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研究报告 | 国际汇兑区块链应用调查

标准共识2020-01-13 13:00:23

Overview 概述

自比特币面世以来，市面上陆陆续续出现了许多替代加密货币和区块链解决方案。区块链这项技术已经经历了重大的进化步骤，也为在未来几年实现更全球化的互联方案做出了铺垫。本文将从区块链的最初设计用途——国际汇兑出发，尝试全面介绍并分析区块链在国际汇兑方面的案例及应用。

Report 报告

区块链发展简介

第一代区块链技术

比特币是解决双重支付问题（注 1）的第一种数字货币。它不需要可信的授权机构或中心化服务器。后来，区块链的概念与它在比特币中的实现功能分开了。区块链具有充当分布式账本，追踪和记录所有权交换的功能，这使得其除了数字货币外，这种基础技术还具有更广泛的应用场景。比特币的设计启发了其他应用，并作为相对大规模的概念证明发挥了至关重要的作用。由于其可扩展性限制和缓慢的处理速度，以支付网络的角度来看，比特币有很大不足，但作为开天辟地的一项应用，这是种革命性的突破。

注 1：双重支付是一种数字货币失败模式的构想，即同一笔数字货币可以被花用两次以上。

第二代区块链技术

在短短几年内，第二代区块链技术应运而生。第二代区块链是种开发人员可以在其上构建应用程序的网络，最典型的应用为以太坊平台。以太坊是一个基于开源公共区块链的分布式计算平台，具有智能合约功能。以太坊以内置的图灵完备的编程语言的形式提供了一个基础层，从而促进了任何应用程序的创建。任何用户都可以编写具有自定义规范，格式和规则的智能合约和去中心化应用程序。

以太坊提供了一个去中心化的虚拟机，可以使用全球节点网络执行计算机程序。Vitalik Buterin 在 2013 年的白皮书中引入了以太坊，其目标是构建分布式应用程序。该平台仅在两年后上线。以太坊吸引了一个庞大而专门的支持者，开发者和企业社区。以太坊作为第二代区块链的贡献是将技术的能力从最初的支持比特币的数据库扩展到了更多的运行去中心化应用程序和智能合约的通用平台。

截至 2019 年，以太坊是构建分布式应用程序的最大，最受欢迎的平台。以太坊平台上存在从社交网络到金融应用程序的所有内容。区块链技术的发展正朝着全球分布式云计算平台的发展方向发展，在该平台上，任何应用程序都可以在当今主要网站的规模和速度下运行。

第三代区块链技术

当前的技术仍面临与吞吐量和处理速度有关的重大可扩展性问题，解决这些问题是第三代区块链技术的核心，也是通往国际汇兑等大规模运用的必要条件。挖矿（注 2）过程中的高能耗无法大规模采用。以太坊要求每个节点将所有智能合约公开存储在区块链上。不断增长的数据链会缓慢降低平台的性能和速度。针对这些问题，众多技术已进入具有潜在解决方案的阶段。

注 2：挖矿，是获取比特币等数字货币的勘探方式的昵称。由于其工作原理与开采矿物十分相似，因而得名。此外，进行挖矿工作的比特币勘探者也被称为矿工。

闪电网络

闪电网络是解决比特币可扩展性问题的一种脱链方法。对于小额付款来说，比特币的交易费用可能会大于交易金额。闪电网络通过在双方之间建立支付渠道来解决此问题。设置共享通道时，闪电网络将使用一个多签名地址以及一个比特币缓冲区。该渠道包含一个资产负债表，每次他们想要进行交易时都会更新并签名，而无需涉及区块链。两个实体都可以通过仅将最后一个签署的资产负债表广播到比特币网络来随时关闭渠道，这将相应地释放资金。他们可以将每次交易限制为两次，而不是每次小额购买都进行一次比特币交易，一次可以打开通道，一次可以关闭通道。只有最新签署的资产负债表可以用于解锁资金。该系统不需要各方之间有直接的支付渠道。如果这些渠道已经建立，则付款可以在中间产品之间进行。因此，闪电网络试图使网络的复杂性最小化，以使进行这些交易所需的通道和中间设备的数量最小化。目前闪电网络自主网上线以来 20 个月，现总共有 32000 个通道，4800 个拥有活跃通道的节点、以及 860 万美金的总容量。

Altcoins-RIPPLE XRP 和 Stellar Lumen XLM

比特币成功后推出的替代币称为 Altcoins。恒星币 Lumen XLM 和瑞波币 XRP 是两种趋势发展的加密货币，他们的目标都是成为银行业的未来。他们俩都以极低的费用提供跨境快速交易。这些服务最终将集成到更多的银行系统中，并将充当银行，公司和人员之间的货币接口。Ripple 主要关注银行间关系，因此获得了众多公司与银行的信任。Ripple 的创始人于 2014 年离开公司，然后继续开发作为 Ripple 的分支的 Stellar。恒星币（Stellar）是瑞波币（Ripple）的一个完全去中心化的，非营利的分支，带有经过审查的共识算法。Stellar 的主要目标是小额支付，并且还提供免费使用的服务，与Ripple 不同，Stellar 向银行收取使用该平台的费用。Ripple 是半去中心化的，因为它由公司管理并拥有 CEO。Ripple 的市值目前远超 Stellar。但是 XRP 并不是瑞波公司的全部应用，它在国际汇兑中的应用 xCurrent 会在后文详细介绍。

可扩展性

解决更广阔的国际汇兑应用场景，可扩展性与吞吐量是一个不可避免要探讨的问题。可扩展性一个关键方面是达成共识，即哪些交易有效且值得信赖，以及何时正式将这些交易正式推上区块链。以比特币为例，交易可以在区块链上有效，但如果交易在多数共识下上链的可能性不高，则该交易不能算数。就比特币而言，交易确认可能需要一个多小时才能完全确定，这种交易速度无疑在大规模运用中是远远不够的。

共识算法对区块链技术的速度，可扩展性和可持续性具有巨大影响。从理论上讲，每笔交易广播到网络需要网络中每个节点之间的通信链接。尽管这些系统尽最大努力进行广播，但是类似于具有 n*(n-1)/2 个通信线路。该解决方案既不可行也不可扩展。有了O（n^2）的复杂性，那么即使只有 1 万名用户，网络必须维护大约 1 亿个链接，才能实时更新每个人的信息。然而，实际上，所有节点不会保持与其他每个节点的联系，以信息透明性和达成共识的时间为代价，减少了必要的通信链接的数量。

区块链技术的可扩展性可以分为几类，其中最重要的是：

每秒交易量
网络带宽使用
数据存储

理想的区块链技术具有最大的交易吞吐量，最小的网络带宽使用量，并需要尽可能少的存储量。

但是，这些技术的特定特征相互抵消并相互影响。在所有节点都在通信并保持实时更新的解决方案中，网络带宽可能是一个问题。此外，当前的公共区块链共识协议固有地面临着一个主要的可扩展性限制。由于系统的分布式特性，所有节点都需要验证和处理每笔交易。因此，每秒的交易吞吐量受到网络中每个单个节点的交易处理能力的限制。随着更多节点添加到网络中，分布式基础架构也会减弱，因为节点间延迟会随着每个其他节点的增加而呈对数增加。此外，每个节点还必须跟踪系统的整个状态，包括整个区块链，这在可扩展性方面不是很可持续。

国际汇兑行业痛点

在去中心化和交易处理吞吐量之间存在明显的权衡。据 VISA 网络处理高级副总裁 Manny Trillo 称，VISA 目前每秒能够处理至少 56000 笔交易。比特币块还具有最大1MB的最大大小，这将上限交易吞吐量限制为每秒大约7笔交易，这与 VISA 的56000笔每秒相当远。以太坊的 gas（注 3）限制以类似于比特币1 MB限制的方式限制块大小。区别在于，以太坊的 gas 限制由矿工动态设置，而比特币的区块大小限制则硬编码到协议中。在当前的 800 万 gas 限制和每笔交易平均使用21K gas 的情况下，每区块的平均交易次数略低于 400 。1 区块最多每秒产生 20 笔交易，但是，这说明了更复杂的交易像智能合约一样，更现实的数字是每秒大约 10 笔交易。从理论上讲，分布式共识机制可以提供一些关键的好处，例如对安全性，容错性，真实性和政治中立性的坚定保证，但这是以可扩展性为代价的。区块链处理的交易数量绝不能超过网络中单个参与节点的交易数量。当今可用的技术还不足以用分布式区块链系统代替当前的全面货币集中式系统。

注 3：Gas 是一个单位，用于测量执行某些操作所需的计算量。

上面提到的可扩展性限制还将限制拥有足够存储和计算能力的有限数量的用户访问这些区块链技术。如果这些系统确实可以在全球范围内正常工作，那么成为网络一部分所需的规范将远远超出个人计算机的预期范围。比特币的弹性取决于验证者的分布和独立性。截至2017年7月，六家采矿机构代表了哈希算力在网络中的大多数（近60％）。因此，当整个比特币网络的安全性取决于六家公司时，仅靠挖掘能力就无法达成共识并无法确保共识。另一个可扩展性问题是与某些区块链技术（例如比特币）完成的工作量证明相关的大量能源消耗。正如关于比特币的部分所述，难题的难度仅取决于矿工的计算能力，因此集体系统实际上是公地悲剧的一个很好的例子。对于添加到挖掘池中的每个新CPU，难题必须要稍微困难一些才能将平均块挖掘频率保持为每10分钟一次。投入比特币系统的巨大能量具有一个目的，即保持去中心化。

汇兑服务提供商汇总

目前全球汇款 200 美元以上的平均成本约为 7%。根据世界银行的数据，整个市场由 6890 亿美元的总流动资金组成，这意味着大约 480 亿美元直接从汇款中通过手续费、中间人和金融机构转出 (每年 480 亿美元)。此外，汇款市场总资金的 80% 来自新兴经济体。

不仅用户成本高，还需要银行账户，还需要中间人 (每笔汇款交易至少涉及三个第三方)，而且交易时间仍然高得离谱。如果通过常规银行系统进行，国际货币兑换是缓慢而昂贵的过程。或者，直接用外国 visa 卡付款将导致 visa 自身汇率加上不可避免的 2.0％转换费用。使用像 Forex 或 Western Union 这样的便利的专用货币兑换和邮寄服务将更加昂贵，因为它们收取的手续费约为 5-10％。

跨货币交换资金的理想方式是与动机相反的另一方进行交换。如果要进行此类交易，则双方将亲自会面，商定适当的汇率，并在不收取任何费用或交易成本的情况下交换资金。如果没有适当的联系合法人士进行交易的渠道，我们将无法使用传统的银行服务。银行卓越的分销渠道，可信赖性和可用性使它们成为当今最受欢迎的服务。银行提供各种选择来满足货币兑换的不同需求：

在银行分行直接进行现金兑换
国际银行转帐
在本地银行开设货币帐户

诸如 Western Union 和 Forex 之类的货币银行是第一个要点，并且是迄今为止最昂贵的替代品，在机场和市中心等便捷的旅游地点也能提供大量的货币服务。货币帐户也是一种昂贵的选择，它不能连接到卡上。只有大银行提供这种选择，并且每笔交易都收取高额费用。

对于计划在另一个国家/地区停留更长时间的人，与仅使用借记卡/信用卡相比，在该国家/地区创建银行帐户在财务上是合理的。国际银行转帐可以是填写新银行帐户的便捷方式。国际银行转账是银行最近经历了Transferwise，WeSwap和Currency Fair等公司竞争的服务之一。这些传统解决方案都提供比银行便宜得多的国际货币兑换率，但是它们的概念略有不同。

传统解决方案

Transferwise 在非银行国际货币兑换服务中，Transferwise 可能是最受欢迎的服务。自 2011 年以来，Transferwise 已与团队中的著名投资者如 Richard Branson 和 Peter Thiel 进行了转账。他们的概念基于在每个国家或地区使用缓冲较大的帐户，并且从不实际转移金额，而是以一种货币接收钱款，并以另一种货币付款。他们使用官方的中端市场汇率，没有任何加价。当很多人使用该服务时，他们在统计上甚至会相互勾销。这样，Transferwise 可以消除交易费用，并为该麻烦收取比银行小的费用（大约1％）。该解决方案很简单，可以作为 Web 应用程序使用。

Currency Fair Currency Fair 的模式与股市相同。人们可以为货币设置出价，然后等待有人接受。因此，用户可以设置自己的汇率， Currency Fair 收取总额的 0.15％。如果没有人去那里兑换，Currency Fair 也会自己发起兑换，固定费用为 3 美元，隐藏兑换点差为 0.9％。因此，Currency Fair 让客户可以自由设置给定的汇率，等待某人接受它，或者立即以稍高的费用卖给 Currency Fair，但与银行收取的费用也不一样。

WeSwap WeSwap 为客户提供万事达卡，他们可以充值本国货币。随后，客户可以与其他有相反需求的 WeSwap 客户在内部进行货币交易。交易费用在 1％-2％之间变化，具体取决于交易的紧急程度。此服务适用于不想使用其主个人卡进行货币兑换的用户，或者不具有第二种货币的银行帐户的用户。

SWIFT SWIFT 代表「全球银行间金融电信协会」。它是一个全球金融组织网络，用于交换金融交易信息，可以理解为所有银行和金融机构的沟通媒介。网络中的所有用户都具有用于通信的业务标识符代码或SWIFT代码。

该平台由比利时一家名叫 Telecommunications 的比利时公司于 1973 年建立。今天，大多数使用此网络维护和交易全球银行间货币的银行。SWIFT 提供的网络使金融机构能够在安全，标准化和可靠的环境中发送和接收有关金融交易的信息。大多数银行都使用 SWIFT 网络进行汇款。截至 2010 年 9 月，全球 209 个国家的 9000 多家金融机构平均每天发送和接收的信息超过 1500 万条，而 1995 年仅为 240 万条。此外，银行每天的货币交易量约为 5 万亿美元单独处理，大部分由与 SWIFT 网络之间的消息交换来处理。

SWIFT 不了解跨境支付的外汇部分，但它是外汇结算系统 CLS 的合作伙伴，CLS 自己的成员中包括许多世界上最大的金融机构及其所有主要中央银行。

区块链解决方案

xCurrent Ripple 公司打造了一款开源产品 xCurrent，让全球银行之间能够进行点对点金融交易。RippleNet 的所有成员都通过 Ripple 的标准化技术 xCurrent 进行连接。xCurrent 使银行可以更快的速度，更高的透明度和更高的效率向与 RippleNet 成员银行发送消息并进行结算。xCurrent 围绕 Interledger 协议（ILP）（一种开放的中立协议）构建，该协议可实现不同分类账和支付网络之间的互操作。该解决方案提供了加密安全的端到端支付流程，并具有交易不变性和信息冗余性。RippleNet 并非完全去中心化的技术，不标准化的通信和集中式网络，而是一个全球性的银行网络。银行可以通过Ripple的分布式金融技术发送和接收付款。

Circle Circle 成立于 2013 年，最初是一款钱包。它于 2015 年成为全球第一家获得纽约州金融服务局(NYDFS)颁发数字货币许可证(BitLicense)的公司。2016 年 4 月，Circle 又获得了英国最高金融监管机构——英国金融市场行为监管局(UK Financial Conduct Authority)颁发的首张电子货币发行牌照 (E-Money IssuerLicense)，可以在英国和欧盟国家合法开展法币及数字货币的兑换业务。

Circle在跨境支付方面主要是在区块链技术支持下实现低成本兑换货币及跨国汇兑，用户可以在无手续费的情况下，实现转账、收付款。Circle 客户已经覆盖 150 多个国家和地区，70% 的用户集中在美国和欧洲。年交易量接近 10 亿美金，2016 年全球的客户同比增长 300%。

SWIFT、RIPPLE、CIRCLE 的对比

SWIFT VS. RIPPLE

SWIFT

随着国内习惯和需求的变化，和实时国内支付系统的推出，以及本地实时总结算系统转向 24/7 全天候结算，银行业正在经历一股自动化的风潮。

欧盟于 2018 年 11 月推出了「目标即时付款结算」系统（俗称TIPS）；欧洲的人和公司现在可以一年 365 天，每天 24/7 相互进行欧元即时付款。在美国，票据交换所（TCH）逐渐向个人和公司推出 24/7/365 即时付款。银行要生存就必须应对这些深远的变化。当然，毫无疑问，SWIFT 及其成员银行要生存就必须应对加密货币带来的威胁。

SWIFT 并非一无是处。两年前，它通过其全球支付计划（GPI）震惊了 Ripple 的即时国际支付产品。SWIFT 在其成员中属于世界上大多数主要银行。他们不可避免地采用了 GPI：在一年之内，有 160 家银行在使用GPI。作为回应，瑞波币采用加密货币 XRP 作为国际支付“标准”，并通过其合作伙伴银行专注于基于应用程序的零售支付。但是现在，SWIFT 也在紧追这个市场。SWIFT 明确表示，到 2020 年，GPI将成为所有跨境支付的标准。

SWIFT 的提案建立在 GPI 计划的基础上，以建立一个即时，不间断，无处不在的国际支付网络。SWIFT 不相信区块链的价值。它计划依靠更普通的技术：核心架构，通用标准和 API。

缺乏共同标准是无缝国际支付的最大障碍。因此，到 2021 年过渡到开放的 ISO 20022 标准是 SWIFT 计划的先决条件。SWIFT 热衷于使用标准的好处：

改用 ISO 20022 的重要性不可低估。它将使银行能够跨境直接通过国内系统将即时付款引导至最终受益人的帐户。它将允许较小的市场更快地国际化并扩大范围。它将使较大的市场能够在其市场内的整个货币“堆栈”中进行流畅的移动，包括银行与其他支付提供商，信用卡公司和本地清算所之间的流动。它将增强竞争，推动创新并减少行业摩擦。在速度，普遍性和选择方面，它将使最终客户受益。它还将在降低总体拥有成本，简化集成和高效业务流程方面为行业带来巨大利益。

瑞波系统

瑞波协议维护着一个全网络公共的分布式总账本。瑞波的「共识机制」让系统中所有节点在几秒钟内，自动接收对总账本交易记录的更新，这个过程不需要经过中央数据处理中心。这个急速的处理方式是瑞波系统最重大的技术突破。

在数据打包方式和交易确认方式相比，瑞波系统有两个不同：一是区块的打包速度更快。比特币约十分钟左右，而瑞波系统只需要几秒钟）。二是区块的确认方式更快。比特币需要多个节点逐个确认，而瑞波系统是所有节点一起同时确认，这是瑞波系统的「共识机制」。所以瑞波系统的新交易记录的确认时间仅仅需要 3-5 秒钟，而比特币一般需要 40-50 分钟。

瑞波系统是去中心化的架构，而 SWIFT 是中心化的架构，集中化的体系维护成本偏高，比如员工工资、服务器等设备成本、再加上必要的盈利，这些都导致集中化的体系不可能做到互联网金融所要求的「免费」。而瑞波的去中心化架构却没有这些问题。

同时，瑞波系统的交易成比 SWIFT 低，SWIFT 是中心化架构，所以跨币种、跨国、跨地区运营成本和收费标准比较高。瑞波系统中任意币种均可几乎零成本自由兑换，跨币种转账十分方便。而且瑞波系统中，异地、跨行、跨国支付没有区别，统统接近零成本。

瑞波系统的结算速度比 SWIFT 快很多，瑞波系统的转账 5 秒钟就到账。而 SWIFT 跨国汇款需要 1-2 天。

瑞波系统交易可以匿名，而 SWIFT 的交易需要确认双方的身份。

瑞波系统可使用于任意币种，而 SWIFT 只能适用于各国法定货币。只要有汇率，任何币种都可以自由兑换。

Conclusion 结语

目前为止，区块链在国际汇兑方面最成功的应用为瑞波的 xCurrent，瑞波也是最有希望取代 SWIFT 成为国际汇兑的另一大巨头的公司。根据麦肯锡的报告，应用了区块链的 B2B 跨境支付能够给全球支付行业新增加 500-600 亿美元的价值，来自于降低成本、加快速度、扩大市场、增加安全性等方面。与其他功能性应用不同，瑞波直指本质，将区块链最革命性的应用，也是最大的一块蛋糕拿在手中。掌握国际汇兑的公司，必将在未来的国际贸易中占据最为重要的一席之地。