全球交易所区块链最新发展及相关思考.pdf

-1- 研究报告全球交易所区块链最新发展及相关思考徐广斌牛壮徐丹资本市场研究所上证研报【 2020】 001 号 -2- 全球交易所区块链最新发展及相关思考因比特币而兴起的区块链和分布式账户技术，是一种基于密码学、分布式虚拟网络和 P2P 通信的新兴技术，其独特价值在于由技术手段保障的分布、安全、高效、不可篡改及可追溯等特性，为互联网时代创造了不依赖第三方信任的在线信息交换方式，从而为人类社会经济活动的各个方面提供了一种全新和普适的信用机制和价值交换模式。相关研究和案例表明，区块链技术可以使得电子金融交易流程变得更加公开、透明，通过区块链技术，使得原本高度依赖中介和集中式处理的传统交易、结算模式变为跨境、跨行业、高效、流水线式处理的自组织网络交易模式，这不仅使参与者的范围更广、服务更便捷、效率更高、成本更低，也使得监管、风控和合规更加智能化和自动化。从全球范围来看，各大证券交易所纷纷着手搭建区块链平台，探索应用区块链技术，从纳斯达克的 LINQ 平台为开始，纽交所、澳大利亚证券交易所、新加坡交易所都纷纷重金投入区块链研发。本文对境外主要交易所区块链的最新发展和应用实践情况进行综述，并以我们在区块链上的一次探索实践为例，分析了区块链在场外交易业务的应用场景，以为交易所各业务条线了解、掌握和思考运用区块链进行创新提供一定的借鉴和参考。本文仅代表研究人员个人观点，与所在机构无关。 -3- 一、区块链和分布式账册技术综述分布式账册（ DLT）是一个对等虚拟网络，由一系列按共识方式定义参与者权责的合约所构成，这使信息的点对点传递、同步和决策无需中央管控或获得第三方授权。分布式账册的数据库分布于对等网络的节点上，各节点都复制及存储与总账本完全相同的副本并独立更新，当一笔交易发生时，每个节点都将执行一次更新，同时网络中所有节点以共识机制投票决定哪个账本是正确的。一旦达成共识，其余所有节点都将按照正确副本的数据进行更新。账本共识算法包括工作量证明、持有量证明和代持量证明等类型。区块链（ Block Chain）是分布式账册的一种具体实现形式。通过构建自组织网络、分布式数据存储，记录时间有序、不可篡改的加密账本，并利用分布式共识机制，实现全网记账、共同公证，支持信息的点对点传输。区块链借助密码学串接并保护区块内容，每一区块包括了前一区块的加密散列，时间戳和交易数据（通常为一散列（ Hash）值）。用区块链技术串接的分布式账册，使交易双方可以有效地记录和查验交易记录。加密数字货币则是建立于区块链上的，分散式账本的一种实际应用，比较知名的有比特币以太坊等，其中比特币地址对应一个账户，比特币数量相当于金额。区块链的三种基本形式是公有链、私有链和联盟链。公有链是去中心化分布式区块链，所有人可以不受限制参与，参与者可以自由访问、发送接收和认证交易，开放性和匿名性强。私有链具有分布式特点，但仍有中心。中心控制节点负责对可以参与交易和进行验证的参-4- 与者范围进行授权。联盟链也称为广义私有链，介于公有链和私有链之间，由若干机构联合发起，按照一定规则预先指定参与者范围，具体有多种实现模式。系统内交易确认节点一般也需预先指定，并且通过共识机制确认。取决于联盟内部的信任程度和需求，交易可选择匿名或具名方式。联盟链便于进行控制权限设定，比私有链具有更高的应用可扩展性，对于跨机构、跨境的清算、交收、审计等较大的应用价值，但联盟链的跨链操作可造成效率的下降并影响互操作性。总体上，联盟链减少了人工干预和信任成本，可以大幅降低传统异地结算的成本和时间，比传统系统效率更高，是区块链目前主要的应用方向。区块链具有以下主要特征。一是分布式去中心化。加密数据在区块链上分散保存在接入区块链各节点的服务器中，每个节点都保存一套完整的区块链总账，各节点能查看全部交易信息。每当区块链更新交易信息，链上所有节点都会同步更新相关数据。分布式结构可以实现点对点之间的交易，使证券在发行、交易、结算方面均可绕过中介机构，提高交易的透明度和效率、节约成本。二是无需中央信任。传统的信用系统中，在交易过程中涉及的参与方都需要对中央机构有足够的信任支持，而区块链技术使用技术手段来赋能信用，通过算法实现约束，可以不依赖中央权威机构信用背书。降低了信用成本，减少了处理环节，提高了交易安全性。三是加密不可篡改。区块链使用密码学、时间戳等技术，每个区块严格按照时间顺序递进，这种时间上的不可逆有效地保证了任何篡改数据的行为都很容易被追溯。同时，区块链的共识机制对这些数据-5- 代码共同进行维护。当少数节点出现错误、篡改，只要大多数节点保持一致，整个区块链账本的真实性仍能得到保证。四是易编程可扩展。区块链是底层技术，以此为基础可以实现各类扩展和去中心化、去信任的应用。当有新的机构要加入区块链成为节点时部署起来方便，不影响链上已有节点的正常运行。另外，区块链可以通过编程设置交易条件，当交易不满足预先设定的条件时，代码阻断机制可自动触发以限制交易的进行。区块链上这种可编程代码被称为智能合约（ Smart Contract），可方便地提供验证及执行有条件的处理，如交互、存储、转账等，允许在没有第三方的情况下进行可信交易，可追踪且不可逆。这一技术可以很方便地满足金融市场各类产品及业务的复杂需求。相较而言，在传统模式中，风险控制往往比较滞后，难以及时地发现风险并进行快速处置，而通过智能合约则可以满足风控和监控及早发现、及早处置的需求。总体而言，区块链的核心价值在于，提升多方协作效率、去中介、去中央信任，数据不可篡改、可追溯等。在传统商业模式和制度架构下，价值创造和转移活动都需要一个集中的体系或机构（银行、结算）提供信用背书，而在区块链运营机制中，由非对称加密算法的数字签名保障了交易账户的有效性，交易参与者可以在区块链上凭借数字签名使用唯一对应的账户进行交易，交易信息被第三方公正角色记录进区块链永久存储起来，而所有交易记录在按顺次关联的链条式数据库，保障了交易的可追溯性和防篡改。区块链用技术手段代替了中心化的信任机制，使得任何两个节点间可以不再依赖任何中心平台就可以进-6- 行点对点交易，也大幅减少了信息传播过程中错误发生几率。根据著名的 Gartner 咨询公司在 2019 年的判断，区块链技术的发展正方兴未艾，接下来的一个时期区块链将进入与各行各业广泛、深入融合发展的一个阶段，尤其对于泛金融行业来说，未来 5 到 10 年区块链技术与传统金融业务的快速融合将有望产生重大突破。图 1 Gartner公司 2019年区块链技术成熟度分析当然，区块链作为一种新兴技术，尽管还在不断快速演化发展中，但本身也不是完美的，特别是应用于证券交易行业时面临以下的局限。一是全账册存储模式对系统的容量造成挑战。在典型的区块链中，若要保障记账的准确和完成对记账人的监督，网络中必须存在大量的全数据节点。这些独立节点上，需要记录该区块链应用初始以来的所有区块数据，即记录全部成交数据。目前，大型证券机构尤其是核心-7- 机构每日产生成百上千 GB 的海量数据，这对保存这些数据所需要的存储容量造成压力，相应的存储成本和管理成本不容小觑。二是处理效率难以支持高性能处理需求。由于采用的分布式存储，且网络中发生的任何一笔交易其它节点均需进行认证并记录，系统达成共识的效率低，尤其对于大规模的节点、或者大数据量的情况下性能会急剧下降，最多支持每秒几千到上万笔处理性能。对于对处理速度和实时性要求高的业务，譬如证券交易所股票集中交易撮合来说，远远达不到目前证券核心交易的近似性能。需要在共识算法、硬件支持等性能关键的技术手段上获得革命性突破才具有可替代的可能。三是安全及高可用性。作为一种全电子化网络，区块链不可避免面临传统的计算机及网络的仿冒、篡改等信息安全风险，同时，在完全去中心化架构下，由于区块链的监管依靠网络中所有的节点共同完成，因此理论如果掌握全网超过 51%的算力就有能力成功篡改和伪造区块链数据。二、境外交易所区块链最新发展及实践近五年来着眼于区块链及分布式账册技术在促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等方面的优势，境外主要交易所纷纷加大投入，积极探索，推动区块链和交易所业务深度融合，促进服务价值和模式创新。对于交易前业务，区块链主要用于公司分析和风险管理和控制。区块链使得获取真实可靠信息的效率更高、透明性更强，搜索成本更低。区块链的智能合约便利了在发生特定事件，如风险事件时，可以-8- 自动采取相应的警示或处置。对于交易中业务，区块链可以使传统交易所的服务时间延展至 7 24 小时 365 天全天候不间断，并使物理服务范围扩展至跨地域、跨境、跨时区，也支持突破分业边界，形成跨行业、板块、机构的多层次一体化交易基础设施，结算可方便地从每日盘后批处理方式转为逐笔实时进行。业务环节主要局限区块链的作用交易前公司研究分析风险管理信息可获取性、传递效率、及有效性可追溯、穿透至底层资产，自动验证归属，信息有效性、不可篡改、可追溯，条件触发自动处置交易中订单执行及撮合运营时间限制、处理结算全天候、实时处理跨机构、跨行业、跨境交易后清算交收对手方风险、机会成本、融资成本消除一对一风险降成本，高效、实时、无缝处理资产转移和变动托管资产管理操作成本高需要人工处理及确认交易流不可篡改，无需第三方保管账目自动执行合规，减少操作成本表 1 区块链在交易所行业相关业务链的应用前景分析就区块链技术当下发展水平和主要特点和优势来看，区块链应用于交易后处理的更加适宜。世界经济论坛（ WEF） 2016 在“金融行业未来基础设施” 的报告中系统论述了区块链用于交易后处理的优势。如图 2 所示，其中 1）通过下游处理自动化和效率的提高，实现结算时间的缩短，乃至实现实时结算； 2）交易撮合数据的标准化促进清-9- 算效率提高； 3）通过自动验证有利于托管方减少发生对手方风险避免无法结算； 4）通过使用智能合约实现证券和现金划转，减少发生手工或技术故障的操作类风险； 5）通过在分布式账册中记录交易确认，投资者可不依赖于托管方即可收到结算通知； 6）与证券结算系统解绑定，提高托管方资产保管的灵活性，降低了账户操作复杂度；7）通过智能合约可发起业务处理，消除对第三方中介的需求。图 2 WEF对区块链应用于交易后业务流的示意图 2.1 纳斯达克交易所 2015 年 9 月，纳斯达克， Visa， Citi Ventures, RRE Ventures，第一资本， Fiser 公司 Orange SA 等共同向区块链企业 Chain 投资 3000万美元。 2015 年 5 月，纳斯达克宣布筹建 LINQ 一个基于区块链网上发行 Pre-IPO 股票的平台。同年 11 月， LINQ 正式发布，成为首个通过区块链平台对资产交易进行数字化管理的产品。它面向纳斯达克私募股权市场，为创业者和风险投资者提供便捷服务。通过，私募发行方可以获得代表所有权的数字记录，并且以完全在线的方式与私募投资者之间完成一笔交易。对私有公司而言，它是一个全新的股权管理工具，作为纳斯达克私人股权市场的一部分，为企业家和风险投资-10- 者所准备的完整解决方案的一部分。 2016 年 4 月，区块链初创公司Chain 允许私人投资者在上购买其发行的股票。 2016 年 5 月，纳斯达克宣布推出 Nasdaq Financial Framework，向全球超过 100 家市场运营者提供区块链服务。该框架协议旨在为纳斯达克金融基础设施服务的用户提供端到端的解决方案。该协议允许交易所、经纪商、清算机构和托管机构在统一的平台上和纳斯达克协作，区块链服务是核心服务之一。 2017 年初，纳斯达克创建 Nasdaq Voting 一个基于区块链技术的投票和代理委托应用。所有成员都可以通过网络前端获得会议或投票活动的必要信息，提高年度会议和股东投票流程的效率，解决目前多数据源的访问和安全问题，让公司投资者，市场基础设施和托管机构在普通会议投票中降低成本和复杂性。 2017 年 5 月纳斯达克宣布与花旗集团合作推出基于分布式账册的一体化自动交易结算支付解决方案，支持私募市场进行跨境多方交易和实时结算，集成了由纳斯达克提供的私募市场平台、由 Chain 提供的区块链联通基础设施和由花旗提供的跨境支付平台。该方案通过覆盖更大范围的客户群体和流水线式高效交易处理，有利于提高纳斯达克私募市场的流动性。通过该系统，由纳斯达克私募市场产生的一笔交易，将在系统中生成一笔记录，并且通过二级账目的方式通过区块链为手段，将支付信息传递到花旗的处理跨境跨币种的外汇直通处理平台 CitiConnect，最后再传递花旗的跨境多币种支付平台WorkLink，最后完成最终的资金交割。