20、金融科技中的区块链应用与规划指南

金融科技中的区块链应用与规划指南

在金融科技领域，区块链技术凭借其数据难以篡改和被攻击的特性，为网络参与者构建了一层信任基础。当确定有合适的区块链用例并打算开发应用时，需要综合多方面因素进行规划。

1. 规划区块链应用

规划区块链应用时，首先要明确应用区块链的核心目的，深入了解用例，从用户、资产、参与者和网络等方面梳理需求。
- 定义用户
- 用户类型 ：与区块链网络交互的人员，包括管理员、审计员、节点操作员和终端用户。
- 需考虑的问题 ：
- 用户需采取的行动类型，是仅查看还是与区块链交互。
- 用户是否属于某个组织，在组织中的角色以及是否存在组织层级。
- 用户的交易和持有资产能力是否取决于其角色。
- 用户通常与系统交互的方式，如使用手机或笔记本电脑。
- 用户身份 ：一是考虑是否需要基于区块链的身份或账户，若需要则涉及用户密钥管理，包括用户是否有能力管理私钥、是否需要密钥恢复机制、是否运行密钥管理服务及相关安全考量。二是用户档案作为连接用户与现实身份的纽带，多数商业用例因法律或业务需求需特定身份形式，要考虑身份验证方式和所需身份信息，收集后要安全存储和管理用户数据。不同类型区块链有不同身份验证和管理方式，如私有或许可区块链通过网关或控制器验证身份，公共区块链可在服务器收集用户身份并与区块链账户关联，或使用与可信数据库相连的身份预言机。
- 定义资产
- 资产类型 ：
- 加密货币 ：通过区块链算法生成的链上资产，如比特币挖矿产生的比特币，仅存在于区块链上。
- 物理财产权利 ：如房地产、车辆或贵金属等物理财产的权利可在区块链上数字化，需可信方作为数字所有权的发行方，并要有合法流程确保资产可赎回，数字化可使资产碎片化，便于大众市场参与和资产所有者融资。
- 无形数字资产 ：网络中的实体可数字化生成，通常需受信任的参与方，如信用证、银行担保、忠诚度积分、股权和知识产权等。
- 资产属性 ：需考虑资产的可替代性，加密货币通常不可替代，代表财产的代币需可替代，特定财产的碎片化代币也可替代。数字资产/代币一般应可转让，但医疗记录、身份登记、教育证书和就业记录等特定资产不可转让。
- 定义交易
确定网络中的资产类型后，需考虑管理这些资产的规则，即网络中发生的交易。交易类型包括：
- 添加 ：创建或发行资产。
- 转移 ：资产所有权变更。
- 更新 ：资产的变更，如更新过期日期或状态。
- 删除 ：销毁资产。
- 查询 ：查找资产信息。
- 设计智能合约
将资产和交易打包成智能合约，智能合约是用代码表示的资产规则。设计时要考虑资产转移的底层规则和条件，理解业务流程，明确资产的创建方式、所有者和转移权限。由于部署后智能合约难以更改，要确保具备必要功能，考虑“坏”情况以设置“退出”机制，特别是处理有价值数字资产的智能合约。
- 确定网络
明确参与者、资产和交易后，需考虑网络相关问题。包括谁来运营和监管区块链，是否需要网关连接区块链网络外的系统，是否需要集成外部数据源。区块链网络中的参与者不仅有用户，还需考虑他们访问和与区块链交互的方式，是否需要成为区块链网络的节点。以下是区块链网络中可能的参与者类型：
| 参与者 | 职责 |
| — | — |
| 区块链架构师 | 根据系统要求设计网络和软件 |
| 区块链开发者 | 开发和编写区块链协议及智能合约 |
| 区块链操作员 | 运行和管理区块链的日常运营 |
| 区块链监管者 | 制定和执行规则，管理节点，多见于许可区块链 |
| 证书颁发机构 | 向用户颁发认证证书并提供身份验证 |
| 区块链节点 | 区块链网络上的服务器，可能参与共识和存储区块链账本 |
| 区块链用户 | 使用区块链网络的个人或实体 |
| 传统数据源和处理平台 | 可能需要连接到区块链的第三方数据源和系统 |
| 软件钱包 | 管理分配给区块链用户的数字资产 |
| 应用程序 | 为用户提供连接网络并与其功能交互的接口 |
| 智能合约 | 部署在区块链上管理资产和交易的代码 |
| 账本 | 记录交易的区块链数据库 |
| 事件 | 可用于触发智能合约流程的外部信息源（或预言机） |
| 系统管理 | 管理区块链网络的程序，如升级协议和授予节点权限 |
| 系统集成 | 连接区块链网络与第三方信息源的软件 |

规划区块链应用的流程可通过以下 mermaid 流程图展示：

graph LR
    A[明确应用目的] --> B[定义用户]
    A --> C[定义资产]
    A --> D[定义交易]
    B --> E[设计智能合约]
    C --> E
    D --> E
    E --> F[确定网络]

2. 选择区块链技术

选择区块链技术时，首先要判断是否需要自建区块链网络。以下情况可能需要自建：
- 有与代币相关的用例，代币作为网络运营的实用工具。
- 使用独特的共识协议激励网络参与者，可从协议层面定制区块链网络。
- 计划运行仅允许合作伙伴加入的许可区块链网络，如 Hyperledger 家族、Corda、Multichain 和以太坊（企业版）等技术可用于定制和运行区块链网络。

若有经验丰富的开发团队，可从协议层面编写区块链的共识和规则。如今有许多成熟的区块链网络开发工具，也可选择区块链即服务（BaaS）提供商，如 Azure、AWS 和 Kaleido，通过简单操作实现区块链网络。

部署区块链时，要考虑是采用许可型还是公开型，以及区块链数据的可见性。许可（私有）和无许可（公共）区块链网络各有优缺点，选择取决于用例、公司政策和利益相关者的观念，没有绝对的优劣之分。创建网络时还需考虑网络形成能力，如创建行业级区块链要争取行业多数参与者和相关权威机构加入，启动公共区块链要吸引节点或矿工加入并考虑激励措施。

很多情况下无需部署自己的区块链网络，若仅关注创建去中心化应用（dapp），可将智能合约部署到现有区块链网络。选择现有公共区块链时，要考虑解决方案的非功能需求，如用户数量、交易 volume 和速度，以及服务水平要求，同时要注意安全性和速度之间的权衡。以太坊仍是部署 dapp 的首选网络，但许多下一代区块链网络如 QTUM、NEO、Cardano、Zilliqa、EOS、Tron 和 Tezos 也在迎头赶上，以太坊 2.0 旨在解决以太坊目前面临的扩展问题。若隐私至关重要，可考虑具有内置隐私功能的区块链技术。此外，还可采用混合模式，私有许可区块链依赖公共区块链维护不可变性和信任，如 Komodo 的延迟工作量证明和 Kaleido 的以太坊绑定服务。

选择区块链技术/网络的流程如下：

graph LR
    A[判断是否需要自建网络] --> B{需要自建?}
    B -- 是 --> C[选择自建技术]
    B -- 否 --> D[选择现有网络]
    C --> E[考虑许可或公开]
    D --> F[考虑网络健康和功能支持]
    E --> G[考虑数据可见性]
    F --> H[考虑非功能需求]
    G --> I[确定最终方案]
    H --> I

3. 设计代币经济学

代币经济学源于机制设计，机制设计是一种通过设计激励措施（或经济机制）以实现战略结果（参与者理性行动）的经济学方法。比特币的机制设计旨在促使矿工验证交易、确保区块链账本的一致性并防止双重花费，通过有限供应和激励措施赋予比特币经济价值并驱动矿工积极性。

设计自己的代币和共识时，关键是明确期望实现的结果，确保网络参与者的激励措施与该结果一致，同时要警惕意外结果。例如，比特币设计时未预料到矿工会集中化、挖矿算力集中以及大量电力消耗等问题。

设计代币时需注意以下属性：
- 代币的创建或生成方式。
- 代币在网络中的分配方式，是否具有竞争性。
- 代币在网络中的实用功能。

某些情况下，目标不仅包括区块链网络内的行动，还涉及代币价格。代币价格由网络内外的因素共同决定，非参与者的交易也会导致价格波动。若代币旨在为区块链网络提供实用功能，需考察外部市场的价格波动性，比特币的波动性和投机性使其难以实现作为支付代币的初衷。

4. 整合方案

综合考虑上述各方面因素后，可通过流程流程图描述解决方案中的流程，映射用户的端到端旅程。流程图应包含各类用户或参与者、用户界面或应用程序、区块链网络、智能合约和资产以及它们之间的交互（交易）。以区块链上的教育证书用例为例，学校使用发行应用程序与区块链交互，存储证书哈希用于验证，发行应用程序将证书返回学校，学校再发给学生，学生可与潜在雇主分享证书，学生和雇主均可使用 Web 应用程序验证证书真实性，Web 应用程序通过查询区块链上存储的哈希来验证证书，若证书被篡改或伪造，Web 应用程序将返回否定结果。

为更好理解用例的实施，可绘制用户界面草图或创建网站原型。以下是教育证书用例的简单流程描述：
| 步骤 | 操作 | 参与方 |
| — | — | — |
| 1 | 学校使用发行应用程序存储证书哈希 | 学校、发行应用程序、区块链 |
| 2 | 发行应用程序返回证书给学校 | 发行应用程序、学校 |
| 3 | 学校将证书发给学生 | 学校、学生 |
| 4 | 学生与潜在雇主分享证书 | 学生、潜在雇主 |
| 5 | 学生和雇主使用 Web 应用程序验证证书 | 学生、雇主、Web 应用程序、区块链 |

通过以上步骤和考虑因素，能够更全面地规划和开发区块链应用，在金融科技领域实现更高效、安全和可信的业务流程。

金融科技中的区块链应用与规划指南

5. 区块链应用规划总结与关键要点回顾

在规划和开发区块链应用的过程中，我们涉及了多个重要的方面，下面对关键要点进行总结回顾。

首先，规划区块链应用时，要从核心目的出发，全面梳理需求。明确用户、资产、交易、智能合约和网络等要素：
- 用户方面 ：准确界定用户类型，考虑其行动类型、组织角色、资产能力和交互方式，同时妥善处理用户身份和密钥管理问题。
- 资产方面 ：识别不同类型的资产，如加密货币、物理财产权利和无形数字资产，关注资产的可替代性和转让性。
- 交易方面 ：确定各类交易规则，包括添加、转移、更新、删除和查询资产。
- 智能合约方面 ：将资产和交易规则代码化，设计时充分考虑业务流程和“坏”情况。
- 网络方面 ：明确参与者职责，考虑网络运营、监管、连接和集成等问题。

选择区块链技术时，要根据具体情况判断是否自建网络，考虑技术类型、许可模式、数据可见性、网络形成能力等因素。若选择现有区块链网络，需关注非功能需求和网络健康状况。

设计代币经济学时，要明确目标结果，确保参与者激励一致，注意代币的创建、分配和实用功能，以及价格波动性对网络的影响。

最后，整合方案时通过流程流程图和用户界面设计，清晰呈现解决方案的流程和交互。

以下是规划区块链应用的关键要点表格总结：
| 规划阶段 | 关键要点 |
| — | — |
| 规划区块链应用 | 明确核心目的，梳理用户、资产、交易、智能合约和网络需求 |
| 选择区块链技术 | 判断是否自建网络，考虑技术类型、许可模式、数据可见性等 |
| 设计代币经济学 | 明确目标结果，关注代币属性和价格波动 |
| 整合方案 | 绘制流程流程图，设计用户界面 |

6. 实际案例分析：以供应链金融为例

为了更好地理解上述区块链应用规划和开发的流程，我们以供应链金融为例进行实际案例分析。

在传统供应链金融中，存在信息不透明、信任缺失、流程繁琐等问题。通过引入区块链技术，可以构建一个更加高效、可信的供应链金融生态系统。

6.1 规划区块链应用

• 定义用户 ：
  • 核心企业 ：作为供应链的核心，负责发起交易、确认账款等。需要与区块链系统进行交互，具有较高的权限。
  • 供应商 ：向核心企业提供货物或服务，通过区块链查询账款状态、进行融资申请等。
  • 金融机构 ：为供应商提供融资服务，需要验证交易信息的真实性和可靠性。
  • 监管机构 ：对供应链金融业务进行监管，确保合规性。
• 定义资产 ：
  • 应收账款 ：供应商对核心企业的债权，可在区块链上进行数字化表示和流转。
  • 融资额度 ：金融机构为供应商提供的融资额度，作为一种资产在区块链上进行管理。
• 定义交易 ：
  • 添加 ：核心企业确认账款，在区块链上添加应收账款资产。
  • 转移 ：供应商将应收账款转让给金融机构进行融资。
  • 更新 ：随着业务进展，更新应收账款的状态（如已还款、逾期等）。
  • 查询 ：各方查询应收账款的信息和融资状态。
• 设计智能合约 ：
  • 智能合约规定了应收账款的转让条件、融资利率、还款方式等规则。例如，当核心企业确认账款后，智能合约自动触发融资流程，金融机构根据约定的利率向供应商提供融资。
• 确定网络 ：
  • 该区块链网络可以是许可型的，只有核心企业、供应商、金融机构和监管机构等授权参与者才能加入。
  • 网络需要与外部系统（如银行系统、税务系统等）进行集成，获取相关数据。

以下是供应链金融区块链应用的简单 mermaid 流程图：

graph LR
    A[核心企业确认账款] --> B[添加应收账款资产]
    B --> C[供应商申请融资]
    C --> D[金融机构审核融资]
    D --> E[转移应收账款]
    E --> F[金融机构放款]
    F --> G[核心企业还款]
    G --> H[更新应收账款状态]

6.2 选择区块链技术

考虑到供应链金融的业务特点和安全要求，可以选择许可型区块链技术，如 Hyperledger Fabric。该技术具有较高的安全性和可扩展性，适合企业级应用。同时，可以借助区块链即服务（BaaS）提供商，快速搭建区块链网络。

6.3 设计代币经济学

在供应链金融中，可以设计一种内部代币作为激励机制。例如，供应商按时还款可以获得一定数量的代币，这些代币可以用于兑换服务或获得优先融资资格。代币的发行和分配规则通过智能合约进行管理，确保公平性和透明度。

6.4 整合方案

通过绘制详细的流程流程图和设计用户界面，将供应链金融的各个环节清晰地呈现出来。各方参与者可以通过用户界面方便地进行操作和查询，提高业务效率。

7. 未来趋势与展望

随着区块链技术的不断发展和应用场景的不断拓展，未来区块链在金融科技领域将呈现以下趋势：
- 与其他技术融合 ：区块链将与人工智能、物联网、大数据等技术深度融合，创造出更加创新的金融服务模式。例如，结合物联网技术实现资产的实时监控和追溯，结合人工智能技术进行风险评估和预测。
- 行业标准和规范的建立 ：随着区块链应用的普及，行业标准和规范将逐渐建立，提高区块链系统的互操作性和兼容性。这将促进区块链技术在不同行业和领域的广泛应用。
- 监管政策的完善 ：政府和监管机构将加强对区块链金融的监管，制定相关政策和法规，保障金融市场的稳定和安全。同时，监管政策也将为区块链技术的发展提供引导和支持。
- 应用场景的拓展 ：除了供应链金融，区块链还将在跨境支付、保险、证券交易等领域得到更广泛的应用，推动金融行业的数字化转型。

总之，区块链技术为金融科技带来了新的机遇和挑战。通过合理规划和开发区块链应用，结合未来趋势进行创新和发展，我们可以构建更加高效、安全和可信的金融生态系统。

通过以上对区块链应用规划、技术选择、代币经济学设计、实际案例分析以及未来趋势的探讨，我们对区块链在金融科技领域的应用有了更深入的了解。希望这些内容能够为读者在实际应用中提供有益的参考和指导。