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。

歐洲央行高管：數字歐元已經進入最后階段:4月26日消息，歐洲央行(ECB)執行委員會成員Fabio Panetta宣布，數字歐元項目的首要目標是將其確立為一種通用支付方式，且數字歐元正在進入最后階段。數字歐元下一階段將進行開發和測試，并與歐盟委員會就這一問題的立法提案進行合作。[2023/4/26 14:28:31]

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。

歐洲央行執委：數字歐元將是現金的補充，而不是取代現金的地位:金色財經報道，歐洲央行執委施納貝爾表示，數字歐元將是現金的補充，而不是取代現金的地位。[2023/2/11 11:59:59]

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。

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。

歐洲央行：數字歐元是比加密貨幣更有效的支付手段:金色財經消息，歐洲中央銀行的高級官員在一篇新文章中指出，無擔保的加密貨幣不是一種有效的支付方式，穩定幣很容易受到擠兌。高管們已經明確了該項目的主要目標，該項目應該為歐洲人在數字時代提供“輕松獲得中央銀行資金”的機會。

歐洲央行高級官員警告說，數字貨幣的趨勢會帶來風險，當支付變得越來越數字化時，保持獲得中央銀行資金對于金融穩定至關重要。根據歐洲中央銀行 ( ECB ) 行長克里斯蒂娜·拉加德和執行委員會成員法比奧·帕內塔的說法，數字歐元可以實現這一目標。（news.bitcoin）[2022/7/17 2:18:11]

N€XT包含4個組件：

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。

歐洲央行執委：理想情況下，數字歐元將在4年內面世:5月16日消息，歐洲央行執委帕內塔表示，理想情況下，數字歐元將在4年內面世。（金十）[2022/5/16 3:19:21]

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。

歐盟委員會的數字歐元倡議已收到超1萬條公眾意見:金色財經報道，截至目前，歐盟委員會的數字歐元倡議已收到超1萬條公眾意見。公開評論期為2022年4月5日至6月14日，旨在收集公眾關于建立和監管數字歐元的意見。歐盟尚未就是否發行數字貨幣做出決定，此次磋商將成為2023年可能通過的任何法律草案的前奏。今年2月份，歐盟金融穩定、金融服務和資本市場聯盟專員MaireadMcGuinness表示：我們的目標是在2023年初提出立法。（The Block）[2022/4/17 14:29:01]

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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