數字歐元原型實驗簡析｜央行與貨幣_加密貨幣

文/中國證監會科技監管局局長姚前

歐洲中央銀行重視數字貨幣技術的應用潛力，文章基于該測試報告，對數字歐元原型實驗及相關要點進行分析和討論。加密貨幣的諸多優點值得央行數字貨幣學習和吸納。離線支付與在線支付并非割裂，數字歐元測試報告認為，離線支付仍然需要在線的數據對賬歐洲中央銀行重視數字貨幣技術的應用潛力，文章基于該測試報告，對數字歐元原型實驗及相關要點進行分析和討論，才能有效減輕風險。

引言

一直以來，歐洲中央銀行重視數字貨幣技術的應用潛力，在2016年12月與日本央行啟動了一項名為“Stella”的聯合研究項目，先后探索分布式賬本技術在大額支付、券款對付、跨境支付等場景的應用。近年來，歐洲央行對央行數字貨幣的態度愈加積極。

歐盟計劃在6月28日討論有關數字歐元的立法提案:6月21日消息，歐盟計劃在6月28日討論有關數字歐元的立法提案，此前這一備受爭議的議題曾被從行政議程中移除，Mairead McGuinness委員在布魯塞爾的一次活動中表示，我們期待在下周提出這兩項提案，即數字歐元計劃和有關現金法律地位的平行法律。前者將涵蓋隱私、分配和離線交易等議題。歐洲央行計劃在今年晚些時候做出決策，決定是否推進這一項目。[2023/6/21 21:50:37]

2020年10月，歐洲中央銀行發布數字歐元報告，闡述數字歐元的核心指導原則，分析了發行數字歐元的原因和影響，提出法律、功能和技術考慮。

2021年7月，歐洲中央銀行宣布啟動數字歐元項目并開展調查研究。2022年7月至2023年2月，歐洲中央銀行首次開展了數字歐元原型測試，并于2023年5月對外公布測試報告。本文基于該測試報告，對數字歐元原型實驗及相關要點進行分析和討論。

歐洲央行行長：數字歐元可能在歐盟以外更受歡迎:金色財經報道，歐洲中央銀行（ECB）行長Christine Lagarde表示，數字歐元“很可能”在歐盟以外更受歡迎。

Lagarde稱，歐元的數字版本應該是“無國界的”，應該受到“監管和適當監督”。它可以在很大程度上促進跨境支付，歐盟、美國和其他司法管轄區的當局需要比較央行數字貨幣，以更好地對其進行監管。（CoinDesk）[2022/9/28 22:37:25]

原型設計

在線支付

架構包含兩層：一是由歐洲中央銀行開發的后端原型，主要是單一結算引擎；二是由市場參與者開發的前端原型，包括用戶界面、應用程序/設備及用戶錢包。N€XT負責處理數字歐元支付、發行和贖回的結算，并通過Web應用程序編程接口為用戶前端提供服務。

歐洲央行執委帕內塔：允許中介機構提供“內部使用數字歐元”的服務:歐洲央行執委帕內塔：數字歐元將有力地推動數字化，提供一種安全、無成本的支付方式，并允許中介機構提供“內部使用數字歐元”的服務，到目前為止所做的實驗讓我們對不同技術的優缺點有了初步的認識。如果管委會在7月份給我們開了綠燈，那么我們將開始一個正式的調查階段，并重點關注數字歐元的設計。（金十）[2021/6/20 23:51:09]

N€XT基于UTXO數據模型，但并非采用分布式賬本架構，而是采用中心化模型。為了實現性能的可擴展，N€XT采用了分片技術，并設計一個基于微服務的事件驅動流式架構，采用Kafka開源消息傳遞技術，將其作為微服務間的通信平臺，同時又支持交易和UTXO分片數據多站點存儲。

N€XT包含4個組件：

歐盟委員會正與歐央行探討2021年推出數字歐元計劃的相關隱患:歐盟委員會（European Commission）與歐洲央行（ECB）發表聯合聲明稱，將探討一系列“政策、法律和技術”隱患，其可能會成為2021年年中推出數字歐元加密貨幣計劃的隱患。并表示，隨著數字化程度的提高、支付格局的迅速變化以及加密資產的廣泛出現，引入一種中心化的歐盟數字貨幣非常必要，歐盟委員會認為，在未來引入數字歐元方面，可能還有進一步政策障礙需要解決。（ec.europa）[2021/1/24 13:21:31]

驗證器：

作為進入結算引擎的入口，負責驗證所有自WebAPI輸入的數據，核驗內容包括：語法，即核驗消息格式是否正確，所有必填字段是否存在；語義，即核驗字段是否正確，例如，沒有負數金額，所有輸入的總和應等于所有輸出的總和；加密簽名和授權，即核驗發送方是否被允許使用該金額。

歐洲央行行長：數字歐元將是正在進行的歐洲一體化進程的象征，并最終有助于統一歐洲的數字經濟:據歐洲央行官網，歐洲央行行長拉加德發表署名文章《金錢的未來——在保持信任的同時進行創新》表示，我們可以從過去吸取重要的經驗教訓，以了解影響貨幣走向未來的因素，包括可能引入數字歐元。確保歐元滿足歐洲公民的需求是歐洲央行的核心任務。

歐洲央行希望確保歐元仍然適合數字時代。歐元體系正在評估可能引入數字歐元的影響，從法律上來講，這將是中央銀行的負債。數字歐元將補充現金，并確保消費者繼續以能夠滿足其不斷發展的數字支付需求的形式不受限制地獲取央行貨幣。發行數字歐元可能對于確保持續獲得中央銀行資金和貨幣主權兩者都是必要的。設計合理的數字歐元將與支付行業產生協同效應，并使私營部門能夠基于與數字歐元相關的服務來建立新業務。數字歐元也將是正在進行的歐洲一體化進程的象征，并最終有助于統一歐洲的數字經濟。

穩定幣如果被廣泛采用，它們可能會威脅金融穩定和貨幣主權。大型技術公司支持的穩定幣可能會試圖提高自身的競爭優勢和對大型平臺的控制權，從而給歐洲的競爭力和技術自主性帶來風險。它們的主導地位可能損害競爭和消費者選擇，并引起對數據隱私和個人信息濫用的擔憂。[2020/11/30 22:36:01]

協調器：

任務是為交易創建分片存儲，并檢查重復項。令牌管理器：這是結算引擎的核心，負責為UTXO創建分片存儲，并基于協調器的請求，處理所有相關操作。包括檢查特定UTXO是否存在，核驗其對交易的有效性和可用性，開展相關的保留和釋放操作。令牌管理器還負責使已花費的令牌無效，并根據請求創建新的UTXO。

通知器：

根據從驗證器或協調器接收到的事件生成最終結算結果信息，并將其轉發給WebAPI層，通知相關方。在前端原型方面，雖然歐洲中央銀行確定了基本功能，但市場參與者可以自愿擴展其范圍，添加可選功能。

歐洲中央銀行在此次實驗選定了CaixaBank、Worldline、EPI、Nexi、Amazon等市場機構，開發了5個應用前端，開展了線上個人對個人支付、離線個人對個人支付、由付款人發起的POS支付、由收款人發起的POS支付、電子商務支付等場景測試。移動電話應用程序、智能POS支付終端、在線購物界面等前端原型均與在線后端原型順利進行了集成。

離線支付

與在線支付不同，離線支付后端原型是一個所謂的離線橋接口，其與離線數字歐元網關連接，支持前端原型開展離線數字歐元的存入和取出操作。

離線前端原型同樣是由市場參與者開發，范圍包括中介機構為分發離線數字歐元至終端用戶所需的所有功能，以及基于安全元件的用戶應用程序和設備。

離線設備之間使用近場通信天線進行數據交換。當設備在線時，將與用戶所在中介機構提供的網關組件連接，支持用戶開展資金的存入和取出操作。離線原型的數據模型采用余額模式，不同于在線原型的UTXO模式。

離線原型和在線原型并非相互割裂，而是與數字歐元專用現金賬戶均進行了連接，從而建立間接的聯系。

相關討論

UTXO設計：加密貨幣元素

數字歐元在線原型采用了UTXO設計，與美聯儲漢密爾頓計劃數字美元原型一致。漢密爾頓計劃是美國波士頓聯邦儲備銀行與麻省理工學院合作開展的CBDC創新研究項目。

這項計劃持續開展數年，2022年2月3日，美國波士頓聯邦儲備銀行對外公布技術報告，闡述了漢密爾頓計劃數字美元原型設計及實驗進展。除了UTXO設計，數字歐元和數字美元原型的共同點還有：

一是均采用中心化架構，沒有采用比特幣、以太坊等加密貨幣的分布式賬本技術；

二是在結算流程上均進行了分離驗證，即分為形式驗證和存在性驗證，前述數字歐元結算引擎的驗證器負責語義、語法、簽名、授權的形式驗證，存在性驗證則由協調器和令牌管理器負責，漢密爾頓計劃的數字美元原型設計了專用組件——哨兵，專門負責執行形式驗證，驗證通過后，哨兵向執行引擎轉發交易，由其負責存在性驗證；

三是為了提高交易性能，兩者均采用了分片技術。不同之處在于，為了盡可能減少交易處理器的存儲計算壓力，漢密爾頓計劃的數字美元原型對UTXO進行壓縮處理，轉化為未花費資金的哈希集合，沒有存儲詳細資金信息，而數字歐元原型未進行相應處理，保留了UTXO的所有交易信息，隨著交易量的上升，交易信息的存儲逐步積累，或有壓力。

數字歐元和數字美元原型均采用了UTXO這一加密貨幣的設計元素，體現了全球兩大主流中央銀行對加密貨幣技術的某種認可。數字歐元的測試報告認為，采用基于UTXO的數據模型，一個優點是可以在建立中心化賬本的同時，不需要知道錢包持有者的身份，即可處理相關交易，這為客戶提供了有效的隱私保護。

此外，基于UTXO的數據模型還可以實現無須依賴智能合約的條件支付，數字歐元的測試報告認為，這特別有趣，為第三方業務創新提供了廣闊的空間。

付費￥5

文章來源：《清華金融評論》2023年7月刊總第116期實習編輯：周茗一

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