從美聯儲央行數字貨幣思想看區塊鏈設計原則：下一代區塊鏈系統（一）_BDC

本文是“下一代區塊鏈系統”系列的第一篇。2020年是區塊鏈在科技上一個重要里程碑，取得了極大的發展，例如2020年4月臉書發布Libra 2.0版白皮書提出許多新的設計和思想。同一時間我們在中國發布了《互鏈網：重新定義區塊鏈》，開啟了下一代區塊鏈的討論。臉書Libra 2.0主要宣傳監管上的創新（遵行旅行規則和嵌入式監管[9,10]），同時在架構上也有創新；而我們主要在架構上的創新（例如LSO架構），并在新架構上加添監管機制，例如STRISA監管網絡系統。但是現在在下一代區塊鏈系統的討論還比較少，許多因素還沒有厘清。

下一代區塊鏈系統和第一代系統大不相同，體現在區塊鏈走進合規市場，金融市場提出許多新需求。最大的兩個改變是：區塊鏈交易需要監管，以及金融交易完備性。前者是過去大部分區塊鏈系統特意回避的問題，而后者也是經常被忽略的問題。大部分區塊鏈系統設計都在討論共識機制，例如如何加快共識。但是共識加快后，交易還是完備嗎？還可以監管嗎？如果這兩個問題沒有解答，則新共識機制將無法運用在金融系統中。這就是我們一直明確的區塊鏈設計不能采取單項優化的設計，而需要有全盤的考慮。我們從2018年就提出“可監管的區塊鏈”才是區塊鏈發展的方向，就是系統設計的時候必須考慮多項要素，特別是監管性和交易完備性，如果一條鏈系統沒有考慮這兩項，將會遇到困難。

由于下一代區塊鏈系統比第一代系統更為復雜，本系列文章計劃從頭開始討論。從軟件工程角度來說，首先需要對了解需求。這就是第一篇文章的目的。

2021年2月24日，美聯儲發布報告《央行數字貨幣的先決必要條件》（Preconditions for a general-purpose central bank digital currency）。在該報告中，美聯儲表明了其對于央行數字貨幣的看法和立場。事實上，英國央行在去年3月同樣發布了其央行數字貨幣(Central Bank Digital Currency，CBDC)的報告《中央銀行數字貨幣的機遇，挑戰和設計》（Central Bank Digital Currency Opportunities, challenges and design）。對比兩家機構在CBDC上的看法，二者之間有相似之處。這表示世界重要央行觀點已經一致，只是觀點一直在進步。這也證實了一點：對于CBDC的設計與需求，多方得道的結果都相似。英國央行在2020年3月時，還在討論是不是要使用區塊鏈技術，并且認為區塊鏈系統必須根據央行的需求而改變，央行不會因為現在區塊鏈系統的設計而改變貨幣政策或是監管原則。但是經過2020年的發展，美聯儲的態度變得更加積極。在2021年2月，美聯儲就直接說使用區塊鏈技術，并且提出的系統需求不是根據比特幣、以太坊、超級賬本的架構、功能、性能，而是根據美聯儲業務的需求。這樣正面的態度和2020年英國央行相對保守的態度差異很大。英國央行是過去CBDC思想的領先者，現在美國取而代之。

本文將首先介紹美聯儲這篇報告的主要內容思想，并且比較國際清算銀行和多國央行對于CBDC的觀點。一個明顯的結論，就是根據這些央行提出的CBDC需求，我們需要一個新一代區塊鏈系統架構。雖然新架構和傳統區塊鏈架構有類似的地方，但是還是有巨大的差距，例如傳統共識速度不再是主要關注點，交易完備性和監管性才是下一代區塊鏈的主要需求。1.美聯儲報告

彭博社：Tether利用Signature Bank將美國客戶資金從美國轉移到巴哈馬:金色財經報道，穩定幣發行商Tether利用Signature Bank將美元資金從美國轉移到巴哈馬。直到今年3月Signature Bank關閉并被監管機構接管前，Tether一直使用Signature Bank的Signet支付平臺將美國客戶的資金轉移到Capital Union Bank，后者是該公司在巴哈馬的銀行合作伙伴。隨后Tether首席技術官Paolo Ardoino在推特上回應了這篇報道，稱Tether“對Signature沒有任何直接或間接敞口”。Signet成立于2019年，是一個實時支付平臺，即使在Signature Bank關閉后該平臺仍在繼續運營。[2023/4/5 13:45:37]

這篇報告主要闡述了發展CBDC的先決條件。“貨幣”是否成功的關鍵在于，它是否在市場上被視為一種安全、穩定和可靠的工具，而不是只是依靠它是法定貨幣。如果數字美元通過不了市場的考驗，即使有法定貨幣的地位，也需要進步。

現金、中央銀行存款和潛在的CBDC都是中央銀行的負債。CBDC首先要成為一種安全的能保障價值貨幣。同時，在隨著全球穩定幣的引入、支付服務領域“大科技”(bigTech)的日益普及，凸顯了數字貨幣的優勢，更加彰顯了發展CBDC的迫切性。文中表明發展CBDC要有5大先決條件：明確的政策目標、廣泛利益相關者的支持、強大的法律框架、強大的技術和市場準備。下面將從這5方面分別介紹并討論。

1.1.?明確的政策目標（Clear Policy Objectives）各國央行對CBDC研究和實驗的興趣差別很大。然而，這些目標通常分為兩大類。一些央行主要是在尋求解決當前的挑戰，而另一些央行則在探索未來的能力。美聯儲認為，無論CBDC的具體目標是什么，它們都應該與美聯儲的長期目標相一致，即保證國家支付系統的安全和效率，以及貨幣和金融穩定。各國央行對CBDC的發展態度同樣也秉承3個原則：

不造成損害；

補充現有貨幣形式；

支持創新和效率。

1.2.?廣泛利益相關者的支持（Broad Stakeholder Support）報告中將CBDC的利益相關者分為：政府機構、最終用戶、金融機構、技術和基礎設施提供商、學術界和標準開發組織。

政府機構:?政府的立法和行政部門將需要考慮影響CBDC的設計和實施的因素。例如對于通用CBDC的立法變化（合同法、隱私法和消費者保護法）。設計上也需要考慮包括與稅收、公共支出、偽造和欺詐、反洗錢和網絡安全相關的問題。

最終用戶:?對于用戶來說，可用性是關鍵，因為通用CBDC必須為使用貨幣購買商品和服務的用戶設計。在CBDC的設計和測試中，需要考慮不同年齡、地理位置、支付習慣和財務知識的終端用戶。

金融機構:?引入CBDC可能導致市場結構和動態的重大變化。CBDC可能會影響商業銀行存款、銀行信貸以及更廣泛的金融體系。然而，也有可能幾乎不會對銀行業造成破壞，這取決于CBDC的特性及其實現方式。

技術和基礎設施提供商:?科技和基礎設施公司在當今的市場上扮演著重要角色，這些集團的支持是CBDC發行的先決條件。潛在的CBDC可能有許多不同的形式，其中一些形式可以通過現有的技術和基礎設施實現。或者，它可以使用新的技術，如區塊鏈，這些技術目前還沒有廣泛使用。

外媒：阿根廷人正在從美元轉向穩定幣DAI:CoinDesk發文稱，一些阿根廷人正在從美元轉向MakerDAO發行的穩定幣DAI。根據當地加密貨幣交易所Ripio、SatoshiTango和Decrypto提供的數據，到2020年為止，其交易量至少增長了六倍。[2020/12/23 16:11:01]

其他利益相關者:?如學術機構、智庫、標準組織和國際社會，可以為CBDC的基金會提供信息和支持。學術機構和智庫可以為決策提供思想領導。標準組織可以通過定義術語、開發分類法以及創建支持更廣泛生態系統的規范和標準來做出貢獻。

1.3.?強大的法律框架（Strong Legal Framework）健全的法律框架可以幫助人們更快地相信并使用CBDC。首先要有明確的法律權限。發行通用CBDC是否與相關法律要求相一致。其次是確定CBDC是否擁有與法定貨幣相同的地位。例如，美國法律下CBDC作為法定貨幣的地位仍然是一個懸而未決的問題，一個通用CBDC作為法定貨幣的地位并不保證它在商業上被接受。

我們的觀察：

美聯儲的觀點是：即使美元CBDC是美國的法幣，也需要通過商業方式確保該系統可以在商場上成功運行。

還有反洗錢、打擊恐怖主義融資、解決逃避制裁問題。CBDC可以成為非法活動的支持介質,特別是考慮到方便和速度,潛在的大量資金可能被轉移。

在討論法律地位后，美聯儲最關心的問題是反洗錢。美聯儲擔心地下市場使用數字美元洗錢。但是事實上在美國這方面的工作是從2019-2020年才積極進行，以前都是個別單位研究開發，而且監管科技主要都在傳統系統上。由于數字貨幣的監管機制還在研發階段，估計此類問題還未解決前，美聯儲不會推出數字美元。美國會以臉書穩定幣的監管機制作為示范試點看待。

與此同時，考慮如何尊重隱私以及如何在CBDC協議中保護個人數據也至關重要。CBDC與鈔票不同的一點是：實物鈔票不攜帶與特定個人及其金融交易歷史有關的交易數據。在CBDC發行后，央行可以獲得空前規模的細粒度交易信息；交易數據可能對某些第三方(如銀行和服務提供商)可用，或者在極端情況下，對每個人都可用。貨幣和數據之間的這種緊密聯系與實物鈔票形成了鮮明對比。

注意，在隱私性屬性上，美聯儲的觀點和數字美元計劃(Digital Dollar)的觀點正好相反，卻和我們觀點一致。我們認為要洗錢，用現金，不要用數字貨幣。因為不論區塊鏈如何設計，如果使用區塊鏈運行數字貨幣，項目方都可以看到至少部分信息或是全部信息。這樣區塊鏈系統就是洗錢的克星。

美聯儲說“央行可以獲得空前規模的細粒度交易信息”。這表示美聯儲的觀點和加拿大央行在2017年的觀點一致，央行必須能夠觀察到一切信息。因此數字貨幣，用起來像現金，卻沒有現金的隱私性。

這里監管性的需求是：1）能夠實時找到相關賬戶信息；2）能夠實時找到相關交易信息；3）能夠快速完成反洗錢分析；4）能夠實時阻止違法或是違規交易，或是回滾還沒有結算的交易。這些在中心化系統不難做到，但是在分布式網絡系統（例如區塊鏈）中就困難的多。而且這里還有假設參與系統或是節點（包括所有參與方）都有可能會有欺詐行為，在信息上作假或是篡改數據。這樣監管機制會復雜的多。

Bitso首席執行官：ODL每年將約30億美元的匯款從美國轉至墨西哥:10月25日消息，墨西哥加密交易所Bitso首席執行官Daniel Vogel表示，Ripple旗下由XRP提供支持的跨境支付產品按需流動資金（ODL），正將近10%的匯款從美國轉移到墨西哥。Pew研究中心報告提供的數據表明，2017年有超過300億美元的匯款從美國轉移至墨西哥，因此可估算XRP目前每年從美國向墨西哥的匯款約為30億美元。（The Daily Hodl）[2020/10/25]

數字美元計劃是一個美國民間項目，認為隱私性非常重要，并且堅持使用token來建立數字貨幣系統。堅持使用token機制的觀點和國際清算銀行的觀點也正好相反。國際清算銀行在2021年2月發表的觀點認為CBDC系統只能使用基于賬戶的數字貨幣系統，而基于token系統只能是地下市場的數字貨幣系統。

我們的觀點是即使使用token，也不一定有隱私性，因為單單使用token而沒有其他輔助協議隱私性還是不夠的。我們的觀點出現在2020年，但是今年（2021）已經證實。最近暗網表示不再接受比特幣，代表諸如比特幣（使用token的系統），在暗網交易已經沒有隱私性。為什么？因為美國在2020年開發的監管科技已經能追蹤到幾乎所有的比特幣交易。如果比特幣在暗網交易，暗網反而可能不再“暗”了，只好拒絕。

此外，一個通用的CBDC可能會要求央行承擔與公眾有關的角色和責任，而這些角色和責任目前通常由私營銀行對他們的客戶承擔。

這里美聯儲的觀點，和以前英國央行、國際清算銀行以及更早的加拿大央行觀點一致：CBDC系統的監管性至關重要。傳統數字代幣系統一直不愿意服從的原則，而且一些系統就是設計來抵抗這原則。

而美聯儲提到的央行可以有“細密度的交易記錄”，就是我們提的“比目魚不對稱模型”，這也代表在央行監管面前，沒有隱私性。這點2017年加拿大央行就提出；2019年11月美國哈佛大學教授Rogoff也同意這是重要的系統功能；2020年美國財政部也提出這是必須的系統功能。

1.4.?強大的技術 （Robust Technology）

技術將在一定程度上影響數字貨幣的設計和功能。特定CBDC設計的業務和操作需求可能需要開發新技術。此外，訪問或集成點(如數字錢包)可能需要額外的開發來滿足操作標準。例如，可以離線操作的CBDC可能需要使用其他技術，如安全硬件。重要的技術開發和評估工作需要在三個核心領域:系統完備性（system integrity）、運行魯棒性(operational robustness)、和運行彈性（operational resilience）。表1突出了支持CBDC的技術能力的關鍵方面。

表1?基礎技術的關鍵點

這里美聯儲提出的系統需求不是根據幣圈提出的“不可能三角”，而且第一個提出特性就是交易完備性。交易完備性，就是不論系統是如何執行的，最后的結果必須保證交易是正確且一致，不會因為得出交易結果的次序不同而出現不同的結果。交易完備性還包括記錄不能被篡改，參與者有合理的權限，不能讀取沒有權限的數據。?

Bitcoin Advisory創始人：BTC一直從美元手中奪取市場份額且沒有放緩跡象:比特幣咨詢公司Bitcoin Advisory創始人Pierre Rochard發推稱，使用比特幣就像說英語，而使用以太坊就像說世界語（esperanto）。對此以太坊創始人V神剛剛回復稱，這取決于你怎么衡量。例如，以太坊的每日tx費用就更高，英語和世界語之間的差距也超過了10倍。Pierre Rochard則表示，十年來，比特幣一直在從美元手中奪取市場份額，而且沒有任何放緩的跡象。沒有理由認為比特幣的采用已經達到飽和，而且比特幣的用戶已經比世界語使用者多得多。[2020/10/9]

“不可能三角”不是區塊鏈的問題，而是逃避監管的公鏈研究課題。只要不逃避監管，這問題就不存在，也不需要存在。

交易完備性和監管性就成為下一代區塊鏈系統的重要指標。這和傳統上關注共識速度不同，一些區塊鏈的設計為了要增加共識速度，但是有時共識加速了，卻失去交易完備性。這種沒有交易完備性的鏈，只能做存證，而不能交易。使用這樣的鏈在金融交易上，就有系統性的風險。

綜上，我們給出交易完備性的定義：

交易完備性：最終交易結果必須保證交易正確且一致，與交易執行次序無關。同時還要保證交易記錄的不可篡改性和合理的用戶權限管理。

1.5.?市場準備程度（Market Readiness）市場準備是指引入CBDC的適當時機。CBDC必須有一個準備好支持它的生態系統(供應)。評估市場準備情況通常需要了解可能支持或推動采用的條件，以及該系統的組成部分是否準備好并有效協調。

需求。對CBDC的需求可能來自經濟或政策利益。但無論是什么推動了CBDC的發行，在日益增多的支付選擇中，個人和企業都更愿意接受一種新的支付工具。消費者在選擇一種特定的支付方式時列舉了幾個理由;他們注意到了便利、速度、經濟刺激和安全等因素。但舊金山聯邦儲備銀行2019年《消費者選擇日記》報告指出:“即使新的支付方式繼續出現，消費者仍傾向于使用現金、借記卡和信用卡等傳統方式進行日常消費。”然而在企業對企業的支付，電子支付的偏好經常被表達出來。

供應。轉向市場準備的“供應”方面，生態系統結構、硬件基礎設施和市場參與者必須準備好接受CBDC。CBDC生態系統包括許多功能，例如發布、分發、存儲、使用、客戶服務、遵從性、報告、監視和維護。為了滿足市場的預期，建立一個新的支付軌道和/或升級或改變傳統支付軌道必須完成和測試。為了確保供應，必須協調各方之間的活動和溝通。協調活動包括建立標準，為系統的各種要素建立過程和能力，以納入新的技術特征、功能和安全增強。個人和企業都需要操作指導，了解該系統將如何工作，以及他們需要做什么來使用它。市場參與者之間的溝通也同樣重要。個人、企業、銀行、支付服務運營商、央行等都需要對相關各方的權利和責任有一個清晰的認識。

2.國際清算銀行和多國央行對CBDC的觀點

早在2020年1月加拿大銀行、歐洲中央銀行、日本銀行、瑞典中央銀行、瑞士國家銀行、英格蘭銀行、美國聯邦儲備系統、國際清算銀行理事會等幾家機構就發展CBDC交換了意見，并發布了報告《中央銀行數字貨幣:基本原理和核心特征》（Central bank digital currencies: foundational principles and core features）。報告中認為CBDC應該：

前美聯儲理事Kevin Warsh：從美國經濟政策角度解析比特幣價格波動: 前美聯儲理事、斯坦福大學胡佛研究所杰出訪問學者Kevin Warsh今日撰文，從政府經濟政策角度解讀了比特幣價格波動的原因。對于2017年BTC價格的狂飆，Warsh認為：1.特朗普上臺后推出的減稅等寬松政策持續刺激美國經濟增長，繼而帶來的通貨膨脹預期促使美國加息進度超預期，比特幣成為規避法幣貶值的避風港；2.特朗普政府貿易保護政策致使美元在2017年貶值12%，投資者尋求比特幣規避貶值；3.據去年10月、11月調查，美國民眾對政府的信任度下降14個百分點達到33%，而美元正是建立在公眾對政府信任的基礎上。而對于今年以來比特幣價格的大幅波動，是因為投資者正在調整對政府政策的預期，新任美聯儲主席也在重新考慮如何更好地實施貨幣政策，同時也在考慮推出自己的加密貨幣。[2018/3/8]

不損害”貨幣和金融穩定；

在一個靈活和創新的支付生態系統中與現金和其他類型的貨幣共存；

促進更廣泛的創新和效率。

基于這三個原則，在未來任何CBDC系統必須具有彈性和安全性，以保持運行完整性。為了向用戶提供實用程序，CBDC保證便利性，并且要保證低成本。為了滿足基本原則，CBDC必須具備涵蓋CBDC文書、基礎系統和更廣泛的機構框架的某些核心特性（如下圖）。

圖?CBDC的特性

CBDC可以促進支付更具彈性、效率、包容性和創新性。在現金使用減少、數字化程度較高的地區，CBDC還可以在維持央行貨幣的使用和擴大其流通量方面發揮重要作用。

還要考慮引入CBDC可能會對金融穩定產生影響。首先，數字銀行在金融危機時期出現擠兌的可能性。其次，對銀行融資的長期影響。雖然系統范圍的銀行擠兌變成現金現在非常罕見，但通過CBDC向中央銀行以更大的速度和規模兌換現金是可能的。第二個擔憂是，引入CBDC可能侵蝕銀行的零售存款，導致融資組合不太穩定。

3.支撐CBDC的區塊鏈架構

分析對比幾家機構的報告，不難發現，幾家大央行對于CBDC觀點十分相似。就美聯儲的報告來看，他認為穩定幣帶動了CBDC的發展，更多高科技公司紛紛進入金融界，發展CBDC會對市場產生重大的改變。而發展CBDC，光是借助傳統的區塊鏈還遠遠不夠，發展下一代區塊鏈迫在眉睫。

圖 下一代區塊鏈

我們根據金融行動特別工作組（Financial Action Task Force，FATF）、G20、國際清算銀行、IMF等提出數字貨幣管理原則，例如金融市場基礎設施原則（Principles of Financial Market Infrastructure，PFMI），合成下一代區塊鏈的需求如下：

金融交易需要完備性，不能因為并行或是分布式處理產生不一致的結果；

每筆交易都必須經過KYC（Know Your Customer）,?反洗錢（Anti-Money Laundering，AML）等監管機制；

交易、結算、清算分離，以便利賬戶管理和監管。傳統上，這些機制都是一步同時間完成，不利于監管；

賬戶管理和交易管理分離，方便財務管理；

未結算的交易可以回滾；

第2代區塊鏈系統有三個重要組成子系統，而每個子系統都有新設計：

賬本系統：主要是分布式數據庫系統，但是有拜占庭將軍協議，可以存儲賬戶和交易信息，也可以支持交易、清結算、存證等作業；

智能合約系統：主要執行區塊鏈上的應用，包括交易、清結算、存證等；

預言機系統：主要負責和外部交互，包括收集數據和輸出數據。由于需要保證數據正確，預言機系統會有自己的賬本系統和合約系統。

而這三個子系統可以有多對多的關系。例如一個賬本系統可以接多個合約系統；而一個合約系統可以接多個預言機。而且這三系統可以動態調整，例如由于有新的監管法規出現，配合新合約系統，新合約系統會和多個現成的賬本系統連接；例如一個新金融公司出現，新公司的預言機可以連接現成的合約系統和賬本系統。這種動態模型，我們稱為LSO（Ledgers賬本系統、Smart Contracts智能合約系統、Oracles預言機系統）模型。

3.1.?賬本系統新設計新

型賬本設計和以前不同。由于數字穩定幣和CBDC交易需要有完備性和監管性，交易機制和共識機制分別處理。傳統上交易機制和共識機制是綁定一起，系統更為復雜。如果解耦，這兩個機制都簡化，簡化后工作量降低，讓系統可以運行嵌入式監管。而且分開后系統更加穩定。

圖 新型賬本系統設計

由于交易和共識機制分開，共識完成只是代表部分交易流程完成，而不代表交易完成，這樣系統可以有回滾機制，而且結算和交易又可以分離。這舊支持數字貨幣以及數字資產產業化， 因為交易和結算可以由不同機構或是系統處理。

由于交易和共識解耦，交易系統和賬本系統也自然解耦，表示可以由不同系統或是單位處理這兩個機制，每個機制可以有自己的智能合約。

這樣分離又代表監管機制可以在交易撮合后，但是在結算前進行。這在第一代是不可能的，由于在第一代系統交易就是結算。

新一代區塊鏈系統需要處理多幣種，多數字資產，并且可以有托管機制；而第一代區塊鏈系統多是單一“數字代幣”的封閉系統，只能處理一種幣種，沒有鏈的托管機制。這就造成“幣鏈分離”的設計原則。

金融市場基礎設施原則(Principles of Financial Market Infrastructures, PFMI)要求金融系統的擴展機制必須同時間有可靠性，表示所有原來的系統屬性在擴展后仍然必須存在；但是在第一代系統，連基礎鏈的監管性都沒有，不用考慮擴展后的屬性。

3.2.?智能合約系統新設計

傳統上，區塊鏈維護多個節點，其中一些節點運行智能合約引擎。然而，這種體系結構不適合許多現代金融應用。英國央行在2020年提出不同智能合約可以在不同賬本系統上運行，每個合約系統都有專屬功能，例如和客戶接口系統的處理KYC，在交易賬本系統上可以完成交易，在結算賬本系統進行結算和最后的監管。這樣傳統區塊鏈架構開始解耦，多個賬本系統，多個合約系統，可以連接合作來完成完整金融交易，而且這個連接還可以動態部署完成。

合約系統不會只是鏈上代碼（Chaincode），這樣的系統沒有法律效力，不能在合規市場使用，只能使用在地下市場。而合規的合約系統需要計算機界、法學界、金融界合作完成。國際掉期交易協會（International Swaps and Derivatives Association, ISDA）主要是金融界和法學界為主導，制定一系列的智能合約標準，而沒有一行代碼。這表示智能合約開發符合傳統軟件工程，以需求開始，而合約系統的需要在于金融交易和法規上。

2018年美國商品期貨交易委員會（Commodity Future Trading Commission, CFTC）提出合約系統兩大主要功能是“完成金融交易”和“監管交易”。根據這思想，我們提出一個融合監管和交易的合約系統如下圖：?

圖 智能合約完成交易和監督

3.3.?預言機系統的新設計

一旦數據輸入系統，區塊鏈系統存儲和保護數據，但是它不能保證進來的數據是真實或是正確，預言機提供這功能。預言機接收來自外部世界的數據，同時也可以將區塊鏈的數據發送給外部世界，但是在接受或是發出前，需要驗證數據的真實性。ISDA認為預言機系統最為重要，由于這些預言機是金融機構的出入口，金融交易數據都經過預言機才到達合約系統和賬本系統。

3.4.?下一代區塊鏈--互鏈網

預言機是一個復雜系統，不只是傳統傳感器或是物聯網，需要融合賬本系統、合約系統以及信譽機制來實現。例如一個銀行的預言機，需要保證送出來的數據真實而且正確，銀行也需要簽名。由于數據一旦從預言機發出，可能啟動多個智能合約在不同區塊鏈上自動執行，這些自動執行的交易會影響金融市場。新型區塊鏈系統將會包含賬本系統、數據湖（一種用于區塊鏈監管的大數據平臺）、合約系統、預言機，以及基于這些底層技術的上層應用包括人工智能、KYC身份認證、合約模板、AML反洗錢、交易行為分析系統等，這將會是一種全面擁抱監管的大型區塊鏈系統。

區塊鏈是中國核心技術自主創新的突破口，代表區塊鏈的改革，不會只限制在賬本系統，合約系統，預言機系統，以及后面的監管平臺上。區塊鏈的改革還會滲透到操作系統、數據庫、網絡、存儲系統。例如未來的支付網可以由區塊鏈網絡建造，可以取代現在的支付網絡；現在的監管機制也會在網絡上進行，數據也會像區塊鏈數據一樣，先加密后再分塊又分片處理，而且是層層加密。即使一個加密被破解后，只會得到少許信息，其他的數據還需要再解密才能得到。這樣系統就像洋蔥一樣，層層保護，我們稱為“洋蔥模型”。

傳統上，服務器或是操作系統只支持上面的應用運行，而對不清楚上面的應用提供的功能。這給數字代幣一個機會，使用P2P網絡協議，一個地區有幾臺服務器愿意提供資源，數字代幣就可以在該地區運行。以至于數字代幣可以在世界各地運行交易。所以一個研究方向就是將監管機制放進基礎系統內，這樣所有交易都可以被追蹤到。

為了實現上述功能，我們提出一些新機制例如層分層(監管軟件優先)，管中管（文件除讀、寫、執行等屬性外，還有交易屬性），塊中塊（數據以塊來處理，又分大塊，中塊，小塊，統一處理，增加效率），片分片（加密后，數據在分片后，又再分片），密中密（加密后再加密）。傳統區塊鏈已經有“密中密”?就是加密信息再度加密。加上其他機制，系統會更安全，并建立安全的“洋蔥模型”。

本文從美聯儲對CBDC開出來的先決條件出發，導出新型區塊鏈設計原則。這些原則和傳統區塊鏈設計原則不同，例如傳統公鏈是逃避監管，而美聯儲卻看重監管。

其次美聯儲認為交易完備性至關重要，而一些鏈的設計卻不考慮這問題，或是用中心化的方式來處理。不考慮這問題，這鏈就不具備交易完備性，不論在合規市場或是地下市場都不能使用。如果仍然使用，由于沒有完備性，就會出現系統性的風險。但是如果采取中心化處理，例如早期超級賬本就采取這方式，由中心化節點來排序，這鏈就成為偽鏈；只要這節點被攻破，這鏈就被攻擊者控制，這樣也產生系統性的風險。

但是這些只是起步，后面還有需要因素需要考慮。本文討論了基于token的數字貨幣系統，過去一些討論主要爭論在選擇隱私性或是選擇監管性。但是我們認為由于監管科技進步，不能再因為一個系統使用token就認為有隱私性。

?我們估計美聯儲以后大改數字貨幣需求的可能性不大，但是在將來系統設計上會有翻天覆地的改變，許多傳統上我們認為好的機制，可能以后都會被改變。例如本文提到的交易和共識解耦，一旦解耦后，系統作業、性能、交易性、監管性都改變，而且比傳統設計強。這就開啟了下一代區塊鏈設計。

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