中国银联建设基于区块链的可信电子凭证系统

中国银联自2011年起开启了电子票据的研究和创新，研究了多种技术架构体系，通过引入先进的区块链技术，建立去中心化的电子票据系统，企业和用户通过任意节点都可以加入银联建立的区块链网络，从而有效降低金融“信用”的建立成本，解决了凭证电子化带来的信任问题，构建了国内首个基于区块链的可信电子凭证系统，打通了互联网信息时代无纸化的“最后一公里”。

背景

凭证电子化已成趋势。电子凭证指证实业务的各类凭证电子化，常见的电子凭证主要来源于人们日常的消费支付，主要包括签购单、缴费账单、保单、企业小票等。近年，我国电子商务发展势头明显，渗透到了每一个金融环节中，通过试点应用和推广使用电子凭证，将给政企双方以及广大消费者的日常生活带来极大便利。

首先，企业节约大量成本，并且实现更加高效的凭证管理。政府降低监管成本，从而腾出更多的政府资源用于提升政务服务水平。其次，普通消费者选择使用电子凭证，体现了绿色、低碳的环保理念。第三，通过灵活方便的手机APP等客户端，消费者接收、存储和使用电子凭证都十分方便，电子凭证可以实时查验、重复下载和永久存储，消费者在日常生活中再也不用担心假发票、丢失发票、维修保修、报销等事项。随着信息化和财务观念的进一步发展，电子凭证取代纸质凭证已经成为一个必然的趋势。

2005年我国颁布了《电子签名法》，确立了电子签名的法律地位。2015年国家税务总局发布的《“互联网+税务”行动计划》中明确提出，“探索推进发票无纸化试点，降低发票使用和管理成本，逐步实现纸质发票到电子发票的变革”。之后相关主管部门还相继出台了一系列涉及管理、应用等方面的规范标准，这些法律规范为实现凭证电子化提供了良好的基础。

很多企业现已都开始为消费者提供电子凭证，如银联推出POS电子签购单业务，希望最终代替纸质签购单，为持卡人、商户、收单机构、发卡机构提供电子签购单便捷的获取途径。微信等非银行支付在用户完成支付后，向用户推送电子支付凭证及一站式的电子发票解决方案。银行以微信、邮件、APP的方式向持卡人推送电子账单、给用户提供网上银行下载的电子回单等服务。

问题和挑战。然而多数凭证基本上没有脱离纸质的载体，即使存在部分已经“电子化”的凭证，其会计处理方式与手工会计处理也没有明显区别。如水电煤、话费宽带等账单，仍是以传统的纸质账单邮寄的方式寄给用户，商户仍保留打印纸质银联POS签购单的流程，并没有完全推广和实现无纸化。虽然有些电商已开始尝试使用电子发票，但纸质发票仍大量存在。

因此总体来说，凭证电子化仍然处于起步阶段，游离于信息化的大潮之外，与纸质凭证不同的是，目前的电子凭证都依赖于第三方的公信力，基于中心化架构实现，存于系统中的电子凭证可能丢失或被篡改。信任问题制约了企业电子凭证的推广和发展，纸质票据的存在不仅耗费了大量的纸质资源，在其保管上也占用了大量的人力、物力和财力。

可信电子凭证。可信电子凭证指在网络传输、本地存储、以及查询下载等环节都能不被恶意篡改的电子凭证。可信电子凭证解决方案提供了验证电子凭证有效性的途径，以记录摘要和时间戳的方式，解决了凭证电子化面临的信任问题。

而区块链技术则提供了一种可靠的建立信任的方式，降低了互信成本。银联采用区块链作为支撑技术，建立可信生态圈，在此基础上提出了可信电子凭证解决方案，解决了凭证电子化带来的以下四个问题：第一，能够鉴定电子凭证真伪，无须担心被恶意篡改或伪造。第二，第三方托管模式能有效降低企业系统建设和运维的成本，而从具有公信力的第三方查询和获取电子凭证的方式，为企业用户提供了安全可靠的获取渠道。第三，解决数据存储行业面临的信任瓶颈，有助于业务开展。第四，以记录电子凭证摘要、流转记录等方式，使得电子凭证可追溯，满足了业务监管和审查的需求。

综上所述，基于区块链的可信电子凭证解决了凭证电子化过程中的存在的信任问题，使业务参与各方的合法权益得到了真正的保证，有助于彻底实现凭证无纸化。

系统实现

设计思路。联盟链用于存储电子凭证摘要、时间戳等信息，经节点共识后写入联盟链，保障了信息的开放、透明、公正、安全、形成各参与方对数据的信任，准实时同步至各节点，业务不会受某一点单点服务的风险影响。而联盟链数据的哈希值（哈希算法将任意长度的二进制值映射为固定长度的较小二进制值，这个小的二进制值称为哈希值。哈希值是一段数据唯一且极其紧凑的数值表示形式。）被锚定到一条或多条公有链，用于证明其数据有效性，进一步加强数据的透明性和不可篡改性。

主要功能。一是云存储，云存储为企业提供安全、可靠的电子凭证托管服务，为持卡人提供便捷可信的电子凭证查询途径。在企业上送电子凭证后，银联即按约定算法计算电子凭证摘要，在区块链中创建交易，记录电子凭证摘要等信息，返回能够检索到凭证摘要的索引。云存储不仅能够降低企业的存储成本，第三方托管机制更使持卡人能够放心地使用电子凭证，有利于企业凭证电子化推广，降低成本。

二是云验证，云验证为企业、持卡人提供校验电子凭证的服务和方式。对于使用银联第三方托管服务的企业，在获取电子凭证后可从区块链获取的交易信息中解析出电子凭证摘要进行比对，以验证电子凭证真伪，无须担心托管模式下的凭证被恶意篡改。而对于本地存储电子凭证的企业，银联可为持卡人提供统一的电子凭证校验服务，在后续发展中，也可进一步与第三方存证、公证机构合作，进行不同渠道的验证或出证服务。在联盟链初期可通过锚定到公有链的方式来证明联盟链数据的可靠性，当具有公信力的记账节点足够多的时候，可不再需要进行账本校验。

技术特点。第一，可信公共账本，采用区块链技术作为底层支撑，由该技术建立起的多方数据共同维护、共同信任机制，拥有较高的可靠性、可追踪、减少错误以及改善数据质量等特质。银联搭建了基于区块链的可信电子凭证平台，顺利完成了区块链应用第一阶段的验证实施。同时在平台实现设计中充分考虑扩展性，为后续的区块链应用在金融领域的拓展建立了技术与功能的基础支持。目前验证原型底层采用Onchain分布式账本技术框架，可快速实现独立的公有链、联盟链、私有链搭建。经测试，该分布式账本技术框架平稳运行，已能满足电子凭证类创新业务试点需求。

第二，海量数据存储，依托银联大数据平台，针对电子凭证托管业务数据量大、增长快且不能准确预计、只需要简单的键值对读取、写入非常频繁，以及对系统的并发能力、吞吐量、响应延时有非常高的需求，并且希望系统能够保持强一致性等需求特征，采用非关系型数据库来实现电子凭证的持久化。数据读写服务没有单点的限制，服务能力可以随服务器的增长而线性增长，达到几十甚至上百台的规模，写入不随数据量的增长而下降，能够满足海量电子凭证存储和查询的需求。

应用场景

可信电子凭证的应用场景可以从电子签购单发展开来，可以覆盖到电子合同、电子发票、电子保单、特定金融凭证和证明等通用的金融业务流程中，并且以可信电子凭证的基础区块链网络为基础，可以更大范围地扩展到更多的泛金融业务流程中。

电子签购单。POS电子签购单是银联为了后续逐步取消纸质签购单实现完全无纸化做好技术支撑，以及为持卡人、商户、收单机构、发卡机构提供电子签购单便捷的获取途径开展的试点业务，为了解决大量使用纸质签购单将造成严重的自然资源浪费，打通线下POS收单的“最后一公里”。与传统的打印纸质签购单的方式不同，持卡人交易完成后在电子签名版上签名，签名及交易信息由POS终端上送到银联系统后生成电子签购单，向持卡人端推送，并且存储于银联电子票据平台。结合可信电子凭证解决方案，可解决商户和持卡人不保存纸质签购单的后顾之忧。在差错处理、商品退货等需要查阅或提供电子签购单时，通过区块链中的POS电子签购单摘要、时间戳等即可进行有效性校验，有效地保障了相关方利益。

电子合同。电子合同是银联进一步确保合同有效性、弥补现有电子存证体系不足而进行的有益尝试。利用联盟链实时出证、共同维护的特性，通过链上多方参与管理与运营，进而确保电子合同的签署时间、签署主体、文件哈希值等电子合同的数字指纹信息会广播到联盟链所有成员的各自节点上，所有信息一经存储，任何一方都无法篡改，充分满足了电子证据司法存证的要求。在发生合同纠纷需要调用合同时，可通过区块链中的摘要验证各参与方所持合同的真伪，有效地保障了相关方利益。

电子发票。电子发票是银联在适应现有发票管理办法和市场运行规则的前提下，提出的应用区块链技术构建的可追溯、不可篡改的新型电子发票。该业务基于可信电子凭证解决方案实现，可解决现有电子发票使用中难以防伪、重复使用等问题，是发票的又一次升级。利用区块链技术的电子发票，有单一摘要及时间戳，在实际使用中可用以验证真伪、是否已被使用等，具有强于纸质发票的防伪性能。同时，新型电子发票也继承了电子发票成本低，易于保管、查询、调阅等优点。

银联利用区块链技术的电子发票也契合了营改增过渡时期的发展需要，是真正具备“无纸化”的可信要素、成本低廉、安全有保障且在使用及维护上都非常便利的电子发票系统，从而真正释放出电子发票所蕴含的巨大潜力。

电子保单。目前很多保险公司积极开展保单电子化服务，但由于被保险人对保险公司提供的电子保单缺乏信任，保险公司仍需向被保险人递送各种纸质保单，电子化进程缓慢，未真正实现保单的电子化。针对上述问题，银联借助可信电子凭证解决方案与保险等机构开展试点合作，旨在代替传统纸质保单，建立面向保险人和被保险人或投保人的电子化平台，实现保险单据的无纸化、信息化处理。试点业务有效降低了保单电子化信用成本，使电子保单托管成为可能，从而有效推进了保单的电子化进程，面向被保险人提供可靠、可信的电子保单托管、查询、验证服务。而可信电子凭证解决方案通过区块链证明电子保单未被篡改及被托管，为电子保单的普及提供了技术支撑，打破信任壁垒。在降低保险机构保单电子化成本的同时，又避免了因托管造成的凭证丢失、不能验证等问题，有利于保单无纸化的推广。

电子金融凭证。在企业与个人的金融活动中，会涉及不同种类的来自金融机构的各类业务凭证与证明，通过可信电子凭证系统的记录支持，降低金融机构业务成本，使合同、回单等凭证完全脱离纸质载体成为可能，同时也降低个人保存业务凭证的成本，无需担心因凭证丢失造成的风险，更可以在各方建立凭证和证明的真实性和不可篡改性，降低金融“信用”成本，在一些涉及金融业务凭证的场景，可信电子凭证较传统纸质凭证而言易鉴定，能够节约司法成本。

结论

随着新兴技术的发展和智能移动终端的普及，线上线下充分融合，在“互联网+”语境下，“无纸化”、“移动化”、“自动化”、“智能化”成为票据发展的重要趋势，面对票据电子化进程中面临的亟待解决的诸如行业壁垒等众多挑战，区块链技术无疑为票据电子化的发展提供了新的思路和契机。

未来，银联将在实践中不断探索和改进以区块链为基础的可信电子凭证体系，不断丰富其应用场景，通过区块链技术和诸如生物识别技术、可信可控、云计算等多种技术结合，推动凭证电子化发展，打破金融领域的信息孤岛，带来金融基础设施的改变，制造跨领域合作的机会，提高资源配置效率，助力产业转型升级，推动业务创新。银联也将积极联合银行、保险公司、商业企业共同合作，共同发展区块链可信电子凭证体系，形成一个各方共同参与、共同维护的良好生态，并广泛扩展成为可信生态圈。

原文标题：《“无纸化”时代已开启——基于区块链的可信电子凭证应用》
作者：乐旭 周钰 华锦芝 张莉敏
作者供职于中国银联电子支付研究院、电子商务与电子支付国家工程实验室

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