區(qū)塊鏈共識、交易和結(jié)算解耦

文｜蔡維德 胡子木 馬圣程 鄧恩艷

一、引言

區(qū)塊鏈技術(shù)從誕生至今已經(jīng)經(jīng)過了十幾年的發(fā)展，誕生了諸如比特幣，以太坊，Diem（原Libra）等區(qū)塊鏈系統(tǒng)，現(xiàn)如今，區(qū)塊鏈已經(jīng)不僅僅能夠支持點對點的數(shù)字貨幣轉(zhuǎn)賬交易，還可以使用智能合約進行一些復(fù)雜的數(shù)字資產(chǎn)交易。因此，新一代的區(qū)塊鏈需要不僅僅可以從事交易，還要保障交易的可信、安全、可監(jiān)管。

比特幣系統(tǒng)使用的是UTXO模型，即賬戶跟隨著交易。系統(tǒng)只有交易記錄，沒有賬戶信息，這被稱為“半賬本模型”。某一個“賬戶”中的余額并不是由一個數(shù)字表示的，而是由當前區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中所有數(shù)據(jù)跟當前“賬戶”有關(guān)的 UTXO 組成。當需要計算某個地址中的余額時，需要遍歷比特幣網(wǎng)絡(luò)中的全部相關(guān)區(qū)塊，并且共識與交易也是不分離的。由于系統(tǒng)只有交易記錄而沒有賬戶信息，監(jiān)管存在問題。

以太坊系統(tǒng)是全賬本模型，一個地址對應(yīng)一個余額。當每次查詢賬戶余額時，不需要計算UTXO的復(fù)雜過程，只需取出地址對應(yīng)的余額即可。雖然以太坊系統(tǒng)查找賬戶信息方便，塊中也有交易信息可以找到賬戶，不存在透明度問題，但由于既要做交易又要維持賬戶，其存在擴展性問題。事實上，以太坊這種系統(tǒng)也比較難以管理，共識與交易是不分離的，系統(tǒng)要囊括以太坊代幣，以及使用ERC-20產(chǎn)生的其他代幣，十分臃腫。

以比特幣系統(tǒng)為代表的傳統(tǒng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)存在著一些弊端，例如共識與交易沒有解耦，效率較低，無法進行監(jiān)管等問題。如今區(qū)塊鏈正逐漸成為一種金融系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，這些都是必須要解決的問題。

本文在第二部分首先論述共識與交易耦合的原因和弊端；在第三部分介紹Diem中共識與交易解耦的機制，同時分析Diem中依然無法解決的監(jiān)管問題；第四部分介紹PFMI原則在區(qū)塊鏈上的關(guān)鍵指標；第五部分介紹以互鏈網(wǎng)為代表的新型區(qū)塊鏈架構(gòu)是如何做到共識與交易解耦、交易與結(jié)算解耦，以及如何解決Diem中存在的問題，并滿足PFMI原則；第六部分進行總結(jié)。

二、共識與交易耦合

在傳統(tǒng)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，例如比特幣的系統(tǒng)中，共識與交易是耦合的，當共識協(xié)議結(jié)束，就意味著交易的完成。如果一次共識的區(qū)塊之內(nèi)，出現(xiàn)了一筆有問題的交易，那么整個區(qū)塊都將會無法通過共識，進而共識失敗。

共識與交易耦合所帶來的問題：第一，共識與交易耦合，一筆交易出現(xiàn)問題會導(dǎo)致當前正在進行共識的區(qū)塊失敗，所有在同一區(qū)塊的交易都算失敗，減慢效率。第二，共識的同時就完成同一區(qū)塊內(nèi)的所有交易，這不符合金融市場基礎(chǔ)設(shè)施原則(Principles of Financial Market Infrastructure, PFMI)。 PFMI是多年金融系統(tǒng)累積下來的金融交易原則，如果違反PFMI原則，該金融系統(tǒng)的風(fēng)險就很大。

原本共識與交易的耦合機制是為了保證共識過的交易成功執(zhí)行。但由于傳統(tǒng)區(qū)塊鏈架構(gòu)不具備監(jiān)管機制，甚至設(shè)計點對點協(xié)議（P2P協(xié)議）來對抗政府的監(jiān)管。隨著區(qū)塊鏈成為合規(guī)金融市場的重要基礎(chǔ)設(shè)施，對于區(qū)塊鏈系統(tǒng)的監(jiān)管問題也變得日益重要，區(qū)塊鏈系統(tǒng)不僅僅只能夠做交易，還要在滿足各種監(jiān)管要求的條件下，對交易進行監(jiān)管包括反洗錢（Anti-Money Laundering）。

三、共識與交易耦合帶來的雪崩現(xiàn)象

如果共識和交易的機制耦合，系統(tǒng)就有機會發(fā)生雪崩的現(xiàn)象而整個癱瘓，而這現(xiàn)象多次發(fā)生在我們實驗室。要了解這問題，需要先了解傳統(tǒng)區(qū)塊鏈共識失敗的原因：所有參與節(jié)點上的數(shù)據(jù)不一致；只要有一筆交易在一區(qū)塊內(nèi)失敗，這區(qū)塊就算失敗，所有里面的交易都算失敗。

根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，建塊失?。ň褪枪沧R失敗）的主要原因不是第一個原因（數(shù)據(jù)不一致），而是第2個原因。而且只需要幾筆交易失敗就可以將整個系統(tǒng)癱瘓。原因出于傳統(tǒng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)的設(shè)計原則：

完成共識 = 在所有節(jié)點上的數(shù)據(jù)一致 + 在同一區(qū)塊內(nèi)所有交易都成功

根據(jù)上面的設(shè)計，一個高速區(qū)塊鏈就有可能發(fā)生雪崩的現(xiàn)象：

1.一筆交易在一個區(qū)塊內(nèi)失??；

2.在同一區(qū)塊內(nèi)所有交易都算失??；

3.所有失敗的交易都被放回區(qū)塊鏈系統(tǒng)，需要再度參與共識，可是當時已經(jīng)有大筆交易正在等待進行共識；

4.由于等待的交易數(shù)目增加，下一個區(qū)塊體積增大，于是下一區(qū)塊內(nèi)的交易數(shù)量增加；

5.不幸的是下一個區(qū)塊的共識也失敗，所有在這區(qū)塊的交易全部需要重新再進行共識；

6.這樣，需要進行共識的交易數(shù)量越來越多，區(qū)塊體積也越來越大；

7.區(qū)塊越大（里面交易數(shù)目越大），假設(shè)每筆交易失敗的可能性小但是一致（例如0.01%，就是一萬筆交易只失敗一次），但一個區(qū)塊有5000筆交易時，這區(qū)塊就有50%可能性會失敗。如果一個區(qū)塊有1萬筆交易，這區(qū)塊的可能性就非常大；

8.這樣區(qū)塊鏈系統(tǒng)很快就會進入一個雪崩的場景，整個系統(tǒng)停止，需要人工處理，將區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上充滿以及數(shù)據(jù)庫內(nèi)滿載的數(shù)據(jù)清除。

而且這種雪崩現(xiàn)象不會因為加強區(qū)塊鏈性能而改變。事實上，區(qū)塊鏈的系統(tǒng)性能越好，越容易發(fā)生雪崩現(xiàn)象。原因很簡單，如果一個區(qū)塊鏈系統(tǒng)每秒只能處理100筆交易，而每筆交易失敗的可能性?。ɡ?.01%），由于數(shù)目小，失敗可能性不大。但是如果一個區(qū)塊鏈系統(tǒng)一秒可以處理2萬筆交易，失敗的可能性就大大提高了，幾乎每次都會失敗。因此將共識和交易綁定不是一個好的方案。

在新型區(qū)塊鏈系統(tǒng)內(nèi)，如果將共識和交易解耦后，共識原則改變：

完成共識 = 在在所有節(jié)點上的數(shù)據(jù)一致 + 部分交易成功

根據(jù)上面的共識原則，共識失敗的原因只有“數(shù)據(jù)不一致”，這樣的共識失敗的可能性大大降低，性能也同時間大大提高。這樣雪崩的場景就很難再發(fā)生。

而且由于在所有節(jié)點上的數(shù)據(jù)有一致性，所有節(jié)點都知道哪一筆交易成功，哪一筆交易失敗，交易完備性還是存留。因此共識和交易解耦是區(qū)塊鏈系統(tǒng)內(nèi)的至關(guān)重要的設(shè)計方案，沒有這個機制，很難開發(fā)高速區(qū)塊鏈系統(tǒng)。

四、Diem中的共識與交易解耦機制

Diem是Meta公司于2019年6月份提出一份震撼世界的白皮書，提出一個大型全球區(qū)塊鏈政府系統(tǒng)。 2020年第2版白皮書出現(xiàn)，并且在系統(tǒng)上做了大量的改革和創(chuàng)新，其中一個創(chuàng)新就是共識與交易解耦，并且使用了多個Merkel樹分別對賬戶、事件以及賬本進行維護。第2版白皮書的一個重要改革是讓系統(tǒng)可以被政府監(jiān)管。

（一）Diem結(jié)構(gòu)

Diem區(qū)塊鏈內(nèi)的數(shù)據(jù)按照Merkel樹的存儲方法進行儲存，并且根據(jù)根節(jié)點的哈希值檢測到任何數(shù)據(jù)的變化，與其他區(qū)塊鏈將區(qū)塊鏈視為交易區(qū)塊的集合不同，Diem區(qū)塊鏈可以長期記錄交易歷史和狀態(tài)，允許使用者從任何時間點讀取任何數(shù)據(jù)。

Diem中存在著三個Merkel樹，包括賬本歷史的Merkel樹，其中每一個葉子節(jié)點都是經(jīng)過共識后后產(chǎn)生的賬本歷史記錄。在每一次的賬本歷史記錄中，都記錄了三個屬性，分別是賬本狀態(tài)的Merkel樹根節(jié)點的哈希值，本次共識中所包含的所有交易，以及由事件（Event）所構(gòu)成的Merkel樹。在賬本狀態(tài)的Merkel樹中，記錄了系統(tǒng)中所有賬戶的具體信息，并通過進行哈希得到哈希值，記錄到Merkel樹中，進而防止賬戶內(nèi)的數(shù)據(jù)被篡改。

（二） Diem共識與交易解耦的機制

Diem的共識與交易是解耦的，就是將交易和共識機制分開進行，交易過程是交易過程，共識過程是共識過程。這樣共識結(jié)束，不意味著交易的完成。之所以Diem是這樣設(shè)計，是為了避免存在一些有問題的交易導(dǎo)致系統(tǒng)的性能下降。在進行共識的一批交易中，如果有些交易出現(xiàn)問題，例如余額不足，GAS用盡等，則不會通過虛擬機將交易執(zhí)行，而僅僅是將這筆交易和其他正確執(zhí)行的交易一起打包，進行共識階段。也就是說，交易完成的成功與否，不影響共識過程的，通過共識階段的交易，也有可能是有問題的交易。Diem不止對交易進行共識，也要對交易執(zhí)行的序列進行共識，因為交易序列相同，所有的節(jié)點在執(zhí)行到問題交易時，都會得到相同的問題，因此都會執(zhí)行完全一樣的操作，保證金融交易的完備性性。

Diem在執(zhí)行交易的過程中會產(chǎn)生相應(yīng)的事件，由于一筆交易存在于區(qū)塊當中，并不意味著交易已經(jīng)被正確執(zhí)行了，需要其他證據(jù)來證明交易的正確執(zhí)行。交易產(chǎn)生的事件也會通過Merkel樹的形式保存起來，能夠防止被篡改。這樣，一個交易無論是執(zhí)行成功或者失敗，交易本身，交易產(chǎn)生的事件以及交易過后的賬本狀態(tài)，都會存儲在區(qū)塊鏈中。共識過程只需要保證上面的三者均相同，就可以通過共識，而不需要保證交易能夠成功完成。

（三）Diem中存在的問題

Diem雖然實現(xiàn)了共識與交易的解耦，但是卻無法滿足PFMI原則。但是在共識過程結(jié)束后，交易沒有經(jīng)過監(jiān)管機制的檢查就完成了，在交易之后就立刻進行了結(jié)算，這樣會導(dǎo)致無法及時發(fā)現(xiàn)例如洗錢等金融違法行為。在這之后再進行檢查監(jiān)管等行為，也都為時已晚，因為經(jīng)過交易結(jié)算之后，對應(yīng)的資金已經(jīng)轉(zhuǎn)移到對應(yīng)的賬戶，繼續(xù)追蹤也將變得更加困難。

Diem在第二版的白皮書中提到他們將會使用一個嵌入式的監(jiān)管機制，以滿足政府對于系統(tǒng)的監(jiān)管需求，但是卻不公開其監(jiān)管機制。同時，Diem區(qū)塊鏈的監(jiān)管僅要求虛擬資產(chǎn)服務(wù)提供商（Virtual Asset Service Provider，VASP）符合監(jiān)管條件，而不對用戶進行監(jiān)管，這些都會導(dǎo)致Diem無法滿足PFMI原則。

五、區(qū)塊鏈中的PFMI原則

PFMI是由國際清算銀行支付結(jié)算體系委員會（CPSS）和國際證監(jiān)會組織（IOSCO）為了防止2008年金融危機的重演提出的國際評估標準。PFMI是一個通用原則，適用于每個國家的金融系統(tǒng)。雖然是國際通用的原則，但是每個國家的金融系統(tǒng)使用的軟件和硬件都不同，相關(guān)的法律也不同，因此雖然有統(tǒng)一的標準，但在實際評估時還需要大量考量。

根據(jù)PFMI的原則，許多學(xué)者和央行提出具體數(shù)字資產(chǎn)量化指標。PFMI原則全面，考慮到許多方面，例如系統(tǒng)架構(gòu)、安全性、隱私性、流動性管理、和操作風(fēng)險管理以及包括明確和嚴格的監(jiān)管原則。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，針對PFMI原則，我們主要分析其中的的三個特性：可靠性、可擴展性與運行效率和可監(jiān)管性。

（一）可靠性

跨鏈原子互換協(xié)議設(shè)計目的是為了讓交易雙方所在的鏈盡可能的減少通信，無需相互信任就能實現(xiàn)跨鏈交易，同時保證交易的原子性，所有交易操作或者同時成功，或者全部失敗。

PFMI多次提出這需求，就是金融交易系統(tǒng)在全方面都必須是可靠的?？煽啃孕泽w現(xiàn)在兩個方面，一是交易平臺系統(tǒng)本身的可靠性，系統(tǒng)可靠性不僅是降低系統(tǒng)出錯的概率，還包括在系統(tǒng)出錯時可糾錯和恢復(fù)正常運行的能力，即系統(tǒng)的容錯能力。二是金融基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性，防止由于功能設(shè)計不當誘發(fā)各種風(fēng)險。可靠性量化指標有很多，例如MTBF（Mean Time BetweenFailure），平均故障間隔時間用于評估電子產(chǎn)品的可靠性指標，這個量化方案廣泛應(yīng)用于包括電子產(chǎn)品在內(nèi)的多項應(yīng)用中。雖然這個量化指標可以用在分布式交易所系統(tǒng)，但是交易所作業(yè)復(fù)雜，現(xiàn)有的比較好的做法是使用三個過程來評估系統(tǒng)的可靠性。首先是交易前的運行可靠性，通過是否有身份認證來判斷。其次是交易中的可靠性，通過判斷是否存在黑手交易。最后交易后的可靠性，通過判斷是否資金到位、安全回滾來判斷。

（二）可擴展性與運行效率

PFMI 文件也多次提到系統(tǒng)必須可以擴展，而且每次提到擴展性都和可靠性一起提出，表示系統(tǒng)必須同時間可擴展而且擴展機制是可靠的，并且提出這會是系統(tǒng)運行的一個重要風(fēng)險。根據(jù)PFMI原則，系統(tǒng)設(shè)計一定要滿足對于金融交易業(yè)務(wù)能力可擴展性的要求，當系統(tǒng)增大數(shù)據(jù)量時，系統(tǒng)的處理速度和吞吐量等系統(tǒng)性能不會受到大的影響。依據(jù)USL（Universal Scalability Law）理論，我們可以得到可擴展性的計算方法。目前所有分布式賬本系統(tǒng)的可擴展性都很低。原因是每種系統(tǒng)的架構(gòu)不同，導(dǎo)致每種系統(tǒng)的可擴展性也不同。因此，依據(jù)分布式賬本系統(tǒng)的特點和上述可擴展性量化公式，將可擴展性的量化分為三大類：第一類是使用POW為基礎(chǔ)的共識算法，實踐表明POW算法幾乎沒有可擴展性， 第二類是使用以BFT（拜占庭將軍協(xié)議）為基礎(chǔ)的共識算法，該算法的可擴展性要高于POW。第三類是在使用BFT的基礎(chǔ)上可擴展性架構(gòu)（例如ABC-TBC架構(gòu)）達到無限擴展的目的。

（三）可監(jiān)管性

PFMI多次提到央行或是監(jiān)管單位需要監(jiān)管金融系統(tǒng)，對監(jiān)管有著明確而嚴格的規(guī)定，例如其中規(guī)定，關(guān)鍵程序和市場數(shù)據(jù)都需要提供充分的信息，公開披露，供參與者能夠準確了解。目前區(qū)塊鏈或是數(shù)字貨幣可監(jiān)管性并沒有統(tǒng)一標準，但一些研究已經(jīng)做出了嘗試?？杀O(jiān)管性的量化條件可以主要分為三項：快速定位交易、身份認證以及建立人物以及相關(guān)公司的關(guān)系圖譜和快速停止交易?？焖俣ㄎ唤灰走@是監(jiān)管第一個必要條件，找不到交易信息不可能監(jiān)管該交易。身份認證以及建立人物以及相關(guān)公司的關(guān)系圖譜這是傳統(tǒng)金融監(jiān)管的機制，主要使用大數(shù)據(jù)平臺來完成。快速停止交易要求不但要及時找到信息，有的時候還需要及時停止該交易，因為有的交易是實時結(jié)算的。

六、新型區(qū)塊鏈的解耦機制

我們提出一個新型交易和共識解耦的機制，同時還提出交易與結(jié)算分離，交易與賬戶分離，全流程監(jiān)管。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中滿足了PFMI原則中可靠性、可擴展性和可監(jiān)管性。共識與交易解耦之后，系統(tǒng)的性能變好，同時軟件簡化并且可以擴展。

（一）新型區(qū)塊鏈架構(gòu)共識與交易解耦

新型區(qū)塊鏈架構(gòu)符合PFMI原則，一筆交易需要多次共識。與傳統(tǒng)區(qū)塊鏈不同（這些區(qū)塊鏈只經(jīng)過一次共識就完成所有過程）。圖1展示了新型區(qū)塊鏈架構(gòu)中的共識與交易解耦的機制。當交易在經(jīng)過KYC驗證后會進行第一次共識并上鏈。在經(jīng)過監(jiān)管系統(tǒng)的檢查后，會將不合規(guī)的交易拒絕，并將所有交易第二次通過共識上鏈。最后會將所有通過了監(jiān)管檢查的交易經(jīng)過第三次共識上鏈。

圖1 共識與交易解耦機制

具體來說，交易從提交到完成的過程可以分為以下幾個步驟：

1）一筆所述交易到達區(qū)塊鏈系統(tǒng)，查明所有交易方的信息后，確定資金以及資產(chǎn)都是確實的，在鏈上記錄查驗結(jié)果上鏈。

3）上鏈共識后，這筆交易等待交易。

4）交易完成后，將完成的交易信息第二次上鏈。如果交易沒有成功或是交易被系統(tǒng)拒絕，這筆交易也上鏈，表示交易失敗。

5）最后將成功完成的交易信息對外公布，第3次上鏈。如果不需要對外公布，可以省略。

一些系統(tǒng)可能選擇在第一步前，先上鏈一次。目的是存收到的信息，保證交易數(shù)據(jù)在作業(yè)中沒有被更改。

新型區(qū)塊鏈架構(gòu)上鏈3次的有益效果是可以追蹤到所有交易流程中所有的步驟，包括失敗的交易（不能完成交易）和在結(jié)算前被拒的交易。這些被拒的交易代表相關(guān)實體單位或是客戶個人出問題，例如參與洗錢。3次上鏈保證相關(guān)信息能夠被存留下來，存留下來的信息便于以后的審計使用。

新型區(qū)塊鏈架構(gòu)將共識與交易解耦，形成了一次交易，三次共識的三部曲。這樣，三次共識分別用于不同的功能，做到步步監(jiān)管，并且可以在不同系統(tǒng)上完成，提升了系統(tǒng)的效率。由于各個功能相互解耦，因此可以分別進行開發(fā)、簡化、優(yōu)化。在未來，根據(jù)不同的監(jiān)管需要，三次共識也可以變?yōu)樗拇紊踔廖宕?，增加了系統(tǒng)的可擴展性。在整個過程中，每一次共識都有著監(jiān)管機制的全程參與，保證交易的安全和可靠。

由于新型區(qū)塊鏈架構(gòu)使用的是基于拜占庭容錯的共識機制（Byzantine Fault Tolerance， BFT），包括PBFT， CBFT，因此共識速度遠遠大于工作量證明（proof of work，POW）等共識機制，即便在交易前、交易中和交易后進行三次共識上鏈，依然可以保證很高的運行效率和吞吐量。

新型區(qū)塊鏈架構(gòu)與Diem設(shè)計不同，Diem區(qū)塊鏈僅僅聲明使用了一種嵌入式的監(jiān)管方式，而沒有詳細說明具體以何種形式進行監(jiān)管。同時，Diem區(qū)塊鏈僅做到了將共識與交易解耦，沒有三段式的上鏈機制。但新型區(qū)塊鏈架構(gòu)明確的提出了監(jiān)管方法，使用大數(shù)據(jù)平臺在多次共識中全程進行監(jiān)管，一筆交易需要通過層層驗證才可以被接受，有問題的交易也會在多次共識上鏈的過程中及時發(fā)現(xiàn)并拒絕。

新型區(qū)塊鏈架構(gòu)可以使用大數(shù)據(jù)平臺將區(qū)塊鏈系統(tǒng)報告的所述交易的信息存在數(shù)據(jù)表或數(shù)據(jù)圖中，從而便于查詢并從事監(jiān)管活動。如圖2所示大數(shù)據(jù)平臺位于至少一個區(qū)塊鏈系統(tǒng)的節(jié)點上，并和一個或多個監(jiān)管單位連接。大數(shù)據(jù)平臺收集驗證數(shù)據(jù)后，進行分析，獲得當時交易情形作為監(jiān)管決策的依據(jù)。同時，大數(shù)據(jù)平臺也可以從其他可靠單位獲得相關(guān)監(jiān)管信息，或者自身收集并分析信息。大數(shù)據(jù)平臺根據(jù)黑名單以及其他評級數(shù)據(jù)，包括自己收集和分析的數(shù)據(jù)，對正在進行的交易快速評估，決定是否通過這筆交易。完成評估后，大數(shù)據(jù)平臺立刻將評估決定實時發(fā)送到區(qū)塊鏈系統(tǒng)，區(qū)塊鏈系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)管報告，確定完成這筆交易或是拒絕這筆交易。因為共識與交易解耦，所以不論交易是否批準可以完成，區(qū)塊鏈系統(tǒng)都會立刻將相關(guān)信息放進區(qū)塊中，共識后上鏈。如果最后決定是拒絕這筆交易，例如相關(guān)單位或是個人如果參與洗錢活動，那么大數(shù)據(jù)平臺和區(qū)塊鏈系統(tǒng)都會自動報告該信息給監(jiān)管單位；

圖2 大數(shù)據(jù)平臺在區(qū)塊鏈系統(tǒng)的超級節(jié)點

新型區(qū)塊鏈架構(gòu)中由于存在多次共識，多次上鏈的機制，不僅僅做到了共識與交易的解耦，同時也做到了交易和結(jié)算的解耦。在共識與交易解耦方面，新型區(qū)塊鏈架構(gòu)中分為三次共識，交易通過監(jiān)管檢查后，只進行一次交易。明顯的可以看出共識和交易是分開進行的，交易無論是否成功，是否會被監(jiān)管機制所拒絕，都能夠正常的進行共識，并且會將交易是否成功的信息也都通過共識，記錄在區(qū)塊鏈中。同時，由于存在監(jiān)管機制，對應(yīng)交易的監(jiān)管信息也都將被記錄在區(qū)塊鏈上，保證所有的數(shù)據(jù)都不會被篡改，而且能夠做到全鏈條的監(jiān)管。

（二）新型區(qū)塊鏈架構(gòu)交易與結(jié)算解耦

通過上一節(jié)我們可以看出，新型區(qū)塊鏈架構(gòu)將共識與交易完全解耦。不僅如此，相比Diem，新型區(qū)塊鏈架構(gòu)進一步的提出了將交易與結(jié)算解耦。絕大多數(shù)的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的交易與結(jié)算是一體的，交易的同時就進行了結(jié)算，將數(shù)字資產(chǎn)轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的賬戶當中。但新型區(qū)塊鏈架構(gòu)將交易與結(jié)算解耦，在交易完成并上鏈后，再進行一次結(jié)算。結(jié)算的過程中會進行AML的檢測，如果交易無法通過AML的檢測，那么即便交易之前已經(jīng)成功，那么也不會通過結(jié)算，對應(yīng)的數(shù)字資產(chǎn)也就無法轉(zhuǎn)移，圖3展示的就是交易與結(jié)算解耦機制。

圖3 交易與結(jié)算解耦機制

具體來說，交易從提交到交易完成再到結(jié)算完成的過程可以分為以下幾個步驟：

1）一筆所述交易到達區(qū)塊鏈系統(tǒng)進行第一次上鏈，查明所有交易方的信息后，確定資金以及資產(chǎn)都是確實的，就進行排隊上鏈交易。

2）排隊上鏈交易，共識與交易解耦，交易與結(jié)算解耦。

3）共識后，這筆交易等待完成，交易需要等待區(qū)塊鏈系統(tǒng)交易完成。

4）交易完成后，將完成的交易信息第二次上鏈。如果交易沒有成功或是交易被系統(tǒng)拒絕，這筆交易也上鏈，表示交易失敗。

5）經(jīng)過反洗錢等處理后，交易在適合的賬戶系統(tǒng)上結(jié)算成功，將這筆交易信息包括結(jié)算完成時間第3次上鏈。

新型區(qū)塊鏈架構(gòu)使用的交易與結(jié)算解耦，使監(jiān)管系統(tǒng)進一步深入到區(qū)塊鏈系統(tǒng)的交易流程當中，從交易到結(jié)算，每一個步驟都在監(jiān)管系統(tǒng)的覆蓋之下，使得區(qū)塊鏈系統(tǒng)可以更好得滿足PFMI所提出的要求。同時，新型區(qū)塊鏈架構(gòu)中還是用了5棵Merkel樹來保證信息不被篡改，將共識、交易、結(jié)算這區(qū)塊鏈中交易流程的三大元素徹底解耦。并且，新型區(qū)塊鏈架構(gòu)還連接著大數(shù)據(jù)平臺，功能和性能都大大提高。

（三）新型區(qū)塊鏈架構(gòu)的優(yōu)勢

新型區(qū)塊鏈架構(gòu)的代表就是互鏈網(wǎng)架構(gòu)，互鏈網(wǎng)能夠多鏈交互，改變操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，連接多鏈。其中最重要的機制是片分片，管中管，庫中庫，層分層，密中密，塊中塊。同時提出了提出交子模型和NFR，網(wǎng)絡(luò)上僅保存數(shù)字憑證，資產(chǎn)留在實體，遺失私鑰也能保證資產(chǎn)的安全。

新型區(qū)塊鏈系統(tǒng)，不再逃避監(jiān)管，以監(jiān)管科技為首，是可監(jiān)管的區(qū)塊鏈。形成區(qū)塊鏈+智能合約+預(yù)言機(LSO)的模式，使用制度化標準化的管理方法。區(qū)塊鏈用來控制數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)不能被篡改。智能合約用來控制應(yīng)用流程，標準化應(yīng)用，微服務(wù)化應(yīng)用，監(jiān)管式應(yīng)用，智能合約本身也是在區(qū)塊鏈上的。預(yù)言機用于和外界接觸，控制外面系統(tǒng)接口，可使用任何技術(shù)包括區(qū)塊鏈、智能合約。

新型區(qū)塊鏈系統(tǒng)可以使用STRISA系統(tǒng)進行監(jiān)管，可以實現(xiàn)穿透到個人數(shù)字錢包層面的監(jiān)管，而這是Diem系統(tǒng)所無法做到的。新型區(qū)塊鏈系統(tǒng)通過將共識與交易分開，不僅做到了高吞吐量，同時也可以實現(xiàn)嵌入式的監(jiān)管，滿足現(xiàn)在的金融市場基礎(chǔ)設(shè)施PFMI原則，是一種能夠滿足監(jiān)管要求的區(qū)塊鏈系統(tǒng)。

七、結(jié)論

通過分析區(qū)塊鏈雪崩的現(xiàn)象，高速區(qū)塊鏈系統(tǒng)需要將共識與交易耦合和解耦，為了要解決監(jiān)管問題，還需要將交易和結(jié)算解耦。當我們這樣設(shè)計時，整個區(qū)塊鏈的設(shè)計就和傳統(tǒng)區(qū)塊鏈系統(tǒng)差異大。