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来源：上交所资本市场研究所
原文标题：全球交易所区块链最新发展及相关思考
文 | 徐广斌 牛壮 徐丹
因比特币而兴起的区块链和分布式账户技术，是一种基于密码学、分布式虚拟网络和P2P通信的新兴技术，其独特价值在于由技术手段保障的分布、安全、高效、不可篡改及可追溯等特性，为互联网时代创造了不依赖第三方信任的在线信息交换方式，从而为人类社会经济活动的各个方面提供了一种全新和普适的信用机制和价值交换模式。
相关研究和案例表明，区块链技术可以使得电子金融交易流程变得更加公开、透明，通过区块链技术，使得原本高度依赖中介和集中式处理的传统交易、结算模式变为跨境、跨行业、高效、流水线式处理的自组织网络交易模式，这不仅使参与者的范围更广、服务更便捷、效率更高、成本更低，也使得监管、风控和合规更加智能化和自动化。
从全球范围来看，各大证券交易所纷纷着手搭建区块链平台，探索应用区块链技术，从纳斯达克的LINQ平台为开始，纽交所、澳大利亚证券交易所、新加坡交易所都纷纷重金投入区块链研发。
本文对境外主要交易所区块链的最新发展和应用实践情况进行综述，并以我们在区块链上的一次探索实践为例，分析了区块链在场外交易业务的应用场景，以为交易所各业务条线了解、掌握和思考运用区块链进行创新提供一定的借鉴和参考。
一、区块链和分布式账册技术综述
分布式账册（DLT）是一个对等虚拟网络，由一系列按共识方式定义参与者权责的合约所构成，这使信息的点对点传递、同步和决策无需中央管控或获得第三方授权。分布式账册的数据库分布于对等网络的节点上，各节点都复制及存储与总账本完全相同的副本并独立更新，当一笔交易发生时，每个节点都将执行一次更新，同时网络中所有节点以共识机制投票决定哪个账本是正确的。一旦达成共识，其余所有节点都将按照正确副本的数据进行更新。账本共识算法包括工作量证明、持有量证明和代持量证明等类型。
区块链（Block Chain）是分布式账册的一种具体实现形式。通过构建自组织网络、分布式数据存储，记录时间有序、不可篡改的加密账本，并利用分布式共识机制，实现全网记账、共同公证，支持信息的点对点传输。区块链借助密码学串接并保护区块内容，每一区块包括了前一区块的加密散列，时间戳和交易数据（通常为一散列（Hash）值）。用区块链技术串接的分布式账册，使交易双方可以有效地记录和查验交易记录。加密数字货币则是建立于区块链上的，分散式账本的一种实际应用，比较知名的有比特币﹑以太坊等，其中比特币地址对应一个账户，比特币数量相当于金额。
区块链的三种基本形式是公有链、私有链和联盟链。公有链是去中心化分布式区块链，所有人可以不受限制参与，参与者可以自由访问、发送接收和认证交易，开放性和匿名性强。私有链具有分布式特点，但仍有中心。中心控制节点负责对可以参与交易和进行验证的参与者范围进行授权。联盟链也称为广义私有链，介于公有链和私有链之间，由若干机构联合发起，按照一定规则预先指定参与者范围，具体有多种实现模式。系统内交易确认节点一般也需预先指定，并且通过共识机制确认。取决于联盟内部的信任程度和需求，交易可选择匿名或具名方式。联盟链便于进行控制权限设定，比私有链具有更高的应用可扩展性，对于跨机构、跨境的清算、交收、审计等较大的应用价值，但联盟链的跨链操作可造成效率的下降并影响互操作性。总体上，联盟链减少了人工干预和信任成本，可以大幅降低传统异地结算的成本和时间，比传统系统效率更高，是区块链目前主要的应用方向。
区块链具有以下主要特征。一是分布式去中心化。加密数据在区块链上分散保存在接入区块链各节点的服务器中，每个节点都保存一套完整的区块链总账，各节点能查看全部交易信息。每当区块链更新交易信息，链上所有节点都会同步更新相关数据。分布式结构可以实现点对点之间的交易，使证券在发行、交易、结算方面均可绕过中介机构，提高交易的透明度和效率、节约成本。
二是无需中央信任。传统的信用系统中，在交易过程中涉及的参与方都需要对中央机构有足够的信任支持，而区块链技术使用技术手段来赋能信用，通过算法实现约束，可以不依赖中央权威机构信用背书。降低了信用成本，减少了处理环节，提高了交易安全性。
三是加密不可篡改。区块链使用密码学、时间戳等技术，每个区块严格按照时间顺序递进，这种时间上的不可逆有效地保证了任何篡改数据的行为都很容易被追溯。同时，区块链的共识机制对这些数据代码共同进行维护。当少数节点出现错误、篡改，只要大多数节点保持一致，整个区块链账本的真实性仍能得到保证。
四是易编程可扩展。区块链是底层技术，以此为基础可以实现各类扩展和去中心化、去信任的应用。当有新的机构要加入区块链成为节点时部署起来方便，不影响链上已有节点的正常运行。另外，区块链可以通过编程设置交易条件，当交易不满足预先设定的条件时，代码阻断机制可自动触发以限制交易的进行。区块链上这种可编程代码被称为智能合约（Smart Contract），可方便地提供验证及执行有条件的处理，如交互、存储、转账等，允许在没有第三方的情况下进行可信交易，可追踪且不可逆。这一技术可以很方便地满足金融市场各类产品及业务的复杂需求。相较而言，在传统模式中，风险控制往往比较滞后，难以及时地发现风险并进行快速处置，而通过智能合约则可以满足风控和监控及早发现、及早处置的需求。
总体而言，区块链的核心价值在于，提升多方协作效率、去中介、去中央信任，数据不可篡改、可追溯等。在传统商业模式和制度架构下，价值创造和转移活动都需要一个集中的体系或机构（银行、结算）提供信用背书，而在区块链运营机制中，由非对称加密算法的数字签名保障了交易账户的有效性，交易参与者可以在区块链上凭借数字签名使用唯一对应的账户进行交易，交易信息被第三方公正角色记录进区块链永久存储起来，而所有交易记录在按顺次关联的链条式数据库，保障了交易的可追溯性和防篡改。区块链用技术手段代替了中心化的信任机制，使得任何两个节点间可以不再依赖任何中心平台就可以进行点对点交易，也大幅减少了信息传播过程中错误发生几率。
根据著名的Gartner咨询公司在2019年的判断，区块链技术的发展正方兴未艾，接下来的一个时期区块链将进入与各行各业广泛、深入融合发展的一个阶段，尤其对于泛金融行业来说，未来5到10年区块链技术与传统金融业务的快速融合将有望产生重大突破。当然，区块链作为一种新兴技术，尽管还在不断快速演化发展中，但本身也不是完美的，特别是应用于证券交易行业时面临以下的局限。
一是全账册存储模式对系统的容量造成挑战。在典型的区块链中，若要保障记账的准确和完成对记账人的监督，网络中必须存在大量的全数据节点。这些独立节点上，需要记录该区块链应用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日产生成百上千GB的海量数据，这对保存这些数据所需要的存储容量造成压力，相应的存储成本和管理成本不容小觑。
二是处理效率难以支持高性能处理需求。由于采用的分布式存储，且网络中发生的任何一笔交易其它节点均需进行认证并记录，系统达成共识的效率低，尤其对于大规模的节点、或者大数据量的情况下性能会急剧下降，最多支持每秒几千到上万笔处理性能。对于对处理速度和实时性要求高的业务，譬如证券交易所股票集中交易撮合来说，远远达不到目前证券核心交易的近似性能。需要在共识算法、硬件支持等性能关键的技术手段上获得革命性突破才具有可替代的可能。
三是安全及高可用性。作为一种全电子化网络，区块链不可避免面临传统的计算机及网络的仿冒、篡改等信息安全风险，同时，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，因此理论如果掌握全网超过 51%的算力就有能力成功篡改和伪造区块链数据。
二、境外交易所区块链最新发展及实践
近五年来着眼于区块链及分布式账册技术在促进数据共享、优化业务流程、降低运营成本、提升协同效率、建设可信体系等方面的优势，境外主要交易所纷纷加大投入，积极探索，推动区块链和交易所业务深度融合，促进服务价值和模式创新。对于交易前业务，区块链主要用于公司分析和风险管理和控制。区块链使得获取真实可靠信息的效率更高、透明性更强，搜索成本更低。区块链的智能合约便利了在发生特定事件，如风险事件时，可以自动采取相应的警示或处置。对于交易中业务，区块链可以使传统交易所的服务时间延展至7×24小时×365天全天候不间断，并使物理服务范围扩展至跨地域、跨境、跨时区，也支持突破分业边界，形成跨行业、板块、机构的多层次一体化交易基础设施，结算可方便地从每日盘后批处理方式转为逐笔实时进行。就区块链技术当下发展水平和主要特点和优势来看，区块链应用于交易后处理的更加适宜。世界经济论坛（WEF）2016在“金融行业未来基础设施”的报告中系统论述了区块链用于交易后处理的优势。
如图2所示，其中1）通过下游处理自动化和效率的提高，实现结算时间的缩短，乃至实现实时结算；2）交易撮合数据的标准化促进清算效率提高；3）通过自动验证有利于托管方减少发生对手方风险避免无法结算；4）通过使用智能合约实现证券和现金划转，减少发生手工或技术故障的操作类风险；5）通过在分布式账册中记录交易确认，投资者可不依赖于托管方即可收到结算通知；6）与证券结算系统解绑定，提高托管方资产保管的灵活性，降低了账户操作复杂度；7）通过智能合约可发起业务处理，消除对第三方中介的需求。
图1 WEF对区块链应用于交易后业务流的示意图
2.1 纳斯达克交易所
2015年9月，纳斯达克，Visa，Citi Ventures, RRE Ventures，第一资本，Fiser公司Orange SA等共同向区块链企业Chain投资 3000万美元。
2015年5月，纳斯达克宣布筹建LINQ—一个基于区块链网上发行 Pre-IPO 股票的平台。同年 11 月，LINQ 正式发布，成为首个通过区块链平台对资产交易进行数字化管理的产品。它面向纳斯达克私募股权市场，为创业者和风险投资者提供便捷服务。通过，私募发行方可以获得代表所有权的数字记录，并且以完全在线的方式与私募投资者之间完成一笔交易。对私有公司而言，它是一个全新的股权管理工具，作为纳斯达克私人股权市场的一部分，为企业家和风险投资者所准备的完整解决方案的一部分。2016年4月，区块链初创公司Chain允许私人投资者在上购买其发行的股票。
2016年5月，纳斯达克宣布推出Nasdaq Financial Framework，向全球超过100家市场运营者提供区块链服务。该框架协议旨在为纳斯达克金融基础设施服务的用户提供端到端的解决方案。该协议允许交易所、经纪商、清算机构和托管机构在统一的平台上和纳斯达克协作，区块链服务是核心服务之一。
2017年初，纳斯达克创建NasdaqVoting—一个基于区块链技术的投票和代理委托应用。所有成员都可以通过网络前端获得会议或投票活动的必要信息，提高年度会议和股东投票流程的效率，解决目前多数据源的访问和安全问题，让公司投资者，市场基础设施和托管机构在普通会议投票中降低成本和复杂性。
2017年5月纳斯达克宣布与花旗集团合作推出基于分布式账册的一体化自动交易结算支付解决方案，支持私募市场进行跨境多方交易和实时结算，集成了由纳斯达克提供的私募市场平台、由Chain提供的区块链联通基础设施和由花旗提供的跨境支付平台。该方案通过覆盖更大范围的客户群体和流水线式高效交易处理，有利于提高纳斯达克私募市场的流动性。通过该系统，由纳斯达克私募市场产生的一笔交易，将在系统中生成一笔记录，并且通过二级账目的方式通过区块链为手段，将支付信息传递到花旗的处理跨境跨币种的外汇直通处理平台CitiConnect，最后再传递花旗的跨境多币种支付平台WorkLink，最后完成最终的资金交割。
2017年8月，纳斯达克和瑞士交易所（SIX）签署协议，用于在SIX的OTC平台中实施基于分布式账本技术的解决方案，进一步通过NasdaqFinancial Framework推动区块链技术的商业化。
2017年9月，纳斯达克与北欧投资银行合作为共同基金份额的发行和结算开发基于区块链技术的原型产品。该解决方案降低了记账和核对方面的复杂性，为所有各方提供了相同的不可篡改记录，增强了订单管理，结算和支付能力，提高了处理的透明度和效率。
2018年4月25日，纳斯达克与比特币交易平台Gemini宣布合作，落地其 SMARTS 市场监视技术，监督Gemini平台全部数字资产。纳斯达克的SMARTS技术可以监控实时交易活动，并在发现异常交易活动时向交易所发出警报，多家加密货币交易所采用了该技术。
2018年6月，纳斯达克证券交易所成功测试基于区块链的提供全天候的证券抵押概念原型解决方案，新的区块链平台由纳斯达克，ABN AMRO Clearing, Euro CCP和EuroClear联合开发，旨在解决中央交易对手方机构在证券交易所交易时间结束后进行保证金追踪时面临的困难。
2018年7月，纳斯达克交易所与印度国家证券交易所（NSE）签署技术和战略合作协议，NSE将引入纳斯达克的结算和清算技术。NSE将使用纳斯达克金融框架的“交易后”技术，同时预计将引入区块链技术应用于股票交易。
2018年8月，纳斯达克同新加坡央行合作开发数字资产方案；2018年12月，其宣布预计于2019年上半年启动期货，并投资加密货币交易所ErisX。
此外，纳斯达克还将其区块链技术输出至爱沙尼亚e-Residency平台和南非Strate平台，这两个平台分别是爱沙尼亚和南非的上市公司股东投票平台。
2.2纽约证券交易所
2015年1月，纽约证券交易所向数字货币交易所Coinbase投资7500万美元的C轮融资。
2015年5月，纽约证券交易所宣布正式推出纽交所比特币指数（NYXBT），这是全球首个由证券交易所发布的比特币指数。其价格数据来自旧金山的数字货币交易所Coinbase。
2018年1月，纽约证券交易所母公司洲际交易所（ICE）与区块链创业企业BlockStream合作推出比特币交易数据服务。ICE的加密数字货币数据实时传送（Cryptocurrency DataFeed）由Blockstream提供技术支持，为交易员提供高质量的实时加密数字货币数据，数据来自全球主要的数字货币交易所，主要是比特币和其他几种加密数字货币的订单报价数据。
2018年8月，洲际交易所宣布推出全球性的数字资产平台Bakkt，并计划于2018年11月推出受监管的实物比特币期货合约。同时，隶属于洲际交易所的美国期货交易所和清算中心计划于2018年11月推出为期1天的实物交割比特币合约以及实物仓储，但要经过CFTC审查和批准。
2.3伦敦证券交易所
2015年11月，伦敦证券交易所、伦敦清算所、法国兴业银行、芝加哥商品交易所、瑞银集团以及欧洲清算中心联合成立跨行业组织，探索区块链技术如何改变证券交易的清算和结算方式，该组织暂命名为“交易后分布式总账工作组”，主要探索将区块链技术应用于交易后流程。
2017年7月，隶属于伦敦证券交易所集团 (LSEG) 的意大利证券交易所和 IBM共同宣布，他们正在构建一个区块链解决方案，以助力欧洲中小企业 (SME) 的证券发行过程实现数字化。新系统旨在简化股权信息的跟踪和管理，创建一个包含所有股东交易记录的分布式共享账册，从而帮助发掘新的交易和投资机会。
2018年7月，伦敦证券交易所开始测试一个用于发行证券类代币的去中心化平台，由区块链专家Nivaura一起开发，并且致力于发展成为去中心化的交易所，可以让公司更高效，更简化地募集资金。
2.4德交所
德交所自2015年初就开始探索自己的区块链应用，是超级账本项目的成员之一。德国央行联合德交所共同开发了区块链原型产品，该原型以超级账本项目的代码为基础，用于转移电子证券和数字货币，还具有债券支付和到期证券的赎回功能。
2018年3月，德意志交易所宣布与HQLAx合作创立一个以区块链为基础的证券借贷解决方案。根据合作协议，这两个机构将使用R3的Corda区块链平台，建立一个完全整合的从前台到后台运营模型，令高质量流动资产的抵押管理更加有效。德意志交易所指出，此举是为了解决全球证券系统过于分散，运营成本高，结算流动性差的问题。HQLAx的首席执行官介绍：“我们的目标是汇集目前全球各地不同托管账户中的各种抵押品的流动性。”实际上，HQLAx和 R3 已经与包括瑞士信贷银行和荷兰ING 集团在内的银行巨头合作开发了一套证券贷款解决方案。经过概念验证后，上述银行已通过区块链平台完成了一笔价值 3000 万美元的证券交易。2019年12月，瑞士信贷和瑞银在德交所的HQLAx平台上执行了首次实时交易。作为交易的一部分，瑞银和德国商业银行之间，交换了分别托管于欧洲商业银行和明讯银行的一篮子国债和公司债，过程中无需在托管方之间进行实物交换，相关所有权的变更都被记录于R3区块链的数字资产登记账册。
2018年5月，德意志交易所计划投资2.7亿欧元用于区块链、人工智能、大数据分析以及云计算相关领域。
2018年9月，德意志交易所集团于2018年8月底宣布，将成立“DLT、加密资产和新市场结构”的全新部门，以充分发挥区块链技术的潜力。
2.5多伦多证券交易所
2017年5月，多伦多证券交易所(TMX )宣布开发基于区块链的原型产品，为其全资子公司NaturalGasExchange（NGX）提供全新服务。NGX和数字基础设施开发企业Nuco合作使用分布式账本技术开发新系统来优化在美国天然气交付地区的天然气跟踪行为。该原型产品提供该地区天然气运输的透明信息，让参与者更准确地报告位置，从而优化NGX天然气结算流程。
2017年7月，加拿大多伦多证券交易所运营商TMX集团宣布开发了基于区块链的股东电子投票原型，埃森哲提供相关咨询服务。利用区块链可以大幅度提高年度股东大会投票的效率、准确性以及股东在企业管理中的参与度，股东不需要亲自到场即可投票。
2018年5月，加拿大银行、TMX 集团，以及非营利组织Payments Canada宣布该实时证券结算项目“Project Jasper”试运行正式完成。据悉，他们将这个最初用于比特币等加密货币的底层技术部署在了实时证券结算中，实现了现金和资产的“标记化”，继而可用于在支付网络内的实时交换。2018年6月，多伦多证券交易所推出了新型区块链交易所交易基金（ETF）。
2018年10月，Project Jasper项目完成了3阶段的测试。该项目成员包括加拿大银行，Payments Canada，TMX 集团，以及区块链企业R3，还有专业服务公司埃森哲，并且针对第三阶段测试发布了一份报告，认为经过一年的测试后，区块链被证明在证券清算和结算过程中是可行的。
2.6东京证券交易所
东交所母公司日本交易所集团早在2015年下半年就开始研究区块链对于资本市场基础设施影响的内部研究，并得出这种创新技术将给行业带来巨大变革的结论。2016年2月，该集团宣布于3月与IBM日本利用区块链技术测试其在清算、结算和其他运营领域的应用，成为Blockchain-as-a-Service (BaaS)的用户。
2016年12月，日本交易所集团建立一个区块链联盟以在资本市场基础设施中进行区块链实验。参与联盟的包括东京证券交易所、大阪证券交易所和日本证券结算公司。三家公司牵头整个组建过程，并与IBM公司合作进行超级账本技术支持的概念验证测试，并试行开源分布式分类平台。
联盟运营目标包括寻求更多的其他利益相关者加入开发过程，比如各种金融机构和区块链的工程师和开发商。该集团表示：“我们会去吸纳广泛的金融机构参与者与行业专家，联盟成员将执行概念验证测试并探讨分布式账本技术在资本市场基础设施中的应用，包括技术方面和运营方面。”
此外，联盟的测试环境将利用概念验证和IT供应商开发的模型。金融科技和区块链开发商以及一些金融机构、交易所的共识是“验证各种应用能够帮我们强化技术和服务”。该联盟促进开发商和应用区块链技术的银行间信息共享，这种共享可以通过分布式账本技术（DLT）的工程师技术培训和金融机构的运营链培训来体现。区块链联盟的概念验证环境测试于2017年春季展开。
2017年9月，日本交易所集团发表了一篇报告《分布式账本技术在资本市场应用探索趋势》，讨论了区块链在资本市场基础设施中的应用。其中披露2017年3月，东京证券交易所发起一项计划，广泛接纳日本金融机构开展行业合作实施区块链PoC（概念验证）。到9月，有33家参与的金融机构可以基于分布式账本技术在联盟内部的网站上进行讨论，彼此共享信息。同时，报告表示东京证券交易所对于基于分布式账本技术的日本股票市场的交易后流程以及KYC流程十分关注。
2018年1月JPX发布名为“分布式账册的交易撮合处理应用研究”报告，其中讨论了将分布式账册技术应用于机构间交易撮合的可行性。其中，东交所机构间交易撮合传统处理方式如图（a）所示，其中卖方机构向买方机构发送订单执行的情况（交易确认），包括相应的佣金。作为响应，买方输入在账户（二级账户）中分配的结果，并将结果返回给卖方。卖方根据分配结果对佣金分仓，并将该结果返回给买方。如果双方的数据匹配无误，则撮合成功。之后，买卖双方使用日本中央托管结算（JASDEC PSMS）提供的交易撮合规程，提交（达成交易的）合约数据。一旦受托银行确认交易结果，会自动产生双向结算数据。双方的撮合匹配是按照常行结算SSI (standing settlement instruction)级别。作为结果，一个DVP结算自动生成并随之进行系统化结算处理。图（b）是使用DLT重构此过程的处理方式。买卖双方在事前均就佣金计算表和计算逻辑达成共识，形成DLT上的一系列智能合约，佣金可以被自动计算。买卖双方都无需自行计算佣金，发生错配的几率大大降低。SSI以最终分配账户为粒度执行，使得受托银行可按照每SSI的方式访问DLT上的合约数据，买卖双方的信息交换效率更高。此外，当单个基金与多卖方交易时，受托银行可以按照单个基金为操作粒度整合所有交易的信息。如果DLT的合约数据被认为正确，与日本中央托管结算的集成链接，将使买方与中央托管结算之间传输操作指令数据的必要性不复存在。
图2 日本交易所集团基于DLT的机构间交易平台方案
2018年9月，东京证券交易所上市了一家使用加密数字货币进行房地产交易的公司Ruden Holdings，该公司正在测试利用比特币，并在不动产销售中使用智能合约。
2018年10月，东京证券交易所母公司日本交易所集团网站发布报告《在KYC流程中使用区块链的概念测试》。
2.7 澳大利亚证券交易所
2016年初，澳大利亚证券交易所投资1490万美元用于收购美国区块链初创企业Digital Asset Holdings(DAH) 5%的股份。
澳大利亚证券交易所自2016年以来提出基于分布式账册技术开发一个新系统，用于替代澳交所现行的CHESS清算系统，该系统计划于2021年上线。Chess系统构建于1994年，主要功能是为市场参与者提供清算、结算和资产登记服务。Chess系统使用COBOL语言开发，使用私有的消息格式。澳交所希望新系统将提高证券结算的效率，降低系统运营成本和投资者的交易成本，并因此能提高市场参与率和成交量。
新系统可让市场参与者参与运行DLT节点，并使其成为ASX真实数据库的一个部分，而不是让多个数据库同时冗余存在。其中，DLT使用的追加式交易数据库包括两个关键机制：一是共享的复制账本，二是分布式数据库同步机制。每一笔交易都会引用前一笔交易的持仓情况且被交易者数字签名。
ASX将实施非完全公开的DLT解决方案，市场参与者使用需取得授权，并有逆转和纠错的功能。为确保隐私和安全，整个系统建立在ASX的私有的网络上。私人合约信息将被隔离而不会与所有参与者共享。新系统将使用国际通行的ISO20022消息格式，并采用开源的智能合约语言—数字资产建模语言（DAML）开发。
2.8 香港交易所
图3 港交所基于区块链的资产再抵押业务框架
港交所近两年不断加速区块链等金融科技应用布局。港交所《战略规划2019-2021》包括立足中国、联通全球和拥抱科技三大主题，其中多次提及区块链技术应用，“灵活善用新科技，包括人工智能、区块链、云端计算基础设施和数据分析，优化营运程序，加强与客户的联系，并调动价值链各环节，提升成本效益”。
2018年3月，香港证券交易所总裁李小加表示，港交所目前正与澳大利亚证券交易所ASX合作，以借鉴其在区块链系统中结算交易的经验，计划将利用区块链平台以低于传统结算方式的成本结算股票借贷和场外交易。
港交所在同年发布的报告“金融科技的运用和监管框架”中，对交易所行业运用区块链进行分析，重点讨论了区块链在证券交易结算、私募股权和资产再抵押等三大业务上的应用。如图7所示，以该报告对区块链应用于资产再抵押业务的考虑为例，其针对的问题是传统证券化资产抵押债券的数量众多、层层包装，对底层资产的所有权追踪困难、信用评估困难，加剧了再抵押交易对手风险和资产评估的不确定性。此外，基于资产杠杆率的约束难以实现，相应的风控措施和监管措施难以实现，不利于系统性风险的防控。利用区块链的可追踪性，可以解决再抵押业务的这些痛点问题。通过运用区块链的可追踪性，提高再抵押过程中的透明度。投资者可以方便地查看底层资产的担保价值、风险评级、所有权记录，方便投资决策。当资产池中债券发生违约或者风险事件，投资者可以及时获知并重新评估。第二，便于自动化监管。监管机构可以更清晰维护不可篡改的历史交易和再抵押记录。智能合约可以确保资产再抵押不会超过监管警戒线，最大程度满足穿透式监管要求，降低监管成本。第三，监管机构通过区块链技术进行合规约束，提升交易透明度，降低违约事件负面影响，提供金融稳定性。第四，智能合约使得机构和个人投资者对底层资产的尽职调查成本降低、效率提高。
2.9新加坡交易所
新加坡交易所（SGX）于2016年参与了由新加坡金融管理局和新加坡银行业协会共同发起，由交易所、金融机构、学界和科技业共同协作开展的金融科技项目-Ubin。该项目作为新加坡央行数字化货币应用的一个重要试点，旨在探索利用分布式账册技术变革证券和支付的清结算处理基础设施。
新加坡央行的数字货币采用基于分布式账册技术的代币化新币的实现方案，其发展分为6个阶段：1）代币化新币。推出可用于跨行支付的数字化货币：参与方银行将现钞存放在央行的托管账户，央行在分布式账册上为参与方银行生成等值的数字货币，相应银行一旦收到央行代币转账，即可对其自由支付或转账，该阶段已于2016年底完成；2）实现基于分布式账册技术的实时跨行转账，该阶段验证也已完成；3）实现基于分布式账册的DVP，进行跨不同区块链平台的互联互通，该阶段自2018年起至今；4）实现跨境DVP；5）对运营模式定位，包括评估分布式账册对于现行监管框架和业务处理流程的影响；6）实现跨境支付和证券结算。
新加坡交易所在该项目中，主要负责利用分布式账册技术开发面向代币化资产的DVP业务，以提升DVP的跨账册互操作性和处理效率，使全结算周期可从T+3缩短至T+2甚至更短。如图所示，为提供跨现货账册和证券账册的交互，该系统与纳斯达克相关系统类似，也采用了分层的体系结构，分别由安泉资本、德勤和纳斯达克等不同的技术供应商实现不同层级的原型交互系统。各层的原型交互系统由供应商的商用系统构建，根据采用的具体技术实现向上层提供不同性能和功能的互联互通。其中纳斯达克和德勤主要负责实现基于集中式订单簿撮合的工作流，安泉资本主要负责实现基于OTC的工作流。基于智能合约的DVP确保了流程中权力和责任的一致性和完整性，减少了市场整体的信任成本。交易所作为一个RMO（认证市场运营人）和仲裁人，负责监察和维护市场正常功能。现货账册是由央行维护的数字化新币资产账册，证券账册是由交易所维护的代币化证券资产（如国债、CDR）账册。
2019年新加坡交易所进一步与亚马逊公司合作，共同基于区块链开发产品、进行金融服务产品推荐。根据新交所的规划，将在2020年正式对外推出基于分布式账册的数字资产。
三、创新案例：基于区块链的场外交易结算服务平台
传统的场外交易缺乏公开性、透明性以及有效的风险管理，譬如过去曾屡见不鲜的“萝卜章”事件，充分暴露了传统场外交易模式所蕴含的诸多局限。金融危机之后，场外交易场内化已经成为一种趋势，包括产品的场内化、交易的场内化和风险管理的场内化。场外交易的核心问题在于信用风险管理机制不足，对交易对手方的信用情况缺乏有效的跟踪与评价手段。将区块链应用于场外交易系统可以具有以下优势：一是可以保证场外交易的真实性、不被篡改，便于看穿和追踪，并降低传统CCP登记、信用担保、强制执行的成本，有效控制风险；二是通过智能合约实现实时的自动信任建立、交易、清算和结算，简化场外发行和交易流程，提升交易效率；三是利用区块链构建监管节点，可以针对特定主体、产品、交易者和规模等，设定定制的监管方式和手段，使得监管更加有效和智能。
基于区块链的以上优点和交易所在市场组织方面的天然优势，不少境外交易所着手开发基于区块链的场外交易平台，一是提供场外清算或场外交易的电子化平台；二是建立交易集中登记及托管平台。
“百川”平台是将区块链技术应用于场外交易及结算方面的一个概念验证原型系统，采用私有分布式账册方案。主要提供智能合约、托管清算和智能监管功能，由上交所资本市场研究所和技术公司合作完成。相较于“产品标准化”的场外产品场内化思路，“百川”利用智能合约实现的“清算智能化”覆盖大多数场外交易场景，降低合约执行成本，简化交易后业务环节。当场外交易智能合约在平台中成功执行了权益的转移操作之后，平台账册的记录随之改变。随后，平台可依据相关登记结算机构的业务规则，代理市场参与者完成基础资产权益的转移。
得益于私有式的业务场景和机器易读的合约设计，“百川”平台使监管的实施上具有以下优势。一是“看得到”的穿透式监管。若所有的场外交易均在平台中执行，则监管者可以轻易获取合约内容、合约关联方等信息，实现穿透式监管。二是“查得完”的智能分析功能。相较于文字合约，智能合约的程序代码更容易被人工智能等技术获取和分析。平台可以提供智能化的监管工具，实现合约内容理解、合约方关系判定、关联交易追踪和市场风险压力测试。三是“管得住”的侵入式监管。场外交易在特定平台内运行，可以给监管层提供深入业务运作一线的监管机会。当发生风险事件或发现违规行为时，监管机构甚至可以直接中止相关交易的执行。
为验证智能合约的灵活性和可用性，“百川”平台中试验了五组不同复杂程度的示例智能合约。它们分别是普通欧式期权、多边参与期权、关联交易合约组、产品嵌套合约组和辅助交易合约组。经验证，“百川”平台可以提供自动和半自动的合约运行方式，灵活地支持场外合约设计。
在智能监管功能方面，“百川”平台中设计了交易对手方关系查询、用户看穿和产品看穿等智能监管的示例场景。经验证，“百川”平台可以为监管提供良好的监管工具。在未来，监管层还可通过在模拟运行系统中改变价格、违约等变量，方便地对整个场外市场进行压力测试。
“百川”平台的技术实现主要基于HyperLedger面向商用的区块链智能合约开发框架fabric。此外，“百川”平台还引入了Echarts、Nodejs等数据可视化和web工具。
通过该概念验证项目，可以得到三点启示。一是区块链技术在构建功能完善、监管有力的场外基础设施方面具有普适性和巨大的发展潜力。智能合约可以为交易合约设计提供充分的自由度，满足市场参与者的需求。得益于封闭式的业务环境和机器易读的合约设计，将会有条件开发出“看得到”、“查得完”、“管得住”的监管工具。二是可依据业务场景和技术成熟度逐项应用智能合约、分布式账册等新型账册技术。各类新型账册技术成熟程度不一，对现有业务框架的影响程度也存在差异。在现有业务环境和市场格局中，可以逐步应用新型技术。三是新型账册技术仍在快速发展中，业务环境尚待完善。目前，这些技术的大规模落地应用仍存在技术和业务方面的难点。解决这些难点的能力，将会是未来金融机构核心竞争力的体现。
四、结论及建议
一是充分重视区块链技术价值，明确将其作为本所金融科技重要发展方向
从行业境外经验上看，区块链技术目前主要应用于清算结算环节，并逐渐向场外市场和交易环节延伸。总体上，区块链的实际落地还较不广泛、影响还较小。但随着相关技术成熟度的快速提高，以及与传统证券业务的快速融合，不排除未来5到10年会通过对基础设施的变革，从而对传统证券业务产生巨大影响，而且在互联网时代可能由此改变全球证券市场格局。我所应及时谋篇布局，充分考量如何在这个过程中积极抓住新机遇、应对新挑战。建议提高区块链在本所战略发展中的定位，将其作为金融科技的一个重要发展方向，纳入交易所整体发展战略。同时，应加大投入，积极开展区块链技术的规划、研究和开发，对外开展积极合作，对内增强技术储备。鉴于区块链的专业性，技术培育需要时间且具一定知识产权壁垒，可采取参股控股等多元化方式投资相关科技企业，以在竞争起跑线上掌握主动，同时构建起把握业界动态和对外交流合作的桥梁。
二是积极探索区块链在各业务领域的应用，鼓励可行性较高者以概念验证项目方式先行先试
如前所述，区块链可以对证券行业的多个业务领域和环节产生影响，但在重要性、紧迫性和可行性方面又各有不同。从境外交易所经验来看，大多都是以可行性较高的方面出发、痛点问题出发，从概念验证项目的阶段入手，渐进但又快速地推进，这种类似敏捷开发的推进做法，大大降低了项目的试错成本和时间成本，同时为后续进入正式开发打下基础。从另一个角度，区块链技术本身也具有一定的优劣性，不是万能灵药。通过概念验证项目可深入理解区块链在各类应用中的优势和局限，有利于深入、科学和系统地评估其在应用于具体问题的可行性和有效性，以及运营成本效益等重要问题。
建议就区块链的应用，开展业务与技术融合的大范围研讨，对重要性、紧迫性较高且具可行性的方案，优先启动概念验证项目。概念验证后前景明晰的，可酌情上升为生产级别开发项目。同时，加强加大区块链的研究投入，组织搭建行业区块链技术研发测试平台，鼓励市场参与者积极承接课题、开展研究，共享交流成果，引领行业在区块链上共同进步。
三是积极开展对外交流与合作，提高国际话语权
建议交易所技术部门和相关业务部门积极参与区块链技术的业界交流，尤其是以各种方式积极参与全球交易所分布式账册变革进程，及时了解动态，并在区块链相关监管政策、业务发展和行业规范等国际事务中主动积极发声。另一方面，加强与相关境内外技术组织、联盟、标准化组织和监管机构的交流互动，在区块链应用与发展、标准和相关知识产权事宜中掌控更多的话语权，为未来规模化应用以及跨境跨领域发展铺路架桥。