央行工作論文：區塊鏈能做什麼，不能做什麼？

來源/中國人民銀行

摘要：本文從經濟學角度研究了區塊鏈的功能。首先，在給出區塊鏈技術的經濟學解釋的基礎上，歸納出目前主流區塊鏈系統採取的“Token 範式”，釐清與區塊鏈有關的共識和信任這兩個基礎概念，並梳理智能合約的功能。其次，根據對區塊鏈內Token 的使用情況，梳理了目前區塊鏈的主要應用方向，再討論Token的特徵、Token 對區塊鏈平臺型項目的影響、區塊鏈的治理功能以及區塊鏈系統的性能和安全性等問題，最後總結並討論區塊鏈能做什麼、不能做什麼。

一、引言

區塊鏈最早作為比特幣的底層技術由Nakamoto（2008）提出。但比特幣的腳本語言缺乏圖靈完備性[2]（Turing completeness），使用的UTXO（unspenttransaction output，未使用交易輸出）模型難以支持複雜的狀態操作。為此，Buterin（2013）提出了以太坊（Ethereum）。以太坊是一個基於賬戶模型的區塊鏈系統，腳本語言具有圖靈完備性，目標是實現Szabo（1994）提出的智能合約（smart contract）並支持分佈式應用（decentralized application，簡稱是DApp）。隨著2014 年美國R3 公司創立和2015 年Linux 基金會發起Hyperledger項目，區塊鏈受到了越來越多主流機構的重視。比如，Goldman Sachs（2016）討論了區塊鏈在共享經濟、智能電網、房地產保險、股票市場、回購市場、槓桿貸款交易以及反洗錢（anti-money laundering，簡稱是AML）和“瞭解你的客戶”（know your customer，簡稱是KYC）中的應用。中國區塊鏈技術和產業發展論壇2016 年10 月發佈的《中國區塊鏈技術和應用發展白皮書（2016）》討論了區塊鏈在金融服務、供應鏈管理、文化娛樂、智能製造、社會公益和教育就業等領域的應用場景。

2009 年1 月，比特幣網絡上線標誌著區塊鏈應用落地。但從那時至今近10年時間裡，除了加密貨幣（cryptocurrency）發行和交易之外，區塊鏈沒有得到大規模應用。截至2018 年10 月31 日，CoinMarketCap 網站統計了全球範圍內的2086 個加密貨幣和15545 個加密貨幣交易所，全體加密貨幣的市值約2035億美元（其中比特幣市值佔比為54%），過去24 小時交易量約106 億美元；但DappRadar 網站統計了以太坊及其上1137 個分佈式應用，發現過去24 小時活躍用戶數只有12521 人，其中只有2 個分佈式應用的24 小時活躍用戶數超過或接近1000 人，而且比較活躍的分佈式應用集中在遊戲、博彩和加密資產交易等與實體經濟關係不大的領域。普華永道會計師事務所2018 年8 月對15 個國家的600 名公司高管的調查發現，有84%的公司對區塊鏈感興趣，但52%的公司的區塊鏈項目處於研發狀態，10%的公司有區塊鏈試點項目，只有15%的公司有正在運行的區塊鏈項目[3]。

區塊鏈沒能大規模應用的一個重要原因是物理性能不高（特別對公有鏈）。比如，比特幣每秒鐘最多支持6 筆交易，而Paypal 平均每秒鐘能支持193 筆交易，Visa 平均每秒鐘能支持1667 筆交易[4]。很多從業者和研究者討論如何提高區塊鏈物理性能，包括中繼網絡（relay network）、分片（sharding）、增加區塊大小、隔離見證（SegWit）、有向無環圖結構（DAG）、跨鏈、側鏈、狀態通道（以比特幣閃電網絡為代表）以及壓縮交易信息的技術（比如Mimblewimble）等。袁煜明和劉洋（2018）對這些方向做了全面介紹。提高區塊鏈物理性能的另一個重要方向是改進共識算法（consensus algorithm），特別是從工作量證明（proof of work，簡稱是POW）轉向權益證明（proof of stake，簡稱是POS）。袁勇等（2018）綜述了常見的區塊鏈共識算法。在一些應用場景中使用聯盟鏈或私有鏈而非公有鏈，也是繞開區塊鏈物理性能瓶頸的重要方面。

本文從經濟學角度研究了區塊鏈能做什麼、不能做什麼。即使將來區塊鏈物理性能瓶頸得以緩解，本文研究一些經濟學問題仍將存在。本文共分四部分。第一部分是引言。第二部分是對區塊鏈技術的經濟學解釋，相當於用經濟學語言“翻譯”區塊鏈技術。這一部分歸納出目前主流區塊鏈系統採取的“Token 範式”（Token 在不同語境下有多種中文翻譯，比如加密貨幣、加密資產、代幣和通證等，為避免混淆或歧義，本文主要用Token 而非其中文翻譯），釐清與區塊鏈有關的共識和信任這兩個基礎概念，並梳理智能合約的功能。第三部分研究區塊鏈的經濟功能。這一部分先梳理區塊鏈的主要應用方向，再討論Token 類似貨幣的特徵、Token 對區塊鏈平臺型項目的影響、區塊鏈的治理功能以及區塊鏈系統的性能和安全性等問題。第四部分總結全文並討論區塊鏈能做什麼、不能做什麼。

二、對區塊鏈技術的經濟學解釋

區塊鏈涉及計算機技術和經濟學。本部分對區塊鏈技術給出經濟學解釋，辨析在與區塊鏈有關的共識、信任和智能合約等方面的常見誤解，為第三部分研究區塊鏈的經濟功能打下基礎。

（一）區塊鏈的Token 範式

目前主流區塊鏈系統，不管採取以比特幣為代表的UTXO 模型，還是以以太坊為代表的賬戶模型，也不管腳本語言是否具有圖靈完備性或是否支持智能合約，都具有3 個關鍵特徵，可以歸納為“Token 範式”：

第一，共識算法針對區塊鏈內的Token。Token 本質上是區塊鏈內定義的狀態變量，Token 可以在區塊鏈內不同地址之間轉讓，轉讓過程中Token 總量不變（也就是在轉出地址減少1 個Token 的同時，轉入地址增加1 個Token）。有些區塊鏈系統限定了Token 的總量上限，比特幣就屬於這種情況。

Token 在區塊鏈內不同地址之間轉讓時，Token 的狀態（指區塊鏈內各地址內有多少Token）更新和交易確認同步發生。比如，Alice 向Bob 轉了一筆比特幣，這筆比特幣交易被記入區塊鏈的同時（也就是交易被打包進某一區塊並接入區塊鏈），Alice 和Bob 對應公鑰的UTXO（可以理解為比特幣區塊鏈內的賬戶餘額）同時更新。因此，Token 被交易時，不會形成傳統意義上的結算在途資金或結算風險[5]。

第二，Token 與智能合約之間有密不可分的聯繫。

第三，按照是否與Token 的狀態和交易有關，區塊鏈內的信息分成兩類——有關係的和沒有關係的，這兩類信息在共識算法下有完全不一樣的地位。節點在運行共識算法時，重點檢驗第一類信息是否符合預先定義的算法規則，第二類信 息作為Token 交易的附加信息寫入區塊鏈，節點不會檢驗這類信息的真實準確性。比如，比特幣節點會檢驗隨機數（nonce）是“挖礦”問題的解[6]，以及區塊中的交易在數據結構、語法規範性、輸入輸出和數字簽名等方面符合預先定義的標準。但對比特幣創世區塊中的“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink ofsecond bailout for banks”[7]，節點不會也沒有能力驗證這句話的真實準確性。

區分這兩類信息是理解區塊鏈共識範圍的關鍵。區塊鏈共識針對與Token的狀態和交易等有關的信息。比如，比特幣共識決定了截至某一區塊，各地址對應的UTXO 數量以及地址之間轉讓比特幣的記錄。而區塊鏈內與Token 的狀態或交易等無關的信息基本不屬於共識的範圍。特別是，區塊鏈外信息寫入區塊鏈內的機制，一般被稱為預言機（oracle mechanism）。如果區塊鏈外信息在源頭和寫入環節不能保證真實準確，寫入區塊鏈內只意味著信息不可篡改，沒有提升信息的真實準確性。但區塊鏈有助於解決數據登記追溯問題，登記在區塊鏈內的數據有可追溯的主體身份簽名並可用於事後審計，而且上鍊數據的不可篡改性也有助於控制操作風險。

（二）區塊鏈內的共識和信任

共識（consensus）和去信任（trustless）是區塊鏈兩個非常重要的基礎概念。這兩個概念脫胎於計算機領域，很難在經濟學上予以嚴格定義，卻很容易被誤解。比如，將共識等同於消除了信息不對稱或實現了共同信念，將去信任等同於沒有信用風險。

1.共識的界定

目前對區塊鏈共識的討論，涉及三種不同語境下的共識概念——機器共識、治理共識和市場共識，其中治理共識和市場共識可以稱為“人的共識”。很多誤解就源於混淆了這三類共識，或者泛化了共識的範圍和性質。

第一，機器共識。機器共識屬於分佈式計算領域的問題，目標是在存在各種差錯、惡意攻擊以及可能不同步的對等式網絡中（peer-to-peer network），並且在沒有中央協調的情況下，確保分佈式賬本在不同網絡節點上的備份文本是一致的（不是語義一致）。

對等式網絡的節點（特別是負責生成和驗證區塊的節點）有誠實節點和惡意節點之分。誠實節點遵守預先定義的算法規則（主要是共識算法），能完美地發送和接收消息，但其行為完全是機械性的。惡意用戶可以任意偏離算法規則。在一定限制條件下（比如比特幣要求50%以上算力由誠實節點掌握），算法規則保證了機器共識的可行性、穩定性和安全性。機器共識的範圍限於區塊鏈內與Token 的狀態和交易等有關的信息。

第二，治理共識，指在群體治理中，群體成員發展並同意某一個對群體最有利的決策。比如，比特幣社區關於“擴容”和分叉的討論可以在治理共識框架下理解。治理共識的要素包括：1.不同的利益群體；2.一定治理結構和議事規則；3.相互衝突的利益或意見之間的調和折衷；4.對成員有普遍約束的群體決策。袁勇等（2018）指出，治理共識涉及人的主觀價值判斷，處理的是主觀的多值共識，治理共識的參與者通過群體間協調和協作過程收斂到唯一意見，而此過程如果不收斂，就意味著治理共識的失敗。

第三，市場共識。Token 參與交易時（不管是不同Token 之間交易，還是Token與區塊鏈外資產或權利交易），就涉及市場共識。市場共識體現在市場交易形成的均衡價格中。

三類共識之間存在緊密而複雜的關係。機器共識是對等式網絡的節點運行算法規則的產物，治理共識反映由人（包括網絡節點的擁有者或控制著）來制定或修改算法規則的過程。市場共識受機器共識和治理共識的影響。比如，如果分佈式賬本的安全性沒有保障（即機器共識失效），比特幣的市場價格將受到毀滅性衝擊。再比如，2017 年比特幣社區對“SegWit2x”的討論（即引入隔離見證並將單個區塊的大小從1M 提升到2M），對當時比特幣價格走勢有明顯的影響，就體現了治理共識對算法共識的影響。下文如無特別說明，討論的均是機器共識。

2.去信任含義的辨析

去信任源於Token 被交易時，Token 的狀態變更和交易確認同步發生這一安排。設想Alice 以比特幣向Bob 買入某一貨物。Alice 向Bob 支付比特幣這一過程無需兩人之間有任何瞭解，也無需受信任的第三方機構，就可以在區塊鏈內有保障地進行。這是去信任的真正含義。但在交易的另一端，Alice 如何確保Bob會按時向她交付合格的貨物？只要做不到一手交比特幣、一手交貨，就存在不容忽視的交易對手信用風險。只有準確識別、評估信用風險並引入風險防範措施，很多交易才能進行。比如，在暗網交易中，交易平臺通常設立第三方託管賬戶（escrow account）。買方先將比特幣打入第三方託管賬戶，等收到商品並確認後，才通知交易平臺將比特幣轉給賣方。如果沒有第三方託管賬目這個增信手段，比特幣忠實擁躉之間的交易也會大幅減少。

因此，區塊鏈內的去信任環境，不能簡單外推到區塊鏈外。一旦脫離Token交易等原生場景，區塊鏈要解決現實中的信任問題，往往需要引入區塊鏈外的可信中心機制予以輔助。

（三）智能合約的功能

智能合約是運行在區塊鏈內、主要對Token 進行復雜操作的計算機代碼。目前區塊鏈內有限的運行環境，使得這類代碼遠沒達到智能階段。甚至可以說，目前的智能合約，既不智能，也不是合約。這一小節針對“在一定觸發條件下從A地址往B 地址轉X 數量的Token”這一基本操作總結智能合約的功能。

第一，產權層面的功能。A 地址和B 地址可以屬於賬戶或智能合約。地址中的Token 具有產權含義。比如，如果A 地址屬於發行地址，那就對應著Token的產生（一級市場）；如果B 地址屬於銷燬地址（即類似0x0000..0000 的不對應著私鑰的特殊地址），那就對應著Token 的銷燬；兩個地址之間的Token 轉移，就對應著產權變更。

第二，流程層面的功能。一筆Token 轉讓要有效，轉讓發起者必須擁有對A地址中X 數量的Token 的操作權限，並且智能合約的觸發條件被滿足。發起者將轉讓信息傳播到分佈式網絡後，其他節點驗證發起者是否擁有A 地址的操作權限、觸發條件是否被滿足以及A 地址中的Token 數量是否超過X。其中，對A 地址的操作權限體現為相關簽名操作（往往涉及多重簽名），觸發條件取決於區塊鏈內外信息（其中區塊鏈外信息需先寫入區塊鏈內），轉讓數量X 既可以由人工來決定，也可以由公式來決定，從而實現或有支付（contingent payment）或比較複雜的償付結構（payoff structure）。智能合約的執行只有“成功”、“失敗”兩種情形，不存在中間情形。特別是，如果轉讓發起者不能確保A 地址中的Token數量超過X，智能合約的執行就會失敗。

第三，經濟社會層面的功能：1.投票，往某一地址轉Token 可以理解為投票；2.抵押，先將一定數量的Token 轉給某一智能合約，約定在未來時點並滿足一定條件時，Token 可被返還；3.凍結和解凍，凍結是將一定數量的Token 用時間鎖（time lock）鎖定，從而暫時放棄Token 的流動性，到期才解凍。基於投票、抵押以及凍結和解凍等基礎功能，智能合約可以支持比較複雜的治理功能（見第三部分第二和第三小節）。

然而，智能合約的功能短板不容忽視。

第一，在智能合約的觸發條件取決於區塊鏈外信息時，這些信息需先寫入區塊鏈內，但至今沒有普遍適用的去中心化預言機方案。目前討論得比較多的預言機有兩類。一是依賴某一中心化信息源（比如彭博、路透），但這與區塊鏈的去中心化宗旨背道而馳。二是將區塊鏈外信息離散化後用經濟激勵和投票寫入區塊鏈。這類機制依靠群體智慧，根據投票結果對獎懲投票人，投票越接近全體投票的平均值、中位數或其他樣本統計量的投票人越有可能得到獎勵，反之就越有可能被懲罰，以此來激勵投票人認真投票。隱含假設是，參與投票的群體在投票時不存在系統性偏差。但這一假設在現實中不一定成立，因此至今沒有普遍適用的去中心化預言機方案。

第二，智能合約難以保證區塊鏈內債務履約。考慮某一債務合約：某一時點從A 地址往B 地址轉X 數量的Token，一段時間後從B 地址往A 地址轉Y 數量的Token（一般Y>X）。在後一時點，智能合約沒法保障B 地址的Token 數量超過Y，這樣債務就無法履約。因此，只靠智能合約沒法消除信用風險。這是根據智能合約構建區塊鏈內貸款、債券和衍生品等面臨的共同問題。一個解決方法是對還款地址設置超額抵押（over-collateralization），但超額抵押會造成Token 資源的閒置和浪費。對衍生品，因為其風險敞口可能大幅變動，更難事先確定超額抵押的規模。

第三，智能合約難以處理不完全契約（incomplete contract）。人是有限理性的，不可能預見到未來所有可能的情況，即便預見到也沒法寫進契約裡，因此契約註定是不完全的。這就是現實中法律合同存在例外情形，以及發生爭端時需要司法仲裁的原因。智能合約作為計算機協議，很難處理不完全契約。

圖1：Token 範式概括

圖1 概括了以上對Token 範式的討論。其中，Token、智能合約和共識算法都處於共識邊界內，Token 與智能合約之間有密不可分的聯繫，共識算法確保了共識邊界內的去信任環境。區塊鏈內與Token 的狀態或交易等無關的信息處於共識邊界以外、區塊鏈邊界以內。區塊鏈內外存在兩類交互：一是區塊鏈外信息寫入區塊鏈內；二是Token 與區塊鏈外的資產或權利之間的相互交易（即市場共識，見第三部分第二小節對Token 的價格特徵的討論）或相互對應（見第三部分第一小節對區塊鏈第二類應用的討論）。

三、區塊鏈的經濟功能

區塊鏈應用一般按照應用場景所屬行業進行分類，比如Goldman Sachs（2016）。本文根據區塊鏈應用對Token 的使用情況提出一個新的分類方法，並討論這些應用涉及的經濟學問題。

（一）區塊鏈的主要應用方向

表1 將區塊鏈應用分成了4 類。第一類應用不涉及Token，主要將區塊鏈作為分佈式數據庫或去中心化數據庫來使用。區塊鏈的公共共享賬本功能有助於緩解經濟活動參與者之間的信息不對稱，提高他們分工協作的效率。這類應用面臨的主要問題是如何保證區塊鏈外信息在源頭和寫入區塊鏈環節的真實準確。相對公有鏈，聯盟鏈更適合這類應用。聯盟鏈僅對授權節點開放，由授權節點共同維護以實現組織間共識。而授權節點清楚彼此身份，作惡會對聲譽產生影響，將虛假信息寫入區塊鏈的成本比較高。信息寫入區塊鏈的環節也可以引入第三方鑑定機構來驗證信息的真實準確。但這些保障機制主要基於現實世界約束，而非區塊鏈本身特性。第一類應用的代表性案例是中國人民銀行數字貨幣研究所的灣區貿易金融區塊鏈平臺和基於區塊鏈技術的資產證券化信息披露平臺[8]。

第二類應用以Token 代表區塊鏈外的資產或權利，以改進這些資產或權利的登記和交易流程。但Token 是否對應著區塊鏈外的資產或權利，以及Token 的狀態和交易是否對區塊鏈外的現實世界有約束力或影響力，取決於區塊鏈外的法律和制度是否賦予Token 以超越區塊鏈的內涵。在這類應用中，區塊鏈在供應鏈金融和數字票據等場景的應用值得關注。此時，Token 代表了某一核心機構的債權並在供應鏈中充當內部結算工具。Token 將供應鏈上下游企業之間的“三角債”軋差後替換成核心機構對這些企業的負債，能降低資金佔用、提高資金週轉效率。而核心機構發揮類似中央交易對手的功能，負責Token 與法定貨幣之間的兌換。這些場景中的Token 相當於王永利（2018）提出的網絡社區代幣或商圈幣概念，Token 的應用價值則取決於場景的廣度和深度。

第二類應用的代表案例是數字票據交易平臺設計方案。該平臺按是否引入數字貨幣在鏈上進行直接清算，設計了鏈外清算和鏈上直接清算兩種方案（徐忠、姚前，2016）。其中，鏈上直接清算方案能實現基於區塊鏈技術的數字票據全生命週期的登記流轉交易和票款對付（DVP，Delivery Versus Payment）結算功能。第三類應用以Token 作為計價單位或標的資產，但依託區塊鏈外的法律框架和主流經濟合同。但Token 價格的高波動性限制了這類應用，一個重要方向是所謂的穩定加密貨幣（stable token 或stable coin）。因此，這類應用的核心問題是如何理解Token 類似貨幣的特徵。

第四類應用試圖用區塊鏈構建分佈式自治組織（distributed autonomousorganization，簡稱是DAO，見鄒傳偉（2018）），有從業者提出分佈式自治組織能替代現實中公司的功能。這方面至今沒有廣受認可的成功案例，主要受制於以下障礙：1.公有鏈的物理性能不高，支撐不了大規模交易；2.智能合約的功能短板；3.Token 價格的高波動性限制了Token 作為支付工具和激勵手段的有效性；4.加密經濟學（token economics 或crypto economics）模型設計不合理。對前兩點障礙，第一部分和第二部分第三小節分別已有討論。後兩點障礙則涉及Token 類似貨幣的特徵和區塊鏈的治理功能。

（二）Token 類似貨幣的特徵

Token 具有若干類似貨幣的特徵：1.Token 沒有負債屬性；2.按同一規則定義的Token 是同質的，並可拆分成較小單位；3.Token 在不同地址之間的轉讓無需受信任的第三方機構；4.非對稱加密可以保證Token 持有者的匿名性；5.區塊鏈共識算法和不可篡改的特點可以保證Token 不會被“雙花”（double spending）；6.可以由規則定義Token 的總量上限和發行速度。Token 的這些類似貨幣的特徵由Nakamoto（2008）引入，並被其他滿足Token 範式的區塊鏈系統所遵循。

Token 的直接用途就是作為支付工具來換取區塊鏈內外的商品或服務，此時Token 一般被稱為加密貨幣。在區塊鏈內，可以由規則定義加密貨幣的用途。比如，在比特幣系統內，比特幣被用於向“礦工”支付交易手續費；在以太坊中，以太幣是運行智能合約的“燃料費”（gas）。區塊鏈內的支付場景也涉及市場活動（見本部分第五小節對比特幣手續費率的討論），但因為區塊鏈內的商品或服務不能用法定貨幣來購買，加密貨幣價格對這個場景一般沒有明顯影響。而用加密貨幣購買區塊鏈外的商品或服務時，加密貨幣價格是一個重要影響因素。一般來說，加密貨幣供給沒有靈活性，缺乏內在價值支撐和主權信用擔保，價格波動高，無法有效履行貨幣職能。這一點有很多文獻支持。

首先，關於加密貨幣作為支付工具的表現。Athey et al. (2016) 發現，截至2015 年中，大部分比特幣由投資者和非頻繁使用者持有，比特幣作為支付工具的使用不頻繁，而且將比特幣用於非法活動的用戶更傾向於保護他們的財務隱私。Foley et al. (2018)研究了比特幣在非法經濟活動中的應用，發現25%的比特幣用戶和44%的比特幣交易與非法經濟活動有關。截至2017 年4 月，有2.4千萬的比特幣市場參與者主要將比特幣用於非法目的，他們合計持有80 億美元的比特幣，年度交易筆數約3.6 千萬筆，年度交易金額約720 億美元（接近歐美非法藥物的市場規模）。隨著主流社會對比特幣興趣的增加以及ZCash、Dash和Monero 等匿名特徵更好的加密貨幣出現，比特幣交易中與非法經濟活動的比例下降了。

其次，關於加密貨幣的價格特徵以及可能存在的價格操縱。Gandal et al.(2017) 發現，Mt. Gox 交易所（當時最大的比特幣交易所）在2013 年2 月-11月中的兩個時間段存在可疑交易活動，涉及60 萬個比特幣。這些可疑交易對當時比特幣價格在兩個月內從150 美元上漲到1000 美元起到了重要推動作用。Griffin 和Shams (2018)研究了USDT（由Tether 公司發行的一種聲稱基於100%美元儲備金的穩定加密貨幣）對比特幣和其他加密貨幣的影響，發現USDT 被用來操縱加密貨幣的價格。在2017 年3 月-2018 年3 月這段時間裡，作者識別出87 個小時。這87 個小時均有大量USDT 發行並被用來購買加密貨幣，而且這些大額交易均發生在加密貨幣市場大跌之後，在這些大額交易後加密貨幣市場均大幅反轉。作者發現，這87 個小時對應著比特幣在研究區間（即2017 年3 月-2018年3 月）50%的漲幅，以及另外6 種大的加密貨幣在研究區間64%的漲幅。Bianchi(2018)分析了14 種主要加密貨幣在2016 年4 月和2017 年9 月之間的交易數據，發現加密貨幣的收益率與股票、債券等傳統金融資產的收益率之間不存在顯著關係，加密貨幣與傳統金融資產之間不存在波動性溢出效應，並且加密貨幣的交易量主要由歷史收益率和市場不確定性（用芝加哥期權交易所市場波動率指數VIX衡量）驅動。

加密貨幣價格波動性太高，引入加密貨幣期貨也難以平抑價格波動，很多從業者試驗穩定加密貨幣。目前，由Tether、Gemini 和Circle 等公司推出的穩定加密貨幣方案都採取了以法定貨幣為準備金1:1 發行穩定加密貨幣的方式，相當於貨幣局（currency board）制度。另一些穩定加密貨幣方案採取所謂的“算法中央銀行”模式（algorithmic central bank），模仿中央銀行公開市場操作，通過發行和回收以加密貨幣計價的債券來調控加密貨幣供給量，以實現加密貨幣價格的穩定。Eichengreen（2018）指出，“算法中央銀行”難以抵禦投機性攻擊。因為攻擊發生時以加密貨幣計價的債券會有顯著折價，通過發行該類債券回收加密貨幣以支撐加密貨幣價格的效果會顯著下降，所以“算法中央銀行”有內在的不穩定性。需要指出的是，中央銀行數字貨幣（central bank digital currency，簡稱是CBDC）與穩定加密貨幣有本質不同。中央銀行數字貨幣有負債屬性，是中央銀行直接對金融機構和社會公眾發行的電子貨幣，屬於法定貨幣的一種形態，而且不一定採用區塊鏈內Token 的形式。本文不深入介紹中央銀行數字貨幣，感興趣的讀者可以參考CPMI（2018）。

加密貨幣監管的重點在加密貨幣與法定貨幣的兌換環節，其中一個重要問題是反洗錢。加密貨幣洗錢是指應用加密貨幣的匿名性和全球性，使得違法所得的來源和性質難以追溯。加密貨幣洗錢分為三個環節：1.置入（placement），將不法獲取的法定貨幣轉換成加密貨幣。一些加密貨幣交易所沒有采取實名制，會給置入環節帶來很大便利。2.分流（layering），使用混幣(mixers)、合幣（coinjoin）和翻洗（tumblers）等技術以及區塊鏈內地址的匿名性，將加密貨幣在多個地址之間轉移，使其來源難以追溯。3.整合（integration），將“洗乾淨”的加密貨幣整合並轉到“乾淨”地址上，再轉換成法定貨幣或商品。以ZCash、Dash 和Monero 為代表的加密貨幣使用了零知識證明、環簽名等匿名技術，會增加反洗錢難度。此外，加密貨幣在全球範圍內流通，不同國家或地區的對加密貨幣的監管標準不一、信息難共享，也會增加反洗錢的難度。

（三）Token 對區塊鏈平臺型項目的影響

一些區塊鏈項目具有平臺經濟特徵。Token 在這類平臺型項目中可以兼具兩種角色：首先是項目啟動時的融資工具，體現為初始代幣發行（initial coinoffering，簡稱是ICO）；其次是平臺內經濟活動的支付工具。Token 為持有者帶來雙重好處：一是用Token 購買平臺內的商品或服務，二是Token 價格的上漲，並且Token 價格受平臺型項目活躍用戶數和經濟活動量等基本面因素驅動。另外，一些區塊鏈平臺型項目的Token 具有股權屬性（見本部分第四小節）。

Token 的雙重角色對區塊鏈平臺型項目啟動和發展有重要影響。Catalini和Gans (2016)分析了區塊鏈、Token 對市場形成中的兩個重要因素——驗證成本和網絡成本的影響。他們認為，區塊鏈允許市場參與者以較低成本驗證與交易有關信息，會促進新的市場形態出現；Token 可以在無需傳統受信任中介的情況下降低網絡成本並啟動市場。Cong et al. (2018)用動態資產定價模型分析了Token 價格及其對用戶採用（user adoption）的影響。Token 交易為平臺用戶提供了跨期互補性（intertemporal complementarity），從而在Token 價格和用戶採用之間形成了一個反饋環。Token 價格反映了平臺未來增長。均衡時Token價格將隨平臺生產力、用戶異質性和網絡規模而呈現非線性增長。

Token 的雙重角色為Token 價格帶來了內在不穩定性。Sockin 和Xiong (2018)在平臺經濟框架下研究了Token 定價。用戶通過參與平臺內交易來提高自己的福利，“礦工”提供交易記賬服務。平臺內的Token 有雙重屬性：一是相當於“會員資格”，用戶需要先購買Token 才能參與平臺內交易；二是為平臺建設發展融資，包括前期開發費用（體現為ICO）和給“礦工”的獎勵。作者考慮了平臺基本面（主要體現為用戶稟賦和“挖礦”成本）可公開觀察以及不可公開觀察兩種情形。在兩種情形中，要麼不存在均衡，要麼都存在兩個均衡，其中一個均衡對應著Token 價格高和用戶參與積極性高的情景，另一個均衡對應著Token 價格低和用戶參與積極性低的情景。在平臺基本面不可觀察時，Token 價格除了匯聚平臺基本面有關信息以外，還起到了在不同均衡路徑之間的協調作用。但總的來說，因為多個均衡的存在，Token 的價格有內在不穩定性。

ICO 是區塊鏈平臺型項目啟動的一個常用策略。Li 和Mann（2018）認為ICO解決了很多有網絡效應的平臺內在的協調失敗問題，並通過彙集關於平臺質量的分散信息，能發揮了群體智慧作用。Chod 和Lyandres (2018)從理論上研究了創業者在ICO 和VC 兩種融資方式之間的選擇。他們認為，創業者通過ICO 出售自己項目的未來產出，可以在不稀釋自己控制權的情況下將部分創業風險轉移給投資者，但由此產生的代理問題使得創業者可能在融資後對項目投入不足。

一些學者對ICO 進行了實證分析。Benedetti 和Kostovetsky (2018) 分析了2017 年以來4003 家已執行或已計劃的ICO 項目（共融資120 億美元），發現了顯著的ICO 折價現象，從ICO 到相關Token 開始交易（平均間隔16 天），投資者的平均回報是179%。在Token 開始交易的頭30 天，買入並持有策略平均能產生48%的超額回報率。Momtaz (2018)分析了2015 年8 月-2018 年4 月的2131個ICO 項目，發現在加密貨幣交易所掛牌首日，Token 的收益率平均為8.2%，相對加密貨幣市場整體的超額收益率為6.8%。用掛牌首日收益率和ICO 融資規模等作為ICO 成功程度的指標發現，ICO 項目團隊的質量越高，ICO 越容易成功；ICO 的目標越遠大，ICO 越容易失敗；行業負面事件（比如黑客攻擊和監管行動）對ICO 市場影響很大。

（四）區塊鏈的治理功能

區塊鏈能支持一些有別於傳統的治理機制。比如，對分佈式自治組織，不存在傳統意義上的資產負債表，也不存在代表股東權益的股票，但可以通過智能合約賦予某些Token 以收益權和治理權，其中收益權通過分紅、回購等方式實現，治理權通過參與治理投票來實現。這類股權型Token 還可以兼具功能屬性，代表是一些加密貨幣交易所發行的所謂平臺幣。平臺幣持有者可以用平臺幣向加密貨幣交易所支付交易費用，有時還能享受打折的交易費用。平臺幣給予其持有者通過投票參與加密貨幣交易所治理的權利。加密貨幣交易所承諾定期拿出一定比例的利潤，回購平臺幣並銷燬。股權型Token 與公司股票有顯著差異。

但區塊鏈存在一些不容忽視的治理短板。第一，Token 價格波動對基於Token的激勵機制的影響。在公有鏈的共識算法（特別是POS 型）、分佈式自治組織以及側鏈項目中，出現了很多精巧的機制設計，用Token 激勵區塊鏈有關參與者的行為趨向預期目標。如果Token 有二級市場交易並且價格波動性較高，即使這些機制設計在區塊鏈內能做到激勵相容，區塊鏈有關參與者的行為也可能偏離預期目標。比如，很多機制設計需要Token 持有者將自己的Token 鎖定一段時間，並給予Token 持有者一定數量的Token 獎勵。鎖定Token 相當於放棄了在二級市場逢高出售Token 的權利（本質上是一個有浮動行權價的回望看跌期權，lookbackoption with floating strike）。如果Token 價格波動性很高，期權估值也會很高，意味著需要給Token 持有者很高的獎勵才能激勵他們鎖定Token[9]。

第二，智能合約的功能短板使現實世界中一些普遍使用的治理機制很難移植到區塊鏈場景中。首先，在區塊鏈內根據智能合約構造貸款、債券和衍生品等金融工具是比較困難的，而這些金融工具有重要的治理功能。因為不存在負債，分佈式自治組織不存在破產問題（儘管其活躍用戶數、經濟活動量以及發行Token的價格可以趨零），其發起者和運行者也不會像公司所有者和管理者那樣面臨來自債權人的約束。對分佈式自治組織，也無法引入債轉股和優先清算等條款。其次，對賭條款是保護投資者權益的重要手段之一，是投融資雙方針對未來不確定情況（主要體現為融資方業績）的一種約定。但因為去中心化預言機的缺失，很難可信地將區塊鏈外的業績信息寫入區塊鏈，也就很難用智能合約實現對賭條款。

第三，Token 的快速變現機制影響了區塊鏈項目投融資雙方的利益綁定。現實中很多投融資條款的前提是股權不能轉讓，股權的非流動性將投融資雙方的利益綁定在一起，激勵他們共同努力，直到公司上市後他們的股權才可能變現退出。相比之下，區塊鏈項目的Token 在加密貨幣交易所掛牌的標準要低得多。很多區塊鏈項目在還處於白皮書階段時，早期投資者和項目團隊持有的Token 就可以通過加密貨幣交易所變現，而他們在Token 變現後認真做項目的動力就可能顯著減弱。在很多區塊鏈項目中，因為Token 持有者在項目治理中的地位比較模糊，Token 的快速變現機制更不利於投融資雙方的利益綁定。Benedetti 和Dostoevsky (2018)用ICO 項目推特賬戶的活躍度來衡量，到ICO 後120 天，只有44.2%的ICO 項目處於活躍狀態。Token 的快速變現機制也是與ICO 有關的各種投機、炒作甚至欺詐活動的重要根源之一。

第四，鏈內治理（on-chain governance）和鏈外治理（off-chain governance）的結合問題。鏈內治理的特點是地址匿名、去信任化環境以及智能合約自動執行，鏈外治理的特點是真實身份、誠信記錄、重複博弈形成的信任和聲譽、非正式的社會資本和社會懲罰以及正式的法律保障。兩類治理能否有效結合，是一個複雜、有待進一步研究的問題。

（五）區塊鏈系統的性能和安全性

一些學者從經濟學角度對區塊鏈系統的性能和安全性做了有價值的研究。第一，關於區塊鏈的“三元悖論”，即沒有一個區塊鏈系統能同時具有準確、去中心化和成本效率這三個特徵[10]。Abadi 和Brunnermeier (2018)的理論分析表明，中心化賬本具有準確性和成本效率，其維護者可以獲得壟斷租，特許權價值激勵它們準確記賬。分佈式賬本給予記賬節點獎勵以激勵它們準確記賬，但通過POW選出記賬節點又犧牲了成本效率。信息在區塊鏈分叉之間的可轉移性以及“礦工”之間的競爭，會促成“分叉競爭”。“分叉競爭”有助於消除單個區塊鏈系統享有的壟斷租，但也可能帶來不穩定性和不協調性。

第二，關於POW 的利弊。以比特幣為代表的POW 仍是區塊鏈中佔主流地位的共識算法，POS 的安全穩定性還沒有像POW 那樣經受長時間檢驗。Biais et al.(2018)認為，在基於POW 的公有鏈中，隨著“挖礦”總算力上升，“挖礦”難度將往上調，單個“礦工”對算力的投資將構成對其他“礦工”的負外部性。這樣就會引發“挖礦”算力的“軍備競賽”，並造成“挖礦”領域的過度投資。Ma etal. (2018) 的理論分析發現，比特幣“礦工”可自由進入的安排，是比特幣“挖礦”消耗資源的主要決定因素，而比特幣算法內嵌的“挖礦”難度調整機制對“挖礦”消耗資源影響不大。

第三，POW“挖礦”的經濟學問題，特別是交易費率的影響因素。Houy (2014)從理論上研究了比特幣“礦工”在打包交易時面臨的經濟學問題。一方面，打包的交易越多，“礦工”越有可能獲得手續費。但一方面，打包的交易越多，區塊越大，區塊在分佈式網絡中傳播併成為區塊鏈共識所需的時間越長，就越有可能成為“孤塊”。對兩個“礦工”的博弈分析發現，在一定參數假設下，兩個礦工都挖“空塊”（也就是不打包任何交易）可以成為博弈均衡，應對方法是提高手續費率。Huberman et al. (2017)研究了比特幣系統的物理性能對用戶和“礦工”的影響。用戶希望自己的交易能儘快被處理，在系統物理性能有限的情況下，會提高交易費率，以吸引“礦工”優先處理自己的交易。而“礦工”在經濟激勵下，也有動力維持比特幣系統的基礎設施。因此，物理性能有限是比特幣系統在去中心化環境下維持運行的一個重要保障措施。Easley et al. (2018)對2011 年-2016年比特幣系統的實證分析發現，比特幣系統越擁堵（用比特幣內存池大小和交易寫入區塊鏈前的平均等待時間來衡量），交易費率為0 的交易寫入區塊鏈的可能性越小，寫入區塊鏈的交易的平均費率越高。

第四，關於區塊鏈的經濟安全邊界。Budish (2018)從經受攻擊的角度，研究了以比特幣為代表的基於POW 的公有鏈的安全性，並提出了若干提高安全性的經濟激勵措施。作者認為，這類區塊鏈的經濟重要性越高（比如，設想比特幣市值接近黃金），那麼惡意攻擊它們的可能性也越高，因此要對公有鏈的大規模應用持懷疑和審慎態度，企業和政府在數據安全方面有比公有鏈更便宜的技術。

四、總結

本文從經濟學角度分析了區塊鏈的功能，從Token、智能合約和共識算法三個角度歸納出目前主流區塊鏈系統採取的“Token 範式”，並給予經濟學解釋。

1.Token 是區塊鏈內定義的狀態變量，具有若干類似貨幣的特徵。區塊鏈內Token交易無需依靠受信任的第三方機構，但區塊鏈內這種去信任環境不能延伸到區塊鏈外。一旦脫離Token 交易等原生場景，區塊鏈要解決現實中的信任問題，往往需要引入區塊鏈外的可信中心機制予以輔助。

2.智能合約是運行在區塊鏈內、主要對Token 進行復雜操作的計算機代碼，可以實現Token 的定義、發行、銷燬、轉讓、抵押、凍結和解凍等功能，但無法確保區塊鏈內債務的履約，也很難處理不完全契約。目前區塊鏈內有限的運行環境，使得這類代碼遠沒達到智能階段。

3.共識算法針對與Token 的狀態和交易等有關的信息，並保證了這類信息的真實準確。但區塊鏈內與Token 的狀態或交易等無關的信息基本不屬於共識的範圍。特別是，區塊鏈外信息寫入區塊鏈內，只意味著這些信息全網公開且不可篡改，不能提升這些信息在源頭的真實準確性。目前也沒有去中心化預言機能真實準確地將區塊鏈外信息寫入區塊鏈內。

基於“Token”範式，本文分析了區塊鏈的4 類主要應用方向：1.無幣區塊鏈。這類應用發揮區塊鏈的公共共享賬本功能以提高勞動分工協作效率，不直接涉及產權和風險的轉移，面臨的主要問題是如何保證區塊鏈外信息在源頭和寫入區塊鏈環節的真實準確性。聯盟鏈因為僅對授權節點開放並依靠現實世界的約束，比公有鏈更適合這類應用。

2.以非公開發行交易的Token 代表區塊鏈外的資產或權利，以改進這些資產或權利的登記和交易流程。但Token 在物理上只是一段代碼，Token 是否對應著區塊鏈外的資產或權利，以及Token 的狀態和交易是否對區塊鏈外的現實世界有約束力或影響力，取決於區塊鏈外的的法律和制度是否賦予Token 以超越區塊鏈的內涵。

3.以公開發行交易的Token 作為計價單位或標的資產，但依託區塊鏈外的法律框架的經濟活動。因為很難根據基本面準確評估Token 的內在價值，這類應用只能參考Token 在二級市場上的價格，但Token 價格往往表現出高波動性，限制了這類應用的開展。

4.用區塊鏈構建分佈式自治組織。這方面至今沒有廣受認可的成功案例，主要受制於以下障礙：公有鏈的物理性能不高，支撐不了大規模交易；智能合約的功能短板；Token 價格的高波動性限制了Token 作為支付工具和激勵手段的有效性；加密經濟學模型設計不合理。

本文在分析區塊鏈的這些主要應用方向時，還討論了其中涉及的經濟學問題並綜述了相關研究：1.Token 類似貨幣的特徵，包括加密貨幣作為支付工具的表現、二級市場價格特徵、穩定加密貨幣試驗以及與加密貨幣有關的反洗錢問題；2.Token 對區塊鏈平臺型項目融資和發展的影響，以及Token 的雙重角色造成Token 價格的內在不穩定性；3.區塊鏈的治理功能，包括股權型Token 設計，Token價格波動對基於Token 的激勵機制的影響，智能合約的功能短板對現實世界治理機制移植到區塊鏈場景的影響，以及Token 的快速變現機制對區塊鏈項目投融資雙方利益綁定的影響；4.區塊鏈系統的性能和安全，包括區塊鏈的“三元悖論”、POW 的利弊、POW“挖礦”的經濟學問題以及區塊鏈的經濟安全邊界。

總的來說，目前真正落地併產生社會效益的區塊鏈項目很少，除了區塊鏈物理性能不高以外，區塊鏈經濟功能的短板也是重要原因。應在持續研究和試驗的基礎上，理性客觀評估區塊鏈能做什麼、不能做什麼。 一是不要誇大或迷信區塊鏈的功能。這些年的行業實踐已經證明一些區塊鏈應用方向是不可行的。特別是，現代金融體系在發展過程中不斷吸收各種技術創新。技術創新只要有助於提高金融資源配置效率以及金融交易的安全性、便利性，就會融入金融體系。迄今為止，還沒有一項技術創新對金融體系產生過顛覆性影響，區塊鏈也不會例外。加密貨幣供給沒有靈活性，缺乏內在價值支撐和主權信用擔保，無法有效履行貨幣職能，不可能顛覆或取代法定貨幣。區塊鏈的匿名特徵反而會增加金融交易中反洗錢（AML）和“瞭解你的客戶”（KYC）的實施難度。但也要看到，我國的一些國情提供了實踐區塊鏈的機會，比如數字票據交易平臺有助於緩解我國票據市場分散化的問題。

二是區塊鏈應用要立足實際情況，不要拘泥於一些過於理想化的宗旨。比如，用科技來替代制度和信任是非常困難的，在很多場景甚至就是烏托邦。再比如，去中心化與中心化各有適用場景，不存在優劣之分。現實中完全的去中心化和完全的中心化場景都不多見。很多區塊鏈項目從去中心化宗旨出發，但後期或多或少引入了中心化成分，否則就沒法落地。比如，區塊鏈外信息寫入區塊鏈內，往往需要一個可信任的中心化機構，完全的去中心化是不可能的。

三是目前區塊鏈投融資領域泡沫明顯，投機炒作、市場操縱甚至違規違法等行為普遍，特別是涉及公開發行交易的Token 的項目。政府有關部門應加強監管，防範金融風險。

註釋：

[1]徐忠，中國人民銀行研究局研究員。鄒傳偉，副研究員，2017 年12 月-2018 年5 月中國人民銀行金融研究所訪問學者期間合作成果。感謝穆長春、王永利、袁勇、謝晗劍、陳婧和楊光對此文的修改意見以及楊鑫傑為此文寫作提供的幫助。本文內容為作者個人觀點，不代表人民銀行。 [2]圖靈完備性指一系列操作數據的規則（如指令集、編程語言、細胞自動機）可以用來模擬圖靈機（Turingmachine），詳見https://en.wikipedia.org/wiki/Turing_completeness。 [3]https://www.pwc.com/gx/en/issues/blockchain/blockchain-in-business.html [4]http://www.altcointoday.com/bitcoin-ethereum-vs-visa-paypal-transactions-per-second/ [5]但區塊鏈無法做到實時結算：1.一筆交易從被髮布在對等式網絡上，到被打包進一個區塊並接入區塊鏈，需要時間；2.公有鏈的分叉問題會延遲區塊鏈內交易的確認時間，比如一筆比特幣交易需要連續得到6 個區塊的確認；3.因為分叉問題，很多公有鏈（比如比特幣）只能在概率意義上確保結算的最終性（finality）。 [6]即：哈希函數（上一區塊後所有交易 + 前一區塊哈希值 + nonce）

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