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分布式账本与传统账本的异同及其现实意义

随着信息技术的发展,账本逐渐向数字化演进,分布式账本是账本技术继数字化之后又一次重大飞跃。本文分析了分布式账本与传统账本的异同及其现实意义。文章认为,DLT账本不仅传承了传统的记账哲学,又以其技术创新,具有独特优势,但也存在不足,如何将其更好地应用在各类账本编制,需要进一步试错和探索。

本文共7834字,预计阅读时间355

文/中国人民银行数字货币研究所所长姚前

记账是指将经济活动的数据记录在账本上。账本是具有一定的格式,以原始凭证为依据,对所有经济业务按序分类记录的账册。原始凭证则是在经济业务发生或完成时取得,用以记录或证明经济业务的发生或完成情况的凭据,它是进行会计核算工作的原始资料和重要依据,反映了最原始的交易信息,是明确经济责任的核心。账本的材质多样,传统上账本是纸质的,而随着信息技术的发展,账本逐渐向数字化演进,出现了各类会计数据库。账本的数字化节省了人工、便于查询、检索能力强、效率高、绿色环保。会计电算化已成为当今会计工作的主要工具。

分布式账本技术(DistrubutedLedgerTechnology,简称DLT)的出现则可能是账本技术继数字化之后的又一次重大飞跃。在工作量证明机制中,矿工通过“挖矿”完成对交易记录的记账过程,为网络各节点提供了公共可见的去中心化共享总账(DecentralizedSharedLedger,简称DSL)。每条区块链即是一本账本,在会计意义上与传统账本无本质差别,但从技术角度看,DLT账本不仅传承了传统的记账哲学,又以其独特的创新,具有一些传统账本无法比拟的优点,不仅可以在公司账本,还可以在国家账本和行业账本编制上发挥所长,解决痛点。

DLT账本对传统记账哲学的历史传承

UTXO与Account的经济解释

传统的记账模式基于账户。在会计上,账户(Account)是根据会计科目设置的用于反映会计要素的增减变动情况及其结果的载体;在系统实现上,账户是一系列服务合约(Agreement)的承载体,一个账户中可能集合了多种产品或者服务,账户余额的变化是机构对产品或者服务产生的原始交易数据进行记录、汇总、分类、整理后反映在账户上的结果。传统的电子支付通过开立在中心化机构的账户余额的变化而实现,完全依赖中心机构的行为。与之不同,比特币系

统在账本处理上采用了另一种新的模式:UTXO(UnspentTransactionOutput,未花费的交易输出)模式。

从经济学角度看,UTXO实质上是经公众一致同意后的未来价值索取权。具体而言,当一笔交易完成后,各节点对这笔交易行为及其结果形成共识,一致同意卖方在卖出商品后从买方手中获得了在未来某一时刻向其他卖方买入相同价值商品的权利,这一未来价值索取权广泛接受,无人反对,在下次交易中用于支付,无人拒绝。得到这一权利的充要条件是,需要有相应的已获得节点共识的交易发生。用相关术语来说,就是需要有交易输入(Input),才能得到交易输出(Output)。

比特币的区块链系统通过构造包含解锁脚本和锁定脚本的交易输入和交易输出,描述和完成了因交易而引起的未来价值索取权的转移。一笔交易的交易输入是上一笔交易的哈希值以及交易输出序号,表明该交易输入对应上一笔交易输出;这笔交易的交易输出包含锁定脚本,未来将被下一笔交易的解锁脚本打开。未来价值索取权的拥有者构造解锁脚本,通过比特币交易验证引擎,在该笔交易中证明了自己的权利,随后通过锁定脚本,将这一权利转移给下一个主体,以此类推,不断循环。解锁脚本与锁定脚本贯穿成一条连续的价值流通链。

区块链不需要账户,却通过UTXO完成了“价值”的转移,UTXO扮演了“货币”的角色。实质上,货币的本质是一种获得社会广泛共识的未来价值索取权。而UTXO则是一种在区块链网络里获得参与者共识的未来价值索取权,较为接近货币的本质。不过,它仅在有限的共识范围内发挥着交易媒介和支付功能。比特币系统还规定了UTXO的计价单位是“聪”,10的8次方聪等于一个比特币,以更好地发挥UTXO的货币功能。这就是比特币的本质。比特币是一种价值符号或价值单位,代表了一定价值的已得到共识的未来价值索取权。

UTXO是一种完全不同于账户的价值转移形式,但两者并不冲突。某种意义上,我们可以将区块链理解为交易“流水账”,它通过编码的方式难以篡改地记录了所有交易信息。而现实中我们习以为常的账户信息也是对交易“流水账”信息的二次加工。只不过UTXO通过解锁脚本和锁定脚本的设计,在不同时序交易间串接起了一条未来价值索取权转移和流通渠道。UTXO信息与交易信息是一体的,因此,沿用传统账户处理的思路,UTXO表达的价值形式也可以转换成账户的形式。比如,比特币钱包里的账户余额就是UTXO聚合计算的产物。而以太坊则在区块链的基础上引入传统账户的概念,将交易作用于账户的过程描述为状态转换函数:APPLY(S,TX)->S’,其中TX代表交易,S代表状态(State)。根据以太坊的定义,状态是由被称为“账户”的对象和在账户之间转移价值和信息的状态转换构成。每个账户是一个20字节的地址,可以是交易者的地址,也可以是合约的地址。通过状态转换,系统自动算出每个账户的余额。显然,这与原来由中心机构承担的账户处理工作没有差异,只是此时承担者改为了算法代码。于是,继UTXO模式之后,DLT账本出现了类似于传统账本的Account模式。

UTXO与Account分别与会计的存量和流量概念一致

存量和流量是会计学的两个重要概念。存量是指在某一个时点上某一变量的量值。流量是指在某个时段上所累积变动的量值。资产负债表反映的是在特定资产负债表日企业的“财务状况”,包括企业的资产、负债和所有者权益的实际金额。而现金流量表反映的是企业某一会计期间的“现金流量”,利润表反映的是企业某一会计期间的“经营成果”。因此,资产负债表是企业经济信息的存量核算,是企业在某个特定时点的“快照”。现金流量表和利润表则是企业经济信息的流量核算,反映了企业在某个特定期间的变动情况,常见的期间有月份、季度、半年、一年等。

存量是静态的,是一般式,流量则是动态的,是进行式。两者相互联系,可以相互转化:期初余额+本期增加额-本期减少额=期末余额。其中,期初余额和期末余额是存量,本期增加额和本期减少额是流量。财务报表分析不仅需要从存量的角度分析某个时点企业财务状况,同时也要与历史相比,从流量角度分析企业财务状况的变化以及背后的原因,这样才能对企业财务状况有更全面深入的理解和把握。

如前述所言,UTXO模式实质上是以编码的方式难以篡改地记录了所有交易信息,它是一种流量的记账模式。通过聚合归纳(Reduce),UTXO可以转化为账户余额,而对账户余额进行拆分则可得到UTXO的结果。用计算机术语来类比,我们可以将UTXO和账户之间的转换描述为Split/Map/Reduce架构。从UTXO到账户,是Map/Reduce的过程。矿工验证和打包每笔交易时,是Map,即对每笔UTXO进行验证和更新,相当于生成新的Key-Value对。Reduce则转移到用户钱包中进行,将每笔UTXO汇总,由此得到用户钱包中基于账户概念的资金余额。从账户到UTXO则是Split的过程,这一工作同样发生在用户钱包中。钱包在收到一个转账请求后,要拆分转账金额,引用多个UTXO作为交易输入。

与Account模式相比,UTXO模式的优势在于,容易并行处理,提高效率。但是,UTXO模式要存储所有流量信息,数据存储压力较大,Account模式只请求当前的存量信息,忽略所有流量信息,但前提是,当前的存量信息是可信的。从监管角度看,UTXO模式存储了所有流量信息,更有利于监管和审计。

应该说,比特币的UTXO模式做得非常极致,某种意义上去掉了账户的概念。但UTXO与Account各有优劣,可以将两种模式进行融合,发挥各自所长。比如,为了加快同步速度,可以在UTXO模式中引入Account,典型代表是以太坊;为了进行并发处理,Account模式可以参考UTXO的理念对账户进行拆分,即不同的部门创建不同的账户,同个用户拥有多个账户,各自账户的交易自然就可以并行处理,处理完之后再将所有账户的余额相加获得总余额。就像传统记账既核算存量信息,又核算流量信息一样,UTXO模式与Account模式的融合为信息需求者提供了更加完整、立体的账本信息,正成为当前DLT账本的发展趋势。

UTXO与传统的复式记账法内涵一致

关于借贷复式记账原理的系统性论述,最早见于1494年意大利人卢卡·帕奇欧里发表的《算术、几何、比及比例概要》。复式记账法是指以资产与权益平衡关系作为记账基础,对于每一项经济业务,都要在两个或两个以上的账户中相互联系进行登记,系统地反映资金运动变化结果的一种记账方法,即“有借必有贷,借贷必相等”。以资金为例,借方是资金的去处,贷方是资金的来源,有借必有贷是指一笔资金发生支出,必然有相应的来源,借贷必相等则是指资金

的支出数额和来源数额必须相等。复式簿记法创造了一种科学地从会计凭证中获取有关经济往来和经营成果重要信息的记账方法,为现代企业和商业社会的形成准备了一个完美的记账方法论。德国哲学家歌德(Goethe)将它赞誉为“人类智慧的绝妙创造之一,每一个精明的商人从事经营活动都必须利用它”。

有趣的是,同传统的账户处理一样,UTXO的处理也包含了“有借必有贷、借贷必相等”的记账哲学。表现为,UTXO有交易输出,必有交易输入,而有交易输入,必有交易输出,交易输入的金额必然等于交易输出的金额,与“有借必有贷、借贷必相等”的内涵一致。

DLT账本对传统账本技术的改进

第一,不易伪造,难以篡改,效率高,且可追溯,容易审计。

传统上,无论是纸质的账本,还是电子化的账本,均容易伪造和篡改。而且从原始凭证到会计账本的账务处理,容易出错。而区块链技术的UTXO设计通过哈希函数、时间戳、默克尔树等巧妙的数据结构设计并辅以密码学和共识算法,实现历史交易记录的难以篡改和不易伪造,并利用算法函数(比如以太坊的状态转换函数)自动计算出账户余额,效率高,又不出错。UTXO记账模式还具有可追溯特点,容易审计。

第二,通过交易签名、共识算法和跨链技术保障分布式账本的一致性,自动实时完成账证相符、账账相符、账实相符。

应该说,任何主体都有记账的权利,有自己的一本账。而且同一主体通常持有多种账本,比如企业有出纳账、现金日记账、银行存款日记账、存货日记账、进销存日记账、营业费用明细账、总分类账、管理费用明细账、应收单据明细账、固定资产明细账、十七栏明细账、无形资产明细账、实收资本明细账等多种账本。从这角度看,账本从来就是“分布式”账本,没有所谓的中心化账本。由于账本的易伪造和易篡改,如何保障和维持各类“分布式”账本的一致性则成为会计工作的关键,以及审计的重点。

传统上,主要依靠对账制度来实现各类分布式账本的一致性。对账是指对账本和账户所记录的有关数据加以检查和核对,以实现账证相符、账账相符、账实相符。账证相符是指账本记录与会计凭证相符。账账相符,是指各种账本之间的相符,包括本单位各种账本之间相符,本单位同其他单位的往来账项相符。账实相符是指各种财产物资的账面余额与实际数额相符。

而DLT首先通过交易签名保障了账证相符。账就是证,证就是账,两者一致,难以篡改。其次,DLT通过共识机制来实现各类主体的账账相符。交易信息只有获得共识,才会写入共享总账;写入账上的信息,必然已得到各主体的共识,账账自动相符。再者,DLT利用跨链协议开展款款兑付、券款兑付,从而自动完成账实相符。跨链技术不仅在交易上保障了款款兑付、券款兑付的原子性,而且在记账上保障了跨链不同主体账本之间的一致性。

跨链技术包括三类:一是公证人机制(NotarySchemes)。这是中心化或基于多重签名的见证人模式,主要特点是不关注所跨链的结构和共识特性,而是引入一个可信的第三方充当公证人,作为跨链操作的中介。二是侧链/中继(SideChains/Relays)。侧链是一种锚定原链的链结构,但并不是原链的分叉,而是从原链的数据流上提取特定的信息,组成一种新的链结构。中继是跨链信息交互和传递的渠道。不论是侧链还是中继,都是从原链采集数据,扮演着Listener角色。三是哈希锁定(Hash-Locking)技术。它在不同链之间设定相互操作的触发器,通常是个待披露明文的随机数的哈希值。哈希值相当于转账暗语,只有拿到这暗语的人,才能获得款项。同时,它还构造了两个退款(Redeem)合约,这两个合约需要双重签名才能生效,且有时间期限,其中制造转账哈希暗语的人的退款合约,在时间期限上要长于另外一个人,由此可保护他的权益。

可以说,通过特有的单链记账技术和跨链记账技术,DLT账本省去了大量既费时间,又耗成本,还容易出错的对账工作,自动实时达成了各类“分布式”账本的一致性。

第三,将数据权利交还给个体。传统上,许多参与者的个体信息在各类账本上“留痕”,尤其是随着数字经济的发展,个人数据隐私保护问题越来越突出。我国《网络安全法》和欧盟通用数据保护法案(GDPR)从法律角度规定了数据主体享有知情权、访问权、反对权、可携权、被遗忘权等多项权利,以加强个人隐私保护。而DLT则从技术层面着手,采用签名加密等技术手段,把数据权利真正交还给了个体。通过采用零知识证明、同态加密、安全多方计算、环签名、群签名、分级证书、混币等密码学原语与方案,还可实现交易身份及内容的隐私保护。

第四,提高财务报表信息的价值。DLT账本具有可追溯、难以篡改和不易伪造的特性,可以保障财务报表信息的真实性和可靠性,不仅如此,DLT账本还可以在以下方面进一步提高财务报表信息的价值。

一是,提高财务报表信息的及时性。传统上,会计处理、记录和对账需要成本,因此基于成本收益原则,传统会计惯例一般是按月度、季度、半年度或年度来编制披露会计报表,这种基于会计分期假设定期编制的财务报表具有严重滞后性,影响了财务信息的及时性。投资者、债权人、财务分析人员、企业管理者等相关信息需求主体的决策是不间断地进行的,他们希望能随时都能得到决策所需要的信息。财务信息的及时性至关重要。从技术可行性看,基于自动化执行、实时记账又能实现全局一致性的DLT,瞬时的资产负债表编制已成为可能。这或许将是财务会计的一次重大变革。当然,需要满足一些必要前提条件,比如,DLT账本应有足够的泛在性,能够全局地覆盖各类会计要素。

二是,提高财务报表信息的相关性。根据财务报告的满足需求原则,财务报表是为了满足信息使用者的决策需求,因此财务报表信息应与信息使用者的决策相关。与历史成本信息相比,公允价值信息更具有相关性。然而,传统上,由于前述所言财务报表的编制和披露难以做到及时性,“不得不”更多依靠历史成本计量法,影响了财务信息与使用者决策的相关性。而利用DLT,不仅可以实现财务信息的可靠性,还能实现财务报表编制的及时性,使基于公允价值的计量变得更加可行,从而更好地满足信息使用者的需求。

三是,提高财务报表信息的全局性。同样,由于记账需要成本,因此基于成本收益原则,传统财务报表通常有选择地反映预先认为对决策者有用或重要的信息。信息使用者仅能掌握企业经营活动的部分信息,而非全局信息。而DLT的应用不仅可以降低记账成本,提高效率,还可以让信息使用者穿透式获得企业运营的全局信息,提高决策效率。不过在这过程中,可能会涉及相关利益主体知情权和企业商业机密之间的信息披露边界问题,需要进一步权衡。此外,全局信息的获取意味着信息的大规模增长,如何更好地提取信息价值则成为关键。从这角度看,DLT与大数据分析、云计算、人工智能等科技的融合很可能会成为未来账本技术的发展方向。

DLT账本的现实意义

虽然说现有账本技术完全可以满足经济需要,但随着经济活动向数字化和智能化不断演进,传统账本技术的升级与改造或将不可避免。作为一种仍在发展的新兴技术,DLT不一定是未来账本技术的必选项,但加强研究,探索其在各类账本编制中的应用,无疑具有现实意义。

在国家账本的应用探索

在现代经济中,随着国家对经济参与程度的加深,国家资产负债表管理日益重要。1992年的欧洲货币危机和1994—1995年的墨西哥货币危机表明,严重的主权国家资产负债表期限错配、货币错配以及财政赤字将会引发货币危机。欧美债务危机的爆发更是凸显,保持主权国家资产负债表的稳健性,对于有效应对金融危机、实现经济的尽快复苏尤为重要。不仅如此,国家资产负债表编制与管理已经成为推动国家治理体系和治理能力现代化的重要内容。2017年6月26日,中央全面深化改革领导小组第三十六次会议审议通过了《全国和地方资产负债表编制工作方案》。可以说,国家账本是摸清“家底”,揭示风险,服务国家治理的重要依托,但在实际编制过程中,面临着不少挑战和困难。目前,仅加拿大编制了地方政府部门的资产负债表,其他国家还没有编制地方资产负债表,足见难度之大。

其中,最基础的问题是数据采集。国家账本对基础数据需求量大,数据质量要求高,技术要求高、实施难度大,比如,数据资料不足,无法统计;涉及面广,跨机构跨部门跨行业跨地区的交易数据,难以统计。对此,DLT或许可以发挥作用,让国家账本编制变得真正可行。比如,将自然资源、无形资产、金融资产、实物资产上链,并构建全局式的打破各种信息壁垒的数据互通共享平台,统一信息入口,避免大量重复工作,降低数据验证的差错率,使各机构、部门、行业和地区间的数据共享、验证和统计更加高效。从技术特点看,区块链系统每个参与方都是一个异地多活节点,是天生的多活系统,而且可以通过跨链技术实现不同账本之间信息的一致性,比较适合覆盖面极其广泛、涉及主体极其多样的国家账本获取全局信息。

在金融业账本的应用探索

金融业综合统计的重要性不言而喻。加快推进金融业综合统计,是有效监测金融服务实体经济成效、提高服务效率的关键信息基础,是前瞻性防范化解系统性金融风险、维护金融稳定的迫切需要,是全面深化金融体制改革、建立现代金融体系的重要举措。2018年4月9日,国务院办公厅印发《关于全面推进金融业综合统计工作的意见》对金融业综合统计工作进行了决策部署,提出了统一标准、同步采集、集中校验、汇总共享的工作机制要求。无疑,从技术角度看,DLT比较契合这四个要求,或许可以成为金融业综合统计的一种基础架构。

总结

账本技术现代化是公司治理乃至国家治理现代化的基础。DLT有其独特的优势,有望发挥重要作用,当然它也存在不足,比如扩展性尚不能满足要求,数据隐私和访问控制有待改进,如何与现有会计核算体系相融合,如何更好地将其应用于各类账本编制,需要进一步试错和探索。显然,高阶的DLT账本编制是建立在低阶应用已然成熟的基础上的,比如,若企业层面的账本广泛应用DLT,行业层面和国家层面的DLT账本编制自然就顺理成章了,因此应注意发挥技术应用的规模效应和协同效应,从而最大限度地释放出DLT账本的正能量。

本文得到国家重点研发计划(批准号:2016YFB0800600)资助。本文仅代表个人学术观点,不代表所在机构意见。本文刊发于《清华金融评论》2018年6月刊。

本文系未央网专栏作者清华金融评论发表,属作者个人观点,不代表网站观点,未经许可严禁转载,违者必究!


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