2019年年8⽉月22⽇日Block Data国际央⾏行行区块链⽀支付 系统实践研究加拿⼤大Jasper项⽬目 『链塔智库BlockData』，全景式扫描和追踪全球区块链公司/项⽬目提供深度数据服务专注于区块链⾏行行业研究、分析、项⽬目评级。Block Data扫码关注公众号ID：liantazhiku商务合作 联系微信：liyu1936 pOnQqNxOqQrMsPnNpOoRmQ9P8QaQmOpPmOnNlOpPsRjMnMsO6MpPyRvPnOqNwMrQoO⽬目录1. 基于区块链技术⽀支付系统的评价体系CONTENTS2. 加拿⼤大央⾏行行Jasper项⽬目分析2.1 Jasper项⽬目简介2.3 Jasper第⼀一期难以满⾜足相关要求2.4 Jasper第⼆二期部分满⾜足相关要求2.5 Jasper第三期⽬目标在于DVP前⾔言结语2.6 Jasper作为PoC离实际应⽤用仍然较远2.2 Jasper第⼀一，⼆二期的架构情况 PREFACE⽀支付作为区块链技术较易易落地的⽅方向，区块链技术在传统⽀支付体系中的应⽤用受到了了⼴广泛的关注。链塔智库将为⼤大家整理理相关的实践情况并依据相关内容创⽴立了了⼀一个框架帮助分析区块链技术应⽤用于⽀支付系统遇到了了怎么样的困难。第⼀一个分析的项⽬目就是加拿⼤大央⾏行行所推进的Jasper项⽬目。加拿⼤大央⾏行行所推进的Jasper项⽬目⽴立项时间较早，在2016年年就已经⽴立项，当时加拿⼤大央⾏行行计划更更新相关的⽀支付系统，作为可能的技术选项，创⽴立了了Jasper项⽬目。Jasper项⽬目截⾄至⽬目前⼀一共进⾏行行了了三个阶段的实验，全部是概念验证性质的实验。从实验结果来看，区块链技术要满⾜足⽬目前对于⽀支付系统的要求较为困难，难点不不在效率等问题上，⽽而在于区块链技术所导致的信息不不透明上，这原本被认为是区块链技术的优势所在。同时，使⽤用区块链技术需要对于相关的算法进⾏行行重新研究以适应在分布式环境下的运作。前⾔言 1.基于区块链⽀支付系统的评价体系链塔智库根据国际清算银⾏行行的相关报告将⽀支付系统划分为五个阶段，分别是： 1 ⽤用户认证阶段这⼀一阶段主要涉及的是与客户相关的合规法案例例如：反洗钱、反恐怖主义以及KYC。2 预交易易阶段这⼀一阶段主要针对的是交易易的创建、验证以及传输。在这个阶段，银⾏行行需要对于⽤用户的账户余额是否⽀支持转账进⾏行行验证，同时将与转账相关的数据交给清算结算⽅方。3 清算阶段这⼀一阶段主要处理理交易易的传输、对账以及交易易结果的确认。在某些情况下还需要对于交易易进⾏行行净额处理理。4 结算阶段这个阶段主要涉及资产或者⾦金金融⼯工具的转移5 后结算阶段这个阶段主要涉及对账、记录以及对应的报告义务等。01国际央⾏行行区块链⽀支付系统实践研究1.1 支付系统的五个阶段 021.2 各个阶段所可能面临的问题以及改进在各个阶段所遇到的问题可能会有⼀一个相似的名称，但是在意义上可能完全不不相同。1 ⽤用户认证阶段合规⻛风险，主要涉及的是客户认证中的KYC政策、反洗钱政策以及反恐政策。2 预交易易阶段数据处理理，主要涉及数据的检索以及确认相关账户数据所需要的成本3 清算阶段对账速度以及相关的透明性，主要指的是双⽅方对于对⽅方数据能否快速地检索。信⽤用以及流动性管理理成本，在清算时可能会需要⼀一定的流动性或者外部信⽤用来解决相关的堵塞问题。这些流动性或者信⽤用如何管理理，在分布式的环境下如何应对是这个点的主要需要解决的问题。国际央⾏行行区块链⽀支付系统实践研究 034 结算阶段结算资产的可靠性，这⾥里里主要指在⽀支付系统下所交易易的标的是否可靠。结算业务的确定性，这⾥里里的问题与区块链中的问题类似，也就是⼀一个交易易的确定性。结算相关的法律律问题，这⾥里里的问题在于⼀一个交易易的完成在法律律上和实际系统运⾏行行的情况存在出⼊入，这个设计到了了结算的确定性。5 后结算阶段对账速度以及相关透明性，这与之前的内容类似法律律⻛风险等，举例例⽽而⾔言就是报告义务，⽀支付机构对于可能的可疑交易易要主动报告给相关的监管机构。国际央⾏行行区块链⽀支付系统实践研究 041.3 一些全局性的问题将以上的各个阶段的问题进⾏行行解决后，这样在全局上就可以去考虑以下的问题： 1 数据隐私以及安全，参与⽀支付系统的各⽅方如何在保证隐私的前提下使⽤用相关数据2 点对点的交易易速率提升，总体来说使⽤用区块链技术能相⽐比原有技术中⼼心化的交易易系统能有更更⾼高交易易速率3 ⾯面临的法律律⻛风险，这⾥里里所⾯面临的法律律⻛风险主要是之前所提到的法律律⻛风险的加总。4 结算以及清算时的可靠性问题，这⾥里里主要的是之前所提到的法律律⻛风险的加总。5 智能合约该如何应⽤用在⽀支付系统，这个问题是⼀一个谜，从中国央⾏行行的专利利情况来看，似乎可以⽤用作货币政策的执⾏行行，但是从最近的表态来看，这⼀一应⽤用似乎遥遥⽆无期。6 对应的⽹网络安全⻛风险如何避免，这⻛风险包括的内容较多，包括恶意应⽤用以及错误使⽤用等。国际央⾏行行区块链⽀支付系统实践研究 052.加拿⼤大央⾏行行Jasper项⽬目分析Jasper项⽬目于2016年年3⽉月启动，是加拿⼤大央⾏行行为了了探寻区块链技术对于⽬目前所运⾏行行的⽀支付系统能否带来改进所进⾏行行的实验。⽬目前，Jasper项⽬目已经完成了了三期，第⼀一期以及第⼆二期主要的实验⽬目标主要是在央⾏行行以及各个银⾏行行之间进⾏行行相关的结算。第⼆二期在第⼀一期的基础之上更更着重于相关的灵活机制以及可拓拓展性上进⾏行行研究。第三期主要针对的相关证券进⾏行行相关的结算进⾏行行研究，也就是DVP业务。从相关的实验结果来看，加拿⼤大央⾏行行似乎对于区块链技术的应⽤用仍然抱着⼀一定程度上的期望，但对问题似乎也没有⼀一个良好的解决思路路。链塔智库会先对于三期项⽬目的架构进⾏行行介绍，再讲述遇到的相关问题，由于第⼀一期以及第⼆二期整体来说⼗十分相似，会放在⼀一起讲述。2.1 Jasper项⽬目简介国际央⾏行行区块链⽀支付系统实践研究 06国际央⾏行行区块链⽀支付系统实践研究2.2 Jasper第一，二期的架构情况整体来说，Jasper第⼀一，⼆二期的整体思路路是相近的，通过数字资产⽣生成、交易易以及赎回来探讨数字资产的可⾏行行性。Jasper 阶段⼀一Jasper 阶段⼆二链塔智库研究绘制www.blockdata.clubJasper架构情况 07国际央⾏行行区块链⽀支付系统实践研究Jasper第一，二期的三大功能及其实现Jasper第⼀一，⼆二期作为⼀一个银⾏行行间的转账系统实现了了三⼤大功能：数字资产的⽣生产、转账以及赎回，在实现⽅方法上⼗十分类似，如下图。数字资产的⽣生产数字资产的转账数字资产的赎回Jasper 阶段⼀一Jasper 阶段⼆二DDRDDR加拿⼤大央⾏行行内部⽣生成DDR（数字存款证明）后，将DDR发送⾄至银⾏行行节点DDR银⾏行行将DDR发送给加拿⼤大央⾏行行，加拿⼤大央⾏行行持有或销毁相关的DDR，并重新计算DDR数量量银⾏行行A通过区块链将DDR发送给银⾏行行BJasper功能情况链塔智库研究绘制www.blockdata.club 08国际央⾏行行区块链⽀支付系统实践研究Jasper第二期中的新增技术——LSM流动性节约机制，英⽂文全称为Liquidity Saving Mechanism，简称为LSM，该机制有助于解决⽀支付时出现的堵塞问题，通过结算各个参与⽅方的净额，减少交易易数额以及交易易次数，降低对于系统的需求。LSM主要应⽤用于Jasper中的转账功能。链塔智库研究绘制www.blockdata.clubLSM应⽤用架构情况 09国际央⾏行行区块链⽀支付系统实践研究2.3 Jasper第一期难以满足支付系统要求第⼀一期Jasper使⽤用了了⼀一个特定版本的以太坊作为开发平台，并使⽤用了了⼯工作量量证明作为共识机制。从运⾏行行情况来看，在数据处理理、清算以及结算阶段出现了了较多的问题，难以满⾜足⽀支付系统的相关要求。各个阶段⼦子问题Jasper Phase 1⽤用户认证阶段合规⻛风险没有相关问题，各个参与者需要满⾜足⼀一定条件才能加⼊入。预交易易阶段数据处理理出现了了较多的问题，在账户私钥管理理上需要第三⽅方软件进⾏行行管理理；每⼀一个节点需要存储所有的交易易数据，隐私以及成本较⾼高；清算阶段对账速度以及透明性在透明性上，由于Solidity的限制，数据的可视性等表现较差；参与各⽅方不不清楚未加⼊入区块链的交易易情况信⽤用以及流动性管理理成本参与各⽅方不不知道彼此未确认的交易易情况，存在⼀一定的流动性⻛风险结算阶段结算资产的可靠性DDR是加拿⼤大央⾏行行所发⾏行行的数字存款凭证，没有信⽤用相关问题结算业务的确定性由于使⽤用的共识机制是⼯工作量量证明，确定性由概率保证结算相关的法律律问题由于确定性较差⽽而产⽣生交易易不不确定后结算阶段对账速度以及透明性同上合规⻛风险暂未探讨链塔智库研究绘制www.blockdata.club 10国际央⾏行行区块链⽀支付系统实践研究Jasper第一期开发平台出现了较多的问题余下的⼀一些问题，可以归结到平台的问题之中。以太坊在测试中表现不不佳，客户端常常会出现⼀一些问题，影响了了节点⽹网络的连接性；相同事务的处理理情况不不⼀一致，导致平台的可靠性较差；在智能合约⽅方⾯面，Jasper指出平台没有能⼒力力更更新已有的智能合约。总⽽而⾔言之，第⼀一期的情况不不容乐观，出现的各种问题较多，较为让⼈人惊讶的是数据的透明性出现了了问题，⽽而这⼀一问题直接导致了了交易易系统参与⽅方的⻛风险⼤大⼤大增加。但也有相当的优点，采⽤用区块链技术的⽀支付系统可⽤用性⾼高，⾼高达99%，同时就算TPS仅有14左右，但对于加拿⼤大的LVTS⽽而⾔言，也可以说是⾜足够了了。同时运⾏行行成本较低，能够节约⼀一部分的运⾏行行成本。 11国际央⾏行行区块链⽀支付系统实践研究2.4 Jasper第二期部分满足支付系统的要求Jasper项⽬目在第⼀一期之后，经过仔细挑选重新选择了了Corda作为开发平台，在此基础上加⼊入了了LSM等机制，⽤用来进⼀一步检测区块链技术的可⾏行行性。从结果来看，相⽐比第⼀一阶段解决了了部分的问题，同时引⼊入了了其他的⼀一些新问题。各个阶段⼦子问题Jasper Phase 2⽤用户认证阶段合规⻛风险没有相关问题，各个参与者需要满⾜足⼀一定条件才能加⼊入。预交易易阶段数据处理理各个节点仅仅存储相关数据，所有数据仅有⻅见证节点以及监管节点可以获得。清算阶段对账速度以及透明性各个节点仅仅保存与以及相关的数据，验证其他节点的状况需要⼤大量量的⽹网络带宽进⾏行行传输。信⽤用以及流动性管理理成本采⽤用了了LSM机制，由于LSM机制不不是为分布式系统设计，存在单点失败的问题，运⾏行行效率也存在问题结算阶段结算资产的可靠性DDR是加拿⼤大央⾏行行所发⾏行行的数字存款凭证，没有信⽤用相关问题结算业务的确定性采⽤用⻅见证⼈人机制，确定性较⾼高，削弱了了系统的可靠性。结算相关的法律律问题确定性较⾼高，⽆无相关问题后结算阶段对账速度以及透明性同上合规⻛风险暂未探讨链塔智库研究绘制www.blockdata.club 12国际央⾏行行区块链⽀支付系统实践研究Corda在应⽤用过程中并没有出现太多的问题，但是加拿⼤大央⾏行行最后的结论可能⽐比较悲观，实验的最后阶段，区块链技术仍然没有解决或者说没有实现相关的优势。在系统的可靠性性上，表现似乎不不太可能超越中⼼心化系统，在⼀一些机制存在的情况下，甚⾄至表现更更差。在信息的透明性以及可获取性上，表现较差，直接影响了了相关的信⽤用⻛风险。在最后表现上，区块链技术表现有好有坏，Jasper项⽬目组给出了了三个指标来表现Jasper项⽬目的效率，分别是延迟、所需要的流动性以及货币周转率（Turnover）。流动性所需越⼩小越好，延迟越⼩小越好，流动率越⾼高越好。⽬目前，所对应的系统周转率为24。区块链技