分布式数据库技术：提升簿记效率

2023-10-28 理论教育版权反馈

【摘要】：分布式簿记或称分布式账本，是一个在网络成员之间共享、复制和同步的分布式数据库。分布式簿记用于记录网络参与者之间的交易。分布式账本技术的出现可能是账本技术继数字化之后的又一次重大飞跃。UTXO模式实际上是以编码的方式难以篡改地记录了所有交易信息。DLT对传统账本技术的改进表示在以下两方面。DLT从技术层面着手，采用签名加密等技术手段，将数据权利真正交还给个体。

分布式簿记（distributed ledger）或称分布式账本，是一个在网络成员之间共享、复制和同步的分布式数据库。分布式簿记用于记录网络参与者之间的交易。

从经济学角度来分析，记账是指将经济活动的数据记录在账本上。账本具有一定的格式，以原始凭证为依据，对所有经济业务按序分类记录的账册。原始凭证则是在经济业务发生或完成时所获取的，用以记录或证明经济业务的发生或完成情况的凭据，它是进行会计核算工作的原始资料和重要依据，反映了最原始的交易信息，是明确经济责任的核心。账本的材质多种多样，传统上的账本是纸质的，而随着信息技术的发展，账本逐渐向数字化演进。账本的数字化具备节省了人工工时、便于查询、检索能力强、效率高、绿色环保等特点。

分布式账本技术（distributed ledger technology，DLT）的出现可能是账本技术继数字化之后的又一次重大飞跃。在工作量证明机制中，“矿工”（数字矿工）通过“挖矿”^[1]完成对交易记录的记账过程，为网络各节点提供了公共可见的去中心化共享总账（decentralized shared ledger，DSL）。每个区块链就是一个账本，在会计意义上与传统账本无本质区别，但从技术上看，DLT不仅传承了传统的记账哲学，而且具有一些传统账本无法比拟的优点。

传统的记账模式是基于账户的。在会计术语中，账户是根据会计科目设置的用于反映会计要素的增减变动情况及其结果的载体；在系统实现上，账户是一系列服务合约的承载体，一个账户中可能集合了多种产品或者服务，账户余额的变化是对产品或者服务产生的原始交易数据进行记录、汇总、分类、整理后反映在账户上的结果。传统的电子支付通过开立在中心机构的账户的余额发生变化而实现，其完全依赖中心机构的行为。与之不同，区块链系统，如比特币系统，在账本处理上采用了另外一种新的模式，即UTXO（unspent transaction output，未花费的交易输出）模式。

本质上，UTXO是经公众一致同意后的未来价值索取权。当一笔交易完成后，各节点对这笔交易行为及其结果形成共识，一致同意卖方在卖出商品后从买方手中获得了在未来某一时刻向其他卖方买入相同价值商品的权利，这一未来价值索取权为社团广泛接受，无人反对，在下次交易中用于支付，无人拒绝。得到这一权利的充要条件是，需要有相应的已获得节点共识的交易发生。换言之，就是需要有交易输入（input），才能得到交易输出（output）。

例如，比特币的区块链系统通过构造包含解锁脚本和锁定脚本的交易输入和交易输出，描述和完成了因交易而引起的未来价值索取权的转移。一笔交易的交易输入是上一笔交易的哈希值以及交易输出序号，表明该交易的输入对应于上一笔交易的输出；这笔交易的交易输出包含锁定脚本，以后将被下一笔交易的解锁脚本打开。未来价值索取权的拥有者构造解锁脚本，通过比特币交易验证引擎，在该笔交易中证明了自己的权利，随后通过锁定脚本将这一权利转移给下一个主体，依此类推，不断循环。解锁脚本与锁定脚本贯穿成一条连续的价值流通链。

区块链不需要账户就可以通过UTXO完成了“价值”的转移，这里，UTXO扮演了“货币”的角色。实质上，货币的本质就是一种获得社会广泛共识的未来价值索取权。而UTXO则是一种在区块链网络里获得参与者共识的未来价值索取权，但它仅在有限的共识范围内发挥着交易媒介和支付功能。例如，比特币是一种价值符号或价值单位，代表了一定价值的已得到共识的未来价值索取权。

UTXO是一种完全不同于账户的价值转移形式。我们可以将区块链理解为交易“流水账”，UTXO通过编码的方式难以篡改地记录了所有交易信息。UTXO信息与交易信息是一体的，因此，沿用传统账户处理的思路，UTXO表达的价值形式也可以转换成账户的形式。

UTXO模式实际上是以编码的方式难以篡改地记录了所有交易信息。

DLT对传统账本技术的改进表示在以下两方面。(www.chuimin.cn)

●不易伪造，难以篡改，效率高，可追溯，容易审计。

●通过交易（数字）签名、共识机制和跨链技术保障分布式账本的一致性，自动实时完成账-证相符、账-账相符、账-实相符。

DLT通过交易（数字）签名保障了账-证相符。这里，账就是证，证就是账，两者一致，难以篡改。进一步，DLT通过共识机制实现各类主体的账-账相符。交易信息只有获得共识，才会写入共享总账；写入账上的信息，必然已得到各主体的共识，账-账自动相符。同时，DLT利用跨链技术开展款-款兑付和券-款兑付，从而自动完成账-实一致、账-实相符。在此过程中，跨链技术不仅在交易上保障了款-款兑付、券-款兑付的原子性，而且在记账上保障了跨链不同主体账本之间的一致性。

我们所说的跨链技术主要包括以下三类。

●公证人机制（notary schemes）：这是中心化或基于多重签名的见证人模式，主要特点是不关注所跨链的结构和共识特性，而是引入一个可信的第三方充当公证人，作为跨链操作的中介。

●侧链/中继（side chains/relays）：侧链是一种锚定原（始）链的链结构，但并不是原链的分叉，而是从原链的数据流上提取特定的信息，形成一种新的链结构。中继是跨链信息交互和传递的渠道。不论是侧链还是中继，都是从原链采集数据，扮演着Listener角色。

●哈希锁定（hash-locking）技术：该技术在不同链之间设定相互操作的触发器，通常是一个待披露明文的随机数的哈希值。哈希值相当于转账暗语，只有拿到这暗语的人，才能获得款项。同时，该技术还制造了两个退款（redeem）合约，这两个合约需要双重签名才能生效，且有时间期限，其中制造转账哈希暗语的人的退款合约在时间期限上要长于另外一个人的，以此可保护他的权益。

通过特有的单链记账技术和跨链记账技术，DLT减少了大量既费时间又耗成本还容易出错的对账工作，自动实时达成各类“分布式”账本的一致性。

传统上，许多参与者的个体信息在各类账本上“留痕”，尤其是随着数字经济的发展，个人数据隐私的保护问题越来越突出。DLT从技术层面着手，采用签名加密等技术手段，将数据权利真正交还给个体。通过采用零知识证明、同态加密、安全多方计算、环签名、群签名、分级证书、混币等密码学原语与方案，实现交易身份及内容的隐私保护。

分布式数据库技术：提升簿记效率

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