區塊鏈:蔡維德：區塊鏈如何塑造新金融體系？_如何使用區塊鏈技術

編者按：5月10日，中國人民大學重陽金融研究院高級研究員、北京航空航天大學教授，清華長江講座教授，北航數字社會與區塊鏈實驗室主任蔡維德，在人大重陽主辦的“新型貨幣戰爭的科技、市場、監管”系列直播活動第四講中，分享了他對“區塊鏈科技改革”的最新思考。該期內容分為上下兩篇發布，以下為直播視頻及實錄下篇。

核心要點

當我們拿比特幣和PFMI來看時，不難發現它的風險性非常高。PFMI和數字貨幣間一個關鍵點是交易與結算是否分開，這是退步還是進步?

有沒有可能P2P網絡協議會消滅金融市場？這是有可能的，現在大量的外匯已經經過比特幣在許多國家流躥就知道這是可能的。如果不是比特幣，還有以后會出來的新型數字代幣，他們的技術會比現在的比特幣技術更高。

現在要使用區塊鏈系統是復雜的，不是“去中心化”，而是有很多中心單位、監管單位和金融機構都在上面，這是一種新型的金融區塊鏈系統。

金融市場基礎設施建立原則：PFMI 架構

一個非常重要的原則是金融市場基礎設施建立原則（Principles of Financial Market Infrastructure, PFMI）。大家會發現，2008年國際金融危機時如果全世界的金融系統都符合PFMI，一個國家出現的金融危機就不會蔓延到其他的國家。所以提出PFMI時150多個國家包括中國都簽約參與了。

2017年加拿大央行帶頭使用PFMI來評估區塊鏈系統。PFMI是金融系統的評估，2018年我提出區塊鏈基本不能改變PFMI，而區塊鏈會因為PFMI而改變。因為金融原則是不能隨便改變的，PFMI是經過幾千人、幾萬人得出的結論，里面有很多的經驗。

1. PFMI原則列表

總體架構：1）法律基礎（legal ?basis）、2）治理（governance）、3）風險綜合管理框架。

信用風險和流動性風險管理：是否有4）信用風險、5）抵押品風險、6）保證金風險和7）流動性風險。

聲音 | 蔡維德：區塊鏈技術將對金融行業產生革命性影響:日前,海南國際離岸創新創業示范區建設暨區塊鏈·數字資產交易技術創新高端論壇在三亞舉辦。本次論壇由海南省科技廳、海南省金融局、三亞市政府聯合主辦,海南省區塊鏈協會、歐科集團承辦。國家千人計劃特聘專家、北航特聘教授在論壇上做了“數字法幣與監管科技創新”的主題演講。他指出未來基于區塊鏈技術,會對金融行業產生革命性的影響。首先,基于區塊鏈技術,未來的金融流程會發生改變,尤其是清結算的環節;其次,金融基礎設施會發生改變,特別是RTGS(全額支付系統)和CSD(中央證券托管中心)會變;第三,數字股票交易所不再需要CSD,只要有區塊鏈系統就可以。第四,監管的流程也會隨之發生改變。[2019/12/10]

結算：8）結算的最終性、9）貨幣結算、10）實物交付怎么解決。

中央證券存管和交換系統（central ?securities ?depositories）：關于為什么做11）中央證券存管系統（CSD），英國人及一些單位有過討論，但沒有得出很成熟的結論。2019年法國央行通過了一個基于區塊鏈的CSD系統，這是非常重要的一個系統。12）價值交換結算系統。

違約管理：13）違約系統，參與者違約的規則和程序（participant-default ?rules ?and ?procedures）。14）隔離和可移植性。

業務和運行風險：15）一般業務風險、16）托管和投資風險、17）運行風險。

準入管理：18）準入和參與要求等。

效率：21）效率和有效性、 22）通信程序和標準。

透明度：23）規則、關鍵程序與市場數據的披露；24) 市場數據披露。

可見，PFMI是非常完整的一套系統。

2. PMFI應用和解釋

僅一個PFMI并不足以設計區塊鏈系統。PFMI是通用的原則，如果是傳統系統，我們使用一個根據傳統系統的PFMI的解釋；如果是新系統，需要根據新系統的PFMI解釋。

金色相對論 | 蔡維德：數字貨幣有共識機制，不需要對賬:在今日舉行的金色相對論中，國家特聘教授，北航博導，英國倫敦大學學院區塊鏈研究中心科學顧問蔡維德表示：一個國家的貨幣政策在于平常的法幣以及數字貨幣是不一樣的，另外一個錯誤的概念就是，每次把電子貨幣與數字貨幣混淆，電子貨幣就是銀行系統里面的貨幣，就是現在銀行系統里面的貨幣，也是支付寶，微信上面的貨幣。這樣的系統是沒有共識機制，而且是一言堂，那這樣的系統就是電子貨幣，因為是中心化的處理，需要對賬，所以這是傳統的系統，而區塊鏈是一種分布式系統，而且他有一個共識機制，當你有共識機制的時候，就不需要對賬，而且有共識之后很多的問題都可以解決。數字貨幣還有一個很奇妙的事情，那就是跨境支付，因為大家都可以用手機或者是PC就能夠做跨境支付，而且這種跨境支付根本不經過SWIFT系統。[2019/8/15]

自從加拿大央行開始做以后，許多研究機構就在討論PFMI和區塊鏈之間的關系。起初用以太坊或者是一些供應鏈系統形成了第一代區塊鏈系統，根據第一代區塊鏈系統PFMI產生了PFMI第一代系統的解釋，根據這一解釋產生了第二代區塊鏈系統的設計。每一次的解釋都不一樣，原則是一樣的，但使用起來在落地時會有一些差距。在討論使用PFMI來指引區塊鏈設計時，需要好好考慮其中的設計思想，因為雖然90%多的問題都已經有結論，但是有5%到10%還存在討論空間。

PFMI是通用原則，需要和實際系統結合才能使用

3. 交易和結算是否要分開可以討論

有些PFMI規則跟區塊鏈系統或者跟數字貨幣系統是沒有關系的，數字貨幣如果是用token，只要拿到token就代表有現金，就沒有信用風險。我曾講到，英國央行是因為數字貨幣沒有信用風險所以才開始的。有了數字貨幣，貨幣的信用風險就不見了，但是還有其他風險，機構的金融風險仍然存在。

4. ?PFMI在下一代金融區塊鏈系統上還需要重新解釋

總書記講到，中國要制定一個國際標準，其中有一個國際標準可以討論，在PFMI指導下，第二代區塊鏈系統如何提出解釋權，這是可以研究的課題。

聲音 | 北航教授蔡維德：沃爾瑪發行穩定幣破壞力恐超Libra，將讓美元無孔不入:據巴比特消息，美國專利商標局（USPTO）專利文件顯示，零售巨頭沃爾瑪正在探索推出一個與常規貨幣（regular currency）聯系起來的數字貨幣，類似于Facebook的數字貨幣Libra，這意味著他們可能將發行一種與法定貨幣掛鉤的穩定幣。對此，北航教授蔡維德表示，沃爾瑪規避了Libra被美國國會質疑的幾個問題：比如一籃子貨幣、注冊在瑞士等。沃爾瑪聰明地選擇數字貨幣與美元掛鉤，并且應該不會在其他地方注冊，其通過的成功率會比較大。如果沃爾瑪的穩定幣上線，那么幾乎會使美元無孔不入。[2019/8/4]

5. 現在數字代幣的評估

以PFMI來評估數字代幣，很快可以看出：

從PFMI可以看出數字代幣就是充滿風險

6. 交易=結算是好還是壞？

當我們拿比特幣和PFMI來看時，不難發現它的風險性非常高。PFMI和數字貨幣間一個關鍵點是交易與結算是否分開，這是退步還是進步？美國民間的數字美元項目和美國財政部認為“交易=結算”是好的，但是國際清算銀行等監管單位認為這是不好的，可以看到合規機構分為了兩派，一派認為交易和結算應該分開，另一派說不能分開。

英國央行提出要做RTGS實時全額結算系統，它的“實時”是2小時實時結算， 2小時在數字貨幣中是非常長的。英國央行提出基于RTGS的實時結算設置為2小時就夠了，但在2小時，監管平臺在后臺可能已經跑了一千遍風險分析。

區塊鏈核心設計問題

此前講到區塊鏈就是塊子鏈+多節點+拜占庭將軍。

塊子鏈基本上是支持不能篡改性；

多節點是支持數據一致性，分布式系統數字一致性；

拜占庭將軍是發現說謊者。

這個區塊鏈的定義支持不能篡改性、數據一致性、發現說謊者，但是這也代表區塊鏈沒有交易性，區塊鏈沒有自己自帶的交易完備性，也沒有討論到監管性。這些都需要在區塊鏈系統上添加。

聲音 | 蔡維德：中國區塊鏈發展需要建立新型監管沙盒:據南海網消息，國家“千人計劃”特聘專家、北京航空航天大學博士生導師蔡維德在昨日的海南“互聯網+”創新創業節區塊鏈創新應用大會上表示，監管沙盒通過公司的金融服務創新，為消費者帶來福利，同時使公司有資金和控制風險的能力。他提出，區塊鏈產業沙盒計劃通過細化規則，形成切實可行的產業監管體制，可防范、識別、預警、告警、處置應對區塊鏈產業應用的風險。蔡維德認為，中國區塊鏈發展需要建立新型監管沙盒，沙盒在中國的推廣使用，將加速中國建立區塊鏈產業，成為亞洲甚至世界區塊鏈領先國家。[2018/12/12]

區塊鏈作為信任機器是不能篡改性、數據一致性和發現內部人說謊，這是區塊鏈的三個基本信任機制。但是區塊鏈系統沒有自帶交易性和監管性。

交易性是指同樣輸入得出同樣的結果，一致性+交易排序才叫做交易性。交易的排序是不論系統如何運行，永遠得到一樣的結果。例如，在執行上可以做任何的優化（例如并行處理，分片等），但最后的結果是一致的，而最終的交易排序決定金融交易最后的結果。例如金融系統可以買（支付）或是賣（收入），如果沒有收入就支付，系統就出問題。

1. 區塊鏈系統沒有交易性，就不能支持數字貨幣

有些區塊鏈有很好的共識和拜占庭將軍但沒有交易性，那么就不能通過美聯儲重要的關卡，這鏈在金融市場基本沒有什么用處。交易性可以通過不同的方法來做：

簡單的一個方法是找一個中心節點，把所有的交易都排一下，這樣就可以有交易完備性，但系統就變成了中心化系統，就成了偽鏈而不是區塊鏈，這也是區塊鏈一直有偽鏈的原因。

比如比特幣和以太坊有token代幣，用分叉回滾，它就變成了一種所謂的概率性的。

第三個是在做共識的同時，一起做交易性處理，這是比較難的。事實上這是我在2015年時做的研究，我在做共識的同時做交易性，而且分布式處理，這兩邊的算法是互相磨合的。

在2015年和2016年我花了很多時間把它做了出來，可是后來出現一個新想法，交易與共識根本不需要綁在一起，交易是交易，共識是共識，這就變成了下一代區塊鏈系統。為什么交易性和共識要分開？因為共識只是一致性，交易除了要有一致性還要有交易排序，所以一致性應該在下面，而交易性應該在上面。這樣之后，整個區塊鏈內核結構和系統就改變了，以前很難的一些工程問題突然變得很簡單了，所以這是2020年下一代區塊鏈系統的重大突破。

聲音 | 國家特聘專家蔡維德：區塊鏈中國大有前途 但任重道遠:11月15日，由中國集團公司促進會主辦、中國集團公司促進會區塊鏈分會承辦的“聚焦新經濟——區塊鏈最新政策解讀與產業應用研討會”在京舉行。國家特聘專家、北京航空航天大學博士生導師蔡維德從“中國和美國區塊鏈發展近況”出發，從國際視角分析目前區塊鏈發展趨勢，他認為，2018年區塊鏈顛覆金融市場正式開始，今年美國金融代幣市場，證券代幣市場正式成立，數字美元出現，正式布局區塊鏈，相應的法律法規也相應出臺，是世界區塊鏈的領頭羊。中國2016年開始支持區塊鏈發展，2018年兩會期間習主席講話后才正式開始，區塊鏈中國大有前途，但任重道遠。[2018/11/16]

金融區塊鏈的一個重要概念任何金融區塊鏈設計必須在分布式環境下解決交易性和監管性后，再考慮其他系統功能，不然鏈會有系統性風險或是洗錢風險，而且速度越快，風險越大。如果這些問題不能解決，這個鏈就不能在金融系統上使用，因為即使只有一兩筆交易出現問題，都會引起金融系統、銀行系統大亂。

魯棒性、擴展性、安全性都不能破壞交易性和監管性。PFMI文件中每段講擴展性的文字都講到可靠性，可以擴展，但是必須非常可靠，所以如果不可靠就不要擴展了。

2. 以前P2P協議差一點就消滅音樂產業，這樣技術適合在金融產業？

包括比特幣和以太坊，還有很多區塊鏈在設計后還加入了P2P網絡協議。首先要知道，P2P網絡協議當時差點把世界的音樂產業全部滅掉。最后多家音樂公司一起來控告P2P網絡創始人才挽回音樂產業，但是也使整個音樂產業改變服務方式，大量采用線上方式。

P2P網絡協議有非常難的移除性、有自適應性。現在是不是這個曾經差一點就世界音樂產業的技術是不是合適來從事金融系統和貨幣產業？

一直到今天，還是許多人將這P2P協議放進區塊鏈定義內，許多區塊鏈書認為沒有這協議，就不是區塊鏈系統。

3. 使用P2P協議就是預備金融產業被消滅

有沒有可能P2P網絡協議會消滅金融市場？這是有可能的，現在大量的外匯已經經過比特幣在許多國家流躥就知道這是可能的。如果不是比特幣，還有以后會出來的新型數字代幣，他們的技術會比現在的比特幣技術更高。

系統如何避免P2P網絡協議消滅金融系統？因為總會有人使用這樣的技術，這樣的技術就可能會顛覆現在的金融系統。2021年2月摩根大通的一份報告表示，現在的外匯管理有很大部分已經不是那么有效了，因為很多人可以使用比特幣但不經過SWIFT和銀行的方法。

2020年年中美國監管科技公司發布數據表示，大量的外匯已經經過比特幣到處亂躥了，所以美國開始間接性地嚴格管理這些。但最終我們必須用直接性的方式來解決問題，這就需要互鏈網，因為互鏈網可以移除這樣的系統。

許多國家都在研究如何才能從科技上把這個問題全部解除掉， 徹底解決“難移除性”這特性。所以最近一年我一直在講互鏈網的重要性，這是網絡的巨大機會。

4. 放棄多節點代表放棄交易性和監管性

有人說放棄多節點特性（同樣信息存在每個節點上，而且每個節點獨立作業），但是如果放棄多節點這機制，代表著不同節點有不同信息，這樣做等于放棄了交易性，同時也放棄了監管性，因為不是每個節點都有同樣的數據，很難進行交易。到今天，還沒有有效的解決方案可以放棄多節點而仍然維持交易性或是監管性。

不合宜的分片放棄交易性

有人說，計算機做分片（就是把數據或是計算放在不同服務器上執行），可是這會有許多困難。一些分片技術沒有設計好，就遇到放棄多節點的同樣的問題，這樣也放棄了交易性。

5. 放棄交易性，等于歡迎系統性金融風險

有人說，不考慮交易排序，就像比特幣以太坊沒有特殊排序，直接放上去交易。首先，比特幣沒有放棄交易性，只是用不同的方法來解決這問題。比特幣和以太坊因為使用token技術，全網記賬，又用概率性，出現問題后就進行回滾。由于token有唯一性這特性，這些數字代幣系統可以用這方法來解決。但方法非常不方便，非常難擴展，而且監管性非常差，這不能被金融市場接受。如果沒有交易性，等于有系統性風險。

金融區塊鏈設計原則

我提出了一個金融區塊鏈設計原則。

交易性、監管性、安全、信任和擴展性，交易是不是有共識、完備性、流程性，是否能夠回滾，有了這些東西才算是一個金融區塊鏈設計。

再就是監管性，是不是有KYC、AML，是不是能夠查詢和托管，是不是有這種監管的協議，是不是能夠支持多資產的監管。

如果共識和完備性分開，共識和交易分開，事情就更加簡單了。

1. 區塊鏈新定義

傳統區塊鏈架構是區塊鏈+預言機，現在整體區塊鏈架構是區塊鏈+智能合約+預言機，系統被大大擴展了。

2021年我們看到的預言機、智能合約系統、區塊鏈系統和以前都不一樣了，但基本上還是區塊鏈系統（賬本系統）控制數據；智能合約控制流程。智能合約不可以隨便亂寫，要有標準化，而且是服務性的。所以，它的智能合約要有一個模型，要有方法，要有監管，而且執行是復雜的，整個智能合約系統和傳統的不一樣了。

預言機是和外界接觸，控制外面系統的接口，但現在的預言機又可以使用區塊鏈和智能合約。

這樣的系統在2020年和2021年發生了巨大的變化，現在我們使用的名詞還是區塊鏈系統、智能合約和預言機，但我們的解釋和看法已經不一樣。

2. 預言機加入區塊鏈家庭

下圖被用在了我《智能合約：重構社會契約》一書中，書中講到現在的區塊鏈應用是一種復雜的系統，包括預言機、外匯匯率、保險、合同條款、自動執行、邏輯等各個方面。

現在要使用區塊鏈系統是復雜的，不是“去中心化”，而是有很多中心單位、監管單位和金融機構都在上面，這是一種新型的金融區塊鏈系統。這里有保險人、保險公司、銀行和各個方面，整個系統架構、結構和參與者都不一樣了，所以變成一種復雜的環境，而這種復雜環境也是一種新型的軟件工程。

3. 下一代區塊鏈架構改變

為市場，區塊鏈系統變成了多資產的開放式支付系統，而不是單一資產封閉式的系統。作為一個開放式系統，金融基礎市場也會改變，網絡、操作系統、數據庫都要改變，這些都是即將來臨的，我們可以發現一些系統的雛形已經出現了。

當交易與共識分開之后，每次的共識基本上是不需要回滾的。以前一塊里的5000筆交易中有一筆交易出錯的話，這5000筆交易都必須回滾，如果一個交易失敗，所有交易都算失敗，這5000筆交易全部回滾重新再來一次。但交易和共識分解的話，這筆交易失敗是不需要回滾的，這塊也是不改變并繼續往前走的，只是那一筆交易重新拿出來做一次共識。這樣的機制系統比以前要穩定得多，系統穩定是區塊鏈的一個必要條件，也是先決條件，這樣出錯的可能性就會小得多。2018年我們實驗室就發生了這種事情，在我們的系統跑了幾天幾夜之后，我突然接到電話被告知系統全部癱瘓了。我們發現有一個交易失敗了，結果造成幾千個交易同時失敗，這幾千個交易同時失敗造成后面幾萬個、幾百萬個、幾千萬個交易同時失敗，系統就癱瘓了。這是非常嚴重的問題，所以交易共識必須拆開來，必須是完全不同的機制，這樣系統就會非常穩定。

為監管，交易和結算系統分開，這是重大的突破，也是PFMI的原則，但美國財政部和數字美元計劃是贊成其不分開的。

為了系統簡化，代碼和數據分開，其以前是捆在一起的。

為監管，在協議層嵌入式監管機制，這在以前是沒有的。

為擴展和市場，提出了LSO（Ledgers，Smart ?Contracts，Oracles）賬本系統、預言機系統、合約系統全部解耦，以使系統更加穩定，從而變成工程化科學性的發展，最終在標準化、網絡化、服務化各方面產生非常大的改變。

4. Diem計劃提出整體方案

臉書系統是個好的案例。下圖是國際清算銀行在2020年臉書系統出來后提出的，臉書系統是一種混合模型，是批發鏈和零售幣的一種發展，而且它是一種混合性的監管，也就是由當地監管加上嵌入式監管。交易如果能在當地金融機構解決就在當地解決，如果解決不了才到鏈上解決。

臉書的設計是混合模型， 融合區塊鏈和傳統金融機構

在這環境下，區塊鏈設計不一樣了，整體設計簡化（由于不需要處理個人賬本）。但是這個設計同時間考慮到 1）支持數字資產；2）支持金融市場結構；3）支持監管法規；4）計算機系統設計；5）支持相關交易流程；6）支持金融系統設計原則。這是新型區塊鏈設計的案例。 而根據這樣系統設計出來的數字貨幣系統也和傳統數字代幣不同。

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