区块链技术发端于 2009 年开始的全球数字货币浪潮，但对金融的影响却已远远超出数字货币领域。从根本上讲，它创造了一种新型的价值登记和交换技术，是账本技术继电子化之后的又一次重大飞跃。如果说证券无纸化、电子化业务处理是信息技术带来的第一次金融基础设施革命，那么证券数字化、去中心化业务处理则将可能是信息技术带来的第二次金融基础设施革命。
信息技术进步与证券无纸化、电子化发展
世界上可查证的最古老股票由荷兰东印度公司在 1606 年 9 月 9 日发行。它印在纸上，上面有投资人名册、发行人、金额等信息，还有相关人员的签名。这是股东权益的一纸契约，立字为据。
纸质证券的缺点在于，证券交收需要纸质移动，涉及印制、储藏、运输、交付、盖章、背书等一系列操作，步骤多，流程长，效率低。随着证券交易量迅猛增长，纸质证券交收越来越力不从心，终于在 20 世纪 60 年代末爆发了证券史上的纸质作业危机（Paperwork Crisis）。1968 年，纽约证券交易所日均股交易量 1600 万，是 1950 年的日均 200 万股的 8 倍。缓慢的交收处理导致大量订单未能及时交割。纽约证券交易所不得不缩短每日的交易时间，并在每星期三休市一天，以处理积压的纸质文件。
为解决纸质作业危机，欧美证券业建立了中央证券存管 (Central Securities Depository，CSD) 制度和证券名义持有制度，通过多层级的第三方簿记形式，实现纸质证券的非移动化交割，使证券交收效率大幅提升。但证券仍以纸质为主，与纸质证券有关的成本、风险以及效率依然存在。
到 20 世纪 80 年代末，计算机存储和通信成本大幅下降，证券无纸化方真正成为可能。证券从发行环节开始，就可用电子账簿记录代替纸质凭证，全业务流程采用高效的电子化处理。1989 年，澳大利亚开展证券无纸化改革。1992 年、1995 年和 2001 年，英国先后发布三份《无纸化证券法》，开展证券无纸化改革。其他国家还有芬兰、挪威、爱沙尼亚、拉脱维亚等。我国资本市场在 20 世纪 90 年代初建立时也实现了证券全面无纸化，处于国际领先地位。
区块链技术带来的新型金融基础设施「革命」
传统金融基础设施框架中，中央证券存管（CSD）、证券结算系统（Securities Settlement System，SSS）、中央对手方（Central Counterparty，CCP）、支付系统（Payment System，PS）所提供的证券登记、清算、结算功能，均采用第三方簿记形式，由 CSD、SSS、CCP、PS 等中心机构在中央服务器上对证券账户或资金账户的余额计增计减，从而完成证券和资金的转移。
而在基于区块链的金融基础设施框架，钱包地址取代了账户，客户无须在特定的中心机构开户，其私钥在本地生成，然后从中导出公钥，再变换出钱包地址，相当于自己给自己开账户，这是首要不同。其次，分布式账本取代了中心账本。每个客户都有一个账本，大家一起共有、共享账本信息。账本就像证券市场的信息披露，公开、透明、可追溯。而且所有人都可参与记账，成为记账人。再次，在价值形式上，未花费的交易输出（Unspent Transaction Output，UTXO）取代了账户余额，这是经公众一致同意后的价值索取权，而不是第三方账簿记录的数目。最后，在解决价值转移的「双花」问题上，共识算法取代了第三方背书，它利用经济激励相容设计，解决了在没有可信中间人的情况下的造假问题。
在纸媒时代，证券的形式是纸质凭证，立「字」为据；在电子化时代，证券无纸化，以「第三方电子簿记」为据；在数字时代，证券的形式则是可信数字凭证，立「数字」为据，我们可称之为「数字证券」。它不依赖第三方，数字证券分布式账本本身就是 CSD、SSS，是天然的交易报告库（TR），甚至可以是 PS。除证券登记结算，还可应用智能合约技术，在数字证券分布式账本上将目前的证券交易和 CCP 的业务逻辑编成代码，用算法实现，从而在链上直接开展去中心化资产交易和中央对双方清算。这是全新的可以集证券交易、CSD、SSS、PS、CCP、TR 为一体的金融基础设施。
目前还很难论断，基于区块链的新型金融基础设施是否一定比传统的金融基础设施更具有优势，至少在性能方面，争议不断。但不可否认的是，它确实为我们提供了一种完全不同于中心模式的金融基础设施技术方案。在某些方面，它的优点显著。
如系统的抗攻击性和稳健性。当发生节点故障时，只要共识算法所必需的节点能够运行，则区块链系统的可用性不会受到影响。无论系统宕机时间长短，验证节点都能够恢复。相比于中央服务器的单点失效风险，区块链系统更具有优势。近年来，因黑客攻击或技术故障，交易所交易系统宕机时有发生，如多伦多证券交易所、东京证券交易所、新加坡交易所、孟买证券交易所、纳斯达克交易所等。最严重的一次是 2020 年 8 月新西兰证交所连续 5 个交易日遭遇网络攻击，交易多次被迫临时中断。而完全开放和裸露的比特币网络系统自 2009 年运行至今尚未因网络攻击而宕机，高度稳定。
又如系统的开放性和普惠性。传统的金融基础设施不仅封闭，而且分割，以邻为壑，信息交互效率低，成本高。基于区块链的新型金融基础设施则不受传统账户体系和封闭网络限制，具有更强的金融普惠，并可以在同一个网络连接各方主体，集成各项金融基础设施功能，具有统一、无缝、泛在、普惠的特点。它可以在零售、跨境、场外等分割程度较高、痛点比较显著的场景发挥积极效能。
基于区块链的新型金融基础设施构想
基于区块链的新型金融基础设施已经引起证券业的广泛关注。比如，澳大利亚证券交易所计划采用基于区块链技术的系统取代现有的电子结算系统。瑞士证券交易所提出了建立基于区块链技术的数字资产交易所（SIX Digital Exchange, SDX）。美国证券存托与结算公司（Depository Trust and Clearing Corporation, DTCC）开展了基于区块链的证券回购交易后处理试验。德国的国家区块链战略则提出从数字债券入手，推动基于区块链技术的证券发行和交易。但与如火如荼的全球数字货币浪潮相比，证券业对区块链技术的应用与探索略显冷清。
应该说，在证券业，基于区块链的新型金融基础设施探索才刚开始。应该如何建设？不同证券品种的技术方案如何设计？相应业务流程和操作如何开展？关键点在哪？在具体场景如何发挥区块链技术的积极作用？传统金融基础设施机构是否将不复存在？新的角色是什么？新型金融基础设施的风险点在哪？应该如何对其进行监管⋯⋯这些问题还模糊不清。为此，需要一个系统、完整的理论框架指导基于区块链的新型金融基础设施的实践探索。本部分提出基于区块链的新型金融基础设施的基本框架构想。
DLT-CSD 账本
作为新一代价值登记和交换技术，区块链技术最有可能在证券登记结算领域率先得到应用。即保持证券交易和清算流程不变，前端依然由证券交易所负责交易，中央对手方（CCP）负责清算，而后端转化为基于区块链的证券登记结算系统（简称「DLT-CSD」）。此为基本框架。基本框架对现有金融市场基础设施格局的改变较小。DLT-CSD 账本至少可包含证券登记结算机构、证券交易所、证券公司、商业银行、证券发行人（上市公司）、投资者、中央银行、证券监管部门等 8 类节点，具有与传统 CSD 完全一样的金融基础设施功能，只是在实现形式上发生了根本变化。
证券存管与证券账户
证券持有人持有的证券，在上市交易时，应当全部存管在 CSD。在传统 CSD 模式下，CSD 为每个投资者开立账户，证券存管后投资者所持有的证券权益体现为其在 CSD 账本上的账户余额，而在 DLT-CSD 模式下，传统证券账户则变成了钱包地址，证券相应地变成在分布式账本上存储的加密数字资产。加密数字资产指向投资者的钱包地址，只有投资者的私钥才能打开。私钥非常隐秘，本地通过椭圆曲线算法，从中导出公钥，再做两次哈希运算，然后做一个数据的编码整合，产生一个长位数，就是钱包地址。
证券登记结算
证券登记是对证券持有情况的认定，包括初始登记、变更登记（即证券结算）和退出登记。先谈变更登记，传统 CSD 通过账户余额增减的形式记录证券的归属及变动，而在 DLT-CSD 账本，数字的流转就是价值的流转，数字化的证券直接点对点流转，不依赖第三方中介机构。具体流程是：付券方先获知收券方的钱包地址和公钥，用对方公钥对证券划转报文进行加密，然后用自己的私钥签名，进行全网广播。全网收到证券划转信息后，共识验证这一证券划转报文是由哪个地址发出，想划转到哪个钱包地址，最终收券方用自己钱包地址的私钥解开证券划转报文，获取证券。
对于初始登记和退出登记，为了保障公开发行、证券登记等相关监管政策的落地实施，DLT-CSD 可采用双重签名机制。也就是说，只有经过证券发行人、证券监管部门和公证人中的两方签名之后，证券发行人才能发起初始登记和退出登记。而交易过户或非交易过户发起的变更登记，则可不经证券监管部门和公证人签名。
集中交易过户不改变现有交易后结算业务链条，交易订单经 CCP 清算后，发送至 DLT-CSD 账本，由结算参与人签名确认，并向 DLT-CSD 账本提交证券划转指令，以进行变更登记。DLT-CSD 系统与 PS 系统之间则通过券款对付机制（后续将详细阐述），实现证券结算和资金结算的原子性和最终性。
公司服务
传统 CSD 为上市公司提供的服务包括证券持有人名册查询、权益派发、网络投票服务等，而在 DLT-CSD 的环境下，这些服务可交由智能合约自动执行。证券发行人作为账本节点，自动获得证券持有人的名册；同初始登记一样，证券发行人通过双重签名机制，进行股利发放等权益派发；由于分布式账本身就是一种投票系统，因此可在 DLT-CSD 账本上直接开展网络投票。
结语
数字化技术手段下，基于区块链的新型金融基础设施可行而且可控，监管也更加精准，因此它是规范的。区块链账本不易伪造，难以篡改，且可追溯，容易审计，所以它是透明的。它使金融服务更加自由开放、更有活力，而且它还基于可信技术，容错性强，更有韧性。因此，它是符合「规范、透明、开放、有活力、有韧性」五大标准的新型金融基础设施，潜力无限，前景可期。
By 姚前