中证区块链白皮书.pdf

基于区块链技术的金融证券业务系统架构 本文描述了区块链技术应用于金融证券业务时的一种系统架构。 本文首先描述了一种模型，将各类金融证券交易归纳为凭证；其次描述了以凭证为共识内容时， 选取共识机制所需的关注点；再描述以智能合约定义，相关联的一系列金融业务，并根据业务规 则生成对应的凭证；最后描述本系统架构的几种部署方式。 1．综述 1.1．区块链技术应用现状 区块链技术已经应用于金融领域及很多非金融领域，根据其使用区块链技术的特性来划分，可以 大致分为两类。 第一类的应用是利用区块链的不可变更的特性：将照片、文件、单据 （或其哈希值）等写入区块 链，并以写入此记录以及生成区块的时间、写入记录的账户来进行有效性、真实性地验证。如用 以合同的验证、知识产权的保护、公益活动的信息透明、及各类公证业务。 第二类的应用是利用区块链的“价值”转移特性：将某种可量化的金融资产，映射为原生数字货 币或代币，并以此数字货币所有权的转移 （如简单的转让，或按照智能合约的条件实现复杂的重 新分配），表示金融资产所有权的转移。如金融产品的发行与转让、厂商积分的兑换。当然这些 应用同样利用了区块链不可变更的特性，来验证真实性。 1.2．中证区块链的宗旨与目标 区块链是一种典型的分布式总账，通过共识机制与防伪机制确立的多边共治方式，依靠密码学原 理的保证来不可更改地记录价值为背景，以可编程的方式实现与价值有关的业务逻辑。 在金融证券行业的区块链系统中，由证券业务、约定事件、风险控制、监管要求等条件触发交易 凭证；并由智能合约，将有因果关系的交易进行关联；并将这些表示股权、债权、物权、资金的 登记、交易等数据以区块为单位产生和存储，并按照事件时间顺序形成链式数据结构。 中证区块链实验室旨在以区块链技术为基础、以电子单据认证（合同、仓单、票据）为信任条件、 以供应链金融为关联纽带、以交易平台为核心、以互联互通为延伸、以金融产品为呈现形式，构 建互信环境下的金融交易基础设施；研究新业态下的金融业务模式，促进金融行业的微创新，开 发面向行业客户用户体验优良的应用场景。 中证区块链的目标是立足于私募证券业务，利用区块链技术，实现符合复杂金融业务要求的总账 方案，以分布式总账的形式实现证券金融全流程交易。 为此，本文从交易模型、共识算法、用户体系等多方面，描述满足上述要求的区块链技术所应具 有的特性。 2 ．以区块链技术记录交易流水 2.1．比特币是一种点对点形式的数字货币 从经济学的角度讲，比特币重新定义了货币，使得“一般等价物”这个名词，重新回到了最原始 的状态，仅仅依靠人们的共识，而不再依靠权力机关。他的最大特性就是“一种完全通过点对点 技术实现的电子现金系统，它使得在线支付能够直接由一方发起并支付给另外一方，中间不需要 通过任何的金融机构i ”。 这样的业务特性，即无需任何的中介方，也没有任何组织或个人可以阻止这样的交易。为了实现 这些特性，需要在技术上保证：所有的交易记录被记录并不可修改；所有的交易记录向所有参与 方公开；所有的交易记录被验证并不可恶意支付。 为了实现这种“不需要信用中介的电子支付系统”，中本聪使用了区块链技术来完成交易数据的 存放、验证与共享，同时他也使用了工作量证明、挖矿、匿名交易等其他技术来保障这些特性。 2.2．区块链技术是一种数据存储技术 数据存储对象包括数据流在加工过程中产生的临时文件或加工过程中需要查找的信息。数据以某 种格式记录在计算机内部或外部存储介质上。数据流反映了系统中流动的数据，表现出动态数据 的特征；数据存储反映系统中静止的数据，表现出静态数据的特征ii 。 每一种数据存储技术需要完成两个层面的工作：即一方面通过数据表现技术（如POSIX 中的文件 存取接口、SQL 标准、MapReduce 模型）按照一定的组织形式向用户呈现；另一方面通过数据存 放技术（如NTFS、列式存储、HDFS）来确定数据在存储介质中的存放方式。 每一种成熟的数据存储技术，在其发展历程中，都有适合于其应用场景的特征；同时新的业务应 用场景也促进了新的数据存储技术的诞生。在比特币这种支付系统中，通过向用户呈现所有交易 记录来表现数据的存储结果；通过计算每个区块的哈希值，并将其包含在下一区块中来实现存放。 在区块链上记录了这种电子支付系统中所有的交易记录，所有这些交易记录都经过用户的数字签 名，并向所有的用户共享。同时，所有被记录的交易都是合法的，其合法性由整个支付系统中的 所有用户保证。区块链技术的这些特性，都是这种支付系统所必须的。 区块链技术固有的“验证”特性和“共享”特性，是其他的数据存储技术所不具有的。而这些特