PlatON 首席经济学家邹传伟：区块链如何成为大规模价值结算协议

作者 |  邹传伟

本文由万向区块链、PlatON首席经济学家邹传伟博士撰写，主要讨论了区块链成为大规模价值结算协议应解决的五个问题：正视货币的网络效应与货币错配问题，在预言机的“不可能三角”中务实取舍，认识去信任化的能与不能，有机融合技术和机制设计，以及发挥数字货币与数字资产的可编程性。

区块链作为价值互联网，目标是让价值在互联网上的转移如同信息在互联网上的传播一样简便和高效。肖风博士指出，区块链方便用智能合约来自动化对大规模协作进行价值计量、价值分配、价值存储和价值结算，使得跨界的、公共事务的大规模协作成为可行、可信，变得高效。

2013年，Vitalik在以太坊白皮书中就设想了智能合约在金融中的一系列应用场景，特别是基于智能合约的金融衍生品。但7年过去，以太坊的金融应用离主流金融行业仍然有相当大差距。

区块链如何成为大规模价值结算协议？我总结目前区块链在金融领域的实践，特别在支付和DeFi方面，提出区块链成为大规模价值结算协议应解决的五个问题：

第一，正视货币的网络效应与货币错配问题。 在由法定货币主导的世界中，留给价格高度波动的加密货币的支付场景很小。基于智能合约的金融产品以Token为计价单位，与我们在现实中面临的风险可能存在货币错配问题。而央行数字货币和全球稳定币让上述问题迎刃而解，是区块链进入主流金融应用的基础。

第二，在预言机的“不可能三角”中务实取舍。 预言机是区块链外信息通往区块链内的桥梁。在很多场合，基于智能合约的金融产品、风险对冲策略和经济机制需要通过预言机读入区块链外信息。没有一个预言机方案能同时具有准确、去中心化和成本效率这三个特征。在主流金融应用中，准确、成本效率是刚需，去中心化则可以适当让步。

第三，认识去信任化的能与不能。 去信任化有其优点，但可能造成超额抵押与流动性占用问题以及多重身份攻击和串谋攻击问题，不应不分场合地追求去信任化。比如，DeFi借贷如果不能突破超额抵押，发展瓶颈非常明显。

第四，有机融合技术和机制设计。 信任是各种经济活动的“润滑剂”。技术可以产生信任，机制设计也可以产生信任。区块链的一个优势是可以让技术和机制设计融合，比如哈希时间锁就体现了这个思路。这方面有很多值得尝试的创新。

需要看到，区块链既有技术属性，更有经济和治理属性，区块链应用不是一个单纯的技术问题。区块链技术尽管是第一位关注对象，但技术进步有自身规律，在性能拓展、跨链和隐私保护等方面不能急于求成。在技术进步放缓时，区块链经济和治理机制则有巨大拓展空间，能弥补技术进步的不足。

第五，发挥数字货币与数字资产的可编程性。 价值结算伴随资源配置进行，而大部分资源配置是在不确定性情况下、在时间和空间两个维度上进行。因此，区块链要成为大规模价值结算协议，必须理解与区块链有关的货币和金融形态，也就是基于区块链Token模式的数字货币和数字资产。数字货币和数字资产与传统形式货币和资产的一个关键区别是可编程性。可编程性既是区块链应用于金融的基础，更使基于区块链对多方协作进行自动化价值计量、价值分配和价值结算成为可能。我着重讨论了基于央行数字货币可编程性的原生数字金融资产概念。

以下将分为五个部分，具体讨论上述五个问题。 需要看到的是，区块链作为大规模价值结算协议，是理解区块链应用的一个关键。区块链只是一个分布式账本，分布式账本不可能直接触及、操控或改变现实事物。只有通过分布式账本中流转的价值，激励现实中的人和机构，才能影响现实中商品和服务的生产、流通和消费等。

一、正视货币网络效应与货币错配问题

从BTC过去10年多经历中，可以实事求是得出一个结论： 以BTC为代表的加密货币在现实支付场景中的表现很一般。 原因既不在于监管是否认可（比如BTC在日本是合法支付工具），也不在于区块容量和交易确认时间等效率指标，而在于货币的网络效应。

我们生活在一个由法定货币主导的世界，用法定货币进行各种交易。大部分人的大部分资产、负债、收入和成本等都以法定货币为计价单位。我们习惯用法定货币为单位来衡量面临的风险和机会并据此做出经济决策。法定货币有很强网络效应。比如，考虑一个日本商家，就算它愿意收取BTC，因为不一定能找到愿意收BTC的上游供应商，它或早或晚需要把收到的BTC兑换成日元。

这样，它就不得不承担BTC兑美元的价格波动风险，而这个风险很可能超过它本身业务的风险。在这个世界上，留给价格高度波动的加密货币的支付场景很小。

不仅如此，因为 智能合约只能操作区块链内的Token，不能直接操作银行账户资金，基于智能合约的金融产品以Token为计价单位，与我们在现实中面临的风险存在货币错配问题。 比如，设想一个基于智能合约的航空延误险，承诺在飞机延误时给投保人一定数量的以太币。这样，一个法定货币本位的投保人将面临双重风险：飞机延误的风险和以太币价格下跌的风险。在以太币价格高度波动时，后者的影响可能远超前者。这是基于Token的金融产品、风险对冲策略和经济机制在现实中普遍面临的困境。

在很多场合，人们关注Token价格涨跌，而背离金融产品、风险对冲和机制设计的初心。尽管理论上可以根据Token价格动态调整对冲比率，用基于智能合约的金融衍生品有效对冲风险敞口，但这样操作成本高，很难完全消除基差风险（Basis Risk）。

在央行数字货币和全球稳定币（以Libra为代表）时代，货币错配问题将迎刃而解。 从目前实践看，主流的央行数字货币和全球稳定币采取Token模式。在保留Token可编程性的同时，Token发行基于足额法币储备资产，Token价值与法定货币或一篮子法定货币挂钩，且此挂钩关系受一系列增信措施保障。央行数字货币和全球稳定币不仅是有效支付工具，它们叠加智能合约而成的金融产品、风险对冲策略和经济机制，与现实经济活动之间就不存在货币错配问题。这是区块链进入主流金融应用的基础。

二、在预言机“不可能三角”中务实取舍

在很多场合，基于智能合约的金融产品、风险对冲策略和经济机制的触发条件取决于区块链外信息，比如股价、利率和汇率等。这些信息需要先通过预言机写入区块链内。预言机是区块链外信息通往区块链内的桥梁。 有两类预言机：一是中心化的，依赖某一中心化信息源，比如彭博和路透；二是去中心化的。

区块链领域对去中心化预言机进行了很多探索。主流方案是，将区块链外信息离散化后，用经济激励和投票写入区块链。这类方案依靠群体智慧，根据投票结果奖惩投票人：投票越接近全体投票的平均值、中位数或其他样本统计量，越有可能得到奖励，反之就越有可能被惩罚，以此来激励投票人认真投票。隐含假设是，参与投票的群体在投票时不存在系统性偏差。

然而，这类去中心化预言机方案的局限非常明显。第一，链上投票需要时间和成本，有明显效率瓶颈。而现实中，很多金融衍生品和风险对冲策略需要持续不断读入市场价格数据，更新频率要远高于链上投票频率。第二，不管如何设计经济激励，参与投票群体都存在选择性偏差，“不存在系统性偏差”是一个过强的假设条件。第三，链上投票结果难以达到金融应用对精确性的要求（比如精确到1个基点）。3月12日，MakerDAO就因为以太坊链上拥堵和交易手续费高企，出现了预言机数据更新不及时情况。

从现实中普遍使用的预言机可以看出，预言机应该在去中心化和中心化之间做好平衡。 比如，ChainLink一方面使用去中心化的数据源和预言机节点，配以可信硬件并对数据源数据签名，另一方面使用验证系统、声誉系统和认证服务等带有中心化色彩的机制。其中，验证系统监控预言机节点的行为，提供可用性和正确性等指标，帮助用户做选择；声誉系统记录预言机节点的历史表现，节点为获得好声誉会正确行事；认证服务主要是为高质量的预言机节点做信用背书。

我认为，预言机也面临“不可能三角”：没有一个预言机方案能同时具有准确、去中心化和成本效率这三个特征。 在主流金融应用中，“准确”和“成本效率”毫无疑问是刚需，去中心化则可以适当让步。用周小川行长原话：“从需求的角度来看，去中心化作为一个新的特性，金融业当前是否迫切需要？”

三、认识去信任化的能与不能

去信任化有优点，但也有很大局限。我用一个最简单也最具代表性的智能合约说明。

（一）去信任化的优势

考虑“在一定触发条件下从A地址往B地址转X数量的Token”，操作和处理程序如下：

第一步：交易发起者将转让信息传播到分布式网络中。

第二步：矿工或验证节点检查触发条件是否被满足，发起者是否拥有A地址的操作权限，以及A地址中的Token数量是否超过X。其中，触发条件如果取决于区块链外信息，就需要预言机。对A地址的操作权限往往体现为相关签名操作（包括多重签名），也可以体现为哈希时间锁。转让数量X既可以由交易发起者设定，也可以由公式来决定，从而实现或有支付（Contingent Payment）或复杂的偿付结构（Payoff Structure）。

第三步：如果矿工或验证节点确认上述前置条件均满足，就执行这笔交易。执行结果只有“成功”、“失败”两种，不存在中间情形。

去信任化的优势体现在两个方面。一是交易条款用分布式账本脚本语言体现，不会造成理解上的分歧。二是矿工或验证节点按规则处理交易，矿工或验证节点本身是“竞争上岗”，使得交易被自动处理且难以被屏蔽。

（二）超额抵押与流动性占用、顺周期性问题

智能合约对转入地址没有要求，对转出地址则有非常强的要求：如果转出地址A中的Token数量低于X，交易就会失败。如何保证转出地址中有足够数量的Token？很遗憾，这个问题超出了技术范畴。区块链地址有匿名性，其控制者可以拥有多个地址，并且容易在不同地址之间切换。因此， 区块链地址很难成为责任主体。这是去信任化的体现，但带来了信用风险管理问题。

考虑一个基于智能合约的债务合约：某一时点从A地址往B地址转X数量的Token，一段时间后从B地址往A地址转Y数量的Token。在后一时点，只靠技术没法保障B地址的Token数量超过Y，也就无法保障债务履约。这说明，智能合约尽管有去信任化的特点，却无法消除信用风险。这是根据智能合约构建区块链内贷款、债券和衍生品等面临的共同问题。解决方法是对还款地址设置超额抵押（Over-collateralization）。超额抵押现象普遍存在于DeFi借贷和链下支付通道（以BTC闪电网络为代表）等场景中。

去信任化程度与抵押品要求同向变化——去信任化程度越高，抵押品要求越高，反之则反是。这个关系不限于区块链领域，也存在于很多经济领域中。比如，在任何经济活动中，只要存在跨期还款，还款人在未来时点的还款意愿和能力就是一个重要问题。抵押品是最常见的履约保障措施，而还款人的信用可以抵补一部分抵押品要求。比如，在企业贷款中，银行对借款企业了解越多，在同等情况下对企业的抵押品要求越低。但区块链地址一般不关联现实身份，其行为就不可能在重复博弈中受到制约，也就没有任何声誉和信用可言。在这个情况下，完全去信任化，就需要超额抵押以保障未来还款。

超额抵押会造成三方面问题。一是流动性占用。流动性在任何时候都是稀缺资源。任何资产用于抵押，就意味着放弃其他收益更高的用途。比如，加密货币被抵押，意味着放弃在价格高点出售的权利。价格波动性越大，或抵押期越长，流动性占用造成的成本越高。二是影响风险定价效率。比如，在DeFi借贷中，还款由超额抵押保障，而与借款人的信用无关，因此借款利息不包含针对借款人的风险溢价。这使得DeFi借贷的资源配置效率不高。而在不同市场机制的竞争中，资源配置效率不高的机制在长期无法胜出。三是顺周期性问题。在抵押品价值下跌时，抵押品对债务履约的保障作用减弱。当减弱到一定程度时，抵押品会被处置。处置抵押品会进一步压低抵押品价值，从而进一步减弱对债务履约的保障。这个顺周期性问题在3月12日表现得非常明显。

（三）多重身份攻击和串谋攻击问题

去信任化还会造成多重身份攻击和串谋攻击。我用二次融资（Quadratic Financing）的例子说明。二次融资的合理性依赖于一个假设：组织者能可信地辨别不同参与者的身份，但区块链地址的匿名性容易造成套取补贴情况。首先，假设一个人控制多个地址，并将自己的资金分散到这些地址中，他在二次融资下将放大可获取的补贴。假设这个过程不受限制，能无限“换马甲”进行分拆投资，他可获得的补贴在理论上没有上限。这相当于针对二次融资的多重身份攻击。其次，假设多个人串谋发起一个假项目，他们在二次融资中套取的补贴可以超过自身投入资金。假设他们在套取补贴后就解散项目，把补贴分掉获利。这就形成了串谋攻击。

Gitcoin Grants（一个为以太坊开源项目周期性提供资金的众筹平台）在二次融资中运用Github 账户来防范上述两类攻击。Github 在注册时有反多重身份和反机器人机制，能有效提高多身份创建的难度。除此之外，Gitcoin Grants利用定期检验方式（主要针对账户龄、Github贡献值以及在Github上的活跃程度等）来判断是否为多重身份攻击。这相当于借助了Github的身份管理机制。可以看出，Gitcoin Grants的做法和前文介绍的ChainLink做法有逻辑相通之处。

总的来说， 去信任化有优点，但可能造成超额抵押与流动性占用、顺周期性问题，以及多重身份攻击和串谋攻击问题。 因此，不应不分场合地追求去信任化。比如，DeFi借贷如果不能突破超额抵押，发展瓶颈非常明显。

四、有机融合技术和机制设计

在任何经济活动中，参与者之间必须有一定程度的信任关系，否则交易成本会非常高。信任是经济活动的“润滑剂”。 前文已讨论了去信任化的局限。信任的产生是非常复杂的问题。

一方面，技术可以产生信任。比如，ECDSA签名很难被伪造，一个合法签名肯定意味着签名者掌握私钥。另一方面，机制设计也可以产生信任。比如ChainLink的验证系统、声誉系统和认证服务，以及Gitcoin Grant对Github 账户的应用。在区块链领域，我观察到技术和机制设计在产生信任中的融合。用哈希时间锁的例子说明。

哈希时间锁是去中心化和去信任化环境中进行条件支付（Conditional Payment）的基础，是理解数字货币和数字资产的可编程性的一个关键。除了对密码学的应用以外，哈希时间锁的核心是序贯博弈。多个哈希时间锁可以组成多跳支付，是BTC闪电网络支付通道的基础，也在用央行数字货币进行跨境支付有广泛应用，被很多中央银行所关注。相向而行的哈希时间锁可以组成原子交换，在区块链应用于证券结算以及去中心化交易所中有重要体现。日本银行与欧央行合作的Stella项目就测试了哈希时间锁在券款对付（(Delivery Versus Payment，DVP）中的应用。

哈希时间锁针对的问题很简单：假设Alice要向Bob付0.5 BTC，但她与Bob之间没有直接的支付通道，需要通过第三人Carol中转。Alice如果先把钱给Carol，她会担心Carol是否会“截流”资金而非转给Bob。但Carol如果先把钱垫付给Bob，她也会担心Alice是否会认账。对这个问题，只靠技术是没法解决的。只靠机制设计尽管可以解决这个问题，但成本会非常高。比如，如果Carol “截流”，或者如果Alice不认账，她们就会上一个惩戒性质的黑名单。这类似ChainLink的声誉系统和认证服务，但建立起这套机制需要成本和时间。哈希时间锁采取了技术与机制设计融合的解决方案，其流程如下：

第一步：Bob设定原像R（也被称为暗示数），把哈希值H=Hash(R)告诉Alice。

第二步：Alice通过哈希时间锁向Carol进行条件支付：当且仅当Carol在T时刻前提供与哈希值H对应的原像R，Alice才向Carol支付0.5 BTC。类似地，Carol通过哈希时间锁向Bob进行条件支付：当且仅当Bob在t时刻前提供与哈希值H对应的原像R，Carol才向Bob支付0.5 BTC，其中t

第三步：Bob如果在t时刻前向Carol提供R，获得0.5 BTC，此时Carol知悉R。反之，0.5 BTC会返回给Carol，Carol不会遭受任何损失。

第四步：Carol如果在T时刻前向Alice提供R，获得0.5 BTC。反之，0.5 BTC会返回给Alice，Alice不会遭受任何损失。

哈希时间锁内嵌一个序贯博弈（图1）。通过倒推法可以求解出序贯博弈的纳什均衡策略是：{Bob“在t时刻前提供正确原像”，Carol“向Bob支付，并在T时刻前提供正确原像”，Alice“向Carol支付”}（即图1最上方的路径）。因此，在参与者理性前提下，哈希时间锁中所有“条件支付”要么全部完成，要么全不完成但所有参与者都能拿回自己的资金，所以是原子式的（Atomic）。

图1：哈希时间锁的序贯博弈

从图1也可以看出，哈希时间锁占用了流动性：Alice的资金在T时刻前，Carol的资金在t时刻前，都可能处于不能动用的状态。如果Alice和Carol之间的信任关系很强，不用担心对方“截流”或不认账的问题，就不会有流动性占用。这呼应了前文的讨论： 信任能释放流动性。

技术和机制设计融合的必要性还源于可编程性的局限。现实中，很多经济和社会活动不可能完全用编程语言来表达。比如，智能合约难以处理不完全契约（Incomplete Contract）。人是有限理性的，不可能预见到未来所有可能的情形，即便预见到也没法写进契约里，因此契约注定是不完全的。这就是现实中法律合同存在例外情形，以及发生争端时需要司法仲裁的原因。智能合约作为计算机协议，没法在编制时就能考虑到未来所有可能的情况。在出现这种情况时，就需要通过机制设计来弥补智能合约的不足。

我认为，区块链在融合技术与机制设计方面有很多值得尝试的创新。这源于区块链的双重属性：既有技术属性，更有经济和治理属性。区块链应用不是一个单纯的技术问题。

区块链技术尽管是第一位关注对象，但技术进步有自身规律，在性能拓展、跨链和隐私保护等方面不能急于求成。在技术进步放缓时，区块链经济和治理机制有巨大拓展空间，而且能弥补技术进步的不足。这方面的代表性例子是BTC。

分布式网络、分布式计算、非对称加密和哈希算法等BTC基础技术，在中本聪写BTC白皮书之前就已经被发明出来了。中本聪之前有不少人试图用这些技术来设计数字货币，但没有取得实质性进展。直到中本聪引入博弈论设计，用经济机制设计把这些技术有机拼在一起，才使数字货币成为可能。在围绕以太坊2.0的讨论中，有很多核心问题也属于博弈论和资产定价的范畴。

五、发挥数字货币和数字资产可编程性

价值结算伴随资源配置进行，而大部分资源配置是在不确定性情况下、在时间和空间两个维度上进行的。因此，区块链要成为大规模价值结算协议，必须理解与区块链有关的货币和金融形态，也就是基于区块链Token模式的数字货币和数字资产。数字货币和数字资产与传统形式货币和资产的一个关键区别是可编程性。可编程性源于区块链脚本语言，体现为多重签名、哈希时间锁和智能合约等。可编程性既是区块链应用于金融的基础，更使基于区块链对多方协作进行自动化价值计量、价值分配和价值结算成为可能。

对数字货币和数字资产，本文的界定方法与其他文献不同。首先，本文所指的数字货币仅限于央行数字货币和全球稳定币，标准是同时具备交易媒介、记账单位和价值储藏这三项基本的货币功能。

姚前在《法定数字货币对现行货币体质的优化及其发行设计》（《国际金融研究》2018年4月）讨论了央行数字货币的可编程性，提出通过“前瞻条件触发（Forward Contingent）”设计， 让央行数字货币解决传导机制不畅、逆周期调控困难、货币“脱实向虚”和政策沟通不足等传统货币政策困境。他提出时点条件触发、流向主体条件触发、信贷利率条件触发和经济状态条件触发等创新设计（图2）。

图2：央行数字货币的“前瞻条件触发”设计

其次，本文所指的数字资产有三种类型。

第一种是原生于区块链的加密资产（Crypto Asset）。 加密资产形式多样，一般具有以下共同特征：

一是加密资产发行由算法决定，与现实世界的资产或信用无关。

二是加密资产用途由人为赋予，可以作为支付工具购买一般商品或服务，也可以作为凭证兑换某些特定商品或服务，还可以代表特定场景下收益权或特定社区治理权，并依次分为支付型、证券型和功能型三类。