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谭智勇、赵微:区块链技术在中国商品交易市场的应用与发展

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区块链已然成为全球信息技术创新的竞争高地,以及引领新一轮科技变革的主导力量。本文分析认为,在大宗商品交易领域探索基于区块链技术的模式和系统,可以大幅减少可疑交易,降低监管成本,促进市场协同发展。这对于确保大宗商品交易行业的健康发展有着十分积极的作用和意义。

区块链技术的兴起和流行起源于比特币数字货币系统。与云计算、大数据、物联网等信息技术一样,区块链技术并不是全新创造出来的单一信息技术,而是基于现有信息技术的积累,加以组合创新,从而呈现出一些新的技术和业务特性。广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算范式。目前,区块链技术逐渐受到大型机构和政府的重视,被认为是彻底改变现有业务运作方式的重大突破性技术。

由于区块链去中心和去中介的特性,再加上其智能合约机制与现代商业各交易方通过协商和执行合约的交易过程非常契合,区块链技术可以有效管理合约,并确保合约的顺利执行。同时,区块链本质上可以认为是一个资本流动和价值交换的载体。以上两个特性能使现有社会和企业的运行产生很大的改变,甚至导致未来经济格局的变化。随着全球新一轮科技革命和产业变革深入,作为下一代价值互联网的基石,区块链领域已然成为全球信息技术创新的竞争高地,成为引领新一轮科技变革的主导力量。

加快中国商品交易市场区块链应用的必要性

据中国物流与采购联合会大宗商品交易市场流通分会不完全统计,截至2016年底,国内大宗商品类电子交易市场有1231家。在相关法律法规体系有待完善的情况下,大宗商品交易市场发展迅猛,但行业的问题也逐渐显现。例如,昆明泛亚有色金属交易所操纵市场、篡改交易数据,导致全国20多万投资者480亿元资金去向不明。再如“上海钢贸业崩塌”事件,就是由于仓单信息不准确、一单多押、货不对单所引发的。结合区块链去中心化、去信任等技术特点来看,在大宗商品交易领域探索基于区块链技术的模式和系统,可以大幅减少可疑交易,降低监管成本,促进市场协同发展。这对于确保大宗商品交易行业的健康发展有着十分积极的作用和意义。

(一)区块链提高交易透明度

大宗交易平台交易环节的透明度,一直是很难解决的问题。每笔大宗商品交易都涉及到多个参与方。大宗商品交易市场中买卖双方为避免权益遭受损失,在很多时候存在交易信息保密的需要。区块链技术可以实现参与方之间交易信息的共享,同时这些交易信息在任何一个时间节点上的历史记录都是随时可查验的。只须对上传到区块链的交易数据进行适当加密,做好解密密钥的管理工作就可以满足上述保密要求。借助区块链的公开透明、数据不可篡改等特性,从技术上杜绝交易所篡改交易数据等违规行为。诸如昆明泛亚有色金属等类似事件也不再可能发生。如果把商品物流过程中的仓单等信息写入区块链,供第三方随时查询区块链进行监督,便能有效提高仓单信息的准确性。由于信息不公开、仓单重复质押引发的“上海钢贸业崩塌”等事件,随着区块链技术的运用推广都将画下休止符。

(二)更便于监管的分布式系统架构

以往以商品交易所为中心的系统架构下,如果商品交易所的服务器出现问题,相关的交易业务流程都会中断。区块链系统减少了对中央服务器的依赖:任何单一区块链节点出现问题,都不会影响整个区块链系统的正常运转。因为区块链上的数据在每个接入节点上都能有备份,只要下线的节点数目不至于影响到区块链上数据的共识,整个系统就是安全可用的。这样的分布式系统架构杜绝了交易所违规篡改交易数据的可能,也更利于政府或其他监管者对商品交易实施监管。监管方只需要维护区块链系统里的一个普通的节点,就可以实时获得链上的记录,有利于及时发现异常情况。从国外发展经验看,在国外商品交易市场发展的过程中主要依靠行业自律管理。利用区块链技术,行业协会能更好地监测企业运行情况,监督约束行业企业行为,及时发现交易市场运行中出现的问题,保证市场的高效安全运行。

(三)提高行业企业协同发展的能力

中国大宗商品交易市场行业存在较为严重的地域发展不均衡和市场同质化现象,商品交易市场与产业链的结合度较低,在促进传统产业调整结构,提升经济运行效率质量中的贡献与作用未能充分显现。同时,由于缺乏顶层设计和整体规划,市场组织化程度低、规模小、经营管理手段落后,企业散、小、弱,且未能形成产业联盟,这也导致中国传统产业在生产经营易受国际市场影响,在国际市场竞争中往往处于被动地位。利用区块链去信任的技术特性,可以有效帮助行业建立起跨企业的合作体系,通过建立多层级的市场体系,利用现货市场培育成熟的电子交易品种,同时多个市场之间在采购与定价过程中形成战略联盟,市场之间互相协调,互惠共赢,提高行业企业协同发展的能力。

中国商品交易市场区块链应用面临的主要问题

区块链技术在商品交易行业中有诸多发展的机会,但也面临着来自于技术环境和应用环境的挑战,以下对此逐一进行讨论。

(一)技术环境:区块链技术的发展有待时间积累

区块链属于新兴技术,相关技术的发展和突破是需要时间积累的,尤其是一下三个重点领域的技术难题:

在区块链的性能方面,首先需要考虑的就是区块链系统的性能问题。以目前最知名的区块链公有链比特币为例:每个节点都可以通过消耗自身的计算力来争取获得区块链的出块权。为了减小区块链网络出现分叉的概率,目前比特币网络的出块时间间隔为10分钟。反观联盟链和私有链,只有部分节点能对区块链进行直接的写操作,出块时间间隔从数分钟降到数秒。但具体选用什么共识算法才能在性能达到最优,需要根据商品交易的具体系统设计和网络架构进行进一步的实验和评估。

在链上数据保密方面,数据保密也是区块链系统另一个需要重点考量的问题。传统商品交易模式下,交易数据存储在中心服务器上,并由运营中心负责保护所有的数据隐私。如今由于区块链技术,每个区块链节点都可以获得链上数据的备份,数据在链上公开透明,并不存在可以掌控区块链上数据访问权限的运营中心。针对商品交易的业务场景,何种数据可以写入链,如何保护入链数据不被非授权方解析出明文,相关问题需要设计权限管理机制和数据访问权限。

在分布式系统升级方面,区块链网络是由运行着同一个区块链协议的相互独立的节点组成的。这种松散的分布式系统结构,增加了区块链协议升级的难度,区块链系统不可能关闭系统然后集中进行升级。根据旧版本的协议是否可以接受新协议产生的数据,区块链有软分叉与硬分叉两种不同的协议升级机制。软分叉具有“向前兼容性”,新、旧节点可以在同一条区块链上添加块;硬分叉不具有“向前兼容性”,区块链可能会分叉出多条含有新版协议区块的链,或不含有新版区块的链。两种方式互有优缺点,需要结合商品交易的具体情况,进一步优化区块链协议升级流程。

(二)应用环境:区块链项目落地过程的实际问题

在区块链项目的具体落地中,还有诸多因素需要从多角度进行思考,包括监管机构角度、商品交易中心角度和行业角度。

对监管机构而言,目前区块链技术还在发展初期,即使经过未来几年的发展,区块链技术相对成熟,要在监管机构中进行运用落地还需要漫长的推广和消化过程。与此同时,整个区块链上的商品交易市场的生态系统还在建立初期:相关的人才培养,配套系统的开发和相关服务的建立,亟待进一步的发展。除此以外,对于监管机构,还须面对的问题还有:制定区块链上的商品交易流程,撰写新的行业标准和规范等等。

对商品交易中心而言,把区块链这种新型技术融入具体业务中也有诸多挑战。首先,商品交易中心自己需要深刻理解区块链的技术特性,挖掘这项技术能为商品交易业务带来的优势,是否还会对原有的业务模式产生影响。其次,在项目具体实施过程中,在保证技术的可扩展性同时兼顾实际运营的可操作性。从战略角度做到,进行长远的合理布局,把握好不同阶段的发展节奏,对可能产生的风险进行预判和管理。

从行业角度来看,把区块链技术和商品交易业务融合带来的第一个变化就是管理模式的转变。传统业务流程里,商品交易中心对整个流程进行监督和把控。但区块链的技术特性是分布式、半中心化、甚至去中心化。把区块链技术引入商品交易业务流程,原来的以交易中心为核心的管理架构变得不再适用了。同时,由于区块链技术与商品交易场景的结合还在不断探索和演化中,原有的行业流程和规范可能失效。在兼顾未来可拓展性的情况下,新的流程规范需要建立。

区块链应用于中国商品交易市场的发展路径

(一)中国商品交易市场区块链应用半中心化逻辑架构

现阶段大多数机构、体系均被视为中心化的业务系统,如银行体系(央行为中心)、货币系统(央行为中心)和国家机构(中央政府为中心)。中心节点掌握系统所有的节点信息,并控制节点行为和节点间的信息传递。由于分节点不参与整个系统的控制,系统安全性聚集于中心节点的安全性,同时面对中心节点可能的恶意行为,分节点并无监控和应对手段。而区块链(尤其是完全去中心化区块链系统)采用了分布式验证和存储机制,不存在中心化的管理机构,节点间共享对等的权利和义务,区块链系统由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护,这样的方式给区块链系统带来了开放性、自治性、匿名性和数据防篡改性等良好的特性。

但是去中心化,尤其是完全去中心化也不可避免地存在着其自身不能克服的问题,如安全风险、效率风险、资源风险和博弈风险。由于前三类风险比较容易理解,这里仅就博弈风险着重讨论一下。区块链共识过程本质上是众多参与方按照整个系统的理性判断,最终对系统运行和业务处理达成一致的过程。但是如何设计出良好的具有共识激励机制,让整个系统可以实现交易和区块的验证和记账,抵御系统内外的安全性攻击和威胁,目前还是仍在持续改进的问题。博弈风险还体现在完全去中心化的区块链应用和区块链业务处理的不确定性。特别是在需要对区块链的应用结构或者既有交易进行调整的时候,由于这种完全去中心化的区块链应用由于没有中央结点的仲裁功能,因此会存在较大困难。最典型的是在以太坊发布的众筹项目The DAO,由于其安全漏洞,导致了项目产生了较大的损失。由于以太坊社区对此攻击的后续处理方面并未达成一致,所以社区实质分裂为ETH和ETC两个对立的社区。因此,缺乏中心组织者的博弈风险是完全去中心的区块链应该无法回避的问题。

综合集中式系统和完全去中心化系统各自的优缺点,在中国这种特定的、强调监管的大政策背景下,采用半去中心化结构应该是能在国内商品交易市场领域中切实落地的唯一出路。以完全去中心化的系统作为架构基础,添加所谓的超级节点(Super Node),并赋予超级节点特殊的权限。这种权限可以是区块链系统层面的计算中心、存储中心或网络中心,也可以是区块链业务逻辑层面的共识判断中心、区块链成员权限管理中心或监管中心。在这种结构下,安全风险、效率风险、资源风险和博弈风险均可借由超级节点予以解决,而且能根据实际业务的需求,在集中式结构和完全去中心化结构之间取得适宜的权衡,具有更强的适用性。

(二)以行业链为基础的业务发展路径

根据应用场景和设计体系的不同,区块链系统一般分为公有链、联盟链和私有链。公有链是完全去中心化的区块链,任何个体或者团体都可以发送区块链交易并获得有效确认,任何人都可以参与其共识过程。私有链是完全中心化的区块链,私有链的各个节点的写入权限收归内部控制,读取权限可视需求选择性对外开放。联盟链则是开放程度介于公有链和私有链之间的区块链。

行业链是联盟链的一种特例,可以认为是某些产业部门之间存在一定的技术经济关联,存在特定的逻辑关系或时空布局关系,然后基于这些关系在这些产业部门之间形成的区块链形态。在行业链中由于能够比较好地实现半去中心化的区块链架构,只要行业链中参与的各产业部门达成一致,也能方便地引入管理超级结点或者监管超级结点,应该是推动区块链技术在我国商品交易市场实际落地的优先发展方向。同时在此基础上,行业的区块链技术还可以纵深在两个方面进行扩展:首先行业链可以通过侧链等技术与现有公有链实现业务互通,并且现有公有链的先进理念和诸如分片和快速交易的特性也能融入行业链中;其次以行业链发展为契机,也能推动各产业部门自身企业私有链的建设,最终实现各产业部门自身区块链应用水平提升。

中国商品交易市场区块链发展的对策与建议

商品交易市场作为区块链发展和应用的重要阵地,可以从以下两个方面入手推动区块链技术在这块业务领域真正实现良性发展。

首先是加强对商品交易市场领域区块链技术的跟踪和研究,尤其是加快核心关键技术攻关和平台建设。目前区块链技术仍处于应用场景逐渐落地的初级阶段,尚有许多技术问题急需解决,在商品交易市场领域的应用场景更加缺乏,未来还需要众多的具体实践。商品交易市场领域有其自身的发展规律,即使区块链技术相对于当下的业务模式有一些优势,但是也需要把区块链技术与商品交易市场领域充分结合,相关应用必须适应商品交易市场领域的现有业务规则。目前急需完成对区块链人才与技术的快速培养与积累,为区块链应用的基础能力打下坚实的基础。具体工作可以按照以下思路组织开展:一是加紧组建专门的研究力量,并与国内外区块链技术研究公司开展合作交流,必要时促进国内重点企业、科研、高校和用户单位的机构联合体,动态评估技术应用的成熟度,并及时分析其可能给商品交易市场领域造成的影响;二是支持民间区块链研究机构的发展,必要时出台相应的扶持政策,鼓励民间区块链技术企业开展相关业务,建立区块链应用技术项目投资基金,探索区块链领域的政府购买服务模式;三是积极参与区块链国际标准和规则制订,鼓励国内商品交易市场相关企业共同研究制定区块链的行业和国家标准,争取在未来的区块链国际应用竞争和合作中取得更大的话语权。

其次是建议对商品交易市场领域的区块链应用给予柔性的监管策略。区块链去中心化、可追溯、匿名性等特点对商品交易市场领域监管技术和模式带来了全新挑战。在传统集中运行和监管模式下,监管方可以直接调取中心系统的所有数据实施监管活动,并可以直接控制信息的传播和应用,但在区块链背景下很难锁定全量信息,这会带来一系列监管方面的挑战。另外,区块链应用的运行机制与现行法律制度存在诸多冲突,比如区块链上交易行为所属法院管辖地的确定和责任人的确定、区块链中数据的证据效力等。因此,建议监管者应该探索利用区块链技术的新特性改进监管方式,完善监管手段,加强保护投资者权益,维护市场平稳,在合适的透明度下,采取相对宽松的监管政策,以培育新的交易模式,以免因为监管完全阻止新技术的发展。具体来说,首先要避免监管过度,进而建立一个可预见、一致、简单的合法环境,理解区块链技术“自下而上”的特点并推进其在商品交易市场的发展。其次,回顾检视现行规则,确保区块链技术的发展不受不必要的限制。再次,必要的时候,国际政策制定者应该协调不同国家过于固化的区块链技术规则,提供一些灵活的管理原则协调不同国家的监管,避免企业陷入复杂的监管环境。最后,待区块链的应用较为成熟时再确定具体的监管政策。

(谭智勇、赵微均为北京瑞卓喜投科技发展有限公司研究员。本文编辑/王蕾)

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