区块链技术在交易所行业的应用

欧阳山山

摘 要：习近平总书记在中共中央政治局第十八次集体学习时强调，要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，加快推动区块链技术和产业创新发展。作为分布式账册的底层技术，区块链技术已受到社会各界的广泛关注。本文重点对境外主要交易所区块链技术应用情况进行梳理，发现：①从发展阶段看，区块链技术不断升级更新，演进历程大致分为区块链10时期、20时期和30时期三个阶段，其中30时期以“区块链+”模式为典型代表，该阶段也是交易所区块链技术应用的迅速发展期。②从应用环节看，交易所的区块链应用可分为交易前、交易中和交易后三個环节，其中交易前包括证券发行、股权融资等，交易中包括交易流程和交易范围等，交易后包括证券结算。③从全球实践看，纳斯达克交易所、纽约证券交易所、洲际交易所等境外主要交易所已纷纷着手区块链技术研发落地，积极搭建区块链平台。④从典型案例看，纳斯达克交易所区块链技术应用走在前列，目前已经有10余个应用场景落地。

关键词：区块链技术；交易所；应用场景

一、区块链技术的政策背景及基本内涵

2019年10月24日，中共中央政治局第十八次集体学习时，习近平总书记指出，要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口，加快推动区块链技术和产业创新发展。此后，2021年3月11日，十三届全国人大四次会议表决通过的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》又进一步明确了区块链技术的发展纲领，指出“要推动智能合约、共识算法、加密算法、分布式系统等区块链技术创新，以联盟链为重点发展区块链服务平台和金融科技、供应链管理、政府服务等领域的应用方案，完善监管机制”，为强化金融服务实体经济能力、推动金融市场高质量发展指明了方向。在此背景下，为抢占数字化发展新高地，中国金融期货行业需要前瞻性地研究储备区块链相关技术和人才。

区块链（Block Chain），通俗而言即“账本”，是分布式账册的一种具体表现形式，具有分布式去中心化、提升多方协作效率、无须中央信任、数据加密不可被篡改、可追溯、易编程可扩展等优势（Dabbagh等，2019），区块链正逐步成为关键技术，受到业界广泛关注和讨论。十余年来，区块链技术不断升级更新，其演进历程大致可以分为三个阶段（见图1）：区块链10时期（2008—2013年），该阶段以比特币为典型应用，实现了数字货币的发行和流通，功能相对单一（Nakamoto，2008）；区块链20时期（2014—2017年），该阶段以智能合约的应用为特征，以太坊加入智能合约功能，通过智能合约推动多业务系统的协作，扩展了区块链应用领域（Buterin，2014）；区块链30时期（2018年至今），该阶段以“区块链+”模式为典型代表，以实现区块链与金融、物联网、云计算等融合发展，如“区块链+金融”“区块链+智能制造”等，试图在大规模协作领域提高行业的运行效率和管理水平（McFarlane等，2017）。

二、区块链技术在交易所应用的场景分析

交易所业务模式的改变深受信息技术发展的影响。纵观交易发展历史，从1602年荷兰阿姆斯特丹证券交易所成立以来，交易撮合方式已从最早的人工喊价撮合逐步发展至如今的计算机电子撮合，极大地提升了交易效率。作为信息技术发展的又一里程碑，区块链技术同样将对交易所应用产生重大影响。

区块链技术已被应用于交易所的交易、结算等多种运用场景。由于具有多方参与、去中心化、不可被篡改等多种优势，区块链技术不仅有助于交易所优化业务流程，提升协同效率，还有利于交易所加强可信体系，推进数据共享。如图2所示，基于区块链的交易所运行模式主要包括证券发行、衍生品上市、交易、结算、托管等多种场景。从交易流程看，区块链技术在交易所的应用又可以被划分为交易前、交易中和交易后3个环节（见表1）。其中，交易前包括证券发行、股权融资、数字资产发行与流通等；交易中包括交易流程和交易范围等；交易后则包括证券结算等。

（一）区块链技术应用于证券发行、股权融资等交易前场景，有助于缩短材料审批流程，提高管理效率

证券发行方面，相比于门槛较高、流程烦琐、成本高昂的传统IPO而言，基于区块链技术的证券通证发行（Security Token Offering，STO）具备成本较低、管理效率高等优势（郭艳等，2020）。STO以公司股权、债权、知识产权、信托份额等真实资产为依托，并将其转为链上数字资产而进行的证券发行，省去了较多中间审批环节，极大地提升了发行速度，提高了市场效率。据相关数据统计，STO相关市场规模可达数万亿美元，目前已得到美国、加拿大证券监管机构的认可，纳斯达克交易所也计划推出STO交易平台。

股权融资方面，传统技术目前尚存在较多局限，如未上市公司的股权融资和转手交易需要通过人工审查纸质股票凭证、期权发放和可换票据等。大量基于手工和纸张的作业不仅容易造成较多的人为错误，同时也较难留下审计痕迹。相比之下，基于区块链技术的股权融资模式则能较好地减少人为错误，增强透明度和可审计性（Chod等，2020）。区块链技术的分布式记账方式通过替代原有的纸质记录方式，使得交易双方在线完成融资材料审批，在保障股权融资高效率的同时，也较大程度地降低了审批风险，提升了交易和管理效率。

数字资产方面，相较于传统金融资产安全性与交易效率不高等劣势，数字货币利用区块链去中心或多中心、不易被篡改、高度共识和匿名安全等特性，构建数据结构与交易信息加密传输的底层技术，使得金融交易的效率和安全性大幅提升（宋敏和徐瑞峰，2023）。

（二）区块链技术应用于证券交易等交易中场景，能有效地提升交易自动化程度，促进多层次一体化交易基础设施形成

交易流程方面，就场内交易而言，场内交易涉及较为复杂的时间顺序逻辑关系和匿名的交易对手方，在保证流动性的前提下，对实时性要求较高，对系统性风险的容忍度较低。基于区块链技术的交易可通过智能合约和加密技术自动配对，无须中间机构参与，在简化传统证券交易冗长流程、提升交易自动化程度的同时，提升交易资产流动性，降低人力与物力成本。就场外交易而言，涉及交易品种更为多样，目前场外交易主要存在流动性较低、安全性较低等弊端。相比之下，利用区块链录入区块数据无法被篡改的特性，可实现交易互相验证的功能，提升交易安全性。

交易范围方面，相比于传统交易的开盘至收盘的运营时间限制问题，区块链可使交易所服务时间延展至24小时×365天全天候不间断，这不仅将物理服务范围扩展至跨地域、跨境、跨时区，同时也对突破分业边界构成了支撑，有助于形成跨行业、板块、机构的多层次一体化交易基础设施。

（三）区块链技术应用于结算的交易后场景，有助于降低差错率，提升清算结算效率

传统技术背景下，交易结算通常存在以下局限：一是涉及较多主体、周期较长且环节复杂，难以在短时间内完成；二是对账一旦出现错误，需要人工协调处理，增加了成本费用；三是结算过程突发系统故障或人工操作失误，将严重影响结算业务的正常运行。区块链技术基于其去中心化特性，为传统交易结算方式的改进提供了契机。由于区块链的加密和去中心化技术，结算冗余的周期和烦琐的流程得以简化。具体而言，一是利用区块链技术使得证券与资金交付同时发生，缩减了结算时间；二是各参与方在区块链上的数字高度一致，提高了结算效率；三是区块链智能合约的自动验证，不仅可以降低人工误操作风险，还将有效降低中央证券登记结算等机构数据库的单点风险，降低整个交易系统对中央对手方的依赖程度，保障结算系统的稳定性和安全性。

（四）区块链技术运用于交易所各场景，仍面临系统容量、处理效率、安全性能等方面的挑战

区块链作为一种新兴技术，其技术本身尚处于不断完善发展的过程中。就交易所应用场景而言，区块链技术虽然能提升交易所数据运行效率，但仍面临诸多挑战。一是全账册存储模式需要较大的系统存储容量。为保障信息的准确性，区块链必须存在大量需要记录区块链自初始以来的所有区块数据，即记录全部成交数据。目前，大型证券机构尤其是核心机构每天产生海量的数据，对系统存储容量造成较大压力。二是处理效率难以支持高性能处理需求。由于采用分布式存储且每笔交易均需其他节点进行认证并记录，系统达成共识效率较低。针对实时性要求较高的业务，如证券交易所股票集中交易撮合，处理效率还有待提高，尚需在共识算法、硬件支持等关键技术方面获得突破。三是安全性能需不断优化。作为一种全电子化网络，区块链不可避免地面临传统的计算机及网络仿冒信息所产生的安全风险。在完全去中心化架构下，由于区块链的监管依靠网络中所有的节点共同完成，就理论层面而言，掌握全网超过一半的算力就可成功伪造区块链数据，对区块链数据安全性构成威胁（章孛等，2020）。

三、主要交易所应用区块链技术的实践

从全球实践看，鉴于区块链及分布式账册在促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提高协同效率、建设可信体系等方面的优势，纳斯达克交易所、纽约证券交易所、洲际交易所、新加坡交易所等境外主要交易所紛纷着手区块链技术研发落地，积极搭建区块链平台。例如，2016年5月，纳斯达克交易所宣布推出财务框架Nasdaq Financial Framework系统，旨在为全球超过100家市场运营者提供区块链服务，允许交易所、经纪商和托管机构在统一的平台上和纳斯达克协作，推动区块链和交易所业务深度融合。2018年8月，洲际交易所推出Bakkt加密资产交易平台，该平台通过创建一种开放、无缝的全球网络，使得投资者、商家和消费者采用简单、高效和安全的方式来买卖、存储和支付数字资产。表2列示了全球主要交易所区块链技术的应用情况。

四、纳斯达克交易所区块链技术应用走在前列，历经多年探索，已经有10余个应用场景落地

纳斯达克交易所作为吸纳了苹果、谷歌、脸书、亚马逊等一系列高科技公司的证券交易市场，历来对新兴科技具有很高的包容度，其对数字货币及区块链也一直较为关注，是华尔街最早公开涉足区块链应用的公司之一。纳斯达克在进军区块链的主流交易所大军中，入局之早，布局之深，可以说是“独占鳌头”。从2015年开始，纳斯达克交易所就开始探索区块链领域的应用，目前已涉及数字资产、证券发行、交易、结算等多个领域。

纳斯达克交易所区块链技术应用体现出“多领域”“广合作”的发展格局，为全球各大交易所推动区块链技术的落地提供了较好参考。在开发领域方面，纳斯达克交易所区块链布局主要集中在交易前的融资平台、交易中的交易平台、交易后的证券结算等多个领域。在探索方式方面，“合作”贯穿了纳斯达克交易所区块链发展始终，作为巨头的纳斯达克并不支持单打独斗，仍然秉持强强合作才是通往成功的最佳途径。纳斯达克交易所区块链产品管理负责人约翰·托尔（Johan Toll）在采访时表示：“合作发展区块链是非常重要的一步。区块链技术有能力改变整个市场，而技术并不是发生这种改变的唯一关键因素。仍有一些其他重要的方面，如顾客、监管机构、央行以及任何可以改变市场的人和企业。”表3列示了纳斯达克交易所区块链布局的发展过程。

五、研究启示

区块链的去中心化、可追溯性、不可篡改等特性，不仅为现有交易所业务痛点提供了解决方案，也在一定程度上实现了业务模式创新发展。例如，通过区块链技术，资本市场参与人均可无差别获取交易信息和资产归属记录，有效解决了信息不对称问题；智能合约简化了交易所结算流程并提高效率。未来如果能围绕区块链技术，积极探索与交易所业务的融合，将会为金融期货拓展更大的发展空间。

一方面，积极推进交易所相关场景应用区块链技术的研究探索工作。相比境外证券、期货交易所，国内交易所区块链技术应用发展潜力较大。例如，纳斯达克交易所已布局区块链技术多年，包括LINQ服务平台、Nasdaq Financial Framework框架等在内的区块链技术应用落地场景达10余个，在提升交易效率的同时，也能有效降低数据库的单点风险，保障系统的稳定性和安全性。因此，可以参考纳斯达克交易所、芝加哥商业交易所等境外交易所的区块链应用场景，围绕“交易前”“交易中”“交易后”等相关环节，开展系列前期探索性研究，为后期技术落地奠定坚实的理论基础。

另一方面，充分關注区块链技术在交易所相关应用场景下的潜在风险。在积极挖掘区块链技术优势的同时，也应该充分关注其在金融领域尤其是交易所应用方面所面临的挑战，如在实际应用中可能存在的节点操纵、交易隐私泄露以及身份认证机制的中心化问题等。

参考文献

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Application of Blockchain Technology in the Exchange

OUYANG Shanshan

（China Financial Futures Exchange，Shanghai 200122，China）

Abstract：During the 18th collective study of the Central Political Bureau，General Secretary Xi Jinping emphasized the importance of utilizing blockchain as a core technology for independent innovation，and accelerating the development of blockchain technology and industry innovationAs the underlying technology of distributed ledgers，blockchain technology has attracted widespread attention from various sectors of societyThis article focuses on summarizing the application of blockchain technology in major overseas exchangesThe findings are as follows：①From the perspective of development stages，blockchain technology continues to upgrade and evolve，roughly divided into three stages：the era of blockchain 10，20，and 30The 30 era is characterized by the“blockchain+”model，and it represents a period of rapid development in the application of blockchain technology in exchanges②From the perspective of application phases，the blockchain applications in exchanges can be divided into three phases：pretrading，during trading，and posttradingThe pretrading phase includes securities issuance and equity financing，the duringtrading phase includes trading processes and scope，and the posttrading phase includes securities settlement③From a global perspective，major overseas exchanges such as NASDAQ，New York Stock Exchange，and Intercontinental Exchange have actively started research and development of blockchain technology and established blockchain platforms④From typical cases，NASDAQ is at the forefront of blockchain technology application in exchanges，with more than 10 application scenarios already implemented

Keywords：Blockchain Technology；Exchanges；Application Scenarios