票據業務應用區塊鏈技術的可行性
區塊鏈是近年來的一項前沿技術，業界普遍認為它為生產要素市場尤其是風控要求很高的金融市場提供了一種去中心化的、具有較高安全可信度的解決方案。對此，票交所組織力量研究區塊鏈相關技術，積極探索區塊鏈在票據市場中的應用，推動票據業務創新。
區塊鏈是一種運行在點對點網絡上的互聯網協議，它采用共識機制和密碼學技術，建立了一套可信的、可共享的分布式賬本，賬本數據按時間有序地記錄在去中心的區塊鏈節點上。2008年中本聰在論文中提出了區塊鏈概念，隨后區塊鏈技術開始在互聯網上正式運用。相較于傳統的中心化技術，區塊鏈有其獨有的特點：一是區塊鏈采用去中心化的信任機制，區塊鏈網絡上的參與者可以進行可信交易，無需擔心交易對手偽造信息或身份抵賴;二是區塊鏈通過密碼學算法保護數據的安全性、完整性和不可篡改性;三是區塊鏈運用多種隱私保護策略，可實現參與者在區塊鏈上的匿名性;四是區塊鏈提供可編程的智能合約，參與者很容易進行查看和發布合約。
根據應用場景不同，區塊鏈分為公有鏈、私有鏈和聯盟鏈三大類。公有鏈運行在互聯網上，用戶可任意加入或退出，訪問門檻低，交易速度相對較慢。私有鏈運行在單個機構內部，由單個機構獨立運行和維護，自治性較高。聯盟鏈由若干機構共同參與和維護，一般需要許可加入，其運行和維護成本較低，交易速度更快，更適合運用于金融領域。
票據是金融市場中一種重要的金融產品，它具備支付和融資雙重功能，具有價值高、承擔銀行信用或商業信用等特點。票據一經開立，其票面金額、日期等重要信息不得更改。票據還具備流通屬性，在特定生命周期內可進行承兌、背書、貼現、轉貼現、托收等交易，交易行為一旦完成，交易就不可被撤銷。票據在流通上有兩個特點：一是票據流通主要發生在銀行承兌匯票，商業承兌匯票的數量和流通量都較少;二是由各銀行獨立對票據業務進行授信和風險控制，單個銀行的風控結果可能會影響到票據市場交易鏈條上的其他參與者。
票據的特點決定了其票面信息和交易信息必須具備完整性和不可篡改性。與一般的金融交易相比，票據交易金額一般較大，因此安全性要求更高。區塊鏈通過密碼學提供的安全性、完整性和不可篡改性的特性，可在一定程度上滿足票據交易的這些需求，從而有助于在技術層面上防控票據業務風險。
此外，區塊鏈的其他技術特性也可能為票據業務帶來新的機遇。如在隱私保護上，當前票據市場中各金融機構間通過信息隔離保護參與者隱私，而區塊鏈技術則是通過隱私保護算法保護參與者隱私，從而提供了一種隱私保護的新思路。
通過以上分析可知，區塊鏈技術特點在票據領域某些關鍵業務場景下顯示出良好的適用性，這使得區塊鏈技術在票據業務中的應用理論上具有一定的可行性。
票交所對區塊鏈技術的探索和應用
區塊鏈作為一種新興技術，如何將理論上的可行性轉化為實踐，使其應用于票據業務場景，給票據市場帶來技術上的變革和業務上的創新，是票據領域金融科技的一項重要課題。2016年，在中國人民銀行總行領導下，票交所會同中國人民銀行數字貨幣研究所，組織中鈔信用卡公司和試點商業銀行進行了基于區塊鏈的數字票據的全生命周期登記流轉的研究，當年12月15日實現原型系統并在模擬運行環境上試運行成功。2017年，票交所和人民銀行數字貨幣研究所繼續牽頭，在原型系統上進一步開展工作，積極推動數字票據交易平臺實驗性生產系統的研發和投產上線。該系統于2018年1月25日投入生產環境并成功運行。
數字票據交易平臺實驗性生產系統使用SDC(Smart Draft Chain，數金鏈)區塊鏈技術，借助同態加密、零知識證明等密碼學算法進行隱私保護，通過實用拜占庭容錯協議(PBFT)進行共識，采用看穿機制提供數據監測。
實驗性生產系統包含票交所、銀行、企業和監控四個子系統：票交所子系統負責對區塊鏈進行管理和對數字票據業務進行監測;銀行子系統具有數字票據的承兌簽收、貼現簽收、轉貼現、托收清償等業務功能;企業子系統具有數字票據的出票、承兌、背書、貼現、提示付款等業務功能;監控子系統實時監控區塊鏈狀態和業務發生情況(見圖1)。
實驗性生產系統對前期原型系統進行了全方位的改造和完善。
一是結算方式創新。實驗性生產系統構建了“鏈上確認，線下結算”的結算方式，為實現與支付系統的對接做好了準備，探索了區塊鏈系統與中心化系統共同連接應用的可能。
二是業務功能完善。根據票據真實業務需求，實驗性生產系統建立了與票據交易系統一致的業務流程，并使數據統計、系統參數等內容與現行管理規則保持一致，為業務功能的進一步拓展奠定了基礎。
三是系統性能提高。實用拜占庭容錯協議的引入，提高了實驗性生產系統性能，降低了系統記賬損耗，為實現“運行去中心化、監管中心化”奠定了基礎。
四是安全防護加強。適應我國金融服務應用高安全性、自主可控密碼學算法的要求，實驗性生產系統采用SM2(國家密碼管理局于2010年12月17日發布的橢圓曲線公鑰密碼算法)國密簽名算法進行區塊鏈數字簽名。票交所為參與銀行、企業分別定制了符合業務所需的密碼學設備，包括高安全級別的加密機和智能卡，并提供了軟件加密模塊以提高開發效率。
五是隱私保護優化。通過采用同態加密、零知識證明等密碼學算法設計，實驗性生產系統構建了可同時實現隱私保護和市場監測的看穿機制，強化了票交所的市場監測能力，為基于區塊鏈技術的監管模式探索了新的實現方式。
六是實時監控管理。實驗性生產系統搭建了可視化監控平臺，通過可交互的圖形化業務展示、信息查詢、運行告警、統計分析等功能，實現對區塊鏈系統、業務開展、主機網絡等運行情況的實時監控。
七是服務生產應用。實驗性生產系統突破節點虛擬、參與者虛擬的模式，通過重塑系統安全防護和網絡連接機制，使系統的安全性和穩定性得到了全面提升，支持由銀行、企業以真實信息和管理需要直接進行系統操作。
數字票據交易平臺是區塊鏈技術應用于金融市場基礎設施的一項重要舉措。實驗性生產系統的成功上線試運行實現了數字票據的突破性進展，對于票據市場發展具有里程碑意義。首先，實驗性生產系統的成功運行，是區塊鏈技術首次在票據業務真實生產環境的實踐，證明區塊鏈技術應用于票據業務場景可行。其次，通過實驗性生產系統的建設，票交所積累了區塊鏈開發應用經驗，培養了一支專業隊伍，為深入探索區塊鏈技術在票據市場的應用打下了堅實的基礎。再次，以實驗性生產系統研發為契機，票交所將繼續秉承以創新促發展、以創新促服務的精神，結合區塊鏈技術，不斷創新服務和產品，推動數字票據業務規范高效開展，為票據市場增加活力。
數字票據的發展前景
盡管實驗性生產系統運行平穩上線，但區塊鏈技術在票據交易上的應用仍處于發展的初級階段，在系統穩定性、應用安全性、業務模式等方面還不夠成熟，在一些業務場景上的測試還不充分，復雜業務場景的有效應用還不多，區塊鏈的交易吞吐量、資源利用率還有較大優化空間，區塊鏈為監管提供高效服務支持的能力還有待提升。
目前，票交所負責運營的中國票據交易系統和電子商業匯票系統(ECDS)，分別提供了集中化管理的紙質票據交易平臺和電子票據交易平臺;而數字票據交易平臺實驗性生產系統則借助區塊鏈技術，搭建一套經過數學證明可信，技術上可分布式部署運行的數字票據交易平臺。未來，票交所將本著審慎的原則、進取的精神和務實的作風，持續跟蹤研究區塊鏈和其他前沿技術的發展，著力建設和完善更加穩定、高效、安全的數字票據交易平臺，并在此基礎上開展技術創新和數字票據業務產品創新。數字票據交易平臺將更多地發揮區塊鏈技術的優勢，不斷優化底層架構，探索系統節點的擴展性以及與中心化系統聯通的技術可行性，探索符合供給側結構性改革新要求的創新應用場景，通過數字票據業務，拓展票據市場，更好服務實體經濟。
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