能完善。根据票据真实业务需求,实验性生产系统建立了与票据交易系统一致的业务流程,并使数据统计、系统参数等内容与现行管理规则保持一致,为业务功能的进一步拓展奠定了基础。

三是系统性能提高。实用拜占庭容错协议的引入,提高了实验性生产系统性能,降低了系统记账损耗,为实现“运行去中心化、监管中心化”奠定了基础。

四是安全防护加强。适应我国金融服务应用高安全性、自主可控密码学算法的要求,实验性生产系统采用SM2(国家密码管理局于20101217日发布的椭圆曲线公钥密码算法)国密签名算法进行区块链数字签名。票交所为参与银行、企业分别定制了符合业务所需的密码学设备,包括高安全级别的加密机和智能卡,并提供了软件加密模块以提高开发效率。

五是隐私保护优化。通过采用同态加密、零知识证明等密码学算法设计,实验性生产系统构建了可同时实现隐私保护和市场监测的看穿机制,强化了票交所的市场监测能力,为基于区块链技术的监管模式探索了新的实现方式。

六是实时监控管理。实验性生产系统搭建了可视化监控平台,通过可交互的图形化业务展示、信息查询、运行告警、统计分析等功能,实现对区块链系统、业务开展、主机网络等运行情况的实时监控。

七是服务生产应用。实验性生产系统突破节点虚拟、参与者虚拟的模式,通过重塑系统安全防护和网络连接机制,使系统的安全性和稳定性得到了全面提升,支持由银行、企业以真实信息和管理需要直接进行系统操作。

数字票据交易平台是区块链技术应用于金融市场基础设施的一项重要举措。实验性生产系统的成功上线试运行实现了数字票据的突破性进展,对于票据市场发展具有里程碑意义。首先,实验性生产系统的成功运行,是区块链技术首次在票据业务真实生产环境的实践,证明区块链技术应用于票据业务场景可行。其次,通过实验性生产系统的建设,票交所积累了区块链开发应用经验,培养了一支专业队伍,为深入探索区块链技术在票据市场的应用打下了坚实的基础。再次,以实验性生产系统研发为契机,票交所将继续秉承以创新促发展、以创新促服务的精神,结合区块链技术,不断创新服务和产品,推动数字票据业务规范高效开展,为票据市场增加活力。

数字票据的发展前景

尽管实验性生产系统运行平稳上线,但区块链技术在票据交易上的应用仍处于发展的初级阶段,在系统稳定性、应用安全性、业务模式等方面还不够成熟,在一些业务场景上的测试还不充分,复杂业务场景的有效应用还不多,区块链的交易吞吐量、资源利用率还有较大优化空间,区块链为监管提供高效服务支持的能力还有待提升。

目前,票交所负责运营的中国票据交易系统和电子商业汇票系统(ECDS),分别提供了集中化管理的纸质票据交易平台和电子票据交易平台;而数字票据交易平台实验性生产系统则借助区块链技术,搭建一套经过数学证明可信,技术上可分布式部署运行的数字票据交易平台。未来,票交所将本着审慎的原则、进取的精神和务实的作风,持续跟踪研究区块链和其他前沿技术的发展,着力建设和完善更加稳定、高效、安全的数字票据交易平台,并在此基础上开展技术创新和数字票据业务产品创新。数字票据交易平台将更多地发挥区块链技术的优势,不断优化底层架构,探索系统节点的扩展性以及与中心化系统联通的技术可行性,探索符合供给侧结构性改革新要求的创新应用场景,通过数字票据业务,拓展票据市场,更好服务实体经济。


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