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区块链解决跨境支付清算系统的原理与发展现状

添加时间:2022-08-31

  一、引言

  在开放经济中,由于商品、人员、信息和资金跨境流动,企业、个人和政府机构需要进行跨境支付或接收境外付款,这些资金收付具有跨境、跨时区和跨货币的特点,通过跨境支付系统完成,形成跨境支付清算产业。

  跨境支付清算产业是一条高附加值的价值链,包括最终用户、支付服务提供商、代理银行、中央银行、金融市场基础设施提供商等多个国家的众多机构。代理银行制是这条产业链中的典型安排,本文简称为银行体系跨境支付系统。银行体系跨境支付系统由银行之间形成的联行/代理行网络、银行间通信系统、各国运营的清算系统构成。

  商业银行之间的联行/代理行组成银行体系跨境支付系统的服务机构网络,各家银行在联行或代理行开立账户,通过贷记和借记帐户余额的方式,完成资金的跨国流动。机构之间的通讯系统构成支付清算的技术支持系统,包括跨境通讯系统和本地通讯系统,跨境通讯系统需要接入本地通讯系统,形成完整的跨境通讯系统。

  SWIFT是国际上最主要的跨境金融通信服务供应商,提供标准化报文及传输平台。作为解决跨货币问题的方案,跨境支付通常使用国际关键货币作为支付货币。在现行的法定货币体系中,外币不能进入本币清算系统,各国银行将外币存款账户开设在支付货币发行国的银行或清算机构,通过货币发行国的国家清算系统完成最终清算。

  银行体系跨境支付系统的痛点是成本高、速度慢和透明性低。跨境支付的成本费用包括代理银行费用、外汇费用、电信费用等,同时还面临跨多个司法管辖区而导致的合规成本,致使跨境支付面临高成本的挑战。

  由于跨境支付缺乏标准化信息、通用规则和程序,支付服务提供商之间很难进行互操作,业务处理流程慢,不同时区导致全球支付系统开放时间的差异也制约业务处理速度,导致跨境支付速度慢。在资金使用效率上,在通过国家支付系统时还受不同货币的净额结算效率的影响。

  代理银行可以到达任何国家,任何拥有银行帐户的人都可以使用。但是,提供代理银行服务的公司数量正在下降,也未能覆盖那些没有银行帐户的用户。

  区块链技术为解决跨境支付清算行业的痛点提供了可行性方案,被认为是新一代金融市场基础设施的技术雏形,在跨境支付和交易清算两个领域,出现了用区块链技术重塑跨境金融基础设施的趋势。区块链跨境支付的优势在于可靠性、速度、更大的市场准入和透明度。区块链跨境支付系统基于分布式账本技术使用智能合约交易代币化的不记名资产,从而减少整个过程的步骤数。

  分布式帐本技术效率表现在点对点支付,在信贷和流动性成本节约、对帐的速度和透明度、自动处理的效率等具有优势,能够增加金融服务的可及性,拓展新的业务机会,支持客户尽职调查记录在组织之间以及跨境支付的互用性,可以消除跨境支付系统的单点操作风险,通过智能合约和共识机制能保证数字资产的安全,解决货币双花问题及网络安全问题。

  在跨境支付领域,数字货币技术为解决跨货币问题提供方案。数字货币已经越过加密货币阶段,正沿稳定币与央行数字货币两个方向发展。加密货币没有发行人,不代表任何基础资产或负债,更多地被视为高度投机性的资产,而不是被视作一种支付手段。

  新兴的稳定币试图通过将其币值与资产或资产池的价值联系起来以稳定数字货币的价格,用作付款和价值存储手段的可能性更高。具有全球影响的稳定币被称为全球稳定币。由于强大的网络效应、巨大固定成本和数据访问的指数效应,全球稳定币可能会取得市场支配地位。

  货币发行和提供清算服务是中央银行的重要职能,私人数字货币的发行和支付领域中创新应用都指向央行的这两大职能,许多中央银行意识到分布式账本和稳定币等新兴技术将改变中央银行,开始采取积极行动,探索发行央行数字货币。已有多家中央银行分别或集体评估发行央行数字货币的相关工作。

  央行数字货币具有负债属性,是中央银行直接对金融机构和社会公众发行的电子货币,属于法定货币的一种形态。中央银行数字货币的设计可以旨在提供一种通用的基本付款方式,可以显着提高支付系统的效率,速度和弹性,降低清算系统的信用风险与流动性风险,还可以使用智能合约和净额结算算法节省流动资金。

  面对区块链技术带来的变革,跨境支付清算产业价值链上的参与方,应如何调整与适应?区块链跨境支付系统目前已经取得哪些突破?存在哪些尚未突破的问题?研究这些问题对于跨境支付清算系统价值链重塑的方向和技术开发具有重要的意义。

  本研究把跨境支付清算行业视为一条价值链,分析区块链跨境支付清算系统的工作原理。同时,在价值链的研究视角下,将中央银行视作跨境支付清算行业的关键部门,不仅作为金融监管者和公共物品提供者为本国在跨境支付价值链上的各方提供制度安排,还作为跨境支付清算行业的竞争者,参与跨境金融基础设施的国际竞争,为解决区块链跨境支付清算产业中尚未突破的问题寻找解决方案。

  二、区块链解决跨境支付清算系统的技术路线及效率原理

  (一)区块链解决跨境支付问题的技术路线

  参考区块链理论文献和区块链跨境支付清算企业的技术文件,按照核心底层技术——形成技术方案——解决经济问题——效率表现的思路,整理并绘制区块链跨境支付解决方案的技术路线图,见图1。

  区块链跨境支付解决方案的技术路线由里向外包括四个层次。

  第一层是区块链核心底层技术层,包括智能合约、分布式帐本、共识机制和数字货币技术。

  第二层是区块链为解决跨境支付服务的信息传递、跨境、跨货币和跨时区问题的技术方案,智能合约解决跨境支付中交易合约的编程与执行问题,分布式帐本技术解决跨境支付中交易信息的存储、传递与查询问题,共识机制解决验证者之间对交易和帐本达成一致的问题,数字货币解决跨货币兑换问题。

  第三层次是区块链核心技术及其应用解决的跨境支付中的经济问题,智能合约技术将双方交易意愿用程序语言形成标准化智能合约,形成区块链上交易信息的统一标准化格式;分布式帐本解决信息存储与传播问题;共识机制保证交易的真实性和分布式帐本的一致性;数字货币技术解决区块链上的跨货币问题;区块链技术促进银行等金融机构甚至非金融机构在跨境支付系统中角色转换,从代理行/运营商转换为验证者和/或货币兑换流动性提供商。

  第四层次是区块链跨境支付服务在速度、成本、安全等方面的效率表现。

区块链跨境支付解决方案的技术路线

图1 区块链跨境支付解决方案的技术路线

  (二)区块链技术提升跨境支付效率的工作原理

  1. 智能合约技术提高跨境支付清算效率的原理

  区块链跨境支付的任务仍是实现资产跨境转移,只是资产采取数字资产的形式。智能合约首先解决将现实资产转换为数字资产问题,通过代币或帐户生成数字资产。

  同时,解决在区块链中把经济合同的纸本转换成计算机程序代码的技术问题,将经济合同编写成程序代码,用程序语言编程录入;智能合约在区块链网络中可被读取,通过状态机复制等技术传播交易信息;通过脚本程序执行智能合约,减少付款方数字资产,增加收款方数字资产,并将交易结果和交易顺序存储到帐本之中。

  与银行体系跨境支付系统的信息技术相比,智能合约解决了跨境支付系统中的信息格式不统一导致的处理速度不高问题。在区块链跨境支付场景中,通过计算机语言将经济合同编写为程序代码,实现区块链上的信息格式统一,通过虚拟机进行格式检查,无须层层确认,促进交易的自动化处理,为提高交易速度创造可能性。

  2. 分布式帐本技术提高跨境支付清算效率的原理

  分布式帐本技术解决交易信息的存储、传递与查询问题。在支付、清算和结算方面,分布式帐本技术通过使用既定程序和协议,使实体能够进行交易,而无需依赖中央机构来维护分类账的单一帐本。区块链上的验证者节点使用分布式账本技术能够提议、验证和记录其他网络节点发送的交易。

  交易执行后,验证者通过哈希加密算法将新交易记入帐本,全网验证者同步更新帐本状态,形成新版本的版号。分布式帐本可以通过读操作进行查询,客户通过查询帐本历史,可查询钱包、帐户、数字资产的交易信息,对交易进行追踪。

  客户还可以通过被第三方复制帐本进行查询,信息透明度高。分布式帐本的同步更新技术,可以7*24小时传播交易信息,提高信息传播速度。分布式账本技术可以支持互操作性,不需要账本之间的连接和制度安排。

  分布式帐本技术中,交易信息7*24小时传播,可解决跨时区交易的问题;分布式帐本技术使得信息同步传播,为提高跨境支付的速度提供可能,也能消除信用风险;分布式帐本不依赖于某一个中心,即使在某些验证者节点出现故障和恶意,也能形成一致性帐本,消除支付清算系统的单点风险。

  3. 共识机制提高跨境支付清算效率的原理

  共识机制解决在陌生的验证者之间如何对交易和帐本达成一致性意见的问题。区块链中的验证者节点之间是陌生的,有些验证者可能是不忠诚的,有些验证者的网络可能出现中断,网络可能受到恶意攻击,网络验证者还可能串谋,导致分布式帐本可能出现不一致问题。

  共识机制采用容错原理,采取工作量证明、股权证明等证证明机制,在技术上保证交易真实性、分布式帐本的完整性和一致性。在智能合约的执行环节,区块链上的验证者节点之间通过共识机制对交易执行的结果和顺序达成一致;在交易执行后,区块链上的验证者节点通过共识机制对账本状态和版本号取得一致。

  在经济功能上,共识机制改变了跨境支付系统中机构的角色。通过参与区块链跨境系统,银行的角色从代理行转变为区块链上的验证者节点,成为共识机制的参与者和分布式帐本的记录者。在区块链上,资金点到点转帐,验证者不需要有资金的占用。相比于银行体系跨境支付系统中代理行之间互开往来资金帐户并预存资金的方式,点到点转帐节省了跨境金融系统中的大量流动性,降低流动性占用的机会成本。

  4. 数字货币技术提高跨境支付清算效率的原理

  在区块链跨境支付场景中也同样需要解决货币之间的兑换问题。目前落地实施的区块链跨境支付项目中有两种货币兑换方案。一种是以数字货币作为工具的方案,一种是在区块链上引入货币兑换做市商的方案。

  数字货币技术为解决跨境支付中的货币兑换问题提供一种解决方案。如果一种数字货币只能用于交换中介的职能且不能作为价值存储职能,可定义工具性数字货币;如果一种数字货币具有交换中介和价值存储职能,可定义为记账数字货币。数字货币既可是私人发行,也可以由一国货币当局发行。

  目前还没有一国货币当局公开发行数字货币,也没有一家私人机构公开发行记账数字货币,用于区块链跨境支付场景的数字货币是私人发行的工具性数字货币,桥接不同货币在区块链系统中货币兑换。

  在工具性数字货币方案中,通过数字货币与法币和/或其他数字货币之间的兑换,完成跨境支付。付款方通过链上货币兑换商将本地货币兑换成链上数字货币,并支付给收款方,收款方收到数字货币后通过货币兑换商将数字货币兑换成己方本地货币。

  通过在区块链上设计货币兑换做市商,实现不同货币之间的兑换,是区块链解决不同货币兑换问题的另一种方案。区块链上通过货币交易所的做市商参与到区块链中完成货币兑换,这些货币兑换商为区块链内提供兑换服务同时也可以承担验证者角色。

  跨境支付区块链解决货币兑换问题的两种方案,都需要货币兑换商提供货币兑换服务并保持流动性,这些货币兑换商在区块链上积累的货币敞口需要到区块链外进行对冲管理,或者接入本地清算系统进行最终清算。

  总之,区块链在跨境金融基础设施中应用,提供跨境支付系统面临的跨境、跨时区与跨货币问题的解决方案,同时能在速度、成本和安全方面满足客户需求,推动跨境支付金融基础设施的升级与更新,表现出重塑跨境支付清算产业价值链的趋势。

  三、区块链跨境支付产业的发展现状及评价

  (一)区块链跨境支付清算行业的发展现状

  1. 区块链跨境支付清算行业的发展现状

  大型科技公司和金融科技公司利用区块链技术,为解决银行体系跨境支付系统的速度慢、成本高等问题,从客户群体、通讯技术、业务流程等方面重构跨境支付价值链。有些企业利用区块链技术进入跨境支付业务,已经产生重大影响力。在2020年福布斯区块链50强名单中,有7家企业已经进入或宣布进入了跨境汇款服务领域,如表1所示。

表1 2020年福布斯区块链50强提供跨境金融服务的企业

2020年福布斯区块链50强提供跨境金融服务的企业

  Ripple利用区块链核心底层技术开发跨境支付应用场景,形成商业化产品。Ripple区块链的核心底层技术包括:加密数字货币XRR、智能合约、Ripple共识机制和分布式帐本技术XRP Ledger。Ripple Net是其全球支付网络,连接了银行、支付服务供应商、数字化货币交易平台和企业,打造跨境支付区块链,成为银行间跨境支付一种解决方案,开发x Current,x Rapid和x Via三款产品,运行在Ripple Net网络上并不断升级系统。

  2018年,x Current升级到Xcurrent4.0版,x Rapid改名为按需流动性项目ODL。Ripple的跨境金融服务业务快速扩张超过100家,至2019年11月Ripple Net的金融机构客户达到300个。通过使用Ripple Net,巴西的Bee Tech能够将费用从20美元降至2美元。

  支付宝香港与Gcash合作,利用区块链技术和支付宝钱包,由渣打银行负责日终资金清算以及外汇兑换,提供跨境汇款服务。2018年6月25日,完成第一笔汇款,耗时3秒,重新定义跨境汇款。

  2019年2月,摩根大通宣布自己的数字货币JMP硬币和区块链“银行信息网络”,通过使用共享分类账本技术解决一些需要流程问题,提高结算交易的速度。万事达正在测试新的跨境银行支付网络,还试图说服那些希望发行数字货币的央行使用它的通道转移货币。

  2017年IBM与Stellar合作构建World Wire,利用分布式帐本技术,促进多种货币间的跨境支付。2019年6年Libra协会发布白皮书,提出将发行libra币和开发libra区块链,为传统银行不能覆盖客户的跨境汇款和支付提供低费率的服务,开展跨境汇款业务。Libra白皮书发布后,展业计划遇阻。

  为达到监管和合规要求,Libra协会于2020年4月16日发布第二版白皮书,做出关键修改,尤其是对libra币的修改,为将来无缝集成中央银行数字货币设计路径。

  2. 区块链跨境支付系统已经取得的突破

  大型科技公司和金融科技公司利用区块链技术进入跨境支付领域,形成跨境支付机构的并行结构,资金点对点转帐,成为跨境支付价值链的新型商业模式,在成本、速度和透明度方面响应价值链上的各方诉求。区块链跨境支付系统一方面形成对银行体系跨境支付系统的部分替代,另一方面也扩大跨境支付客户群体和业务范围。

  信息技术突破及其应用使跨境支付速度提高、服务成本降低,改变了银行等金融机构的角色,从代理行转换成流动性提供高和/或验证者节点,成为分布式帐本的记录者、共识机制的参与者和流动性提供者,成为区块链跨境支付清算价值链上的价值贡献者。同时,金融科技公司和大型科技公司可以作为验证者加入这条价值链,增加新的商业机会。

  3. 区块链跨境支付系统尚未取得的突破

  如图1虚线区域所示,在没有公开发布记账数字货币的情况下,区块链跨境支付系统还有两个问题没有完全解决:一是不同货币之间的兑换问题;二是最终清算资产问题。这两个问题的解决都指向记帐数字货币的发行。

  目前区块链技术有三种针对货币兑换问题的解决方案。

  第一种方案是外汇交易做市商方案,在区块链上引入外汇交易做市商,提供货币兑换流动性。如Ripple的x Current产品、支付宝香港利用电子钱包进行的跨境汇款产品等。

  第二种方案利用数字货币技术,开发数字货币作为工具货币,该种方案的区块链产品如Ripple的XRR和摩根大通的JPM币。

  第三种方案目前处于开发期,开发记帐数字货币即稳定币,客户取得法定货币后,兑换成数字货币,支付给收款方,收款方取得数字货币后,可以用数字货币进行消费和存储,也可以兑换成法定货币,如Libra区块链的Libra币计划。

  第三种方案一旦实施,将会出现一种超主权的记帐数字货币,在法定货币框架内遇到了强大阻力,Libra协会正在就第二版白皮书的数字货币进行沟通。

  在第一种和第二种方案中,区块链跨境支付系统还需要依赖法定货币清算系统。由于缺乏最终清算资产和记账货币,区块链上的货币兑换商提供两种货币之间的兑换服务后,需要在链外完成头寸管理,依赖法定货币清算系统完成链外清算,这是区块链跨境支付系统目前能够到达的最远边界。但区块链技术的数字货币可以走得更远。

  libra协会推出的libra币的稳定币方案就是希望能够通过链接数字货币和法定货币完成突破,成为私人发行的记帐数字货币。

  无论是在银行体系跨境支付清算系统还是在区块链跨境支付清算系统中,中央银行是跨境支付清算价值链的关键部门,提供央行货币作为最终清算资产及提供最终清算服务。

  区块链技术重塑跨境支付清算价值链的趋势中,私人发行记帐数字货币的可能性和区块链跨境支付系统是否要接入法币清算系统的决策都指向中央银行在金融体系中的中心地位,成为中央银行不能回避的问题。全球主要中央银行对这些挑战的决策将会影响区块链技术在跨境支付清算行业中应用前景,也会影响国际关键货币之间的竞争。

  四、区块链跨境支付系统的前景展望及对人民币跨境金融设施的启发

  (一)区块链跨境支付系统的前景展望

  对于中央银行来说,区块链技术在跨境支付清算产业的应用至少提出了两个基本问题:第一,是否要发行央行数字货币?第二,怎样处理区块链系统和法定货币清算系统的关系?清算系统的发展表明,一旦最新通讯和信息技术在清算系统的应用能显着提高效率,就会引起清算系统的重塑。

  既然区块链作为最新的信息技术已经开始改造跨境支付清算价值链,作为价值链中的关键部门,中央银行应该适应技术变化并主动迎接新技术带来的机遇和挑战,做好备案。

  1. 一国货币当局应发行央行数字货币并搭建私人数字货币与央行数字货币的桥梁

  私人发行的数字货币所面临的新挑战正迅速将央行数字货币的前景从理论抽象转变为现实命题。随着银行、企业因为效率原因将其跨境支付业务迁移到区块链上,一旦取得全球范围内的网络效应,私人数字货币对法定货币的替代就可能出现。

  如果央行不发行数字货币,假以时日,区块链上进行的跨境金融服务占据全球跨境金融业务的大部分比重,法定货币在跨境金融服务中的比重日益减少,其作为清算资产的地位就会被逐步替代。代表一国发行法定货币的货币当局,必须要具有前瞻视野,研发央行数字货币,建立央行数字货币与私人数字货币的关系。

  如果私人数字货币和央行数字货币之间的关系通过稳定币方案由私人建立,央行将处于被动地位,在货币政策、金融监管和金融制度供给等方面的职能将会受到影响。

  2. 央行应当考虑将区块链跨境支付清算系统接入最终清算系统

  如图1所示,在法定货币的框架下,区块链跨境金融服务仍然需要依赖法定货币的国家清算系统完成最终清算。如果中央银行允许区块链跨境支付系统接入清算系统,有哪些方案可以实现?

  以美国清算系统为例,有三种接入思路。

  第一种思路,区块链上的货币兑换商通过代理人接入CHIPS系统。美联储允许CHIPS会员与区块链上的货币兑换商签订协议,区块链上的货币兑换商通过代理人进入CHIPS系统。数字货币与美元的兑换发生在CHIPS系统之外,在CHIPS系统不涉及到的数字货币与美元的之间兑换。这也是目前区块链跨境支付系统的处理方案,主要原因在于中央银行没有提供接入许可的情况下,这种设计是现实可行的选择。

  第二种思路,认可稳定币模式,私人发行记帐数字货币,建立法定货币与私人数字货币的稳定关系,把区块链纳入CHIPS清算系统,CHIPS需要开发区块清算系统,美联储不发行央行数字货币。

  第三种思路,美联储发行央行数字货币,建立以央行数字货币作为记帐货币的区块链清算系统。在这种思路下,将通过发行央行数字货币建立区块链版本最终清算系统,搭建私人区块链与央行区块链之间的跨链链接,央行数字货币即是记帐数字货币,也是最终清算资产。

  从区块链技术的发展及其在金融领域的应用前景来看,建议央行选择第三种思路,央行发行数字货币将作为区块链跨境支付系统的最终清算资产。各种私人数字货币维持与央行数字货币之间的兑换关系,成为央行数字货币的从属货币和稳定币,形成央行区块链与私人区块链并存,并保持央行区块链的核心地位,打通跨境支付价值链的全链条,利用区块链技术重塑跨境支付清算行业。

  3. 跨境支付清算领域的商业竞争,将导致主要央行在区块链技术上开展竞争

  福布斯全球区块链50强中进入跨境支付清算行业的企业为竞争绘制了的一个影像。做为跨境支付清算价值链的不同环节,商业机构之间的竞争一定会推动中央银行对区块链技术做出反应。

  中央银行的战略重要性在于区块链跨境支付清算提供金融公共物品,其中包括以央行数字货币主导的跨境金融服务设施,率先行动的央行将为本国央行数字货币赢得先发优势,也为本国金融机构与科技公司在跨境支付清算领域的竞争中赢得先发优势。

  2020年1月,国际清算银行发布对66家中央银行的数字货币情况的调查报告,受访者中有21个发达经济体和45个新兴市场经济体,报告表明有80%的央行正在进行央行数字货币开发,大约40%的中央银行已经从概念研究发展到实验或概念证明;另外10%已经制定了试点项目,每一个试点的中央银行都是新兴市场经济体。

  无论是发达经济体央行还是新兴经济体央行都把跨境支付效率提升作为重要的动机。包括加拿大银行、欧洲央行、日本银行、英格兰银行和新加坡金融管理局在内的多家中央银行已经在运行基于分布式帐本与批发性央行数字货币改造RTGS系统的实验(Boar et al,2020)。

  (二)对人民币跨境金融基础设施的启发

  人民币跨境支付系统是人民币国际化战略的金融市场基础设施。2009年启动建设人民币跨境支付系统(CIPS),2018年CIPS二期上线。在区块链技术重塑跨境支付清算价值链的趋势中,中国人民银行已经于2014年开始研究央行数字货币,2020年4月15日进行内部测试。

  我国央行更需要进行前瞻布局,搭建区块链跨境人民币支付系统,作为现有人民币跨境支付系统的备案系统,迎接区块链技术在跨境金融服务领域的各种挑战。

  同时,也作为应对其他国家央行利用区块链进行跨境支付清算挑战的备案,在不具有规模效应的情况下,人民币区块链跨境支付系统可能在经济上并不可行,但一旦世界主要央行之间的竞争触发,就可立即起用备案系统,不至于失去战略机遇。

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