区块链与数字支付的未来发展

2022年1月8日，ZIBS DigiFin-Global学术年会分论坛在浙江大学国际校区多功能厅圆满举行。

本次论坛以“智启时代，数创未来：科技驱动商业与金融”为主题，聚焦金融科技、金融科技监管、数字商业和企业创新管理等领域，以数字、交叉、未来为重点，携手国内外大师探讨数字时代下中国企业创新发展的新思路。

现场照片

唯变不变

在分论坛下午场的“唯变不变”专家主题演讲环节，浙江大学网络空间安全学院的刘健研究员聚焦“区块链与数字支付”，介绍了其在区块链支付通道上的研究进展，以及在央行数字货币的潜在应用。以下为其演讲核心观点总结。

支付通道是用来提高区块链支付效率的主要方式之一，其主要思想是将支付由链上转为链下，只在链上进行结算。本次演讲将介绍浙大网安在区块链支付通道上的研究进展，以及在央行数字货币的潜在应用。

区块链如比特币每秒只能完成7笔支付，而Visa每秒最多可以完成80000笔支付。目前最流行的提速方式是通过支付通道（payment channel）将支付由链上（on-chain）转为链下（off-chain）。下面刘健研究员通过一个例子来解释这一过程：

现场照片

Alice每天都去Bob的咖啡店消费并用区块链进行支付，因为其支付效率极低，Bob每次都需要花很长时间等待支付完成才能把咖啡给Alice。于是他们想出一个办法，Alice先把1000元钱（价值100杯咖啡）转到区块链上的一个虚拟账户，从这个账户取钱需要Alice和Bob提供一个共同的签名（multisigature）。

当Alice买第一杯咖啡时，她构造一笔交易，交易的内容是“把1000元从虚拟账户中提取出来，990元转给Alice，10元转给Bob”，然后她把交易签名后发给Bob；如果Bob再对交易做一次签名并把共同签名后的交易放到链上就可以拿到他应得的10元钱，但他不必着急做这件事。

当Alice买第二杯咖啡时，他们把上面的过程再做一遍，只不过这次交易的内容是“把1000元从虚拟账户中提取出来，980元转给Alice，20元转给Bob”。以此类推，当买第100杯咖啡时生成的交易内容是“把1000元从虚拟账户中提取出来，0元转给Alice，1000元转给Bob”。这时Bob就可以把这笔交易放到链上从而拿到他应得的1000元钱。注意，Alice没办法把任何一笔交易放到链上，因为她没有Bob的签名。

现场照片

上面这个例子就是一个最简单的支付通道，学术界和业界对这一方案做了很多的优化。但是仍有一个痛点问题就是如何在两个没有支付通道的用户（Alice和Charly）之间完成交易，这时就需要找到Alice和Charly之间的支付路径，比如Alice和Bob之间有通道，Bob和Charly之间有通道，Alice就可以把钱转给Bob，Bob再转给Charly。这就是所谓的“支付通道网络（payment channel network）”，比特币的支付通道网络被称为“闪电网络（lighting network）”。但是支付通道网络存在多跳费用和延迟、路由困难、安全隐患等诸多问题。刘健研究员创新地提出了一个Channel-free的支付网络，使Alice和Charly可以在没有支付通道的前提下完成支付，无需中间人。

支付通道的应用范围并不局限于区块链，我们也可以将其思想应用于央行数字货币（CBDC），从而使CBDC既有数字货币的便捷性和可监管性，又有纸质货币的离线性。注意离线性也是货币不可或缺的一部分，因为在某些特定时间（发生战争或地震等灾难）、空间（如某些加油站）是没办法使用网络的。这时我们就可以利用支付通道的思想先让付款方将他的签名（以刷卡或蓝牙连接的方式）发给收款方，等网络条件允许时收款方再到CBDC的服务器上完成结算。

现场照片

刘健

浙江大学百人计划研究员 浙江大学金融科技安全国际研究中心副主任 国家青年人才 博士生导师 其研究领域涵盖隐私计算、分布式系统、区块链、人工智能，致力于构建可证明安全的、易用的、可部署的系统应用；提出的区块链共识协议FastBFT曾获国际顶级期刊最佳论文奖。

图文排版｜徐凯伦 编辑｜陈槭丽莎 责编｜沈莉、刘健 (本文转载自浙江大学国际联合商学院)