閆陽 孫若瑩
摘要:隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展,在大部分的交易領(lǐng)域已經(jīng)得到了應(yīng)用,但如何應(yīng)用于稀土期貨交易平臺還有待研究。本文首先簡要介紹了區(qū)塊鏈的相關(guān)概念和技術(shù)特點,然后給出了基于區(qū)塊鏈技術(shù)的稀土期貨交易平臺架構(gòu)的設(shè)計方案,并以此為基礎(chǔ)對區(qū)塊鏈的核心技術(shù)在稀土期貨交易中的應(yīng)用進行了說明。
關(guān)鍵詞:區(qū)塊鏈;稀土期貨交易;共識機制
引言
我國既是稀土資源最為豐富的國家,也是全球最大的稀土生產(chǎn)國和出口國。作為有著重要戰(zhàn)略性質(zhì)的不可再生資源,稀土的需求量迅速增長,期貨交易量也呈上升趨勢。我國目前已建立的包頭稀土產(chǎn)品交易所,其2018年的總交易額突破千億元。但由于其交易定價機制缺陷與交易流向的不公開透明,使得稀土的供求和定價存在不確定性,給交易過程的監(jiān)管也造成了困難。
區(qū)塊鏈作為集合了分布式數(shù)據(jù)存儲、共識機制、加密算法等技術(shù)的新型應(yīng)用模式,在金融交易領(lǐng)域有著很好的適用性。利用區(qū)塊鏈技術(shù)構(gòu)建稀土期貨交易平臺,可以完善公開透明的交易機制,穩(wěn)定市場價格,杜絕非法稀土交易的發(fā)生。
1、區(qū)塊鏈技術(shù)特點
1.1 去中心化
區(qū)塊鏈提供了一種新的達成共識的方式,即共識機制。它使得參與方不必依賴中心化的權(quán)威,多方就能實現(xiàn)大規(guī)模的高效協(xié)作。這種去中心化的自組織的模式,利用數(shù)學為信任進行背書,實現(xiàn)去信任,降低成本。數(shù)據(jù)并不單獨存儲于單個節(jié)點,而是分散的存儲在網(wǎng)絡(luò)中許多節(jié)點,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)上的去中心,同時也提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和容錯性。
在傳統(tǒng)的跨國交易中,跨境支付普遍存在周期長、收費高的特點。而基于區(qū)塊鏈技術(shù)進行跨境匯款,可以在去中心化的機制下,使用戶以更低的費用和更快的速度完成跨境轉(zhuǎn)賬。參與交易的地區(qū)網(wǎng)關(guān)將會加入?yún)^(qū)塊鏈并作為區(qū)塊鏈的節(jié)點,以便這些網(wǎng)關(guān)之間進行跨境交易。交易前先將所需要的賬戶信息上傳到網(wǎng)關(guān),交易完成后通過網(wǎng)關(guān)將交易信息更新到交易賬戶上。去中心化的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)讓交易雙方可以直接進行支付結(jié)算,省掉了所有的中間環(huán)節(jié)費用,提高了清算速度,并且保證交易的可靠性。
1.2 開放透明
不同于傳統(tǒng)的信息存儲方式,區(qū)塊鏈對所有人開放透明,系統(tǒng)上所存儲的數(shù)據(jù)和相關(guān)應(yīng)用可以通過公開的接口進行訪問。每一個參與者都能夠獲得完整的數(shù)據(jù)備份,各節(jié)點可以對其涉及的交易進行公開查詢,所有交易均可溯源。從而減少了各節(jié)點包括監(jiān)督管理機構(gòu)收集信息的成本,可以更好地了解這個復(fù)雜市場的規(guī)模和范圍,同時降低了參與者交易的風險。但由于金融服務(wù)中賬戶信息和交易記錄具有隱私性,完全公開會存在安全性的問題,因此要為區(qū)塊鏈設(shè)置額外的安全和隱私機制。
1.3 信息不可篡改
區(qū)塊鏈為用戶提供一個保持共享且不可篡改記錄的數(shù)據(jù)庫。由于每個節(jié)點共享相同的數(shù)據(jù),對單個節(jié)點數(shù)據(jù)的篡改會被系統(tǒng)自動識別并舍棄。同時哈希校驗和非對稱加密保障了區(qū)塊鏈上存儲、讀取、執(zhí)行整個過程透明、可跟蹤、不可簒改。區(qū)塊鏈上的客戶信息與交易記錄等信息一旦被系統(tǒng)確認,便不受任何人為干預(yù),不可偽造和篡改。因此有助于識別異常交易,防止欺詐行為的發(fā)生,有著良好的透明性和可審計性。
1.4 去信任
區(qū)塊鏈的共識機制是去信任的前提,每個節(jié)點出于對自身利益最大化的考慮,都會自發(fā)、誠實地遵守協(xié)議中預(yù)先設(shè)定的規(guī)則,判斷每一筆記錄的真實性,最終將判斷為真的記錄記入?yún)^(qū)塊鏈之中。它改變了傳統(tǒng)交易模式中以第三方為中心的信任模式,將對“人”的信任轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shù)學邏輯的信任,任何人為的干預(yù)不起作用。系統(tǒng)中所有節(jié)點之間無需信任,只需要信任區(qū)塊鏈協(xié)議下的軟件系統(tǒng)即可實現(xiàn)交易,實現(xiàn)了“無需信任的信任”。
2、基于區(qū)塊鏈技術(shù)的稀土期貨交易平臺基本架構(gòu)
基于區(qū)塊鏈技術(shù)的稀土期貨交易平臺是以區(qū)塊鏈技術(shù)為基礎(chǔ),搭建的支持跨地區(qū)交易的期貨交易網(wǎng)絡(luò)和體系。它提供了一種安全、透明并且可靠的方式,將交易合法化、公開化,能夠記錄在任何時間段發(fā)生的期貨交易,以及交易的流向,避免由于不透明導(dǎo)致交易中出現(xiàn)諸多漏洞,杜絕利用漏洞牟取利益的可能,杜絕一切非計劃內(nèi)交易的發(fā)生。從而有效地解決稀土交易中存在的問題,同時提高交易效率,為市場參與者降低成本,提供更為可靠的交易記錄。
由于傳統(tǒng)的單鏈結(jié)構(gòu)混雜了賬戶信息和交易信息,可擴展性差,同時會影響系統(tǒng)的吞吐量,降低交易的并發(fā)量。為了避免這些問題,我們采用Tsai等人提出的TBC、ABC雙鏈結(jié)構(gòu)構(gòu)建稀土期貨交易平臺,如圖1所示。其中TBC(交易區(qū)塊鏈)只存儲進行交易和結(jié)算所必要的信息,如要進行交易的雙方賬戶信息,而不存儲其他賬戶的信息,并執(zhí)行期貨交易。而ABC(賬戶區(qū)塊鏈)只用于存儲賬戶信息,如現(xiàn)金余額,風險資產(chǎn)等。例如,系統(tǒng)中的賬戶a想要與賬戶b進行期貨交易,經(jīng)過身份驗證后,則將雙方與交易相關(guān)的數(shù)據(jù)從ABC同步到TBC上,并保證上傳的數(shù)據(jù)準確無誤。當滿足智能合約設(shè)置的條件時,用TBC上存儲的數(shù)據(jù)進行期貨交易,一切交易信息都被儲存在TBC上。TBC確認交易協(xié)議達成后,將交易的信息同步更新到雙方賬戶的ABC上。TBC上數(shù)據(jù)具有時效性,當交易結(jié)束,此次交易的數(shù)據(jù)便不能再用于其他交易,但存儲的交易記錄是持續(xù)有效的。
基于區(qū)塊鏈技術(shù)的稀土期貨交易平臺總體架構(gòu)圖,如圖2所示。自下而上分別為存儲層、區(qū)塊鏈服務(wù)層、合約層、接口層、應(yīng)用層。
3、基于區(qū)塊鏈技術(shù)的稀土期貨交易平臺
3.1 稀土期貨交易共識機制
區(qū)塊鏈的共識機制讓多參與者、多中心的交易系統(tǒng)按照公開的算法、規(guī)則形成的自動協(xié)商一致的機制基礎(chǔ)上來運行,讓區(qū)塊鏈系統(tǒng)具備了很高的自信任性,它不僅保障了記錄在區(qū)塊上每筆交易的準確性和真實性,還保證了區(qū)塊鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
常見的區(qū)塊鏈共識機制有PoW(工作量證明機制)、PoS(權(quán)益證明機制)、DPoS(股份授權(quán)證明機制)、Pool驗證池機制等,如其特性對比表1所示。其中PoW共識機制會消耗大量的資源,且共識確認時間長,會使得交易吞吐量差、延遲高,直接影響交易的效率,不適合應(yīng)用于商業(yè)平臺。PoS共識機制相比于PoW共識機制在時間性能上有所提升,但本質(zhì)仍為挖礦運算,時間性能差,無法做到快速一致。DPoS共識機制依賴于代幣,與商業(yè)應(yīng)用的模式不契合。相比于以上三種主流的共識機制,Pool 驗證池基于傳統(tǒng)的分布式一致性算法,如Pasox、 Raft,并輔以數(shù)據(jù)驗證機制,大大縮短了共識驗證的速度。而且擺脫了對代幣的依賴,與多參與者和多中心的金融交易模式有著很好的契合性,可以很好的應(yīng)用于稀土期貨交易行業(yè)。
3.2 稀土期貨交易智能合約
智能合約運用于稀土期貨交易平臺,不僅可以發(fā)揮智能合約在成本效率方面的優(yōu)勢,而且可以避免惡意行為對交易正常執(zhí)行的干擾。參與者可以通過協(xié)商來選擇某個法律框架并建立合同,然后將它以數(shù)字化的形式寫入代碼中。當交易款項滿足合約預(yù)定的時間和結(jié)果等條件時,智能合約便被觸發(fā),自動地執(zhí)行相應(yīng)的合同條款。由于人的自主判斷被全自動執(zhí)行所替代,在避免了人工操作失誤的同時,也提高了平臺交易的效率。
智能合約不只是一個可以自動執(zhí)行的計算機程序,它還是該交易平臺的參與者,可以回應(yīng)所接收到的信息,可以接收和儲存價值,也可以向外發(fā)送信息和價值。不同于傳統(tǒng)的合約受限于不同地區(qū),智能合約技術(shù)適用于全球范圍,法律框架會根據(jù)具體情況而更加精細化和個性化。
3.3 稀土期貨交易分布式記賬
利用區(qū)塊鏈技術(shù),可以為稀土期貨交易平臺創(chuàng)建一個分布式的賬本信息數(shù)據(jù)庫,其中的所有交易數(shù)據(jù)都是公開共享的。通過分布式記賬,所有的參與者可以使用一個去中心化的賬本分享文件。這樣不僅可以減少交易中介,還能節(jié)約整合不同賬本的時間,降低了參與者成本,將交易涉及的所有信息數(shù)字化,將各個交易流程通過程序?qū)崿F(xiàn)自動化。同時系統(tǒng)通過對所有節(jié)點用戶的交易行為的檢測和分析,可以有效地防范交易欺詐、虛假交易等違法交易行為的發(fā)生。
4、結(jié)語
針對目前稀土交易行業(yè)中的信息不公開透明、政府難以監(jiān)管等問題,引入?yún)^(qū)塊鏈技術(shù),構(gòu)建稀土期貨交易平臺,能有效地規(guī)范稀土交易環(huán)境,健全交易機制。共識算法有利于稀土期貨交易中的防內(nèi)部舞弊,杜絕洗錢等違法行為的發(fā)生,提高交易的安全性。智能合約有利于降低平臺運營成本,提高運營效率,無需中心即可按照規(guī)則自動交易。分布式賬本有利于監(jiān)控稀土期貨交易,防止非公開的稀土交易,并進行反欺詐控制?;趨^(qū)塊鏈技術(shù)的稀土期貨交易平臺能夠?qū)⒛茉戳?、資金流和信息流有效地銜接,為稀土期貨交易提供切實的技術(shù)保障。
參考文獻:
[1] 岑治.包頭稀土產(chǎn)品交易所項目可行性研究[D].內(nèi)蒙古大學,2013.
[2] 聶佳,程曉榮.基于區(qū)塊鏈的跨境支付研究[J].中國科技信息,2018(13):53-54.
[3] 王華勇,楊超.基于區(qū)塊鏈技術(shù)的電力期貨市場研究[J].電力大數(shù)據(jù),2018,21(06):31-36.
[4] 蔡維德,郁蓮,王榮,等.基于區(qū)塊鏈的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方法研究[J].軟件學報,2017,28(06):1474-1487.
[5] 天宇.區(qū)塊鏈對未來真的會產(chǎn)生顛覆性影響嗎?[J].智慧中國,2018(Z1):74-78.
[6] Tsai W T, Blower R, Zhu Y, et al.A System View of Financial Blockchains[C].2016 IEEE Symposium on ServiceOriented System Engineering (SOSE).IEEE, 2016.
作者簡介:
閆陽,碩士研究生,北京信息科技大學,研究方向:數(shù)據(jù)分析、機器學習;
孫若瑩,副教授,碩士研究生導(dǎo)師,北京信息科技大學,研究方向:電子商務(wù)、供應(yīng)鏈管理。