区块链系列文章 | 张伟：数字货币与区块链技术的前景与挑战

文/张伟，清华大学副研究员、《清华金融评论》副总编辑

编者按

在10月24日的中央政治局会议上，习近平总书记要求将区块链作为核心技术自主创新的重要突破口。 此次重要会议为区块链的应用带来了更多的实践空间。 习近平总书记要求我们要努力使我国在区块链这一新兴领域走在理论前沿，占领创新制高点，取得行业新优势。

为理性猜测区块链的未来，推动区块链新兴产业的健康发展，清华金融评论自2016年4月起陆续发表区块链相关文章。同时，2016年5月和2017年4月，《数字货币与区块链》和《区块链重构金融？》两期封面专题就区块链对金融业可能带来的影响进行了理性、审慎而又不失大胆的分析。 这些文章所探讨的视角涉及密码学、货币、账本等，见证了区块链的应用如何逐步扩展到数字金融、供应链管理、数字资产等领域。 重读这些文章可以更好地理解区块链的发展。 当然，秉承建言献策的初衷，我们也花了大量篇幅理性探讨了区块链技术不成熟可能带来的风险隐患，并提出了如何防范风险的建议。

早年的这些理论探索，都是基于当时的认识和现实。 读到今天，依然会给我们带来很多启发。 因此，编辑部将从即日起继续审核原版封面专题文章和此前发布的区块链。 、数字金融、数字资产等相关文章，为了与读者一起思考进步，更好地践行习近平总书记讲话精神，让区块链的未来来。

本文介绍了数字货币的历史和现状，从技术实现、经济属性、交易形式等多方面分析了比特币的优缺点，以通俗易懂的方式介绍了区块链技术的实现原理。有指导意义的方式。 并从多角度解读和展望数字货币和区块链技术的发展前景和挑战。

货币数字化趋势

从古至今，人类有两大发明，一是文字，一是货币。 文字使我们的精神世界得以记录和传承。 从一开始，没有文字可以用语言来交流，后来有了文字和印刷，后来进入了信息可测量后的信息时代。 信息最基本的计量单位是比特。 . 货币也是从无到有创造出来的，起初是易货交换，后来是具有一般等价物的特殊商品充当了货币。 历史上有许多特殊商品被用作货币。 经过不断的筛选和淘汰，后来固定在黄金、白银等贵金属上。 但是，使用贵金属作为货币还存在很多问题。 例如，不同地区的标准可能不一致，所以后来政府统一了标准。 例如，秦国在历史上之所以强大，一个重要的原因就是它在统一语言和货币方面做了非常重要的工作，促进了生产的大发展。 再者，可以发现，人们在使用货币时要中国比特币怎么实名认证，其实并不关心货币是否足够值钱，甚至是否有价值。 于是，历史上出现的纸币和银行逐渐产生了信用货币。 现代银行体系出现后，电子货币逐渐在现金的基础上产生。 电子货币是一种中心化的信用，即将中央机关颁布的现有合法约定的信用货币数字化。 后来出现的数字货币与电子货币有着根本的区别。 数字货币本身可以依靠算法获得信任，不需要中心化机构提供信用。

从货币形态的发展过程可以看出，货币是从无到有，有从实物向虚拟发展的趋势。 货币是一种符号，它本身不需要有价值。 它的价值可能来自法律甚至信仰。 货币一开始是自然选择的结果，后来是法定选择的结果。 在法制过程中，从最初的非中介机构，到后来的中介机构（如商业银行），甚至中心化机构（如中央银行）。

现在要讨论的数字货币，就是讨论能不能去掉中介，实现点对点的直接价值传递。 当前基于中央银行和商业银行双体系的货币发行、支付和结算成本非常高。 如果没有中心化组织，点对点可以直接实现价值转移，解决可信度和双花问题。 至于去中心化能否降低这个成本？ 然后比较两个系统的效率和成本。 央行要推出的是法定数字货币。 从中国金融2016年9月发表的数字货币专题文章可以看出，其思路仍然是基于现有的中央银行和商业银行的双元制。 区块链等技术用数字货币代替了部分现金。 当然，未来是不可能的，甚至要取代我们现有的央行电子货币系统，我们也需要比较两者的优缺点、成本和效率。 但从货币形态的发展来看，货币数字化是必然趋势。

探索数字货币

人们对数字货币的探索，早在 20 世纪 80 年代就开始了。 1990年，第一个数字货币ECash诞生，它应用加密技术保证消费者在交易中对商家的匿名性。 1997年出现的HashCash采用了工作量证明系统，后来成为比特币的核心要素之一。 同年，Haber 和 Stornetta 提出使用时间戳来保证数字文件的安全。 1998年出现的B-money强调点对点交易和交易记录的不可更改性。 这些早期的探索为比特币的出现奠定了坚实的基础。 2008年10月31日，一位名叫中本聪的人向数百位加密爱好者发送了一篇经典论文，阐述了比特币点对点和去中心化的核心思想； 2008年11月16日，发表比特币代码； 2009年1月3日，中本聪挖出第一个区块，即所谓的创世区块，比特币正式诞生。 截至2016年11月30日，全球约有714种数字货币，市值近138亿美元，其中比特币占市值的85.7%。 此外，以太坊和莱特币占比较大。

比特币的优点和缺点

比特币有很多优点，包括去中心化实现点对点的价值传递，基于算法达成共识，基于时间戳解决双花问题，并稳定运行了7年。 但是比特币也有很多缺点，可能多于优点。 比特币目前确实已经形成了很大的市场，但是要真正成为所谓的货币，还有很长的路要走。

首先，交易确认需要很长时间。 交易确认通常需要几分钟甚至十几分钟，而当前市场上的交易可能在几分之一秒甚至瞬间确认。

第二，有流通上限。 这是一个大问题。 比特币的发行机制也叫挖矿，采用工作量证明共识机制。 约定每10分钟产生一个区块，通过全网比较算力竞争抢夺区块。 每获得一个区块，就可以获得比特币奖励。 前四年，一个区块的奖励是 50 个比特币，之后每四年，奖励减半。 按照这个规律计算，比特币的发行量将在2140年接近其发行上限约2100万枚。当一种货币有了发行上限后，就会出现一个可怕的问题，那就是如果人们一直认为它是有价值的，它的价值在整体趋势上会继续上涨，这会造成通货紧缩。 这是比特币的根本缺陷，货币一定不能稀缺。 而且，价值不能波动太大。 当然，无限发行货币会导致通货膨胀，而限量发行则会导致通货紧缩，不利于经济运行。 真正好的货币的增长速度必须跟上经济发展的步伐。 因此，使用任何实物作为货币，从长远来看都会存在这个问题。 比特币的数量只有2100万左右。 虽然它的最小单位可以分为十亿分之一，但数量毕竟有限。

三是价值不稳定。 比特币的价格一开始是0； 2009年，按1美元的用电成本可购买1300多个比特币； 2010 年，有人用 10,000 比特币购买了 25 美元的披萨券； 2010年第一家比特币交易所MtGox成立时，1比特币相当于0.5美元。 随后，比特币价格突飞猛进，2013年一度高达8000元； 暴跌至900元； 目前在5000元左右。 由此可见，比特币的价格波动极大，这是比特币的第三大致命缺陷。 它的价值波动很大，它必须相对稳定才能用作货币。

第四，既透明又匿名。 这本来是比特币的优势，但也很容易成为洗钱的工具和资本外逃的工具。 用人民币买入比特币，用美元卖出比特币非常容易。 不过现在很多比特币交易所也需要实名认证，央行也可以研究如何管理。

第五，比特币的发行机制过于昂贵。 我刚才说比特币是通过算力竞争得到的，也就是挖矿得到的。 参与挖矿的人越来越多。 为了挖出更多的区块，获得更多的比特币奖励，更快的设备投入挖矿。 持续增长。 从理论上推测，单个机构或单个矿池的最终挖矿成本一定接近于获得的比特币奖励的价值。 所以比特币的最终成本应该等于它的价值。 但从整体上看要中国比特币怎么实名认证，大家投入挖矿的成本远远超过了产生的比特币的价值。 这样一来，实际上会形成大量的垃圾，甚至会出现环境污染问题。

六是区块整体体量不断增加。 存储比特币需要比特币钱包，最基本的比特币钱包是比特币核心钱包（Bitcoin Core）。 我们知道，比特币是一个账本系统，每笔交易后都会将数据写入区块，导致其数据量极速增长。 如果钱包现在同步全部数据，数据将接近100G，随着交易的不断发生，存储的数据量会变得非常大。

除了上述缺点外，比特币还存在区块不可定制、协议功能单一、社区共识效率极低等问题。 总而言之，比特币确实有一些优点，但可以看出更多的其实是缺点。

比特币币种属性分析

我们从货币的角度来分析一下比特币。

货币最根本的功能是价值尺度和流通手段，这就要求货币本身不稀缺，价格必须稳定。 黄金最终因为稀缺性退出了货币历史的舞台，黄金生产的速度跟不上经济发展的速度。 比特币的发行机制导致其数量有限。 我们也看到，比特币的价格非常不稳定，这就决定了它无法成为真正的货币，最多只能作为一种数字资产。

另外，从货币发展的历史可以看出，货币的符号化程度越来越高，货币本身并不一定要有价值，只要人们相信它有价值即可。 在使用过程中，我们希望无论是发行还是流通，成本都尽可能的小。 目前发行纸币也是有成本的，维护银行支付清算系统的成本不低，但至少成本远小于货币的面值。 但是，比特币必须依靠算力竞争来获得记账权，其发行成本非常高。

比特币目前被认为是不可伪造或不可篡改的，但其加密技术也有可能被破解，而且在公开的互联网上，也存在被黑客攻击的风险。 比如2014年比特币交易所MtGox被黑，大量比特币丢失，直接导致MtGox破产，比特币价格大幅下跌。

最后，还有共同信念的问题。 货币必须有共同的信念。 目前很多法币的信仰都来自于法律的强制，而比特币没有法律保护，可信度比较低。 各国政府对比特币的态度各不相同。 美国商品期货委员会将比特币视为一种商品； 英国更积极，承认比特币为货币； 正常征税； 法国则更为谨慎，在反洗钱等金融风险方面对比特币有着严格的要求。 2013年，中国发布了比特币风险预警，直接导致比特币价格暴跌。 2016年1月央行召开数字货币研讨会后，比特币价格开始回升。 由此可见，央行对比特币的态度很大程度上决定了比特币的价格走势。 目前央行对数字货币的态度是积极的，已经开始研发法定数字货币，现有的数字货币技术其实是值得学习的。

区块链技术应用前景与挑战

比特币成为真正货币的可能性很低，其带来的附属产品区块链技术可能是其最重要的贡献。

首先，区块链技术基于点对点（P2P）网络。 它不具有中介和中心化的机构作用，任何一个节点的退出都不会影响整个系统的运行。 但是在中心化或者中介系统中，如果中心化组织退出，肯定会影响到整个系统的运行。 这就要求中心化机构必须具有公信力和强大的能力。 就像我们现在的央行，维护系统的能力是超强的，在安全和数据保密方面是可信的。

其次，区块链技术是分布式记账数据库，即每个点都可以记账，可以查看账本。 集中式系统无法做到这一点。

区块链技术然后通过加密建立点对点的价值传输协议。 在区块链技术出现之前，我们的互联网是信息互联网，价值的传递必须有一个中心化的组织来记录。 现代经济生活中有几个流：一个是信息流，我们做任何事情都要先沟通、沟通； 二是资金流动，经济往来必然有资金流动； 涉及到实物，交易中也涉及到物流。 第三是人的流动，人本身也需要流动。 其实电子货币本身也是一种信息，只是不能像一般信息一样在现在的互联网上直接传输，因为可能存在虚假和“双花”问题，需要中心化或中介机构通过会计。 目前的互联网金融，比如P2P网络借贷，还不能真正实现价值的直接传递，仍然需要中心化的机构，即现有的银行体系，记账才能实现价值传递。 但是，通过区块链技术，可以实现直接的点对点价值传递。 如果区块链技术能够很好的推进，未来的互联网可以实现价值互联网，这是非常具有革命性的。

最后，区块链技术也是一个记账系统，甚至是一个互联网资产管理系统。 它不仅适用于货币，还适用于任何需要信任的交易，包括如签订合约、合同、登记各种证券、保管等，凡是发生任何信任关系、行为、活动，区块链技术都可以在其中发挥作用，应用前景广阔。

应用于比特币的区块链技术可以看作是1.0版本，现在正在发展应用于股权登记等智能合约的区块链技术2.0版本。 未来只要有信任关系就可以使用本地区块链，但主要集中在以下几个方面：

一种是数字货币。 但还有很长的路要走。 我个人觉得私人数字货币成为货币的前景非常渺茫。 但是，如果央行能够利用好以数字货币为核心的区块链技术，发行法定数字货币，就可以解决很多问题。 包括避免竞争性挖矿等高能耗和设备投资的问题，也可以通过法律解决数字货币的可信度问题，也可以解决价值稳定和数量有限的问题。 利用现有的中央银行和商业银行双重支付清算系统，可以进一步降低成本，提高效率。 另外，很关键的一点是，如果央行使用这个技术，可以追踪货币交易，这在反洗钱甚至反腐败方面可以起到很大的作用。 我觉得央行对法定数字货币的落地是值得期待的。

二是支付结算。 你可以阅读比特币白皮书。 比特币系统实际上是一个支付结算和价值转移系统。 这是一个很自然的应用。 Ripple系统是一个去中心化的全球金融支付系统，取得了长足的进步。 中央银行发行法定数字货币有很多好处，但中央银行不能改变其他地区或国家的主权货币，仍然需要兑换。 可以想象，如果全世界都采用同样的技术发行法定数字货币，实现全球货币统一，汇率问题就可以迎刃而解。 那将是人类非常伟大的发明，对世界经济的发展是一件好事。 当然，这是非常困难的。

三是资信调查。 征信市场是一个巨大的蓝海市场。 传统征信市场面临信息孤岛问题，传统技术架构也难以满足共享征信数据发现数据蕴含价值的需求。 区块链本身可以形成信用，为解决这些问题提供了一种新的思路。 可以提高征信的可信度，显着降低征信成本，并有可能打破数据孤岛的壁垒。

四是证券交易。 全球已经有证券交易所在探索区块链技术的应用。 2015年底，纳斯达克首次使用区块链技术交易平台记录私募证券交易。 澳交所利用区块链技术与银行账户对接，实现买卖股票后资金的快速转移。

区块链应用面临的主要挑战其实与其自身的技术实现有关。 首先，区块链的交易效率还很低，交易验证时间长，难以满足巨额交易的需求。 二是区块链技术应用的能耗过高。 那么，区块链的存储容量过大，对网络带宽提出了很大的挑战，难以应对外汇、股票等市场的大规模交易。 最后，其依赖的非对称加密技术并非牢不可破，可能存在安全问题。 此外，还有与现有金融体系的整合问题，以及因升级改进而产生的技术硬分叉。 总的来说，区块链技术的应用前景十分广阔，但也面临不少挑战。 将上述前景和应用变为现实，需要科技、金融、法律等各行业从业者的共同努力。

本文根据作者在中国人民银行深圳中心支行与深圳经济特区金融学会于2016年12月1日下午联合打造的“金融鹏城大讲堂”上的发言整理而成。核心内容被编辑刊登于《清华金融评论》2017年4月号封面。 编辑：谢松岩

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