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（原标题：央行发布工作论文：区块链能做什么、不能做什么？）

摘要：本文从经济学角度研究了区块链的功能。首先，在给出区块链技术的经济 学解释的基础上，归纳出目前主流区块链系统采取的“Token 范式”，厘清与区 块链有关的共识和信任这两个基础概念，并梳理智能合约的功能。其次，根据对 区块链内 Token 的使用情况，梳理了目前区块链的主要应用方向，再讨论 Token 的特征、Token 对区块链平台型项目的影响、区块链的治理功能以及区块链系统 的性能和安全性等问题，最后总结并讨论区块链能做什么、不能做什么。

一、引言 区块链最早作为比特币的底层技术由 Nakamoto（2008）提出。但比特币的 脚本语言缺乏图灵完备性2（Turing completeness），使用的 UTXO（unspent transaction output，未使用交易输出）模型难以支持复杂的状态操作。为此， Buterin（2013）提出了以太坊（Ethereum）。以太坊是一个基于账户模型的区 块链系统，脚本语言具有图灵完备性，目标是实现 Szabo（1994）提出的智能合 约（smart contract）并支持分布式应用（decentralized application，简称 是 DApp）。随着2014年美国 R3公司创立和2015年 Linux基金会发起 Hyperledger 项目，区块链受到了越来越多主流机构的重视。比如，Goldman Sachs（2016） 讨论了区块链在共享经济、智能电网、房地产保险、股票市场、回购市场、杠杆 贷款交易以及反洗钱（anti-money laundering，简称是 AML）和“了解你的客 户”（know your customer，简称是 KYC）中的应用。中国区块链技术和产业发 展论坛2016年10月发布的《中国区块链技术和应用发展白皮书（2016）》讨论 了区块链在金融服务、供应链管理、文化娱乐、智能制造、社会公益和教育就业 等领域的应用场景。 2009年1月，比特币网络上线标志着区块链应用落地。但从那时至今近10年时间里，除了加密货币（cryptocurrency）发行和交易之外，区块链没有得到 大规模应用。截至2018年10月31日，CoinMarketCap 网站统计了全球范围内 的2086个加密货币和15545个加密货币交易所，全体加密货币的市值约2035亿美元（其中比特币市值占比为54%），过去24小时交易量约106亿美元；但 DappRadar 网站统计了以太坊及其上1137个分布式应用，发现过去24小时活跃 用户数只有12521人，其中只有2个分布式应用的24小时活跃用户数超过或接 近1000人，而且比较活跃的分布式应用集中在游戏、博彩和加密资产交易等与 实体经济关系不大的领域。普华永道会计师事务所2018年8月对15个国家的600名公司高管的调查发现，有84%的公司对区块链感兴趣，但52%的公司的区 块链项目处于研发状态，10%的公司有区块链试点项目，只有15%的公司有正在 运行的区块链项目3。 区块链没能大规模应用的一个重要原因是物理性能不高（特别对公有链）。 比如，比特币每秒钟最多支持6笔交易，而 Paypal 平均每秒钟能支持193笔交 易，Visa 平均每秒钟能支持1667笔交易4。很多从业者和研究者讨论如何提高区 块链物理性能，包括中继网络（relay network）、分片（sharding）、增加区块 大小、隔离见证（SegWit）、有向无环图结构（DAG）、跨链、侧链、状态通道 （以比特币闪电网络为代表）以及压缩交易信息的技术（比如 Mimblewimble） 等。袁煜明和刘洋（2018）对这些方向做了全面介绍。提高区块链物理性能的另 一个重要方向是改进共识算法（consensus algorithm），特别是从工作量证明 （proof of work，简称是 POW）转向权益证明（proof of stake，简称是 POS）。 袁勇等（2018）综述了常见的区块链共识算法。在一些应用场景中使用联盟链或 私有链而非公有链，也是绕开区块链物理性能瓶颈的重要方面。

总的来说，目前真正落地并产生社会效益的区块链项目很少，除了区块链物理性能不高以外，区块链经济功能的短板也是重要原因。应在持续研究和试验的

基础上，理性客观评估区块链能做什么、不能做什么。一是不要夸大或迷信区块链的功能。这些年的行业实践已经证明一些区块链应用方向是不可行的。特别是，现代金融体系在发展过程中不断吸收各种技术创新。技术创新只要有助于提高金融资源配置效率以及金融交易的安全性、便利性，就会融入金融体系。迄今为止，还没有一项技术创新对金融体系产生过颠覆性影响，区块链也不会例外。加密货币供给没有灵活性，缺乏内在价值支撑和主权信用担保，无法有效履行货币职能，不可能颠覆或取代法定货币。区块链的匿名特征反而会增加金融交易中反洗钱（AML）和“了解你的客户”（KYC）的实施难度。

本文从经济学角度研究了区块链能做什么、不能做什么。即使将来区块链物 理性能瓶颈得以缓解，本文研究一些经济学问题仍将存在。本文共分四部分。第 一部分是引言。第二部分是对区块链技术的经济学解释，相当于用经济学语言“翻 译”区块链技术。这一部分归纳出目前主流区块链系统采取的“Token 范式” （Token 在不同语境下有多种中文翻译，比如加密货币、加密资产、代币和通证 等，为避免混淆或歧义，本文主要用 Token 而非其中文翻译），厘清与区块链有 关的共识和信任这两个基础概念，并梳理智能合约的功能。第三部分研究区块链 的经济功能。这一部分先梳理区块链的主要应用方向，再讨论 Token 类似货币的 特征、Token 对区块链平台型项目的影响、区块链的治理功能以及区块链系统的 性能和安全性等问题。第四部分总结全文并讨论区块链能做什么、不能做什么。

二、对区块链技术的经济学解释 区块链涉及计算机技术和经济学。本部分对区块链技术给出经济学解释，辨 析在与区块链有关的共识、信任和智能合约等方面的常见误解，为第三部分研究 区块链的经济功能打下基础。 （一）区块链的 Token 范式 目前主流区块链系统，不管采取以比特币为代表的 UTXO 模型，还是以以太 坊为代表的账户模型，也不管脚本语言是否具有图灵完备性或是否支持智能合约， 都具有3个关键特征，可以归纳为“Token 范式”： 第一，共识算法针对区块链内的 Token。Token 本质上是区块链内定义的状 态变量，Token 可以在区块链内不同地址之间转让，转让过程中 Token 总量不变 （也就是在转出地址减少1个 Token 的同时，转入地址增加1个 Token）。有些 区块链系统限定了 Token 的总量上限，比特币就属于这种情况。 Token 在区块链内不同地址之间转让时，Token 的状态（指区块链内各地址 内有多少 Token）更新和交易确认同步发生。比如，Alice 向 Bob 转了一笔比特 币，这笔比特币交易被记入区块链的同时（也就是交易被打包进某一区块并接入 区块链），Alice 和 Bob 对应公钥的 UTXO（可以理解为比特币区块链内的账户余 额）同时更新。因此，Token 被交易时，不会形成传统意义上的结算在途资金或 结算风险5。 第二，Token 与智能合约之间有密不可分的联系。Token 本身是智能合约的 体现。比如，以以太坊 ERC20为代表的 Token 合约规定 Token 的总量、发行规则、 转让规则和销毁规则等一系列逻辑。Token 合约管理着一系列状态，记录哪些地 址有多少 Token 等账本信息。在 Token 合约的基础上，可以构建对 Token 执行复 杂操作的智能合约。这些智能合约执行的结果主要是，Token 的状态发生变更。 本部分第三小节将分析智能合约的功能。 第三，按照是否与 Token 的状态和交易有关，区块链内的信息分成两类—— 有关系的和没有关系的，这两类信息在共识算法下有完全不一样的地位。节点在 运行共识算法时，重点检验第一类信息是否符合预先定义的算法规则，第二类信 息作为 Token 交易的附加信息写入区块链，节点不会检验这类信息的真实准确性。 比如，比特币节点会检验随机数（nonce）是“挖矿”问题的解6，以及区块中的交易在数据结构、语法规范性、输入输出和数字签名等方面符合预先定义的标准。 但对比特币创世区块中的“The Times 03/Jan/2009 Chancellor on brink of second bailout for banks”7，节点不会也没有能力验证这句话的真实准确性。 区分这两类信息是理解区块链共识范围的关键。区块链共识针对与 Token 的状态和交易等有关的信息。比如，比特币共识决定了截至某一区块，各地址对 应的 UTXO 数量以及地址之间转让比特币的记录。而区块链内与 Token 的状态或 交易等无关的信息基本不属于共识的范围。特别是，区块链外信息写入区块链内 的机制，一般被称为预言机（oracle mechanism）。如果区块链外信息在源头和 写入环节不能保证真实准确，写入区块链内只意味着信息不可篡改，没有提升信 息的真实准确性。但区块链有助于解决数据登记追溯问题，登记在区块链内的数 据有可追溯的主体身份签名并可用于事后审计，而且上链数据的不可篡改性也有 助于控制操作风险。

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