蔡维德:区块链在金融领域应用的可行性

作者:中组部“千人计划”特聘教授,北航数字社会与区块链实验室主任,北京天德科技首席科学家,国家大数据(贵州)综合实验区区块链互联网实验室主任,天民(青岛)国际沙盒研究院院长 蔡维德  


第二作者:(北京航空航天大学)数字社会与区块链实验室 刘琳


原标题:区块链在金融领域应用的可行性:欧洲央行、日本央行、加拿大央行实验报告分析


区块链在金融领域的应用一直都是近几年的热门话题,特别是在央行层面能否应用区块链技术一直是各国央行关注的焦点[1],如中国、欧洲、日本、美国、新加坡央行。虽然英国央行是西方第一个表示要开发数字法币的央行[2],但它也是第一个宣布放弃数字法币的国家。从现有的区块链技术成熟度来看,区块链在金融领域的应用还存在很多问题,离实际使用还有差距[3]。


一种观点是“区块链无用论”。持这种观点的人认为区块链或DLT(Distributed Ledger Technology,分布式账本)不能应用于金融领域。经常被提及的原因是区块链的速度限制。大部分公有链每秒处理交易数小于20(tps或是每秒交易数字),而现代金融系统每秒处理的交易量非常大,例如2017年支付宝高峰每秒要处理25.6万笔交易,因此区块链或DLT不能在金融行业使用,因为技术差距太大。


另一种观点是“区块链万能论”。这些人认为现有的公有链例如比特币或以太坊会在5年之内完全取代银行,金融系统会发生大颠覆。他们认为即使目前的公有链系统非常慢,满足不了现在银行需求,但那又如何?比特币或以太坊的市值让人震惊(超过现在一些银行的市价),现在这些代币又成为资本,可以用来收购金融机构,而且技术还可以在进步,所以它们无论如何都会取代现在的银行系统。


这两种观点都有失偏颇。但是区块链技术离实际应用到底还有多远?现在问题出在哪里?这是银行家和科学家关心的问题[4]。笔者根据3家央行 所做的实验来试图回答这些问题。主要包括欧洲央行和日本央行的合作项目Stella[5,6],以及加拿大央行的Jasper项目[7]。附录有这两项项目的简介。此外,2017年,加拿大央行根据Jasper项目的结果出了一个报告。里面提到区块链技术不但没有达到银行系统性能需求,而且如果使用区块链技术还会增加银行的风险。该报告明确指出使用DLT的操作风险,包括(i)容错性差导致系统可能出错;(ii)与现有的集中批处理支付系统相比,基于区块链的支付系统在确保系统可恢复性上所需成本更大;(iii)交易隐私性差。但加拿大央行并未放弃区块链,2017年10月又宣布使用区块链做股票交易的清结算的实验[8]。


1 金融系统以及区块链交易速度


许多人认为现代金融系统每秒需要处理大量交易,数字代币系统难以满足需求。例如2017年支付峰值达到25.6万笔/秒,2016年峰值为17.5万/秒,增长超过1.1倍。而2009年这一数据仅为400笔/秒。国外的eBay和PayPal一般设定的是每秒600~1000笔交易[9]。


但事实上,不是金融机构每种业务都需要处理大笔交易。例如,加拿大央行的实验,使用加拿大银行和银行之间(interbank)的交易系统,平均一天才处理32,000笔交易,以交易时间8 小时算,平均每秒才1.11笔交易。欧洲央行和日本央行的实验使用各自现有的系统,欧洲央行系统平均每秒处理13笔交易,日本央行平均每秒处理3.26笔交易。这和每秒20万笔的交易量都相差很远。


虽然这些数值都是平均数,最高速度需求会比这些平均数高很多,但即使说一个系统要提供100倍的平均能力才足够满足市场需求,欧洲央行系统每秒也只要处理1300笔交易,日本央行系统每秒处理326笔交易,这些和每秒20万笔交易速度的需求还是差了很远(153倍,20万/1300)!


显而易见,世界3个重要央行在其各自特定交易系统的交易数量都不高。这代表区块链有可能可以满足现在金融机构的速度需求。


表1 列出了世界重要金融机构每秒平均交易数据。这包括美国纽约股票交易所、NASDAQ股票交易所、伦敦股票交易所,上海股票交易所,深圳股票交易所,欧洲央行、日本央行、加拿大央行的各自交易系统。可以清楚看出大部分金融机构每秒平均交易量不超过600笔。


从这些数据可以得知“区块链无用论”的观点是不准确的。世界上大部分金融系统不需要每秒处理20万笔交易,而且大部分每秒只需要处理不到600笔交易,差距是333倍(20万/600)。由此可知,以每秒20万笔交易来衡量区块链系统是否可以用在金融市场上门槛过高。



表1 各交易所和银行交易现状


金融机构

平均每天成交笔数

每天交易时间(小时)

平均每秒成交笔数

网址

上海证券交易所 (Shanghai Stock Exchange)

3,430,270(1999年1月1日-2018年4月23日)

4(9:30-11:30;13:00-15:00)

238.21

http://www.sse.com.cn/market/stockdata/overview/yearly/

深圳证券交易所(Shenzhen Stock Exchange)   

8,538,403.87(2009年-2016年)

4(9:30-11:30;13:00-15:00)

592.94

http://www.szse.cn/UpFiles/largepdf/20170321091732.pdf

伦敦证券交易所(London Stock Exchange)   

1,250,000(2015年1月-2018年2月)

8.5(8:00-16:30)

40.84

https://www.statista.com/statistics/325326/uk-lse-average-daily-trades/

纳斯达克(Nasdaq)          


10,529,465(2018年4月16日-4月20日)

6.5(9:30-16:00)

449.97

http://www.nasdaqtrader.com/Trader.aspx?id=DailyMarketSummary

纽约证券交易所(New York Stock Exchange)          


6,110,239.04(2018年1月)

6.5(9:30-16:00)

261.12

http://www.nyxdata.com/nysedata/asp/factbook/viewer_edition.asp?mode=table&;key=3133&;category=3

日本央行 (Bank Of Japan)      

70,548(2013年-2015年,使用BOJ-NET系统)

6(9:00-15:00

3.26

https://www.boj.or.jp/en/statistics/set/kess/release/2015/kess1503.pdf

欧洲央行 (European Central Bank) 

437,832.33(2018年1月-3月,使用TARGET2系统)

9(8:30-17:30)

13.51

https://www.ecb.europa.eu/stats/payment_statistics/large_value_payment_systems/html/18_table1.en.html

加拿大央行(Bank of Canada)     


32,000(使用银行与银行之间的交易系统)

 8(9:00-17:00) 

 1.11  

 https://www.bankofcanada.ca/wp-content/uploads/2017/05/fsr-june-2017-chapman.pdf 


 

而目前各区块链的测试处理速度好像已经满足甚至远远超过大部分金融机构的实际需求。其中,虽然以太坊每秒可处理交易量小于20笔。但其他已有区块链速度已经很快,例如Zilliqa随着节点数以及分片数的增加,可以从每秒处理1218笔交易增加到2488笔交易;NEC可以在参与交易的节点数达到200个左右的大规模连接环境下,达到每秒处理10万笔以上交易的超高性能;红腹蛇链(Red Belly Blockchain)可以在单个数据中心的300台机器上每秒处理超过660,000次交易。


2019-05-29 05:48