區(qū)塊鏈技術在證券交易所中的運用與挑戰(zhàn)

徐東鵬

摘要：區(qū)塊鏈技術作為金融科技中的一類，受到各界的廣泛關注，文章首先介紹區(qū)塊鏈的起源、原理和特色;之后在此基礎上，有選擇的探索運用在證券交易所的具體業(yè)務之中，結合市場有效假說和羊群行為理論，發(fā)現(xiàn)區(qū)塊鏈對降低信息不對稱，從而提升證券市場效率有積極影響;最后，探討區(qū)塊鏈應用在證券交易所中面臨的挑戰(zhàn)。盡管區(qū)塊鏈作為新興技術，仍有諸多問題，還應該正視區(qū)塊鏈與證券交易所結合的潛力，在攻克難點后，以期區(qū)塊鏈有更加高效、便捷和交易成本競爭力的數(shù)字型證券交易所。

關鍵詞：區(qū)塊鏈;證券交易所;市場效率

一、引言

區(qū)塊鏈技術受到社會廣泛關注，政府也在積極推進其發(fā)展，2020年6月，江蘇省印發(fā)《關于加快推動區(qū)塊鏈技術和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的指導意見》，2021年1月，山西省工業(yè)和信息化廳發(fā)布了《關于加快推動區(qū)塊鏈創(chuàng)新發(fā)展的指導意見》，以推動區(qū)塊鏈產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴張和產(chǎn)業(yè)生態(tài)的規(guī)范成熟，希望構建區(qū)塊鏈與新一代信息技術融合創(chuàng)新的數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)。區(qū)塊鏈（Blockchain）是繼云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)之后又一重要技術，作為金融科技（Financial technology）中的一類，其核心是以去中心化、不可篡改的分布式賬冊技術，對于傳統(tǒng)的證券交易所來說，區(qū)塊鏈對于降低證券交易所操作風險、提高交易效率、改變交易所的業(yè)務模式等方面均有重要意義。

證券交易所的發(fā)展深受科技發(fā)展影響，縱觀證券交易所的發(fā)展歷史，從1602年的荷蘭阿姆斯特丹交易所成立以來，交易方式從最早的人工專柜撮合方式，到電子計算器輔助撮合交易逐漸取代人工專柜撮合交易，最后為集中市場交易，極大提升證券交易所的交易效率。

但是，隨著電子信息技術的發(fā)展，證券交易所面臨新的挑戰(zhàn)。首先，政策監(jiān)管對于市場數(shù)據(jù)服務資費和證券信息透明公開有更高的要求，并且面臨更加激烈的同業(yè)競爭，技術的進步推動成本的降低，但是也進一步壓縮了傳統(tǒng)交易所的利潤空間;其次，交易所對于網(wǎng)絡的依賴遠超以往，網(wǎng)絡安全問題需要證券交易所投入更多成本去保障證券交易信息安全;再次，全球范圍的監(jiān)管力度都在加強，針對證券信息的透明程度、交易所的運營管理機制以及風險管理流程的控制;最后，傳統(tǒng)證券交易所在證券發(fā)行、交易、清算結算存在不同程度的資源消耗，加上交易信息不對稱性，對于證券市場效率產(chǎn)生負面影響。

因此，區(qū)塊鏈技術的發(fā)展，無疑是一次推動和提升證券交易所發(fā)展的重要機遇，將區(qū)塊鏈技術的優(yōu)勢部分與證券交易所現(xiàn)有不足，相互彌補將會有效促進證券交易效率的提升，從而提升證券市場的市場效率。

二、文獻綜述

在區(qū)塊鏈的證券市場應用方面，曹鋒和宋天瑋（2017）認為區(qū)塊鏈應將會是循序漸進的過程，并且伴隨金融弱中心化的和強交互信任發(fā)展，金融市場基礎設施將會重新規(guī)劃;溫勝輝（2018）從區(qū)塊鏈的特點分析，其運用在債券市場具有得天獨厚的優(yōu)勢。

區(qū)塊鏈應用在交易的風險控制方面，邵宇（2017）指出，因為交易雙方都具有完整事務歷史記錄，假設交易關聯(lián)資產(chǎn)以區(qū)塊鏈為錨點，可以降低對方違約風險和保障交易履約;王冰和袁健洋（2019）指出，預防區(qū)塊鏈風險，可以優(yōu)化技法共治機制保障各個主體的利益，利用法制手段對突發(fā)情況有合理控制，建立底線標準，保護投資者的證券交易信息。

然而，區(qū)塊鏈的起源、原理和具體特色是什么？區(qū)塊鏈技術如何融入到具體證券交易所中？區(qū)塊鏈目前應用在證券交易所中的挑戰(zhàn)是什么？區(qū)塊鏈應用在證券交易所中，哪些方面可以為市場效率提升有積極影響？本文希望通過以上方面，對于未來實際應用區(qū)塊鏈技術在證券交易所中，有所借鑒和啟示，為證券市場有序建設和高效發(fā)展提供參考。

三、區(qū)塊鏈技術

（一）區(qū)塊鏈技術起源

區(qū)塊鏈的起源目前有兩種較為公認的說法，一是拜占廷問題（The Byzantine Generals Problem）即當年東羅馬帝國的首都拜占庭，在國家防御設置上，由于幅員遼闊，守軍的據(jù)點都相隔遙遠，將軍通訊均采用信差，作戰(zhàn)中使用軍中所有將軍的共識作為決定出兵依據(jù)，倘若軍中間諜或者謀反的叛徒，將會影響將軍判斷，所以，此問題就是在已知有叛徒的情況如何連所有軍營一致協(xié)議。在1982年，美國科學家Leslie Lamport把軍中各地軍隊彼此取得共識、決定是否出兵的過程，延伸至運算領域，設法建立具容錯性的分布式系統(tǒng)，即使部分節(jié)點失效仍可確保系統(tǒng)正常運行，可讓多個基于零信任基礎的節(jié)點達成共識，并確保信息傳遞的一致性，而 2008 年出現(xiàn)的比特幣區(qū)塊鏈便應用了此觀念。二是比特幣的產(chǎn)生，從而產(chǎn)生區(qū)塊鏈，比特幣即為區(qū)塊鏈的第一個應用。

（二）區(qū)塊鏈技術原理

區(qū)塊鏈（Blockchain）從技術層面來看，其核心是依靠密碼學進行數(shù)據(jù)的加密，通過數(shù)學分布式算法，解決互聯(lián)網(wǎng)的信任安全問題，從而不需要第三方即可解決信任數(shù)據(jù)價值問題;從運用視角來看，區(qū)塊鏈是一個分布式的共享賬本和數(shù)據(jù)庫，具有去中心化和信任化從而全民參與記賬的技術方案，并且不可篡改、全程留痕、可追溯、集體維護和公開透明等特點。

（三）區(qū)塊鏈技術特色

區(qū)塊鏈的核心宗旨——去中心化，即不需要中心機制，每一個區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)可以存儲在用戶各自的云端，數(shù)據(jù)核算和儲存都是分布式，并且每個節(jié)點都需要驗證、傳遞和管理，這強化了區(qū)塊鏈的共享性，使用者不需要依賴額外的管理機構和硬件設備，這是區(qū)塊鏈最核心的本質(zhì)特色。

區(qū)塊鏈另一特色——不可篡改性，區(qū)塊鏈中每一筆數(shù)據(jù)在完成寫入后，都不允許改動，只要數(shù)據(jù)被驗證完畢將永久寫入該區(qū)塊中，其中使用的是Hashcash算法，一對一的函數(shù)保證數(shù)據(jù)的原始狀態(tài)，并且此函數(shù)可以被驗證但是破解難度極高，無法輕易推出原本數(shù)值，從而每個區(qū)塊的數(shù)值又會放入下一個區(qū)塊中，區(qū)塊鏈之間的數(shù)據(jù)可以相互驗證和正確保證。

（四）區(qū)塊鏈的發(fā)展和展望

目前區(qū)塊鏈演化為三個主要階段，第一階段為比特幣為代表，建立區(qū)塊鏈體系;第二階段是以太坊為主，以太坊（Ethereum）也是一個開源的公共區(qū)塊鏈平臺，其中以太幣（Ether）也是透過專用加密技術的去中心化的虛擬貨幣，市值僅次于比特幣;第三階段的目標是超級賬本（Hyperledger Project），期望企業(yè)可以輕松接入?yún)^(qū)塊鏈，從而整合各個產(chǎn)業(yè)的上下游或是協(xié)同，都能以區(qū)塊鏈為媒介，在安全的前提下，快速共享產(chǎn)業(yè)資源，加快產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

四、區(qū)塊鏈技術在證券交易所的應用探索

（一）證券發(fā)行

全球的區(qū)塊鏈市場中，金融業(yè)占市場份額超過50%，區(qū)塊鏈目前重要部署領域除了銀行業(yè)即為證券業(yè)，證券交易所作為證券業(yè)的重要部分，證券交易所將會作為融合區(qū)塊鏈的前沿陣地。2015年，美國證監(jiān)會第一次批準一區(qū)塊鏈技術開展證券發(fā)行業(yè)務，同意Overstock公司的S-3證券發(fā)行申請;2016年，我國上海上海證券交易所組建的China Ledger區(qū)塊鏈聯(lián)盟，目前正積極組織區(qū)塊鏈場外市場交易平臺的實驗;2017年，中國香港證券交易所擬于2018年發(fā)起基于區(qū)塊鏈技術的私募市場;2018年，新加坡交易所將區(qū)塊鏈技術納入其核心基礎設施，期望降低交易結算周期和風險，不同平臺上數(shù)字資產(chǎn)和證券的同步匯兌和最終結算，可以大幅度提高交易過程中的操作效率。2020年，澳大利亞證券交易所宣布，將于2021年3～4月推出分布式賬本技術，解決已有25年歷史的清算所清算電子注冊系統(tǒng)（CHESS），擴大其產(chǎn)品庫，提供安全和完善的客戶體驗。

基于區(qū)塊鏈的去中心化特點，其數(shù)據(jù)的公開透明有助于消減信息不對稱的問題，使得金融市場參與者都共享數(shù)據(jù)信息，有助于突破傳統(tǒng)證券交易所的中介交易模式，不再中心化，而是分布式的網(wǎng)絡交易模式。股票交易者可以更加便捷且及時的獲取上市公司的最新信息，例如其股權變動、司法糾紛、稅務情況、產(chǎn)品銷售和研發(fā)、管理結構的穩(wěn)定等信息，這樣將極大降低信息不對稱的影響，有助于提高證券交易所的市場效率。計劃IPO的公司，利用區(qū)塊鏈可以更好的實現(xiàn)公司的數(shù)據(jù)管理，統(tǒng)籌公司的整體財務狀況，提高資產(chǎn)流動性，減少變現(xiàn)和流轉資產(chǎn)的時間成本。

（二）證券交易

在場內(nèi)交易方面，作為證券交易所組織的集中交易市場，其有形的固定交易場所，證券交易所接受和辦理符合證券法規(guī)規(guī)定的證券上市買賣，投資者需要透過券商席位在證券交易所進行證券投資，場內(nèi)交易涉及較為復雜的時間順序邏輯關系和匿名的交易對方手，在清算部分，涉及中央與對手方凈額擔保交收制度，還面臨復雜的實時行情披露，保證流動性的前提下，對實時性要求較高，對于系統(tǒng)性風險的容忍度極低。因此，區(qū)塊鏈的特點，將有助于場內(nèi)交易效率的提高，因為區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)具有透明且可溯性，保證了實時行情公開和上市公司信息的及時披露，實現(xiàn)透明、安全和高效的交易方式，由于場內(nèi)交易需要相關部門嚴密監(jiān)管，證券監(jiān)督與證券交易所在區(qū)塊鏈的輔助下，對于證券交易的各項活動的監(jiān)管效率將有效提升。

場外交易方面，其并不需要有形的集中交易場所，作為開放型交易，涉及的證券品種更加多樣，證券成交更多以詢價交易方式（Over-The-Counter）。目前，場外交易在我國依舊存在許多爭議，主要是流動性低、安全性較低、風險較高和暫時未有充分的法律規(guī)范。因此，對于區(qū)塊鏈來說，這是一個較好的實踐領域，區(qū)塊鏈可有效降低場外交易風險，因為場外交易的證券交割及過戶階段有復雜性，違約風險較高，加之目前監(jiān)管難以評估場外交易市場風險，有概率導致系統(tǒng)性風險的發(fā)生。利用區(qū)塊鏈的特性，錄入?yún)^(qū)塊的數(shù)據(jù)無法被篡改的特點，并且分布式層迭在每一個區(qū)塊中，實質(zhì)起到了互相驗證的效果，因此交易開始和過程中所有權的確認不存在爭議，最終撮合的交易通過區(qū)塊鏈的加密數(shù)字簽名，透過加密算法驗證數(shù)字簽名、交易內(nèi)容、交易對方資金的實際支付能力，同一時刻加上時間戳錄入共享賬本之中，保證交易整體的完整性，一系列曾經(jīng)交易的信息不對稱問題將被解決，區(qū)塊鏈在其中發(fā)揮了保障交易真實性、完整性、無法篡改、驗證便捷和有效溯源的作用，大大降低交易風險，不僅保證交易雙方的利益，還為將來監(jiān)管部門的審查監(jiān)督提供便利。

（三）證券清算和結算

基于區(qū)塊鏈技術的去中心化，為證券交易所傳統(tǒng)的結算方式改進，提供契機，由于區(qū)塊鏈技術的加密，傳統(tǒng)的證券清算和結算有冗長的周期和繁瑣的流程得以簡化，實現(xiàn)證券的清算和結算的“去中心化”，實現(xiàn)交易—清算—結算的全流程自動完成，將交易=結算成為可能，不僅大大縮減清算和結算流程、減低人為參與的差錯率、節(jié)約交易成本還提高了證券的流動性。并且在區(qū)塊鏈分布式記賬特點，每個交易完成都會迅速更新到每一個對應參與者的賬戶中，每個用戶都有一個完整且更新及時的賬單數(shù)據(jù)，極大降低信息不對稱導致的投資策略失誤，提升交易的活躍程度，對于證券交易所的市場效率有積極作用。

（四）證券市場效率

由于目前仍未有證券交易所進行區(qū)塊鏈的運用，本文實證方面進行去區(qū)塊鏈對于證券交易所市場效率提升的檢驗，僅從理論分析的方法，進行區(qū)塊鏈對于證券市場效率影響展開研究。

現(xiàn)代經(jīng)濟理論中，研究證券市場效率最推崇的是證券市場有效假說理論（Efficient-market hypothesis），由芝加哥大學教授Eugene Fama（1970）提出，其認為有效率的證券市場，證券價格會對影響其變動的任何信息都作出及時的反映，證券價格不僅充分表現(xiàn)預期收益，也反映證券的基本和風險因素，投資者無法通過內(nèi)部交易和內(nèi)部信息買賣股票獲取超額收益。

衡量證券市場外在效率的兩個標志是：一是證券價格變動是否根據(jù)相關信息變動;二是證券信息，即上市公司信息是否充分披露，使得投資者處于平等位置，獲得相同的信息。

因此，如何消減信息的不對稱顯得極為重要，區(qū)塊鏈技術在此處發(fā)揮著積極作用，區(qū)塊鏈的分布式賬本，可以將非商業(yè)機密的信息儲存在各個節(jié)點，屬于公開且共享的，合法證券交易用戶通過檢索即可獲取投資目標信息，并且由于區(qū)塊之間相互認證，最大程度保證信息的真實性、有效性和及時性，傳統(tǒng)信息不對稱的影響將會減低。

在1943年凱恩斯就提出羊群行為理論，金融市場中的羊群行為（herd behaviors）即投資者的極端非理性行為，投資者在信息環(huán)境不確定的情況下，行為受其他投資者的影響，從而模仿或者依賴他人決策。Bikhchandani、Hirshleifer和Welch（1992）基于不完全信息理論的羊群行為，構建了“信息層疊”模型，發(fā)現(xiàn)投資者對于證券信息的可靠性產(chǎn)生質(zhì)疑，特別在市場劇烈波動時，投資者自我決策信心嚴重不足;Banerjee（1992）也提出針對信息不對稱導致的羊群行為。因此，羊群行為的本質(zhì)是信息不對稱，導致投資者處于信息劣勢方，在此狀況下，極易出現(xiàn)市場過度樂觀或者恐懼情緒，區(qū)塊鏈的運用，極大促進信息的流通速度，由于信息掌握完備，投資人將會更傾向于理性判斷，從而降低證券市場的異常波動。

綜上所述，區(qū)塊鏈在保證信息的及時傳送和保證信息的真實流通，具有重要推進作用，從理論來看，區(qū)塊鏈降低了信息不對稱的影響，使得投資者在證券市場中的行為更加理性，也降低羊群效應出現(xiàn)的概率，從而達到提升證券市場效率的效果。

五、區(qū)塊鏈應用的挑戰(zhàn)

（一）區(qū)塊鏈技術的缺陷

算力風險，區(qū)塊鏈的不可篡是基于，修改需要同時篡改超過51%的節(jié)點所存儲的區(qū)塊在信息，因此倘若黑客擁有超過整個網(wǎng)絡一半算力，理論上極有可能推翻原有的交易信息，中國信息通訊研究院于2018年發(fā)布的《區(qū)塊鏈安全白皮書》發(fā)現(xiàn)，算力達到基本要求，則可以使得區(qū)塊產(chǎn)生分叉，完成雙重支付獲得利。袁勇（2016）研究發(fā)現(xiàn)，以比特幣為例，有統(tǒng)計指出，中國大型礦池的算力已經(jīng)超過全網(wǎng)總算力的60%，理論上，礦池之間聯(lián)合將有可能利用算力風險，進行比特幣的雙重支付。因此，算力風險應該尋求解決方案，這樣才能保障在區(qū)塊鏈應用在證券交易所時，不被惡意區(qū)塊，篡改信息，擾亂證券市場。

（二）區(qū)塊鏈機制的風險

區(qū)塊鏈的核心技術主要包括：分布式記賬和非對稱加密技術等，通過分布式賬本，運用互聯(lián)網(wǎng)技術從而實現(xiàn)信息公開和共享。目前最新的密碼學和量子計算技術的發(fā)展，非對稱加密技術具有被破解可能性，這將會大大沖擊區(qū)塊鏈的安全;此外，區(qū)塊鏈技術的匿名技術，攻擊者可以通過大量公開信息，逆向推算，識別其中的具體信息，從而通過漏洞獲取證券交易數(shù)據(jù)，進行牟利。

（三）區(qū)塊鏈的智能合約風險

攻擊者通過人為干預、錯誤編碼和機器識別等因素，導致智能合約出現(xiàn)漏洞，將會被認為操作干預證券交易數(shù)據(jù)，從而對證券交易秩序產(chǎn)生影響。目前有四種漏洞最具代表性，分別是：浪子合約（買家得到商品而賣家無法獲得加密貨幣）、自殺合約（指令撤回導致交易失敗）、貪婪合約（將商品和貨幣鎖定在區(qū)塊鏈內(nèi)，無法交易和取消）和遺囑合約（已完成或者關閉的交易，部分程序仍舊運行）。2017年，BEC和SMT等智能合約漏洞事件頻發(fā);2018年，倫敦大學學院（UCL）Ilya Sergey通過100萬份的智能合約進行每份10年的自動化分析后，其中超過3.42萬份合約容易受到駭客攻擊，研究抽取了3759份智能合約，其中的3686份合約存在漏洞的概率達到89%。因此，智能合約風險有效防范，是區(qū)塊鏈推行的重要前提。

（四）相關監(jiān)管和法規(guī)有待研究

根據(jù)我國《證券法》規(guī)定，我國證券類型具有法定性，包含股票、公司債權及國務院依法承認的其他證券。因此，區(qū)塊鏈與證券交易所的融合，產(chǎn)生數(shù)字化的證券是否屬于證券范疇，還有待研究。法律主體方面，區(qū)塊鏈技術融合下，證券主體：區(qū)塊鏈平臺份提供商、代碼編寫程序員、投資者、軟件開發(fā)商等，少了金融中介，多了區(qū)塊鏈服務商。而目前，在法律在區(qū)塊鏈實際運用和監(jiān)管方面，任屬于初步階段，應該加快相關法律制度建設，只有在法律規(guī)范下，才能保證證券市場秩序，保障市場參與者的合法權益。

六、結論與建議

區(qū)塊鏈技術在證券交易所中的應用，基于區(qū)塊鏈的特色，去中心化、一對一的不可篡改和可溯源性，這將會改進傳統(tǒng)證券交易所的證券發(fā)行、證券交易、證券的結算和清算，區(qū)塊鏈對傳統(tǒng)證券交易所的問題有積極影響。智能合約簡化交易流程，信息的公開透明建立了交易的信任基礎，從而大大降低了各項資源消耗。結合Fama的有效市場假說理論，發(fā)現(xiàn)區(qū)塊鏈在提升證券市場效率方面，也有其獨特的作用，區(qū)塊鏈保障了信息的真實、及時和可靠，最大程度降低信息不對稱的影響，這是影響市場效率的重要因素之一。因此，未來期待區(qū)塊鏈對證券交易所的全新賦能。

本文提出幾點政策建議：一是加強科研院所和高等院校在區(qū)塊鏈技術領域的研究，特別是針對算力缺陷對策、分布式記賬的加密技術的升級以及智能合約的漏洞修復，保證區(qū)塊鏈運用后安全性得到保障;二是構建區(qū)塊鏈技術證券監(jiān)管制度，讓區(qū)塊鏈交易每一步對于監(jiān)管方是透明的，使用穿透式管理，加強國際間的監(jiān)管合作，防范交叉金融風險;三是建議將涉及區(qū)塊鏈的證券詐騙納入監(jiān)管制度之中，盡管區(qū)塊鏈技術為手段的詐騙較為新穎，及早制定相關法律規(guī)范，使得執(zhí)法部門有法可依;四是區(qū)塊鏈在證券領域的運用，借鑒英國防范金融科技創(chuàng)新的“監(jiān)管沙盒” （Regulatory Sandbox），其實質(zhì)類似我國的試點制度，不僅為新興技術的探索提供空間，還將風險控制在有限范圍，達到既鼓勵創(chuàng)新企業(yè)的研發(fā)又穩(wěn)定金融市場的發(fā)展，為將來推廣區(qū)塊鏈的運用提供堅實基礎。

綜上所述，區(qū)塊鏈技術目前來說，仍有自身缺陷的影響、區(qū)塊鏈機制的問題、智能合約存在一定漏洞，并且由于是新興技術，相關的法律和法規(guī)仍未建立，但是，新興技術的出現(xiàn)到應用到完善，仍需時間和技術的檢驗以及實踐的踐行，在區(qū)塊鏈技術上，我國一直保持在全球領先地位，隨著國外區(qū)塊鏈在金融行業(yè)中應用的開展，為區(qū)塊鏈運用提供更多的借鑒，也期待區(qū)塊鏈帶來更加高效、便捷和更具交易成本競爭力的數(shù)字型證券交易所。

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（作者單位：澳門城市大學金融學院）

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