姚前:去中心化資產交易——一種新的金融市場模式

區塊鏈資訊 巴比特 2018-07-26
圖4:Swap協議

(三)環路多資產撮合模式

傳統撮合系統是在兩個資產之間,即在一個交易的買賣對手方之間完成撮合,環路撮合協議則將撮合擴展到多個數字資產,通過交易環路來完成多個數字資產之間交易的撮合。環路撮合有助於提高市場流動性,提高交易確認速度,降低交易成本。典型代表是Loopring

Loopring協議是支持ERC20標準智能合約的開放的交易協議。在某種意義上,它是0x協議的發展,協議中同樣有中繼鏈的概念,並且借鑑了閃電網絡的思路,將訂單的生成、傳播、撮合放到區塊鏈之外,以避免鏈上交易擁堵,去除區塊鏈對訂單表更新維護的性能制約。

對於用戶而言,Loopring簡化了整個交易的充值提現步驟,降低了資產丟失的可能性。訂單賣出時,資金不必鎖定,下單後還可以部分或全部轉移訂單涉及的資金,即部分或完全撤單。Loopring提供Oracle服務,交易者通過Oracle可以訪問貨幣市場信息方便交易參與方使用。Loopring採用環路撮合交易模式,還支持將大的訂單拆分成更小的訂單,優化交易過程。

姚前:去中心化資產交易——一種新的金融市場模式

投資者點對點雙邊清算和中央對手方清算是兩種常見的清算形式。因為存在交易對手的違約風險,因此需要從技術上保證資產交割結算的原子性,做到券款對付或者款款對付。

(一)券款對付的定義

清結算需實現券款對付,即涉及到兩種相關聯的資產的結算:資產的交付和資金的支付。國際金融市場基礎設施原則 (Principles for Financial Market Infrastructures ,PFMIs)第12條要求:“無論FMI以總額結算還是淨額結算,以及何時終止,只有當其他相關資產的最終結算也完成時,對應資產的最終結算才能成立。”結算的最終性是指“資產或金融工具不可撤銷和無條件的轉讓,或者FMI或其參與者已履行了與合同條款規定的義務”。根據這一要求,券款對付機制必須確保資產交割和資金支付的原子性:要麼雙方成功地交換了資產,要麼沒有進行任何資產轉讓,確保一種資產的轉讓當且僅當另一種資產的轉讓發生時才發生。

(二)去中心化交易所跨鏈清結算實現方案

在單鏈的情況下,清結算的原子性很容易保證。但如果資產處於不同的鏈上,需要從技術上保證清結算的跨鏈原子性,為去中心化交易所的跨鏈資產交換提供技術支撐。

這方面最早的研究從bitcoin atomic swap開始,目前跨鏈方案可以分為三類:

1.公證人機制(Notary schemes)

這是中心化或基於多重簽名的見證人模式,主要特點是不關注所跨鏈的結構和共識特性,而是引入一個可信的第三方充當公證人,作為跨鏈操作的中介。代表性方案是Interledger。

2.側鏈/中繼(Sidechains/ Relays)

側鏈是一種錨定原鏈的鏈結構,但並不是原鏈的分叉,而是從原鏈的數據流上提取特定的信息,組成一種新的鏈結構,而中繼則是跨鏈信息交互和傳遞的渠道。不論是側鏈還是中繼,作用都是從原鏈採集數據,扮演著listener的角色。側鏈和原鏈不能直接驗證對方塊的狀態,因為這樣會形成循環,但相互只包含輕節點是可行的,相應的驗證邏輯可由鏈協議本身或應用合約實現。一般來說,主鏈不知道側鏈的存在,而側鏈必須要知道主鏈的存在。代表性方案是BTC relay 、RootStock、Polkadot等。

3.哈希鎖定(Hash-locking)技術

它在不同鏈之間設定相互操作的觸發器,通常是個待披露明文的隨機數的哈希值。哈希值相當於轉賬暗語,只有拿到這暗語的人,才能獲得款項。同時,它還構造了兩個退款(Redeem)合約,這兩個合約需要雙重簽名且有時間期限,對方簽名,自己未簽名,當自己簽名時,資產退回原處。其中一個關鍵技術設計是,製造轉賬哈希暗語的人的退款合約,在時間期限上要長於另外一個人,由此可保護他的權益。代表性方案是比特幣閃電網絡。

上述三種方案中,1,3無需建造新的區塊鏈,直接在原鏈上進行功能擴展以實現跨鏈能力,2的方案則實現了跨鏈的資產轉移,使得資產匯聚到同一個賬本中,以方便進行交易。側鏈方案的典型代表是Cosmos。

Cosmos致力於構建一個區塊鏈互聯網來解決可擴展性和多樣性的難題。Cosmos網絡中有兩種區塊鏈:Hub和Zone,它們的共識層都使用Tendermint,一個支持拜占庭容錯(BFT)的高效共識引擎。Cosmos網絡中的第一個Hub是Cosmos Hub,它通過跨鏈通信(IBC)協議與不同Zone實現互操作,實現跨鏈代幣轉移。若將一個Zone作為分佈式交易所(DEX),那麼它可以利用Cosmos Hub所創造的流動性,構建一個幣幣交易撮合中心。DEX可以藉助Tendermint的優秀特性實現交易的高吞吐量和極速確認,同時避免雙花等作惡行為,保障資金安全,提供跨鏈清結算服務。

在去中心化交易的體系下,一種數字資產可通過多種去中心化交易方式進行交易,因此可能會形成多種價格。優點在於,由於去中心化交易體系的開放性,價格信息有多種來源,不存在信息壟斷,有助於促進信息的市場競爭,使整個市場價格更為透明和高效。

但風險在於,可能會有惡意的交易者發佈虛假訂單信息,偽造成交量,從而影響和操縱市場。此外,惡意用戶還可針對不同交易協議的弱點進行攻擊,影響局部市場,以達到影響全局市場的目的。因此,需要在去中心化交易的體系中建立合理的行情發佈機制,既要實現價格信息的透明性,同時又要保障價格信號的真實性。

在傳統的中心化資產交易中,中心機構是監管抓手,承擔投資者教育、風險提示、項目審查、客戶識別、資格認定、資金託管、反洗錢等職責,而在去中心化資產交易中,更離不開有效的監管“承載體”,需要藉助科技創新引入監管科技理念,技術上設置一個監管接入點,加強對去中心化資產交易的主動監管和滲透式監管功能,提供如KYC、AML、項目盡調、風險評級、信息披露、風險監測等專業服務。具體實現形式可以視不同的技術方案而定,有些可能需要大規模重構,而有些只需做些改正和調整,比如分佈式監管科技平臺採用區塊鏈技術開展去中心化交易所項目風險評級和盡調分析。再如基於公證人機制的去中心化資產交易,只需藉助網關就可以做到細緻的監管。

(一)安全性

基於區塊鏈技術的去中心化資產交易技術方案具有加強系統彈性和可靠性的潛力,可以較好應對驗證節點故障和數據格式錯誤的問題。當發生節點故障時,只要共識算法所必需的節點能夠運行,則系統的可用性不會受到影響。無論系統宕機時間長短,驗證節點都能夠恢復。但需要注意的是,在公證人模式中,如果公證人節點發生故障,則可能瓦解分佈式驗證的優勢。此外,分佈式賬本系統能夠在不影響網絡整體性能的情況下檢測出數據格式錯誤。因此,從系統穩健性角度看,相對於中心化資產交易存在的單點失效風險,去中心化資產交易可能更具有技術優勢。

從資產託管的安全風險角度看,傳統的中心化資產交易中,單點集中存儲了所有資產和資金,一旦發生黑客攻擊,則損失巨大,同時,還可能存在交易所和託管機構監守自盜的風險。去中心化資產交易無須集中託管資產,發生整體性的資產丟失的可能性比較小。當然,在去中心化資產交易中,也有可能因為技術設計上的缺陷(比如智能合約漏斗)而被黑客攻擊。還有不容忽視的一點是,在去中心化資產交易中,並不是完全所有參與節點都具備高安全性,可能會存在“短板效應”。單節點安全缺陷可能帶來的損失取決於具體的去中心化協議的設計與實現。

(二)交易性能

去中心化資產交易是以區塊鏈作為底層技術架構,在交易中不可避免地存在一些性能制約,比如節點數量、交易打包、挖礦出塊、跨鏈交互等。相關研究表明,結算速度受到雙方相互溝通和簽署券款對付交易所需時間的影響,節點數量增加會導致反應時間增長,其中執行交易智能合約所需的時間佔到反應時間的很大一部分;跨連DvP所需要的時間長於單鏈DvP,比如,基於HTLC的跨鏈DvP要比單鏈DvP長三倍;無論是單鏈DvP,還是跨鏈DvP,大部分的延遲(在某些情況下約97%)是由於交易需要在分類帳上進行驗證和提交。

目前,較快的去中心化交易所可以達到約2s的平均出塊速度,100000tps的系統吞吐量。雖然一些交易性能較高的去中心化資產交易已經可以做到準實時成交,但相對於擁有動輒1.5ms的成盤速度的傳統證券交易系統,在性能上尚未有顯著優勢。

(三)結算風險

傳統的中心化資產交易可以通過資產的限制交付來解決結算風險問題。而去中心化資產交易的結算風險則取決於具體的技術設計。對於單鏈DvP,即使流程中的步驟未完成,交易對手也不會面臨主要風險,因為資產轉移指令和現金轉移指令同時作為單個交易在最後一步執行。但對於跨鏈DvP,如果相關進程時間安排的設計存在缺陷的話,那麼當流程中的某些步驟未完成,某些參與者可能會面臨結算風險。

(四)隱私保護

傳統的中心化資產交易中,用戶入場需要經過身份認證,且交易過程會在中心機構上記錄留痕,若監管缺失,則可能導致大量敏感信息洩露。相對地,去中心化交易所的一些實現方案可以更好地解耦用戶敏感信息存儲與用戶資金交易,保護用戶的隱私。對於單鏈DvP,雙方需要驗證並簽署一項交易。無論底層的DLT平臺如何,兩方之間的這種通信並不被提交到賬上,因此在驗證和簽名過程中不需要可見性。對於跨鏈DvP,祕密信息則可能會需要在整個網絡中傳播,但通過一些技術設計可以實現相關交易的隱私性。比如,採用高效的零知識證明、承諾、證據不可區分等密碼學原語與方案來實現交易身份及內容隱私保護;基於環簽名、群簽名等密碼學方案的隱私保護機制、基於分級證書機制的隱私保護機制也是可選方案;也可通過採用高效的同態加密方案或安全多方計算方案來實現交易內容的隱私保護;還可採用混幣機制實現簡單的隱私保護。

去中心化資產交易具有低成本、準實時、系統穩健等優點,但在性能提升、安全增強、隱私保護、監管接入以及場景挖掘等方面仍需進一步研究和探索。特別是,如何為監管提供“接入口”,應是各種去中心化資產交易技術方案的“不可或缺”要素。

我們應看到,去中心化資產交易與傳統的中心化交易所並不衝突,兩者並不是完全替代的關係,傳統的中心化交易所也可以採用去中心化資產交易技術,從而充分發揮區塊鏈技術的能量,更好地提升金融市場的價格發現功能和資金配置效率,更好地服務於實體經濟發展。

作者為中國人民銀行數字貨幣研究所所長  姚前

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