央行數字貨幣CBDC：區塊鏈技術新起點

一、引言

在俄烏沖突持續、西方等多國借SWIFT對俄羅斯進行金融制裁的國際背景下，數字貨幣再次進入大家的視野，也引發了各國對中央銀行數字貨幣CBDC(central bank digitalcurrencies)戰略意思的思考。在第八屆世界政府峰會（WGS2022）上，前美國總統金融市場工作組的成員Pippa Malmagren說道：“我們正處在劇烈變革的邊緣，我們將拋棄傳統的貨幣系統，用一種新的數字區塊鏈CBDC取代他，他將使我們的每一筆交易都更加清晰。”隨著區塊鏈技術的進一步深入研究和國際金融形式的動蕩，CBDC越來越多的得到經濟金融專家的認可。國際貨幣金融機構論壇OMFIF在2022年1月發表了 “Outlook 2022: shaping a CBDCfuture for consumers and businesses”預測2022是全球數字支付的關鍵一年，許多國家在過去的一年里加緊探索和推進央行數字貨幣CBDC計劃，如圖1實施CBDC國家的發展階段分布，現在有100多家中央銀行正在研究或者試點CBDC來促進發展本國數字經濟，表1是一些成熟度較高的CBDC項目。美聯儲正在進行一系列與數字貨幣相關政策和技術的研究，評估利用現有基礎設施和技術進行CBDC設計的開發能力；同時和麻省理工學院合作考慮利用分布式賬本技術實現批發型的CBDC，與佐治亞州立大學合作推進網絡安全研究包括支付欺詐等。

圖1. CBDC國家的發展階段分布

表1. CBDC成熟度統計

我國的數字人民幣研究起步早，技術成熟度和實施階段都處在國際CBDC的前列。由中國人民銀行發行的DE/CP具備法定數字貨幣的一般屬性，中國央行數字貨幣體系在堅持雙層運營、流通中貨幣（M0）替代、可控匿名的前提下，遵循穩步、安全、可控、創新、實用的原則，先行在深圳、蘇州、雄安新區、成都及未來的冬奧場景進行內部封閉試點測試。在最近的3月31日人民銀行召開數字人民幣研發試點工作座談會，會議明確有序擴大試點范圍，在現有試點地區基礎上增加天津市、重慶市、廣東省廣州市、福建省福州市和廈門市、浙江省承辦亞運會的6個城市作為試點地區，北京市和河北省張家口市在2022北京冬奧會、冬殘奧會場景試點結束后轉為試點地區。各個參與方同時按照“十四五”規劃部署，加大試點應用和生態體系建設，加強安全和風險控制建設，不斷夯實數字人民幣研發試點基礎。

二、 CBDC的特征和功能要求

央行數字貨幣按照類型分為零售型和批發型，其中零售型對應的現有貨幣體系中的M0，而批發型針對的是現有貨幣體系中的M1/M2，圖2是BIS(Bank forInternational Settlements)在“貨幣之花”模型數字形態的界定，其中可以看出零售型和批發型不同的功能，零售型和批發型的區分點在于普通應用，也就是對于現金功能貨幣的替代。

圖2 貨幣之花

按照運營機構的層次分為單層運營結構和雙層運營結構，單層運營結構是中央銀行發行數字貨幣，并直接對授權和受監管的提供用戶友好交互界面應用的公司提供API端口，用戶使用公司的服務直接使用數字貨幣。其中英國中央銀行的CBDC就采用這種結構，如圖3中央銀行單層運營體系所示。而我國的DC/EP采用雙層運營機構，由中央銀行發行并投放到商業銀行，商業銀行對公眾提供現金或存款和數字人民幣兌換服務。如圖4數字人民幣雙層運營體系所示。

圖3單層運營體系

圖4雙層運營體系

沒有一種方法適合所有的央行數字貨幣，針對不同國家的國情和業務發展需求各個中央銀行對于CBDC的設計原則不盡相同。但各國中央銀行應當以公共利益為向導，而不是以利潤為向導，CBDC應當在其設計過程中遵循嚴格的隱私設計原則以及政府、企業、消費者之間的權力共享方法實現中央銀行與用戶的獨立性。CBDC的特征和功能應滿足：

? 可編程性支付

?  隱私保護

? 安全的連續離線支付

?  互操作性 ,通過智能合約和DLT技術的可編程性使得互操作性更加多樣化和效率化。滿足更復雜的有效性和遵從性需要的自動化驗證。

2.1 可編程性支付：腳本、智能合約

CBDC的功能應具備可編程性支付，這樣可以創造更大的創新空間，一般采用腳本和智能合約技術實現數字貨幣的可編程性，使CBDC提供更廣泛和更高效的支付性能。我國的央行數字貨幣DECP通過在數字貨幣中嵌入腳本或者使用智能合約的方式實現數字貨幣的可編程功能，并且，通過數字人民幣的可編程性和條件支付的特性，創造了很多現金無法實現的新貨幣應用場景，大大擴展了數字人民幣的應用邊界。例如針對指定商戶發放具有有效期的定向紅包；利用智能合約實現數字人民幣在精準扶貧方面的應用，專項的扶貧數字人民幣只能在限定的條件下才可以進行使用，達到專款專用的目的；數字人民幣在商業保險中的應用，簽訂保險的時候部署智能合約，滿足合約觸發條件后，數字人民幣的智能合約自動執行，并且對理賠的數字人民幣進行了使用限制，保護了雙方的利益。正是因為CBDC的可編程性，使得數字貨幣成為貨幣發展過程中的一個新的階段，并且腳本和智能合約是數字貨幣的一個重要組成部分。

CBDC的合約系統和傳統區塊鏈的智能合約不盡相同，傳統的區塊鏈智能合約，通過部署智能合約到區塊鏈上，然后用戶創建交易時調用合約，一些挖礦節點運行智能合約，執行完成后把合約參數連同交易寫入區塊鏈上，完成合約的執行。而CBDC的合約系統不只是鏈上代碼，也不是所說的“代碼即法律”，而是合規的合約系統，滿足金融和法律要求的智能合約標準。智能合約不一定非要上鏈（合約的憑證上鏈），但是其具有完整性，可驗證性，不可否認性等特征，同樣智能合約可以在CBDC系統中執行。

2.2  監管友好的隱私保護

任何 CBDC 都需要在保護消費者隱私權和提供阻止犯罪活動所需的透明度之間取得適當的平衡。CBDC 會產生關于用戶金融交易的數據通過利用現有工具解決隱私問題。同時金融機構必須遵守反洗錢和反恐怖主義的規則，包括對客戶的盡職調查、記錄保存和報告要求。隱私保護是在尋求一個金融市場秩序穩定的平衡點，設計的底線時滿足法律制度規定的個人信息隱私保護，是CBDC得到公眾認可的前提。但是如果允許交易方完全匿名，那么就可以說CBDC鼓勵暗網交易、逃稅、洗錢等非法活動。只有有效的追蹤非法活動的資金信息交易雙方信息才能有效的打擊和遏制犯罪，保護廣大人民的生命和財產安全。

我們國家的數字貨幣DC/EP在隱私保護方面采用了可控的匿名性交易機制，即實現了等同公眾使用現金交易的匿名性，又可以有效的打擊違法交易活動，表2所示的DC/EP雙層結構中各個部分對數據的訪問權限，

• 可監管：通過收集客戶信息，驗證數字貨幣的所屬權，記錄交易歷史，識別交易雙方的真實身份，實現特定情況下的可追溯性，確保央行獲得數字貨幣的完整性；
• 匿名性：基于松耦合的賬戶，采用隱私保護技術對數據訪問進行管理，從而保證數字貨幣的匿名性，滿足公眾對數字貨幣匿名支付的需求，確保流通過程中各方只能訪問與自己相關的信息。

2.3 安全的連續離線支付

離線支付分為單離線支付和雙離線支付，支付過程一個是支付媒介（也就是發送方），一個是受理終端（也就是接收方）；顧名思義單離線支付就是一方離線，一般支持支付媒介的離線，雙離線支付是指雙方均離線的情況下也可以完成支付過程，主要滿足地下室、停車場、山區甚至是地理災害等特殊環境下的支付需求。

NFC技術時雙離線支付功能的核心，但是NFC支付主要通過硬件嵌入在手機里，然后通過授權后或者支付功能，還有一種時NFC-SIM卡，將NFC功能嵌入到SIM卡中，滿足更多的設備需求，NFC只是滿足了支付通信的要求，另外SE完全芯片的作用同樣重要，關于密鑰管理和對交易的簽名等都是通過SE安全芯片實現。SE安全芯片通過把密鑰不能被外部讀取，只負責加解密和簽名等算法，保證應用的安全。SE模塊現在大部分手機終端都支持此功能。同時為了安全期間，雙離線支付在交易時間和交易次數方面都做了限制，當交易次數耗盡后必須通過聯網同步后才能繼續使用離線支付。

2.4 互操作性

支付系統的互操作性，主要用于實現CBDC的跨境和跨貨幣的互操作性：

• 兼容標準（例如類似的監管框架，消息格式和數據要求等）
• 通過專用的接口，通用的結算機制或者相關方案實現系統互聯
• 建立單一的多貨幣支付系統

這個主要是針對批發式的CBDC，相關的研究還處在起步階段。我國的DC/EP暫時沒有互操作性的業務需求。但是在CBDC的技術點上和以后的跨境數字貨幣研究中，互操作性是一個主要特征，是研究的一個主要突破點。

mCBDC也叫mBridge項目如圖6所示是BIS創新中心和泰國銀行、阿聯酋中央銀行、中國人民銀行 [數字貨幣研究所]和香港金融管理局正在合作開發一個多CBDC平臺或橋梁，用于國際匯款。此項目還處在實驗階段，但是實現了跨境傳輸速度從幾天大幅提升到秒級。其次，用戶進行此類操作的成本也可以降低一半。

圖6 mCBDC 模型

三、區塊鏈的新起點

在整個CBDC設計過程中，因各國央行對數字貨幣的需求不盡相同，區塊鏈在整個CBDC的設計中的參與度也不同，但是幾乎都離不開區塊鏈的技術或者分布式賬本技術DLT。區塊鏈系統必須根據央行的業務需求而改變，隨著各國央行數字貨幣的推進，設計新一代基于區塊鏈系統架構的CBDC滿足不同央行業務需求（例如交易的完備性，監管性的需求），開啟了區塊鏈技術研究的一個新起點。通過新的技術推動國家數字金融的改革，通過數字貨幣降低費用，提高效率推動國家經濟的發展。

在各個國家設計CBDC的過程中是否采用區塊鏈不是一個必然的選擇，這里的區塊鏈是一個擁有完全區塊鏈結構：分布式賬本，共識機制，智能合約/腳本，P2P網絡，公鑰簽名算法等。但是CBDC會根據不同的業務需求選擇某些區塊鏈的某些技術例如分布式賬本技術，智能合約等作為研究的技術點實現各自的CBDC系統。根據上面的CBDC特征可以發現：可編程性需要研究基于虛擬機的智能合約部署，滿足多樣性和效率的數字貨幣；對各種加密算法和簽名算法的研究使得離線支付更加高效和安全；對匿名機制的研究，實現監管友好的隱私保護；對區塊鏈跨鏈技術的研究，尋找實現CBDC跨境業務的突破等。

四、結論

CBDC這些年一直是國際金融組織討論的熱點話題之一，美聯儲對待CBDC的態度從拒絕到提出特征和高校聯合研究，各個國家對CBDC研究、測試、試點都說明CBDC是在金融數字化的發展過程中的新方向。英國央行和歐洲央行也相繼提出了運用CBDC到公共部門及民間部門機構，以便與既有的支付體系融合。我國的CBDC研究起步早，技術積累多，現在全國試點允許進一步擴大。整個國際上發展中國家的CBDC研究相對于發達國家的CBDC研究成熟度相對超前，也許這是發展中國家在局勢多變的國際金融環境中一次彎道追趕或者超車的機會。但是也要對區塊鏈的技術深入研究以滿足央行數字貨幣的業務需求。同時CBDC作為一個新興的事情，CBDC的安全同樣值得共同關注，通過對智能合約安全，賬本分析，網絡安全，算法安全，SE等很多安全點值得進一步的分析，進一步為CBDC的安全落地護航。

參考文獻

1. Weide Lin. Central Bank Currency andInternational Development Trends in the Digital Age, 2021.

2. Central bank digital currencies —designprinciples and balance sheet implications Michael Kumhof and Clare Noone  May 2018.

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4. Yao Qian. TechnicalAspects of CBDC in a Two-Tiered System.

內容編輯：創新中心 呂亮   責任編輯：王星凱

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