今秋8月,笔者有幸收听了时任央行支付结算司副司长穆长春的Libra通识课《科技金融前沿:Libra与数字货币展望》,获益良多,如冬日痛饮三杯苏州黄酒,登时暖意上涌,通体舒畅。9月初,穆长春履新央行数字货币研究所所长,倍加感慨,数字货币的浪潮已势如排山蹈海奔袭而来,本就激流暗涌的金融圈,又该给僵化的思想和固有的利益格局松松筋骨了。听罢穆所长的通识课,笔者总觉味有余烬,有些话不说不明,不吐不快,便写下来,与诸君共享,想必于各位读者也或有裨益。

01 关于Libra的技术路线

一、三元悖论与可拓展性

众所周知,区块链技术在发展初期就受限于“三元悖论”,即可扩展性、去中心化、安全性三者不可兼得。基于对去中心化和安全性的侧重(去中心化是区块链技术生存和发展的基石,而安全性是技术理论落地的前提),因此可拓展性(scalability)就成为了区块链技术发展的重要短板及核心研究课题。在通识课第一部分中,穆长春重点提出了Libra技术在可拓展性方面的短板。

其实为根本上提升区块链技术的可拓展性,业内并未停止过对于技术革新的尝试,其中一部分的思路就是将部分交易转移至链下,也就是穆长春所说的Libra技术路线中的中心化的部分(在课中,穆将Libra技术路线称为中心化的分布式处理架构和区块链技术相结合的分层混合技术路线,是一种非单纯区块链的混合式架构),为进一步做细节阐述,笔者将当前改进区块链可拓展性的主要技术介绍如下:

提升可拓展性的本质就是提高TPS(Transaction per second),也就保障了区块链处理交易的效率,提升了其可用性,穆长春提到双11期间网联的交易并发量达到过92000笔每秒,而Libra承诺的每秒交易处理量仅为1000笔。

一般来讲,我们将区块链分为两层理解,layer1(第一层)指的是链上技术,也就是针对区块链的共识和存储机制下功夫;layer2(第二层)指的是链下技术,针对区块链外的交易处理和计算能力进行革新和优化。

(一)Layer1层技术

针对第一层技术,笔者简单介绍两种思路:分片和有向无环图。

分片 Sharding:在传统区块链中,分布式网络中的每个节点都要承担完全的计算和存储任务(暂不考虑SPV节点),因此不仅每个节点要花费大量的算力资源,整个分布式系统的运算效率也受限于计算能力最差的那个节点,也就是木桶理论。举个例子,一套试卷共有100套题,如果10个同学同时都解这100道题,假设解每道题需要1分钟,则本次计算需要耗费100分钟,每个人都要花费100分钟,而且如果某个同学状态不佳,花费的时间超过了100分钟,则整体降低了系统的效率。分片的概念是将节点进行分组(分片),不同分组负责不同部分的计算任务,在之前的例子中,我们将10个同学两两分成五组,每组同学负责20道题,这样计算完100道题只需要20分钟,在系统计算资源不变的情况下,提升了5倍的计算效率。

分片技术在发展过程中遇到了诸如验证人数量减少作恶攻击概率增大、如何实现分片区块链间的通信和最终性确认等问题,目前也提出了对应的解决方案,目前分片技术将在以太坊2.0进行投放应用,值得期待。

有向无环图 DAG:顾名思义,DAG是一种独特的数据结构,单元和单元之间的链接是有方向的,但所有单元之间无法构成环路。传统区块链是单一链的,并根据最长链原则确认当前的有效链,区块与区块之间通过区块头中的哈希指针进行链接,因此区块的确认是单线程的,无法并行进行区块确认。DAG技术初期的思路是将区块作为DAG结构单元,不同区块之间通过DAG结构进行链接和互证,从而实现区块确认的并发,随着实践的进行,DAG技术结构单元从区块演变为交易本身,即每确认一笔交易可以将该笔交易引用单个或多个已经确认的交易,这样就摒弃了传统区块链中矿工的角色,替代的是见证人机制,通过多数见证人的方式来确认主链及各交易之间的先后顺序。

(二)Layer2层技术

针对第二层技术,其核心思想是对区块链主链的价值延伸,核心价值都在区块链主链上,通过锚定主链上的一个价值点,对该价值点进行是深入解析和附加,并将最终价值结果附着在主链上,也就是我们说的结果上链。在这里,笔者简单介绍两种思路:状态通道和侧链。

状态通道 State Channel:状态通道的最好应用就是比特币的闪电网络。状态通道核心仍是参照状态机的概念,以Libra为例,Libra的全局状态就是依据具有确定性(deterministic)的函数,通过输入特定的、有顺序的交易,来更新Libra的全局状态。而此处所提及的状态通道,是通过建立链下临时通道,对交易双方或者多方进行状态的更新和状态的最终态确认,而最终将最终态的结果返回主链进行确认。这里我们说的比较抽象,举个例子,区块链主链就像我们平时使用的银行卡系统,对于日常的小额高频交易,我们会将钱转入微信,最终多余的钱再提现至银行卡,而微信就类比状态通道的概念。具体而言,状态通道往往是通过在链上建立智能合约,利用多方签名验证,在链下建立双方或多方的交易信息传输通道,状态通道并不将交易细节上链,只对各交易方的最终交易结果上链,因此在一定程度上,状态通道也具备隐私性。由于将大量交易转移至链下,因此链上计算量大大降低,提升了区块链的系统性能。

侧链 Sidechains:侧链也是一条区块链,有自己的共识机制和区块确认方式,它是主链的延伸和补充。我们可以将侧链理解为树干分叉出来的树枝,因此侧链与主链交互的核心就在于连接点。侧链的存在使得主链的部分交易可以转移到侧链上来,在小范围达成共识,加快交易速度。谈到侧链就不得不提到plasma子母链技术,其通过在以太坊主链上建立plasma智能合约,将更多复杂的交易转移到子链上进行,同时也可以将eth在子链和母链之间转移。

二、算力垄断与51%攻击

在POW共识机制下,由于所有挖矿节点都努力在当前难度下找到难题的一个解并声明区块,因此谁拥有算力,谁就拥有区块链的记账权和话语权。区块链的去中心化,其核心就是没有任何一个节点或者利益体能够拥有垄断的算力来随意打包交易并形成最长链。如果任何一个利益体拥有了超过整体51%的算力,则其就可以对当前区块链发起攻击,通过伪造区块和最长链,对当前主链进行硬分叉,这就是我们常说的51%算力攻击。穆长春在通识课中提到过Libra所面临的51%算力攻击的风险,实际上除了BTC、ETH这样的全球性公链外,绝大多数的POW都具有51%的危险(例如先期的ETC、大战的BCH和BSV),Libra如果在未来采用POW的共识机制并拥有稳定的挖矿收益,可想见,在可预期的未来,相当数量的算力将会切换到Libra主网上来,参与的主体越多、越全球化,51%算力攻击发生的概率就越小。

在DPOS的代议制模式下,区块链的话语权和记账权就由节点或利益体持有Libra的数量来决定,如果Libra过多的集中于单个团体,则整个Libra生态将面临独裁的风险,当然,如果持有大量Libra,会本能通过自身努力促进Libra生态的良性发展以保障Libra的币值稳定和自己的资产利益,因此这在一定程度上对节点也是制约。可以想见,短期内Libra将采用许可链或者说联盟链的形式,并在五年内过渡到公有链,至于过渡到公有链后采用什么样的共识机制,笔者认为大概率会采用类DPOS的代议制模式。

三、区块链节点的存储空间

穆长春在通识课中提到过节点存储区块链数据的问题,对于全节点而言,完整存储区块和交易的数据需要的空间目前已经达到了百GB的状态,如果Libra生态真正实现,完整节点的数据存储和日常维护将是一个天文数字,这对节点的运行提出了新的要求,在一定程度到会限制竞争者的加入,影响系统的去中心化程序。其实关于节点数据存储的问题,如何对数据进行“瘦身”,业内一直在探索,例如最近提出的bulletproof技术。再如SPV节点和SPV钱包,轻节点仅仅需要保存所有区块的区块头数据就可以实现对支付交易的有效验证,无需保存全部的交易数据。

四、区块链的安全性

不提区块链数据代码漏洞造成的黑客攻击和资产损失,我在此只考虑账户私钥被攻破的可能性。密码学安全性是区块链技术赖以存在的根本,如果密码学基础被破解,则区块链安全性将是一纸空谈,不过,就当前而言,区块链所基于的密码学方法是相对安全和稳健的。与此同时,绝大多数区块链技术都基于非对称加密和数字签名技术,因此对于普通民众而言,如何选择热钱包和冷钱包,如何合理保存好自己的私钥或者助记词,也是需要面临的重要问题。最后,不得不提到量子计算机实现的可能性,以POW共识链为例,区块链去中心化的核心就是算力的去中心化,任何作恶者或者利益团体都不可能垄断算力,如果量子计算机实现,相较当前的计算机或者矿机,该设备的算力将会几何式的攀升,届时任何POW公链都会暴露于风险之下。

五、隐私性和最终性

穆长春特别提到了央行数字货币的局部隐私性问题。在当前基于银行卡的账户体系下,任何公民的的交易数据都与实名信息绑定并被记录,因此商业银行相关有权人员可以查询到单一客户的交易信息。数字货币提出后,如果数字货币钱包并没有进行实名认证和绑定,则数字货币的转移相较传统账户体系的匿名性要好很多,对于Libra而言,如果Libra对账户生成采取去中心化管理,则对资金转移的追溯将呈现很强的隐私性和匿名性。

我们谈到互联网的隐私性,在当前大数据和云计算的背景下,任何与互联网相关的个人,其交易习惯、兴趣爱好及资产信息极有可能已经被互联网巨头所采集和记录,因此就当前互联网环境而言,个人隐私几乎变得廉价。Web3基金会是笔者较为认可的组织之一,其所提出的WEB3.0愿景,将极大保护互联网用户的个人隐私,通过去中心化的形式改变当前互联网巨头的垄断态势。

所谓最终性,是指能否具有明确某个时间,在该时间之后的时间,我们都可以确认某笔交易已经彻底完成并永远不会回滚。中本聪在其最著名的白皮书中通过数学公式证明了当某笔交易被确认后再经过5-6个新区块的生成就基本可以保证(大概率)该笔交易不会被回滚或丢弃,因此在区块链的角度,最终性是相对的概念,这与传统的电子账户体系交易转账不同,单笔交易的最终性无法严格被界定,只能相对界定。

02 关于Libra的价值体系

一、Libra的信用货币属性

从金银复本位制到金本位制,再到金本位制末期的金汇兑本位制,基于实物货币的国际货币体系安排逐渐因世界经济贸易的发展而走出历史舞台,随之而来的是将美元与黄金挂钩、其他货币与美元挂钩的布雷顿森林体系。基于格雷欣法则,与黄金挂钩的美元逐渐走入“二元悖论”,最终美元与黄金脱钩,世界进入信用货币时代。信用货币以国家信用作为基础,为一国发行的货币赋予商品和服务的购买力,值得注意的是,信用货币如果没有了国家信用,即丧失了无限法偿力,将沦为白纸。

而对于Libra而言,其发行方并非主权国家而是以Facebook为首的利益共同体,其发行的代币Libra无法基于上述团体的信用凭空赋予价值,并且该团体也无法在全球范围内保障Libra的无限法偿性。因此,Libra采用了等值的一揽子货币储备(美元、欧元、日元等国际主流货币或相关有价证券)为Libra赋予价值,如果Libra随时都可以按每份兑换出一定数量的国际主流货币,则Libra储备金就基于主要国家的国家信用,为Libra赋予了信用货币的属性。

二、Libra的币值稳定性

基于美元的超国家货币地位,美联储的货币政策就成为各国货币当局行使职能的风向标,例如前期美联储宣布降息,我国毫无意外的也跟降,欧洲推出了下一轮的QE。因此,美元无需对标其他货币进行锚定。采取浮动汇率制的国家为保证自身货币的汇率稳定,都必须挂钩一篮子货币来维护自身币值的相对稳定。

像穆局长所言,Libra将其价值基于自身的储备金,但并未明确Libra的价值确定机制,是否会采用当前的主流做法,将Libra锚定一揽子货币,允许相对稳定中的价值浮动。若如此,则Libra生态必须存在一个类似IMF的超国家主权的货币组织来管理Libra的币值,就当前的情形而言,Libra组织很难实现。

值得警醒的是,笔者之前讨论的理论框架及穆局长的阐述思路都是基于当前传统货币管理制度的经验而言的,由于Libra是以区块链为核心的技术架构,其核心精神为对等和去中心化,Calibra能否超脱传统管理框架提出能够平衡各方利益的的稳定Libra的治理机制,也尤未可知。穆长春在课程末尾特别提出了传统监管层思维和互联网思维的冲突问题,传统金融思维是维稳,只有被充分证明合理性的机制,才会投入生产环境;而互联网思维是试错,将产品投入市场检验依据反馈进行动态调整。从笔者的思路看,过度的保守将错失发展先机,我想这也是央行急于试水数字货币的初衷,随着未来互联网信息的透明化、处理的高速化,一味抱残守缺或将不利于我们大国崛起的前路,与此同时,适当的试错是否是一种对民众进行金融风险意识普及教育的重要契机呢。

三、Libra的货币竞争力

货币在经济运行中履行三大职能,交易媒介、计价单位和价值储藏手段。基于上述职能,对Libra的要求是币值稳定且便于转移支付,Libra的币值稳定性我们在上节中已经提到,如果Libra币值变化幅度远远大于国内法定货币的币值变化,则Libra在该国的应用场景大大缩水,加之Libra每秒千笔的交易处理速度,因此在Libra生态系统运营的相当期限内,Libra的应用场景将主要是国际结算和国际间资金转移支付,这就会涉及到跨境外汇监管的问题,这点我们在后面再讨论。当然,对于主权货币很弱的国家,Libra将快速渗透入该国并垄断标价权,一旦Libra垄断了众多发展中国家的货币主权,Libra组织将真正实现国际影响力并拥有类似美元的铸币税地位,这也是当前美政府阻碍Libra成行的重要原因。

03 关于Libra通行后的隐患与威胁

一、关于跨境资本流动

前日,外管局总会计师孙天琦的一席话,我想可以代表当局对待Libra的态度:“应将Libra视作外币,必须纳入我国外汇管理整体框架,如果做不到以上管理要求,个人建议应在中国境内禁止使用Libra”。笔者对于Libra在国内的应用态势并不乐观,主要基于两点:一是近期央行将推出我国的数字货币DCEP,之所以如此势如奔雷的推出,其目的就是为应对Libra到来的压力,尽快在国内铺开数字货币并形成客户粘性,避免Libra的侵入影响我国的货币主权;二是我国央行对于类BTC、ETH等数字货币的定位为非法,由于Libra以美方组织为主,且从其储备金来看,并没有将人民币纳入储备货币并与我国央行合作的意向,因此我们对于Libra将不具备把控性,大概率也会被禁止。近年来,我国对外汇严格管理并严防资金外逃,如果Libra的地下钱庄通道打通,势必会严重影响国内经济和货币体系的稳定。

二、关于洗钱、逃税、恐怖融资的监管

BTC基于其去中心化和匿名性的特点,当前国际相当数量的灰色产业结算通过BTC等数字货币进行,一旦Libra推广开来,就助长洗钱、资产兑换成数字货币交易以规避纳税以及对恐怖主义行为进行资助等非法行为。去中化本身就是把双刃剑,去中心化往往意味着自由和弱监管,在一定程度上促进金融创新的同时,也加速了金融体系的系统性风险。

三、Libra经销商的问题

Libra货币体系也采用两层设计,上层由Libra区块链发行Libra coin给经销商,下层由经销商对Libra代币进行分发和销售。这与我国央行、商业银行与民众的货币关系相似,如果期间存在信贷行为,并且经销商与Calibra间存在类似部分存款准备金的机制,则会产生派生货币,这就进一步提到Libra的货币供应量的问题。如何确定适宜的货币供应量,在保证Libra价值稳定的同时,对国际货币体系并不造成系统性影响,是一个值得深入研究的话题。

04 关于央行的DCEP

从2014年起,央行就提到过关于数字货币的话题,平心而论,在Facebook提出Libra计划后,央行随即提出DCEP时,笔者并抱有多大期待,甚至觉得这个项目终究会虎头蛇尾、无疾而终。事实往往出乎意料,短短一个多月,从央行数字货币研究所所长换帅,到近期深圳金融科技研究院招聘专才,再到央行数字货币进入闭环测试,处处透露着央行推出DCEP的决心和争分夺秒的态势。笔者在之前的文章央行数字货币DC/EP之我见中已经较为细致的讨论过央行DCEP相关的内容,这里仅就穆长春提及的细节发散思考。

一、DCEP的应用现实场景

DCEP与传统的电子货币不同,是具有价值特征的数字支付工具,它脱离了传统的商业银行账户体系,利用密码学的方法将DCEP在不同账户间转移,而管理账户地址信息和私钥的工具就是电子钱包。依穆所言,在DCEP投产后,即使双方手机都未联网,依然可以实现DCEP的转移,笔者认为,如果没有网络,则单个钱包发起的交易无法通过P2P协议在区块链网络上进行公告,该笔交易也就无法被打包和确认,就无法实现DCEP的转移。没有网络的情况下,手机设备间的通信仅可以通过蓝牙进行数据传输,如果通过蓝牙的数据传输是临时性存储等到联网之后再进行确认,如果确保网络恢复前的交易撤销也是重要的研究话题。

关于推广的问题,央行DCEP的推广大概率通过商业银行的物理网点营销和互联网企业的线上推广相结合。在很大程度上,DCEP的数字钱包将与传统银行账户进行绑定,是银行账户体系的延伸。

二、DCEP的运营模式

笔者在先前的文章中提过,DCEP将采用双层运营体系,是在现有框架下进行革新,不变动当前的金融利益格局。穆阐述了为何采取双层体系架构的原因,如果央行直接发行DCEP,这种运营机制类似于场内交易的CCP,不一定降低了整体的风险,而只是将风险集中到央行自身,这反而增加了整体的系统性风险,央行本身要承受巨大的风险和压力。同时,穆提到,商业银行在DCEP的实现上,在缴纳了100%的存款准备金后,央行不对DCEP预设技术路线,甚至不要求一定用区块链技术,我想,对于这种莫能两可的说话给予我们多重的想象空间,也在未来预设了大量的不确定和退路。