中央财经大学《金融科技学》教材课件PPT第5章 区块链、通证经济与加密货币设计原理

1、金融科技学 第五章 区块链、通证经济与数字加密货币设计原理本讲导读区块链技术与虚拟货币二一Libra与央行数字货币三第5章 区块链、通证经济与加密货币设计原理虚拟货币的资产属性与交易所四本讲小结五2本讲导读明确学习目标01熟悉本讲结构与主要内容02梳理本讲与其他各讲的联系03推荐参考文献0401明确学习目标一、本讲导读了解分布式记账、区块链账本等基本概念了解分布式信任问题与解决方案了解数字货币的一般设计原理了解主流的信任机制设计掌握虚拟货币的资产本质掌握区块链应用的原则掌握央行数字货币的特征一、本讲导读本讲需要识记的基本概念复式薄记分布式记账区块链通证通证经济智能合约数字货币社区数字货币设计5

2、央行数字货币的设计Libra的技术细节比特币的诞生一、本讲导读区块链、通证经济与加密货币设计原理虚拟货币的资产属性与交易所区块链技术与虚拟货币Libra与央行数字货币技术演进与问题的复杂化虚拟货币的资产属性Libra的威胁交易所的基本功能和风险放大02熟悉本讲结构与主要内容通证经济理论6区块链与共识机制03梳理本讲与其他各讲的联系一、本讲导读金融科技是金融与科技的融合（对应第一章）以信息技术为主的科技手段促进金融体系完善区块链技术是一种去中心化的分布式账本技术，在银行生态圈的数据共享中必不可少（对应第六章）伴随金融科技的快速发展，货币形式更加无形化、电子化，呈现出数字化发展趋势，诞生了数字货币

3、。包括货币供求与货币政策的分析（对应第九、十三章）7区块链技术与虚拟货币本讲导读一二Libra与央行数字货币三虚拟货币的资产属性与交易所本讲小结五四第5章 区块链、通证经济与加密货币设计原理区块链技术与虚拟货币为什么会有比特币01区块链与共识机制02技术演进与问题的复杂化0301如何证明一桩婚姻？图片来自网络二、区块链技术与虚拟货币01问题来到虚拟世界：拜占庭将军问题二、区块链技术与虚拟货币YYNYNYNY拜占庭将军问题：所有忠诚将军必须一致行动如果指挥官是忠诚的，则忠诚军官的行动必须与主官相同网络中诚实节点必须超过2/3（1982）2/3的限制在对抗错误时够用，但在对抗恶意中不够用02技术基

4、础：哈希函数与梅克尔树哈希函数：将任意长度的输入，输出为一个固定长度的字符串，H(x) = y碰撞阻力：在合理时间内，无法找到两个输出一致的不同输入 隐秘性：无法根据函数的输出，反推函数的输入谜题友好：易于验证，很容易根据输入，计算出输出 若对于输出的加以限制，没有有效途径快速确定输入的范围或计算方式梅克尔树：使用哈希函数构建的树验证交易是否被篡改有效轻便的存储方式（轻节点）二、区块链技术与虚拟货币02技术实现：区块链与共识机制区块体区块头梅克尔树根节点哈希值父区块哈希值区块体区块头时间难度xNonce版本区块体区块头流程：每笔交易的发起者在签名后向全网广播记账节点验证合法性后选择性记录进梅克

5、尔树挖矿：找到一个Nonce，使得H（区块头）= y，yC区块303A-A区块304诚实区块309诚实比特币一笔交易的需要等待一个小时双花问题03比特币的权衡：能耗二、区块链技术与虚拟货币巨大的能源消耗源于挖矿难度竞争的结果所解谜题没有任何实际意义（西西弗斯）这个难度不是单调上升这种挖矿是不是完全没有意义？挖矿的能源消耗是由于共识机制03比特币的权衡：稀缺性二、区块链技术与虚拟货币货币天然不是黄金，黄金天然是货币币和token本质一样，去信任必需04虚拟货币演进二、区块链技术与虚拟货币比特币的若干机制引发争议矿机、矿场的出现，动摇去中心化区块大小过小，区块间隔过大（处理速度）挖矿能源消耗过大且

6、无意义比特币功能单一，通货紧缩UTXO与强匿名性货币的冷启动问题币值稳定：交易、预防、投机莱特币：反矿机，区块时间缩短以太坊：反矿机，区块时间缩短，图灵完备 适度通胀，权益证明，EOS： ICO，权力集中效率激增，USDT、Libra：资产背书，币值稳定04以太坊的设计二、区块链技术与虚拟货币最初使用PoW，但是出块速度达到15s一个区块也变大，引入账本叔块的引入网络要求、存储要求使得挖矿集中之后逐渐转型Proof of stake使得能源消耗降低价值体系封闭，避免恶意冲击问题进一步越出算法，内部人性，外部博弈图灵完备的体系智能合约（自动、不可篡改）下一代互联网？有计划的通胀，得开发者得天下链

7、上应用与坚实底链04EOS的设计与ICO二、区块链技术与虚拟货币EOS：第三代区块链的高调争夺者，但是饱受争议图灵完备：可以运行计算机上的大多数程序高效：每秒钟支持的交易数几千甚至数万（出块时间3s-0.5s）共识机制：DPoS delegated proof of stake首先所有节点投票产生21个超级节点记账由这21个超级节点完成使用pBFT冷启动：ICO: Initial coin offering以其他主流加密货币换取本代币用以支付费用（链上应用）主创回报具有极大的投机性与风险，被我国严禁05加密货币设计：效率与公平的权衡二、区块链技术与虚拟货币新的加密货币并非创新，而是权衡高效且中

8、心化去中心化且低效Visa 微信/支付宝中心化比特币PoWETHPoSEOSDPoSLibraBFT问题的一开始是工程师解决了数学家说no的事情从算法，到工程实践；从code is law到引入了更多的人性博弈数学计算机经济学法学政治学哲学05再议去中心化、去信任化二、区块链技术与虚拟货币去中心： 信任的凭证（工作量、代币）是分散的、极低门槛的去信任： 共识机制保证着记账权的概率获得 准入门槛与区块链保证着攻击代价高昂、周知、收益低按照记账权的分类，可以认为有三大类区块链：公有链、联盟链、私有链不同的应用范围-不同的准入门槛-不同的共识机制-不同的信任与效率05怎样决策是否使用区块链二、区块链

9、技术与虚拟货币YesYesNoYesYes是否多方数据有否信任问题中心化方案可否是否算力经济是否限制参与甭用公有链Token即币联盟链盟外无感NoNoYesNoNo05小结与参考文献二、区块链技术与虚拟货币区块链与共识机制是两件事儿区块链：数据结构；可追溯，不可更改共识机制：如何解决多方信任问题；去中心化，去信任化，效率，能耗，匿名性使用区块链不代表它就天然可信。比特币的PoW是开创性工作，PoS及DPoS是在追求一个最佳的权衡信任愈发从纯技术转向复合，从代码走向博弈关于相关技术性的学习资料肖臻老师区块链课程。 B站av37065233区块链：技术驱动金融比特币、以太坊、EOS的白皮书、黄皮书

10、PBFT相关论文 (BGP,1982; pBFT, 2002)区块链的经济学视角。 （徐忠，邹传伟2018）技术资料中立性，小心夹带私货虚拟货币的资产属性与交易所区块链技术与虚拟货币二三Libra与央行数字货币一本讲导读本讲小结五四第5章 区块链、通证经济与加密货币设计原理虚拟货币的资产属性与交易所虚拟货币的资产属性01交易所的基本功能与风险放大02通证经济理论0301货币与资产之辨货币需求理论：交易动机预防动机投机动机比特币逐步背离了货币的定位交易效率与延迟问题价值波动问题匿名性问题与监管价值实现的路径三、虚拟货币的资产属性与交易所02数字货币交易所的基本功能：中介与做市商三、虚拟货币的资产

11、属性与交易所02数字货币交易所：特殊地位三、虚拟货币的资产属性与交易所加密货币的法币价格多数加密货币无法在现实世界使用（效率、价值波动、技术）数字货币更像是一种资产而非货币交易所执行KYC准则，实现匿名化的可控制加密货币的匿名在于人和账户之间的匿名而非交易匿名交易所账户强实名，使得兑现法币变得实名交易所本身是一个很大的市场交易者交易所的创始人持有大量数字货币 交易所规则要求货币转入账户或者发行自己的平台币小额交易者往往不能真正持有、交易比特币金融衍生品风险追逐的投资者和“平稳”币值高杠杆产品（20 x）、手续费和币值操控Gandal, Neil, et al 2018 bitcoin mani

12、pulation03通证的定义与特性通证即token，一定有价值而未必有价格基于区块链技术建立的账本和权证登记数据库难篡改和可编程性通证的其他分类功能性通证（Utility Token）证券型通证（Security Token）稳定币三、虚拟货币的资产属性与交易所03通证的定义与特性图1 国际清算银行通证分类与属性三、虚拟货币的资产属性与交易所03通证经济理论和实践应用资产证券化加深加速通证的数字化特性区块链网络带来的难篡改特性易于拆分、安全结算、透明交易交易自动化普及以太坊：利用区块链技术的通用计算机（可以执行合约）智能金融衍生品合约社区成为公司以外的新选择随着通证的产生，产权界定和交易履约

13、保证的费用都在急剧的减少，这将使公司更加扁平化，成为一个更加松散而接近自由市场的组织。新的生产和分配方式三、虚拟货币的资产属性与交易所Libra与央行数字货币区块链技术与虚拟货币二四本讲导读三区块链技术与虚拟货币本讲小结五一第5章 区块链、通证经济与加密货币设计原理Libra与央行数字货币Libra的技术细节01Libra的威胁02央行数字货币的设计0301Libra：愿景宏大四、Libra与央行数字货币国际化货币线上线下稳定币值资产组合背书使用区块链独立监管普惠金融脱离现金01共识机制：拜占庭容错（2/3阈值)四、Libra与央行数字货币Libra使用了最传统的拜占庭容错共识机制区块链并不能

14、解决信任问题用户必须信任100家核心发起机构02为什么Libra让人担心四、Libra与央行数字货币用户基数庞大且跨国（FB + WhatsApp 27亿）跨境服务与资本管制，对弱势法币的冲击资产背书：全部是现金进一步加强美元霸权与谄媚日、新隐私政策与监管的KYC要求金融账户的价值与平台资本主义03央行数字货币的设计：DC/EP四、Libra与央行数字货币在数字货币时代继续保持二元架构，部分取代m0中央银行商业银行用户发行回笼存钱取钱拆借流通中央银行商业银行用户商业银行账户系统商业银行账户数字货币钱包电子现金数字货币实体钱币发行/回笼验证真实性充值兑换存取03央行数字货币的设计要点四、Libra与央行数字货币脱离区块链与实体货币、电子货币长期共存受限的匿名：前台匿名、后台实名二元模型: 商业银行的角