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姚前:分布式賬本與傳統賬本的異同及其現實意義

圖:中國人民銀行數字貨币研究所所長姚前

AI金融評論按:本文作者為中國人民銀行數字貨币研究所所長姚前,來源于微信公衆号“清華金融評論”,轉載已獲授權。原文标題《姚前:分布式賬本與傳統賬本的異同及其現實意義 | 央行與貨币》。

記賬是指将經濟活動的資料記錄在賬本上。賬本是具有一定的格式,以原始憑證為依據,對所有經濟業務按序分類記錄的賬冊。原始憑證則是在經濟業務發生或完成時取得,用以記錄或證明經濟業務的發生或完成情況的憑據,它是進行會計核算工作的原始資料和重要依據,反映了最原始的交易資訊,是明确經濟責任的核心。賬本的材質多樣,傳統上賬本是紙質的,而随着資訊技術的發展,賬本逐漸向數字化演進,出現了各類會計資料庫。賬本的數字化節省了人工、便于查詢、檢索能力強、效率高、綠色環保。會計電算化已成為當今會計工作的主要工具。

分布式賬本技術(Distrubuted LedgerTechnology,簡稱DLT)的出現則可能是賬本技術繼數字化之後的又一次重大飛躍。在工作量證明機制中,礦工通過“挖礦”完成對交易記錄的記賬過程,為網絡各節點提供了公共可見的去中心化共享總賬(Decentralized Shared Ledger,簡稱DSL)。每條區塊鍊即是一本賬本,在會計意義上與傳統賬本無本質差别,但從技術角度看,DLT賬本不僅傳承了傳統的記賬哲學,又以其獨特的創新,具有一些傳統賬本無法比拟的優點,不僅可以在公司賬本,還可以在國家賬本和行業賬本編制上發揮所長,解決痛點。

DLT賬本對傳統記賬哲學的曆史傳承

UTXO與Account的經濟解釋

傳統的記賬模式基于賬戶。在會計上,賬戶(Account)是根據會計科目設定的用于反映會計要素的增減變動情況及其結果的載體;在系統實作上,賬戶是一系列服務合約(Agreement)的承載體,一個賬戶中可能集合了多種産品或者服務,賬戶餘額的變化是機構對産品或者服務産生的原始交易資料進行記錄、彙總、分類、整理後反映在賬戶上的結果。傳統的電子支付通過開立在中心化機構的賬戶餘額的變化而實作,完全依賴中心機構的行為。與之不同,比特币系統在賬本處理上采用了另一種新的模式:UTXO(Unspent Transaction Output,未花費的交易輸出)模式。

從經濟學角度看,UTXO實質上是經公衆一緻同意後的未來價值索取權。具體而言,當一筆交易完成後,各節點對這筆交易行為及其結果形成共識,一緻同意賣方在賣出商品後從買方手中獲得了在未來某一時刻向其他賣方買入相同價值商品的權利,這一未來價值索取權廣泛接受,無人反對,在下次交易中用于支付,無人拒絕。得到這一權利的充要條件是,需要有相應的已獲得節點共識的交易發生。用相關術語來說,就是需要有交易輸入(Input),才能得到交易輸出(Output)。

比特币的區塊鍊系統通過構造包含解鎖腳本和鎖定腳本的交易輸入和交易輸出,描述和完成了因交易而引起的未來價值索取權的轉移。一筆交易的交易輸入是上一筆交易的哈希值以及交易輸出序号,表明該交易輸入對應上一筆交易輸出;這筆交易的交易輸出包含鎖定腳本,未來将被下一筆交易的解鎖腳本打開。未來價值索取權的擁有者構造解鎖腳本,通過比特币交易驗證引擎,在該筆交易中證明了自己的權利,随後通過鎖定腳本,将這一權利轉移給下一個主體,以此類推,不斷循環。解鎖腳本與鎖定腳本貫穿成一條連續的價值流通鍊。

區塊鍊不需要賬戶,卻通過UTXO完成了“價值”的轉移,UTXO扮演了“貨币”的角色。實質上,貨币的本質是一種獲得社會廣泛共識的未來價值索取權。而UTXO則是一種在區塊鍊網絡裡獲得參與者共識的未來價值索取權,較為接近貨币的本質。不過,它僅在有限的共識範圍内發揮着交易媒介和支付功能。比特币系統還規定了UTXO的計價機關是“聰”,10的8次方聰等于一個比特币,以更好地發揮UTXO的貨币功能。這就是比特币的本質。比特币是一種價值符号或價值機關,代表了一定價值的已得到共識的未來價值索取權。

UTXO是一種完全不同于賬戶的價值轉移形式,但兩者并不沖突。某種意義上,我們可以将區塊鍊了解為交易“流水賬”,它通過編碼的方式難以篡改地記錄了所有交易資訊。而現實中我們習以為常的賬戶資訊也是對交易“流水賬”資訊的二次加工。隻不過UTXO通過解鎖腳本和鎖定腳本的設計,在不同時序交易間串接起了一條未來價值索取權轉移和流通管道。UTXO資訊與交易資訊是一體的,是以,沿用傳統賬戶處理的思路,UTXO表達的價值形式也可以轉換成賬戶的形式。比如,比特币錢包裡的賬戶餘額就是UTXO聚合計算的産物。而以太坊則在區塊鍊的基礎上引入傳統賬戶的概念,将交易作用于賬戶的過程描述為狀态轉換函數:APPLY(S,TX) ->S’,其中TX代表交易,S代表狀态(State)。根據以太坊的定義,狀态是由被稱為“賬戶”的對象和在賬戶之間轉移價值和資訊的狀态轉換構成。每個賬戶是一個20位元組的位址,可以是交易者的位址,也可以是合約的位址。通過狀态轉換,系統自動算出每個賬戶的餘額。顯然,這與原來由中心機構承擔的賬戶處理工作沒有差異,隻是此時承擔者改為了算法代碼。于是,繼UTXO模式之後,DLT賬本出現了類似于傳統賬本的Account模式。

UTXO與Account分别與會計的存量和流量概念一緻

存量和流量是會計學的兩個重要概念。存量是指在某一個時點上某一變量的量值。流量是指在某個時段上所累積變動的量值。資産負債表反映的是在特定資産負債表日企業的“财務狀況”,包括企業的資産、負債和所有者權益的實際金額。而現金流量表反映的是企業某一會計期間的“現金流量”,利潤表反映的是企業某一會計期間的“經營成果”。是以,資産負債表是企業經濟資訊的存量核算,是企業在某個特定時點的“快照”。現金流量表和利潤表則是企業經濟資訊的流量核算,反映了企業在某個特定期間的變動情況,常見的期間有月份、季度、半年、一年等。

存量是靜态的,是一般式,流量則是動态的,是進行式。兩者互相聯系,可以互相轉化:期初餘額+本期增加額-本期減少額=期末餘額。其中,期初餘額和期末餘額是存量,本期增加額和本期減少額是流量。财務報表分析不僅需要從存量的角度分析某個時點企業财務狀況,同時也要與曆史相比,從流量角度分析企業财務狀況的變化以及背後的原因,這樣才能對企業财務狀況有更全面深入的了解和把握。

如前述所言,UTXO模式實質上是以編碼的方式難以篡改地記錄了所有交易資訊,它是一種流量的記賬模式。通過聚合歸納(Reduce),UTXO可以轉化為賬戶餘額,而對賬戶餘額進行拆分則可得到UTXO的結果。用計算機術語來類比,我們可以将UTXO和賬戶之間的轉換描述為Split/Map/Reduce架構。從UTXO到賬戶,是Map/Reduce的過程。礦工驗證和打包每筆交易時,是Map,即對每筆UTXO進行驗證和更新,相當于生成新的Key-Value對。Reduce則轉移到使用者錢包中進行,将每筆UTXO彙總,由此得到使用者錢包中基于賬戶概念的資金餘額。從賬戶到UTXO則是Split的過程,這一工作同樣發生在使用者錢包中。錢包在收到一個轉賬請求後,要拆分轉賬金額,引用多個UTXO作為交易輸入。

與Account模式相比,UTXO模式的優勢在于,容易并行處理,提高效率。但是,UTXO模式要存儲所有流量資訊,資料存儲壓力較大,Account模式隻請求目前的存量資訊,忽略所有流量資訊,但前提是,目前的存量資訊是可信的。從監管角度看,UTXO模式存儲了所有流量資訊,更有利于監管和審計。

應該說,比特币的UTXO模式做得非常極緻,某種意義上去掉了賬戶的概念。但UTXO與Account各有優劣,可以将兩種模式進行融合,發揮各自所長。比如,為了加快同步速度,可以在UTXO模式中引入Account,典型代表是以太坊;為了進行并發處理,Account模式可以參考UTXO的理念對賬戶進行拆分,即不同的部門建立不同的賬戶,同個使用者擁有多個賬戶,各自賬戶的交易自然就可以并行處理,處理完之後再将所有賬戶的餘額相加獲得總餘額。就像傳統記賬既核算存量資訊,又核算流量資訊一樣,UTXO模式與Account模式的融合為資訊需求者提供了更加完整、立體的賬本資訊,正成為目前DLT賬本的發展趨勢。

UTXO與傳統的複式記賬法内涵一緻

關于借貸複式記賬原理的系統性論述,最早見于1494年意大利人盧卡·帕奇歐裡發表的《算術、幾何、比及比例概要》。複式記賬法是指以資産與權益平衡關系作為記賬基礎,對于每一項經濟業務,都要在兩個或兩個以上的賬戶中互相聯系進行登記,系統地反映資金運動變化結果的一種記賬方法,即“有借必有貸,借貸必相等”。以資金為例,借方是資金的去處,貸方是資金的來源,有借必有貸是指一筆資金發生支出,必然有相應的來源,借貸必相等則是指資金的支出數額和來源數額必須相等。複式簿記法創造了一種科學地從會計憑證中擷取有關經濟往來和經營成果重要資訊的記賬方法,為現代企業和商業社會的形成準備了一個完美的記賬方法論。德國哲學家歌德(Goethe)将它贊譽為“人類智慧的絕妙創造之一,每一個精明的商人從事經營活動都必須利用它”。

有趣的是,同傳統的賬戶處理一樣,UTXO的處理也包含了“有借必有貸、借貸必相等”的記賬哲學。表現為,UTXO有交易輸出,必有交易輸入,而有交易輸入,必有交易輸出,交易輸入的金額必然等于交易輸出的金額,與“有借必有貸、借貸必相等”的内涵一緻。

DLT賬本對傳統賬本技術的改進

第一,不易僞造,難以篡改,效率高,且可追溯,容易審計。

傳統上,無論是紙質的賬本,還是電子化的賬本,均容易僞造和篡改。而且從原始憑證到會計賬本的賬務處理,容易出錯。而區塊鍊技術的UTXO設計通過哈希函數、時間戳、默克爾樹等巧妙的資料結構設計并輔以密碼學和共識算法,實作曆史交易記錄的難以篡改和不易僞造,并利用算法函數(比如以太坊的狀态轉換函數)自動計算出賬戶餘額,效率高,又不出錯。UTXO記賬模式還具有可追溯特點,容易審計。

第二,通過交易簽名、共識算法和跨鍊技術保障分布式賬本的一緻性,自動實時完成賬證相符、賬賬相符、賬實相符。

應該說,任何主體都有記賬的權利,有自己的一本賬。而且同一主體通常持有多種賬本,比如企業有出納賬、現金日記賬、銀行存款日記賬、存貨日記賬、進銷存日記賬、營業費用明細賬、總分類賬、管理費用明細賬、應收單據明細賬、固定資産明細賬、十七欄明細賬、無形資産明細賬、實收資本明細賬等多種賬本。從這角度看,賬本從來就是“分布式”賬本,沒有所謂的中心化賬本。由于賬本的易僞造和易篡改,如何保障和維持各類“分布式”賬本的一緻性則成為會計工作的關鍵,以及審計的重點。

傳統上,主要依靠對賬制度來實作各類分布式賬本的一緻性。對賬是指對賬本和賬戶所記錄的有關資料加以檢查和核對,以實作賬證相符、賬賬相符、賬實相符。賬證相符是指賬本記錄與會計憑證相符。賬賬相符,是指各種賬本之間的相符,包括本機關各種賬本之間相符,本機關同其他機關的往來賬項相符。賬實相符是指各種财産物資的賬面餘額與實際數額相符。

而DLT首先通過交易簽名保障了賬證相符。賬就是證,證就是賬,兩者一緻,難以篡改。其次,DLT通過共識機制來實作各類主體的賬賬相符。交易資訊隻有獲得共識,才會寫入共享總賬;寫入賬上的資訊,必然已得到各主體的共識,賬賬自動相符。再者,DLT利用跨鍊協定開展款款兌付、券款兌付,進而自動完成賬實相符。跨鍊技術不僅在交易上保障了款款兌付、券款兌付的原子性,而且在記賬上保障了跨鍊不同主體賬本之間的一緻性。

跨鍊技術包括三類:

  • 一是公證人機制(NotarySchemes)。這是中心化或基于多重簽名的見證人模式,主要特點是不關注所跨鍊的結構和共識特性,而是引入一個可信的第三方充當公證人,作為跨鍊操作的中介。
  • 二是側鍊/中繼(Side Chains/ Relays)。側鍊是一種錨定原鍊的鍊結構,但并不是原鍊的分叉,而是從原鍊的資料流上提取特定的資訊,組成一種新的鍊結構。中繼是跨鍊資訊互動和傳遞的管道。不論是側鍊還是中繼,都是從原鍊采集資料,扮演着Listener角色。
  • 三是哈希鎖定(Hash-Locking)技術。它在不同鍊之間設定互相操作的觸發器,通常是個待披露明文的随機數的哈希值。哈希值相當于轉賬暗語,隻有拿到這暗語的人,才能獲得款項。同時,它還構造了兩個退款(Redeem)合約,這兩個合約需要雙重簽名才能生效,且有時間期限,其中制造轉賬哈希暗語的人的退款合約,在時間期限上要長于另外一個人,由此可保護他的權益。

可以說,通過特有的單鍊記賬技術和跨鍊記賬技術,DLT賬本省去了大量既費時間,又耗成本,還容易出錯的對賬工作,自動實時達成了各類“分布式”賬本的一緻性。

第三,将資料權利交還給個體。

傳統上,許多參與者的個體資訊在各類賬本上“留痕”,尤其是随着數字經濟的發展,個人資料隐私保護問題越來越突出。我國《網絡安全法》和歐盟通用資料保護法案(GDPR)從法律角度規定了資料主體享有知情權、通路權、反對權、可攜權、被遺忘權等多項權利,以加強個人隐私保護。而DLT則從技術層面着手,采用簽名加密等技術手段,把資料權利真正交還給了個體。通過采用零知識證明、同态加密、安全多方計算、環簽名、群簽名、分級證書、混币等密碼學原語與方案,還可實作交易身份及内容的隐私保護。

第四,提高财務報表資訊的價值。

DLT賬本具有可追溯、難以篡改和不易僞造的特性,可以保障财務報表資訊的真實性和可靠性,不僅如此,DLT賬本還可以在以下方面進一步提高财務報表資訊的價值。

一是,提高财務報表資訊的及時性。傳統上,會計處理、記錄和對賬需要成本,是以基于成本收益原則,傳統會計慣例一般是按月度、季度、半年度或年度來編制披露會計報表,這種基于會計分期假設定期編制的财務報表具有嚴重滞後性,影響了财務資訊的及時性。投資者、債權人、财務分析人員、企業管理者等相關資訊需求主體的決策是不間斷地進行的,他們希望能随時都能得到決策所需要的資訊。财務資訊的及時性至關重要。從技術可行性看,基于自動化執行、實時記賬又能實作全局一緻性的DLT,瞬時的資産負債表編制已成為可能。這或許将是财務會計的一次重大變革。當然,需要滿足一些必要前提條件,比如,DLT賬本應有足夠的泛在性,能夠全局地覆寫各類會計要素。

二是,提高财務報表資訊的相關性。根據财務報告的滿足需求原則,财務報表是為了滿足資訊使用者的決策需求,是以财務報表資訊應與資訊使用者的決策相關。與曆史成本資訊相比,公允價值資訊更具有相關性。然而,傳統上,由于前述所言财務報表的編制和披露難以做到及時性,“不得不”更多依靠曆史成本計量法,影響了财務資訊與使用者決策的相關性。而利用DLT,不僅可以實作财務資訊的可靠性,還能實作财務報表編制的及時性,使基于公允價值的計量變得更加可行,進而更好地滿足資訊使用者的需求。

三是,提高财務報表資訊的全局性。同樣,由于記賬需要成本,是以基于成本收益原則,傳統财務報表通常有選擇地反映預先認為對決策者有用或重要的資訊。資訊使用者僅能掌握企業經營活動的部分資訊,而非全局資訊。而DLT的應用不僅可以降低記賬成本,提高效率,還可以讓資訊使用者穿透式獲得企業營運的全局資訊,提高決策效率。不過在這過程中,可能會涉及相關利益主體知情權和企業商業機密之間的資訊披露邊界問題,需要進一步權衡。此外,全局資訊的擷取意味着資訊的大規模增長,如何更好地提取資訊價值則成為關鍵。從這角度看,DLT與大資料分析、雲計算、人工智能等科技的融合很可能會成為未來賬本技術的發展方向。

DLT賬本的現實意義

雖然說現有賬本技術完全可以滿足經濟需要,但随着經濟活動向數字化和智能化不斷演進,傳統賬本技術的更新與改造或将不可避免。作為一種仍在發展的新興技術,DLT不一定是未來賬本技術的必選項,但加強研究,探索其在各類賬本編制中的應用,無疑具有現實意義。

在國家賬本的應用探索

在現代經濟中,随着國家對經濟參與程度的加深,國家資産負債表管理日益重要。1992年的歐洲貨币危機和1994—1995年的墨西哥貨币危機表明,嚴重的主權國家資産負債表期限錯配、貨币錯配以及财政赤字将會引發貨币危機。歐美債務危機的爆發更是凸顯,保持主權國家資産負債表的穩健性,對于有效應對金融危機、實作經濟的盡快複蘇尤為重要。不僅如此,國家資産負債表編制與管理已經成為推動國家治理體系和治理能力現代化的重要内容。2017年6月26日,中央全面深化改革上司小組第三十六次會議審議通過了《全國和地方資産負債表編制工作方案》。可以說,國家賬本是摸清“家底”,揭示風險,服務國家治理的重要依托,但在實際編制過程中,面臨着不少挑戰和困難。目前,僅加拿大編制了地方政府部門的資産負債表,其他國家還沒有編制地方資産負債表,足見難度之大。

其中,最基礎的問題是資料采集。國家賬本對基礎資料需求量大,資料品質要求高,技術要求高、實施難度大,比如,資料資料不足,無法統計;涉及面廣,跨機構跨部門跨行業跨地區的交易資料,難以統計。對此,DLT或許可以發揮作用,讓國家賬本編制變得真正可行。比如,将自然資源、無形資産、金融資産、實物資産上鍊,并建構全局式的打破各種資訊壁壘的資料互通共享平台,統一資訊入口,避免大量重複工作,降低資料驗證的差錯率,使各機構、部門、行業和地區間的資料共享、驗證和統計更加高效。從技術特點看,區塊鍊系統每個參與方都是一個異地多活節點,是天生的多活系統,而且可以通過跨鍊技術實作不同賬本之間資訊的一緻性,比較适合覆寫面極其廣泛、涉及主體極其多樣的國家賬本擷取全局資訊。

在金融業賬本的應用探索

金融業綜合統計的重要性不言而喻。加快推進金融業綜合統計,是有效監測金融服務實體經濟成效、提高服務效率的關鍵資訊基礎,是前瞻性防範化解系統性金融風險、維護金融穩定的迫切需要,是全面深化金融體制改革、建立現代金融體系的重要舉措。2018年4月9日,國務院辦公廳印發《關于全面推進金融業綜合統計工作的意見》對金融業綜合統計工作進行了決策部署,提出了統一标準、同步采集、集中校驗、彙總共享的工作機制要求。無疑,從技術角度看,DLT比較契合這四個要求,或許可以成為金融業綜合統計的一種基礎架構。

總結

賬本技術現代化是公司治理乃至國家治理現代化的基礎。DLT有其獨特的優勢,有望發揮重要作用,當然它也存在不足,比如擴充性尚不能滿足要求,資料隐私和通路控制有待改進,如何與現有會計核算體系相融合,如何更好地将其應用于各類賬本編制,需要進一步試錯和探索。顯然,高階的DLT賬本編制是建立在低階應用已然成熟的基礎上的,比如,若企業層面的賬本廣泛應用DLT,行業層面和國家層面的DLT賬本編制自然就順理成章了,是以應注意發揮技術應用的規模效應和協同效應,進而最大限度地釋放出DLT賬本的正能量。

原文釋出時間為:2018-06-6

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