数字货币经济分析
姚前 陈华 著
[ 2018-10-31 ]

 

数字货币经济分析

姚前 陈华 著

中国金融出版社 2018年10月

作者简介:

  姚前,工学博士,教授级高工,博士生导师,上海新金融研究院学术委员,中国证券登记结算公司总经理。曾任中国人民银行数字货币研究所所长,中国人民银行科技司副司长、巡视员,全国金融标准化技术委员会秘书长,中国人民银行征信中心副主任。

  中国人民银行金融研究所博士后科研流动站、中国人民银行征信中心博士后科研工作站学术委员会委员,中国电子学会区块链专家委员会主任委员,清华大学区块链技术联合研究中心学术委员会委员,发表文章近一百五十篇,著作六部,多次获得银行科技发展奖等省部级奖项一等奖,多项专利发明人。

  陈华,金融学博士,副研究员,任职于中国人民银行数字货币研究所。曾在中国人民银行金融研究所从事博士后研究,在中国人民银行研究局从事政策研究和制定工作。在《经济研究》、《管理科学学报》、《金融研究》、《财政研究》等核心刊物发表论文20余篇。独立出版学术专著1部。主持或参与国家自然科学青年基金、中国博士后科学基金、国家社会科学青年基金等多项国家级课题。曾荣获全国博士后管理委员会优秀博士后学术成果、银行科技发展奖一等奖、中国金融学会全国优秀金融论文三等奖、中国人民银行重点课题二等奖、福建省金融学会优秀科研成果二等奖等省部级学术奖励。


内容简介

  本书为上海新金融研究院重点研究课题“法定数字货币的经济学分析——内涵特性、技术模式与发行机制研究”的成果。

  本书采用现代经济学基本分析框架和研究方法,系统研究了数字货币的经济机理与内在逻辑,剖析了共识机制的经济激励相容设计、加密代币的经济本质及其委托代理问题、分布式账本与传统账本的异同、去中心化资产交易的新金融市场模式,构建了一个全面的加密代币估值体系以及初始加密代币发行的监管框架,阐释了算法机制运行的经济机理、优势缺点及其与市场和企业的边界,回答了算法经济是否走向计划经济的问题,并对法定数字货币的内涵与外延进行了探讨,建设性地提出法定数字货币研发的关键要点、设计考量、参考模型、技术架构、目标定位和发展规划,探索了法定数字货币的前瞻条件触发和人工智能发行,建立一个动态随机一般均衡模型,实证研究我国法定数字货币发行的宏观经济效应。

  本书对数字货币开展的理论分析、现实研究和政策讨论,为不同领域的读者提供了既广泛又深入的研究视角和分析框架,独具特色,富有创新。


目录

第一章 私人数字货币涵义   

第一节 私人数字货币定义与内涵
   
第二节 区块链技术原理:以比特币为例
   
一、比特币概览   
二、比特币钱包和地址   
三、交易流程   
四、区块和区块链   
五、挖矿   

第二章 共识机制的经济分析   

第一节 共识机制评述
   
一、BFT类共识   
二、中本聪共识   
三、混合共识   

第二节 共识机制的经济激励相容:基于博弈论的分析   

一、“无组织”群体行动需要经济激励   
二、共识算法使“无组织”群体行动的经济激励显性化   
三、区块链“无组织”群体行动的“拜占庭将军问题”   
四、经济激励和惩罚为何重要:一个简单的博弈逻辑   
五、工作量证明机制(PoW)的激励相容   
六、权益证明机制(PoS)的激励相容   

第三节 总结与展望   

第三章 加密代币的经济分析   

第一节 加密代币的经济本质   

一、基于挖矿的初始UTXO构建:支付工具   
二、基于ICO的初始UTXO构建:加密权益   
三、锚定资产的初始UTXO构建:数字资产
   
第二节 加密代币的契约不完备性与委托代理问题   

一、UTXO作为支付工具的委托代理问题   
二、UTXO作为加密权益的委托代理问题   
三、UTXO作为数字资产的委托代理问题
   
第三节 区块链生态系统的治理机制   

一、治理的定义与内涵   
二、链上治理   
三、链下治理   

第四节 总结与展望   

第四章 分布式账本的经济分析
   
第一节 分布式账本与传统账本的异同及其现实意义
   
一、DLT账本对传统记账哲学的历史传承   
二、DLT账本对传统账本技术的改进   
三、DLT账本的现实意义
   
第二节 去中心化资产交易:一种新的金融市场模式
   
一、去中心化的KYC/AML规则和体系   
二、去中心化的自动做市商、订单簿以及订单撮合   
三、去中心化的清结算服务   
四、去中心化交易的行情发布机制   
五、去中心化交易所的监管合规   
六、去中心化资产交易与传统中心化交易的对比分析
   
第三节 总结与展望   

第五章 加密代币资产定价:理论与分析
   
第一节 如何评估加密代币的内在价值:方法论与相关思考
   

一、成本定价法   
二、货币定价法   
三、股票定价法   
四、期权定价法   
五、无套利定价法   

第二节 比特币能取代黄金吗:基于三重视角的辨析
   
一、货币属性:基于铸币税的视角   
二、避险功能:基于国家资产负债表的角度   
三、投资工具:基于投资者风险偏好的角度
   
第三节 比特币衍生品分析   

一、比特币期货   
二、比特币ETF   
三、比特币ETN
   
第四节 总结与展望   

第六章 数字货币监管:理论与实践   

第一节 国际数字货币监管实践
   
一、交易监管   
二、税收监管   
三、支付监管   
四、ICO监管   
五、金融稳定
   
第二节 ICO监管框架设计   

一、现行IPO、股权众筹监管框架参考   
二、ICO监管框架   

第三节 基于区块链技术的统一数字资产平台
   
一、比特币资产证券化活动   
二、比特币现货交易监管日益重要   
三、比特币现货交易中的权利冲突   
四、建议成立具有公信力的统一登记结算平台   

第四节 总结与展望   

第七章 算法经济:资源配置的新机制   

第一节 资源配置机制:价格、企业与算法
   
第二节 科斯框架:研究资源配置机制演化的一般逻辑
   

一、交易的自愿原则   
二、契约与交易费用   
三、长期契约与短期契约:企业对价格机制的替代   
四、长期契约的不完备性   
五、长期契约的补充安排:公司治理   
六、长期契约的补充安排:法律制度   
七、企业与市场的边界   

第三节 共享经济:算法对企业的辅助   

一、共享算法:短期契约对长期契约的替代   
二、搜寻匹配的算法机制   
三、谈判签约的算法机制   
四、执行监督的算法机制   
五、共享平台的委托代理问题
   
第四节 加密经济:算法对企业的替代   

一、搜寻匹配:DLT的去中心化与开放性   
二、谈判签约:共识机制的激励相容   
三、执行监督:智能合约的强制执行   

第五节 资源配置机制比较:算法经济会走向计划经济吗   

第八章 法定数字货币涵义   

第一节 法定数字货币的定义与属性   

一、CBDC的定义   
二、CBDC的属性   

第二节 法定数字货币试验   

一、加拿大Jasper项目   
二、新加坡Ubin项目   
三、日本银行和欧洲中央银行Stella项目
   
第九章 法定数字货币的经济解释   

第一节 石币之岛:理解货币本质从这开始
   
第二节 一致同意的货币共识规则
   

一、“权”的一致同意:意念货币   
二、意念货币“物化”的一致同意:纳什均衡下的选择   

第三节 货币演化逻辑:交易费用与共识成本的最优选择   

一、物物交易到物“权”交易:小规模群体的优势   
二、意念货币的“物化”:商品货币的出现   
三、从贵金属货币到信用货币:交易费用和共识成本的进一步降低
四、私人数字货币:不符合一致同意的货币共识规则   
五、法定数字货币:符合一致同意的货币共识规则
   
第十章 法定数字货币模型设计
   
第一节 国际案例
   

一、英国RSCOIN模型   
二、加拿大、新加坡DR模型   

第二节 法定数字货币模型探索
   
一、法定数字货币研究的关键要点   
二、我国央行数字货币的技术考量   
三、法定数字货币的参考模型
四、以四个维度为框架探索构建我国法定数字货币体系   

第十一章 法定数字货币对现行货币体制的优化及其发行设计
   
第一节 优化法定货币支付功能

   
一、传统法定货币支付功能的缺陷   
二、法定数字货币对传统法定货币支付功能的优化
   
第二节 优化传统货币政策有效性
   
一、传统货币政策面临的挑战   
二、法定数字货币对传统货币政策有效性的优化   

第三节 法定数字货币的前瞻条件发行设计
   
一、法定数字货币发行   
二、法定数字货币生效   
三、法定数字货币收回   
四、法定数字货币发行量的前瞻式决定
   
第四节 法定数字货币的人工智能发行设计
   
一、人工智能模型:状态空间模型递归神经网络   
二、深度学习算法:卡尔曼滤波   
三、应用场景示例   

第十二章 法定数字货币的经济效应分析:理论与实证
   
第一节 理论分析与相关文献述评
   
一、CBDC对支付体系的影响   
二、CBDC对货币政策的影响   
三、CBDC对金融稳定的影响   
四、CBDC对资本流动的影响   

第二节 动态随机一般均衡(DSGE)模型
   
一、家庭部门   
二、厂商部门   
三、商业银行
四、中央银行   
五、均衡条件
   
第三节 实证结果   

一、参数校准   
二、脉冲响应函数分析
   
第四节 总结与展望   

参考文献   

后记:数字货币的缘起、发展与未来   


序言

  作为新兴事物,数字货币的出现使现代经济学理论出现了一定程度的失语。

货币本质理论的失语

  不得不说,比特币的分布式记账、共同验证等去中心化设计理念与奥地利学派的开山鼻祖卡尔•门格尔的货币自发秩序理论高度一致。卡尔•门格尔认为,货币本身是人类社会自然演化发展出的“每个人的意念的社会秩序”,就如同道德标准、风俗、爱好、语言一样,是一种社会习惯,一种社会共识。有些人认为,比特币利用加密技术、点对点通信技术和共识算法来达成这一社会共识,符合货币本质。它建立了卡尔•门格尔所谓的货币自发秩序,而货币自发秩序的好处在于,可以避免政府在发行货币中的通货膨胀和利益再分配倾向。于是,以比特币为代表的去中心化数字货币一出现,即获得了许多自由主义者的欢呼,被寄托了颠覆法定货币的梦想。

  真的如此吗?货币的本质内涵到底是什么?若是一种社会共识,建立在各种共识机制的去中心化数字货币,是否就一定是未来的货币形态?法定货币何去何从,终将被私人数字货币替代?面对这些问题,货币金属论、货币名目论、货币“非国家化”论、货币法定论等经典的货币学说“集体失语”。

  可以说,货币形态的数字化解构了现有的货币本质理论。从物物交易、商品货币、贵金属货币、信用货币到数字货币的货币演化,需要新的解释逻辑。

组织行为理论的失语

  加密代币采用的区块链不仅试图“剔除”交易过程中的中心机构,而且也模糊了企业的组织形态。区块链生态系统里运行的是一种完全建立在计算机算法的“无组织形态的组织力量”:没有董事会,没有公司章程,没有森严的上下级制度,没有中心化的管理者...去中心化、去权威、点对点平权等,完全颠覆了人们脑海里习惯的组织概念。

  这是经济活动组织形式的变革,更是对现有组织行为理论的挑战。根据既有的理论,能够让经济个体在“无组织”的环境下自觉地开展经济活动的市场力量,只有价格机制。而区块链技术的共识算法则在价格机制之外,创造了一种新型的“无组织”群体行动模式。从目前比特币、以太坊的运行状况来看,这一新型机制似乎还不错。如何理解和解释这种完全依靠算法的新型资源配置机制的经济机理,成为了现代组织行为理论的新命题。

  一是在微观层面。需要探析工作量证明机制(PoW)、权益证明机制(PoS)等共识机制,是如何通过合理的经济设计,创造了一个激励相容的自由开放式环境,让众多互不相识的参与者自愿参与,一起对账本信息进行验证、确认和达成共识。有些人将这方面的研究称为“加密经济学”。

  二是在中观层面。从会计学角度看,区块链技术是一种分布式账本技术(Distributed Ledger Technology, DLT),很多人在谈分布式账本技术,但一个显见的问题:“它与传统意义上的账本有何异同”,竟然追问者寥寥。账本技术的创新或许会推动财务会计规则的重大变革,从而对公司财务乃至整个公司治理体系产生深层次的影响,因此,分布式账本技术与传统账本的异同及其现实意义,值得一探。从金融学角度看,区块链技术又是一种价值交换平台。传统上,场内交易依靠中心机构承担登记、托管、交易、结算等功能,区块链技术的发展则让场内交易出现了另外一种完全不同于传统的可能模式:去中心化资产交易。这是金融交易模式的变革,其中的交易撮合、性能提升、安全增强、隐私保护、监管接入以及场景挖掘等方面需要研究探索。

  三是在行业层面。从近几年来区块链行业发生的各种乱象,我们也看到,区块链技术虽然创造了一种新的经济活动形式,但也改变了经济个体间的契约关系,引发了新的委托代理问题。如何从链上治理和链下治理、正式治理和非正式治理等多重视角,对这些委托代理问题进行治理,自然就成为了研究的应有之义。

  四是在宏观层面。近年来,随着算法经济的发展,人们开始讨论甚至“担忧”通过大数据、人工智能建立计划经济的可能性,为此,需要一个完整的经济理论框架,解释从传统经济到算法经济的演化,并剖析算法机制运行的经济机理、优点、缺点及其与市场和企业的边界,以此回答算法经济是否会走向计划经济的疑问。

资产定价理论的失语

  2017年比特币的一路飙涨引起了分歧,有人从各个视角去解释比特币价格暴涨的合理性,比如,有观点认为,交易支付的频繁性加剧了比特币流动性的紧缩,因此,比特币的上涨具有合理性,甚至提出“比特金,莱特银”的口号。但也有人高度看空比特币,认为比特币暴涨没有实际场景支持,更多是为了逃避监管。这些分歧其实反映了市场对比特币价值来源的“迷失”:其价值来源于哪里?是自由主义者对货币非国家化的乌托邦情怀,还是挖矿消耗的计算资源?是市场对未来区块链技术发展的乐观预期,还是短期投机暴利下的非理性诱惑?

  可以说,如何对种类繁多的加密代币进行合理估值,研判其中的泡沫与风险,是当前投资者最为关心但同时又是最富有挑战的议题。这首先涉及到对各类加密代币属性的判断,商品、支付工具、证券?还是数字资产?有些属性“仁者见仁,智者见智”,不同人有不同看法;有些则被附加了复杂的甚至带有迷惑性的属性设计,让普通投资者很难看清背后的真正价值所在,比如,某些所谓的稳定代币。

  其次,在估值上也没那么简单,比如许多代币的投资、回报、变现往往不是以法币为形式,且代币与其他代币之间存在技术上的依赖,决定了价值上的互利共生,这些特点使代币估值在应用传统的资产定价方法时面临极大的挑战。例如,假定代币的投资、回报、变现是以比特币为形式,那么在应用现金流贴现法时,对应的比特币无风险利率应为多少?目前市场上找不到这一指标。若采取间接方法,将项目的比特币现金流换算成法币后进行估值,则意味着在估值时须同时增加对整体比特币未来价值的评估,并考虑代币与比特币价值的相关性。

  这些问题在现有资产定价理论中都没有现成答案,亟需研究。

法定货币理论的失语

  面对着自由主义思潮下“去中心化”数字货币的兴起,以及私人支付工具“去现金化”口号的泛滥,法定数字货币的现实意义不断显现。在即将到来的数字经济时代,法定数字货币的货币角色,更是当仁不让。各国正加快法定数字货币研发试验。

  法定货币的数字化看似简单,背后却是复杂的系统工程。法定数字货币在设计上应具备哪些技术特性?内涵是什么?采用什么技术框架,中心化还是去中心化,抑或是混合模式?应以何种机制发行?基于账户,还是不基于账户?一元模式,还是二元模式?这些种种抉择,需要中央银行认真研究论证。尤其是,货币发行机制创新是现代经济体制的重大变革,将会对社会支付体系、金融市场体系、货币政策传导机制产生深远影响,如何实现整体经济效益和社会福利的最大化,是法定数字货币研发的核心命题。

  挑战在于,法定数字货币前所未有,无例可循。一是与传统法币相比,法定数字货币的某些属性设计将会使法定货币具有全新的特点和功能,有些方面已超出了现有法定货币理论的指导。二是迄今为止,法定数字货币还是停留在蓝图上,要分析清楚有怎样精细的经济影响,并不容易,需要充分的理论演绎、实证模拟或沙箱试验。三是畅想它的未来形态,以及如何最大化发挥它的正面效应,需要有更丰富的想象力和更广阔的视野。

  当前,学术界、货币当局和国际组织已开始加强对法定数字货币的经济分析,比如法定数字货币的定义、属性、内涵及相关经济影响。但总体看,这方面的研究才刚刚开始。

数字货币创新实践需要经济理论指导

  虽然数字货币是新兴事物,使现代经济理论出现了四方面的失语,但这绝非颠覆。

  从现代经济理论来看,虽然数字货币圈子充斥太多概念,令人眼花缭乱,但似乎也没有那么“玄乎”。今日的经济金融体系也是从纯自由的形态发展过来,某种程度上,今天数字货币圈子里所提的许多概念,可能是在重复货币史上的错误认知。一方面,貌似崭新的话语很容易陷入“自说自话”的死局,不为正规金融(业界和学术界)所接受,难成主流,这也是为何许多经济学人总觉得私人数字货币的一些概念很奇怪(当然也有个人偏见以及不了解技术的缘故);另一方面,其大规模的实验也容易走入歧途,几乎所有的团队都执迷于“去中心化”的机制设计,过于强调“数字化”、“智能化”等技术优势,而有关“货币”的论述,难免贻笑大方。

  应认识到,新兴事物的出现,更多的是对现代经济理论的丰富和拓展。因此,理性的做法不是像目前这样一味地挑战和解构现有已然成熟的经济理论体系,而应是融合和发展,在现代经济理论框架下解释和指导数字货币创新实践。

  分析新现象,思考老问题,充实和丰富我们的认知广度和深度,我们相信,既有经济理论的包容性和弹性一定有助于数字货币的创新实践。

私人数字货币经济分析

  有鉴于此,我们不揣浅陋,对数字货币的经济机理展开系统性分析,试图为数字货币经济这一全新领域的创新实践和学术研究提供有益的基础。

  数字货币的技术性较强。本书第一章的区块链技术原理介绍及第二章的共识机制评述,为后文的经济分析提供基本的技术背景、概念和知识。更多关于数字货币的技术分析,可参见笔者的专著《数字货币初探》。

  在此基础上,我们循序渐进,首先从微观经济理性人的角度出发,将“无组织”群体行动区分为三个层次,利用博弈论剖析了区块链技术的激励相容设计(见第二章),进而利用契约经济学分析方法,剖析了加密代币的经济本质,以其为切入点,指出不同属性加密代币背后所存在的委托代理问题,并从链上治理和链下治理、正式治理和非正式治理等多重视角,提出区块链生态系统的各种治理机制安排(见第三章)。随后,进入中观层面的研究,对分布式账本展开两方面的经济学分析(见第四章):一是分析了分布式账本与传统账本的异同及其现实意义;二是详细探讨去中心化资产交易的技术机理,并将其与传统的中心化交易模式进行对比分析,以为我国金融市场体系的完善和效率的提升提供有益的技术参考。

  定价问题是经济学分析的基础。我们在第五章构建了一个全面的加密代币估值体系,提出加密代币估值的成本定价法、货币定价法、股票定价法、期权定价法和无套利定价法等五种方法,详细论证了比特币能否取代黄金,并分析了比特币期货、比特币ETF、比特币ETN等各类衍生品的产品特征、推出动因、市场影响及其背后所隐藏的市场逐利与政府监管之间的博弈,为加密代币的价值评估和风险研判提供方法论。

  基于第三章所揭示的区块链生态系统的委托代理问题,以及第五章评估的加密代币市场的金融风险,我们在第六章针对证券类的加密代币,在学理上提出和设计了适用于ICO特点和发展规律的监管框架。对于数字资产类的加密代币,则提出“招安整合”方案,建立具有市场公信力的行业自律机构,构建基于区块链技术的统一的登记、托管、结算和信息共享平台。

  在宏观层面,我们在第七章沿用科斯的分析框架和思路,利用契约经济学理论,研究了从传统经济到共享经济、加密经济等算法经济的演化逻辑,剖析算法机制运行的经济机理、优点缺点及其与市场和企业的边界,回答了算法经济是否走向计划经济。

  上述七章为本书的前半部分,是关于私人数字货币的经济分析,这是“已经出生的孩子”,能不能“上户口”还是个问题,大家对它的认识一直有争议,尚未被正规金融完全接纳,但作为一个全球热议和关注的现象,谁也回避不了。数据显示,2018年第一季度美国的ICO融资规模已达到IPO的一半。笔者认为,一定要有学术界的人、业界的人来认认真真研究一下这么一个“奇怪”的事物。希望第一至七章的研究可以弥补因私人数字货币发展而带来的经济学理论失语。

法定数字货币经济分析

  本书的后半部分,则是关于法定数字货币的经济分析。目前,主要经济体的法定数字货币还没有“生出来”,只是停留在蓝图阶段,但大家就已开始热议“上户口、买房子”之类的事情了。前后两半部分的研究对象不同,在现实中也还未真正对接起来。前半部分,很多人携资金入场,不管当局如何对它进行抨击。后半部分,则是许多前半部分的人瞧不上的,觉得搞不起来。

  但即便如此,在学理上,两者其实是相通的。一方面,前半部分的发展可以为后半部分的研发提供技术参照,有关数字货币技术的经济学分析对法定数字货币亦同样具参考价值,比如共识机制的激励相容设计、分布式账本的财务会计应用、去中心化的资产交易模式等,均可适用于法定数字货币的实践;另一方面,两者在理论上有关联,虽然私人数字货币越来越倾向于资产属性,而非货币,但如前述所言,它们的发展却带来货币本质理论的失语,因此并不妨碍我们以货币的视角去审视它们,以其为参照,优化法定货币功能,丰富货币金融理论,这亦是本书在论证私人数字货币并非真正货币的同时仍将其称呼为“货币”的原因。

  法定数字货币的经济分析从第八章开始,我们以所谓的“货币之花”为分析框架,对法定数字货币的定义和属性进行了界定,然后评述加拿大央行、新加坡金管局、欧洲中央银行和日本央行开展的法定数字货币试验。

  在第九章,我们基于布坎南的公共选择理论范式,构建了基于交易费用与共识成本优化的逻辑框架,利用一致同意规则全新地解释物物交易、物“权”交易、商品货币、贵金属货币、信用货币到数字货币的货币演化。该章的研究厘清货币的本质内涵,阐释私人数字货币和法定数字货币之间的关系,指出私人数字货币不符合货币一致同意规则,因此难以成为真正货币,更遑论取代满足一致同意规则的法定信用货币。该部分研究为后文法定数字货币的发行设计提供理论基础,弥补了因数字货币发展而带来的货币本质理论失语。

  第十章是本书的重点内容。我们对法定数字货币模型展开全面的研究,系统性提出一个完整的法定数字货币方案。研究发现,在本质内涵上,法定数字货币应是“点对点+电子支付系统+央行信用”,并具备不可重复花费性、可控匿名性、不可伪造性、安全性、可传递性、可追踪性、可分性、可编程性、可存储性等九个理想特性;在运行模式上,法定数字货币可考虑采用“二元模式”;法定数字货币体系的核心要素主要有三点,“一币、两库、三中心”;在技术路线上,应将数字货币和区块链“松绑”,选择分布式账本技术与非分布式账本技术融合创新的思路。

  我们还提出七个法定数字货币设计要点,详细论证了M0替代、双层体系、账户松耦合、可控匿名、市场竞争择优等技术细节。尤其是,既有的法定数字货币模型拘泥于采用“自顶向下”的思路,无法解决中央银行中心化压力和单点风险问题,增大了中央银行系统压力和复杂性。与之不同,我们创新性地采用“自底向上”的思路,提出基于“双分布式账本”的法定数字货币技术路线,不仅解决了中央银行和指定运营机构的边界问题,法理关系明晰,而且大幅简化业务流程和系统架构,简洁高效。

  在此基础上,我们从价值内涵、技术方式、实现手段、应用场景等四个全新维度,对我国法定数字货币的目标进行定位,区分为“信用货币”、“加密货币”、“算法货币”、“智能货币”等四个目标阶段,提出根据金融发展稳定的要求和技术发展脉络,成熟一项发展一项,以长期演进的技术理念,稳步推进法定数字货币这一系统工程。

  基于第十章的法定数字货币模型设计,我们在第十一章进一步发挥更丰富的想象力,提出法定数字货币发行的“前瞻条件触发”机制设计,以解决货币政策传导不畅、逆周期调控困难、货币“脱实向虚”、政策预期管理不足等现代货币政策困境,同时还探讨了法定数字货币的智能发行,探索性地给出数字货币发行的AI模型和学习算法,并基于通过外汇市场开展货币投放的场景,开发一个简单的货币发行AI模型。

  最后,我们在第十二章对法定数字货币的经济影响进行了评估。一是在理论上辨析了CBDC对支付体系、货币政策、金融稳定、资本流动的经济效应;二是在实证上建立了一个涵盖家庭、商业银行、厂商、中央银行等四个部门的动态随机一般均衡模型,结合我国经济现实,首次模拟和分析我国法定数字货币的宏观经济效应。研究发现,发行法定数字货币对我国金融体系的冲击可控,总体经济效应正面。

  作为一个全新的体系,数字货币正引起各国央行、业界和学术界的广泛关注。本书对当前各界关注的数字货币热点问题进行了系统性经济分析,希望能为数字货币领域的经济学研究起到抛砖引玉的作用。

  本书为上海新金融研究院重点研究课题“法定数字货币的经济学分析——内涵特性、技术模式与发行机制研究”的成果,同时汇集了笔者数年来有关数字货币经济理论研究和实践的思考。本书还得到国家重点研发计划(批准号:2016YFB0800600)、国家自然科学基金青年项目(批准号:71703165)的资助,仅代表个人学术观点,不代表所在机构意见。中国人民银行研究局徐忠局长,中国人民银行征信中心李连三、杜鲲、王栋兵,中国人民银行数字货币研究所蒋国庆、彭枫、钱友才、孙浩、黄烈明、王继伟、赵新宇、范亚棋等诸位同仁在本书写作过程中给予了大力的帮助和支持,在此表示诚挚的谢意。因本人学识所限,书中不足和谬误难免,希请方家指正。

  是为序。

姚前

2018年6月20日


后记:数字货币的缘起、发展与未来

  几年前,当我们开始做数字货币研究的时候,这一领域既冷门,又边缘,不少人都质疑此项研究的必要性。数字货币研究所筹建之初,一直跟我做研究的几位骨干人员,没有一个愿意来。在我国,这项工作的展开不能不归功于周小川博士的敏锐洞察力和学术前瞻性。这两年,随着比特币价格的暴涨暴跌,人们开始纷纷关注这一新兴事物。作为一个研究者,尽管我认为比特币还只是一种准私人数字货币,但我对其代表的数字货币技术的未来满怀憧憬!

现代密码学的演进之路

  应该说,有很多人是因为比特币而知道数字货币的。实际上,早在比特币之前,数字货币就是密码学的一个研究分支。一直以来,密码学界有一个梦想,我们手里拿的实物现金能不能在数字化以后,通过数字加密技术,像发邮件一样,直接从某一个数字身份人转移到另一个数字身份人的名下?就这么一个既简单又复杂的问题,引起了众多学者的兴趣。

  这首先需要一套既开放又安全的方法。开放性源于货币属性的基本要求,只有足够开放,数字货币才能成为真正意义上被大众广泛接受的数字通货。安全性则是指数字货币在流通过程中要有足够的安全强度,信息不能被窃取或篡改。这就对数字加密技术提出了比较高的要求,然而在 1976 年之前,开放性和安全性尚无法同时满足。因为彼时还处于对称密码阶段,加 / 解密共用一把钥匙。在开放系统中,如何大规模地分发密钥且保持足够的安全性,是对称密码体系难以解决的一个问题。

  1976 年,Diffie(迪菲)和Hellman(赫尔曼)发表名为《密码学的新方向》的论文,提出了一种完全不同于对称密码体系的新思路。他们构造了这样一种密码方案:原来对称密码体系下的一把钥匙一分为二,一个是加密密钥,被用来加密信息;另一个是解密密钥,被用来从密文中恢复明文。加密密钥可以公开,是为公钥;解密密钥则由个人维持其机密性,是为私钥。从私钥可以推导出公钥,但从公钥很难逆推出私钥。这一对(加 / 解密)密钥还具有以下功能:私钥持有者可以通过私钥来给自己发出的信息签名,任何获得公钥的人均可经由公钥对其进行验签。因为加密与解密的密钥不同,所以该思想被称为非对称密码体系,亦称为公钥密码体系。

  1978 年,美国麻省理工学院(MIT)的 Rivest(李维斯特)、Shamir(萨莫尔)和 Adleman(阿德曼)发表名为《获得数字签名和公钥密码系统的方法》的论文,构造了基于因子分解困难性的签名机制和公钥加密机制,这就是著名的 RSA(三人姓氏开头字母拼在一起)密码算法。1985 年,T. ElGamal (厄格玛尔)基于有限域上的离散对数问题,提出了 ElGamal 公钥密码体制。同年,Koblitz(科布利茨)和 Miller(米勒)基于椭圆曲线上的离散对数问题,提出椭圆曲线密码体制(Elliptic Curve Cryptography,ECC)。此外还出现了其他公钥密码体制,这些密码体制同样基于计算复杂性问题。目前应用较多的主要包括RSA(非对称密码算法)、DSA(数字签名密码算法)、DH(迪菲和赫尔曼密码算法)、ECC(椭圆曲线密码算法)等。

  非对称密码体制解决了开放系统中密钥大规模分发的问题,不仅可以加密信息,还可以对信息发送者验明正身,这是密码学的一次重大革命。密码学的应用因此从军事领域扩展至民用领域。鉴于密码学的重要性,美国政府一度限制密码技术的出口,因为密码技术曾被认为是一种武器。现在这种限制已被废除。

  如果说签名技术解决了数字货币发行人、持有人的身份问题,加 / 解密技术则部分解决了数字货币流通的问题,因为数字货币尚有双花问题需要面对。货币数字化之后,防伪变得更为麻烦,在计算机里代表数字货币的信息很容易被复制,而要防止此类复制却极为棘手。解决双花问题的基本思路是赋予数字货币一个唯一的序列号,相当于冠字号码,随机数、哈希函数的作用因此凸显。从某种意义上看,比特币区块链上每一笔交易、每一个区块的哈希值,都可以视作其所代表的一定数量比特币的序列号。

  数字货币技术是在密码学不断演进的基础上蓬勃发展起来的。巧合的是,从 1978 年到现在,不仅是我国改革开放的 40 年,也是数字货币技术快速发展的 40 年。

中心化和去中心化的数字货币试验

  1982 年,David Chaum(大卫•乔姆)在顶级密码学术会议——美密会议上发表了一篇论文《用于不可追踪的支付系统的盲签名》。论文中提出了一种基于 RSA 算法的新密码协议——盲签名。利用盲签名构建一个具备匿名性、不可追踪性的电子现金系统,这是最早的数字货币理论,也是最早能够落地的试验系统,得到了学术界的高度认可。1994 年,Bruce Schneier(布鲁斯•施奈尔)的经典教材Applied Cryptography :Protocols,Algorithms,and Source Code in C《应用密码学:协议、算法与C源程序》,就专设一节,探讨David Chaum 的电子现金协议。

  David Chaum 提出的电子现金系统有两项关键技术:随机配序和盲化签名。随机配序产生的唯一序列号保证数字现金的唯一性;盲化签名确保银行对该匿名数字现金的信用背书。Chaum 的理论及其研发的 E-Cash(电子现金)激发了研究者对数字货币的兴趣。经过近 40 年的发展,数字货币已经在 Chaum 的基础上融合了包括群盲签名、公平交易、离线交易、货币的可分割性等在内的新概念。

  但 Chaum 当时建立的模型还是传统的“银行、个人、商家”三方模式。每个使用过的 E-Cash 序列号都会被存储在银行数据库中,且每次交易系统都要验证 E-Cash 序列号的唯一性,因此系统会维持一个已交易序列号的数据库。随着交易量的上升,该数据库就会变得越来越庞大,验证过程也会越来越困难。

  2008 年,一位名为 Satoshi Nakamoto(中本聪)的神秘人发表经典论文《比特币:一种点对点的电子现金系统》,提出了一种全新的电子化支付思路——建立完全通过点对点技术实现的电子现金系统,将 Chaum 的三方交易模式转变为去中心化的点对点交易模式。技术思路是:把通常意义上的集中式簿记分拆为约每十分钟一次的分布式簿记,簿记的权利由全网竞争选取,簿记数据按时间顺序连接起来并广播全网。任何节点均可同步到网络上的全部簿记记录,均可投入计算资源参与簿记权的争夺。攻击者如果不掌握全网 50%以上的计算资源,就无法攻击这套簿记(链接)系统。通过这样的设计,以前人们隔着万水千山做不到的点对点交易,现在不依赖银行等中介机构而仅靠分布式账本就可以实现。

  比特币是一个互相验证的公开记账系统,具有总量固定、交易流水全部公开、去中心化、交易者身份信息匿名等特点。其“未花费过的交易输出”(Unspent Transaction Output,UTO)的绝佳设计,解决了 E-Cash 数据库无限膨胀的问题,使数字货币技术出现新的飞跃,人们将这一前沿技术称为区块链技术。

  比特币出现之后,数字货币的发烧友狂喜地发现,去中心化的数字货币梦想竟也可以大规模试验了。于是,基于不同区块链技术创新的各种数字货币不断出现。截至 2018 年 7 月,共有近 2000 多种数字货币。其中一些加密货币利用各种加密技术,对比特币进行了扩展与变形,如以太币扩展了比特币的可编程脚本技术,致力于发展一个无法停止、抗屏蔽和自我维持的去中心化智能合约平台;达世币设置了双层奖励制网络,提供即时支付以及以混币技术为基础的匿名支付等增强服务;门罗币采用环签名技术隐藏交易双方地址,并吸收比特币社区发展出的机密交易技术隐藏交易金额,提供了更完善的匿名性;瑞波币允许不同的网关发行各自的 IOU(I Owe You,相当于在线债券的借据),并实现不同 IOU 之间的自动转换;零币首次将零知识证明算法 zk-SNARK 用于保证交易发送者、接收者和交易数额的隐私性,具有较强的学术创新。

  这就是我们目前看到的席卷全球的去中心化数字货币试验。客观而言,这个试验极具争议,有人对比特币背后的技术啧啧称叹,有人攻击它说它是诈骗工具,有人认为其堪比黄金,亦有人认为其一文不值。一些知名人士,比如许多诺贝尔经济学奖获得者,也发表了自己的观点。“天下熙熙,皆为利来;天下攘攘,皆为利往”,众说纷纭间,与传统意义上的商品、资产、支付工具、货币等均有所不同的比特币以其丰厚的回报,吸引了全球投资者的眼球。

数字货币是电子货币与实物现金的一体化

  想要评价数字货币,我们必须回到中本聪的经典论文《比特币:一种点对点的电子现金系统》。其中有两个关键词:“点对点”和“电子现金系统”。“点对点”的特性,使我们想起了实物货币,因为它就具有“点对点”这一优越的支付特性,只是其支付功能逐步被电子支付工具所蚕食。时至今日,“无现金社会”甚嚣尘上,实物现金似乎已无容身之地。果真如此?事实上主要经济体的实物现金投放和使用是在增加而不是在减少。所以实物现金的未来究竟如何,现在恐怕还不能妄下结论。

  也许从哲学角度分析有助于理解这个问题。按照马克思主义辩证法,一样事物从自然产生到消亡,并不是简单的消失,而是有一个推陈出新的过程,此乃“否定之否定”。货币亦是如此,假使实物现金在长期的历史进程中要消亡的话(当然这一点还有很大争议),这个“否定之否定”应该是什么?个人以为,那就是“点对点 + 电子支付系统”。也就是说,从实物现金的角度看,需要“+ 电子支付系统”;而从银行存款转账、第三方支付等电子支付工具的角度看,则需要“+ 点对点”。按目前电子支付系统的发展势头,无论“无现金社会”实现与否,电子支付将实物现金的特性融合进来,都是显而易见的趋势。

  所以个人以为,所谓的数字货币应该是电子货币和实物现金的一体化。这个一体化如果动态地去理解可能会更好,现在数字货币的定义还是存在争议的,我认为不要把这个事情看成一个静止的状态。数字货币一定与货币的数字化进程紧密相关,在这个进程中,货币的数字化实际上是一个非常动态的、不断演进的东西,有些属性可能我们看得很清楚,还有一些属性很可能现在看不清,还需要完全展开,需要观察和研究。这个观察和研究,如何与法定数字货币的设计相结合,就是我们现在工作的重点。

  很显然,实物货币向数字货币演进的意义在于,实物货币的支付功能优化了,可以在多种交易介质和渠道上完成支付,具有良好的普适性和泛在性。电子支付工具向数字货币演进的意义则在于,它能吸收实物货币“点对点”支付和匿名性的特性,将支付权利真正地赋加在用户自身。在一定程度上,第三方支付的出现破除了用户对银行账户的依赖以及被施加的约束(如需要到银行物理网点和自动取款机办理业务、一层层烦琐的业务程序等),有效释放了用户的支付主动性和能动性,降低了支付交易成本。但这还远远不够,货币、账户的所属权归谁?其中信息可向哪些人透明?透明到什么程度?可否被追踪?这些理应都由用户自主掌控。

央行信用不可或缺

  或许有人会说,既然数字货币是实物货币和电子支付工具的发展方向,那么是否就意味着比特币终将胜出,笑到最后?也许一些持“货币非国家化”观念的自由主义者会这么认为。但是,许多国际组织和政府部门却倾向于将比特币定位成虚拟货币。为什么叫虚拟货币?因为它背后没有资产支撑,许多人(包括多位诺贝尔经济学奖获得者)认为它是没有前景的,尽管它的暴涨掀起了一股巨大的浪潮。“比特币也许会失败,问题是这里头有钱可赚”,这句话道尽了很多人对“比特币”们的真实心态。比特币价格涨到什么程度才算合理?其暴涨究竟有多少泡沫?这是仁者见仁,智者见智的问题,作为研究者而不是投机客,追问“比特币”们的真正价值所在才是问题的关键。

  回顾加密货币的研究历程,如果说 David Chaum 模式的数字货币是基于“银行—个人—商家”三方模式来设计的,那么比特币模式的数字货币则由原来的三方模式,变成了点对点的两方交易模式。这当然是一个范式的飞跃,但这两个模式都没有考虑中央银行的角色。David Chaum 只是探讨了匿名化现金的实现机制,根本没有涉及中央银行;比特币所谓的挖矿发行,煞有介事,实质上是把记账权、铸币权和发行权混为一谈,央行的角色因此消解。实际上,他们更多的是在研究数字化技术本身,但货币作为一般等价物,显然不只是(数字)铸币技术的问题,其背后的价值支撑才是关键。

  各种货币形态均有价值锚定。商品货币、金属货币的价值锚定来源于物品本身的内在价值。金本位制度下,各国法定货币以黄金为价值锚定。布雷顿森林体系崩溃以后,各国法定货币虽不再与黄金挂钩,但是仍以主权信用为价值担保。全球那么多的货币,根本区别在于背后的价值支撑而不是铸币技术。相信现有的数千种加密货币,在追求极客技术的同时,也会逐步认识到这一点:当前的经济社会是一个高度发达的信用经济社会,货币发行和管理功能有缺陷的“比特币”实难担当大任,核心问题在于这类“可转让数字资产”很难构建自身的价值支撑体系。

  所以,必须把目前虚拟货币缺乏价值支撑这一根本性的缺陷矫正过来。技术固然可以向典型的虚拟货币、加密货币取经,但人类社会长期形成的货币的本质内涵,理应是数字货币发行的基石。从这个意义上说,虚拟货币的未来得有一个“去虚拟”的过程,一个可能的变化是在前述所言的“点对点 + 电子支付系统”的基础上,再加上强有力的“央行信用”,也就是“点对点 + 电子支付系统 +央行信用”。

  因为价值支撑的缺失,各国政府对于虚拟货币活动,如ICO(Initial Coin Offerings,初始代币发行)、虚拟货币交易等,一直持审慎的态度,对其中隐含的金融风险和投资者保护问题高度警惕,但对代币或者是虚拟货币背后的技术却是积极态度。数字货币可谓数字经济发展的基石,把实物货币转为数字货币的梦想已在民间率先发力和试验,中央银行必须奋起直追。

私人部门与公共部门创新

  以太坊的创始人 Vitalik Buterin(维塔利克•布特林)认为数字货币这样的创新由政府部门来主导是不可能实现的。这是一个很有趣的观点,私人数字货币伴随着财富效应,投资人趋之若鹜;法定数字货币一定程度上则是对原有知识结构和投资收益的挑战,阻力难免。两者的难易程度一望即知,问题是在推动创新方面,政府的作用怎么可能缺位呢?早在 20 世纪 20 年代,凯恩斯就写下了这样的话:

  宣称私人利益和社会利益必定会相互一致,这是没有根据的,上天并非如此来统治世界的。说两者在实际上是一致的,这也是不真实的,在现实生活中并非如此来管理社会的。断言开明的自利必定会促进公共利益,也不是根据经济学原理得出的正确推论。而所谓自利一般是开明的,同样也是不符合实际情况的。

  ICO、IFO(首次代分叉发行)仿佛就是这段话最好的注解,有人因此感慨:“人性是比特币生态链上最大的弱点!”所以我以为,对于 Vitalik 的论断,最好是看看情况再下结论。无论是官方还是民间,数字货币研发进程的大幕都才刚刚拉开。两者也未必就是绝对的泾渭分明,公权与私权,宛若一枚硬币的两面,既对立又统一。任何新生事物都需要时间来检验。

  实际上,老百姓对货币的基本要求也就两个:一个是不能假了,另一个是不能毛了。无论是对私人数字货币,还是对法定数字货币,这两个要求都概莫能外。就全局最优的角度而言,我们相信,央行数字货币理应更能满足大众对货币的需求。

  “实物现金 + 电子支付系统”“数字货币 + 央行信用”“电子支付工具 + 点对点”甚至“+ 央行信用”“+ 可控匿名”“+ 智能便捷”……各类演变看似各异,实则脉络清晰。不仅朝着“你中有我,我中有你”的方向演进,而且“草蛇灰线”“伏脉千里”之外的则是那若隐若现的法定数字货币。

  但这里还必须加一句:这样说并不意味着央行数字货币可以不经考验即顺利推出。大浪淘沙,法定数字货币也不可能例外!官督商办,自古有之。私人数字货币就一定不能转正吗?

我国法定数字货币探索

  中国人民银行是最早对数字货币进行研究和试验的中央银行,早在去中心化数字货币尚未成为风潮的时候,就已探究过这一领域。事实上,促使中国央行研究法定数字货币的直接动因并非比特币,而是焦里币(Giori Digital Money,GDM)。这是一种由私人机构倡导的法定数字货币,其发明者是瑞士的 Giori 公司。作为一家传统的印钞造币公司,Giori 公司大胆创新,提出将传统实物货币以及借记卡和电子网络先进技术的功能融为一体,依托 GSMT(Global Standard of Money Technology)架构管理全球的数字金融交易,建立一个基于现有纸币系统模式的电子网络,从而推出由中央银行设立和发行的法定数字货币 GDM。Giori 公司不仅推出了产品,还去了一些国家的中央银行(包括中国央行)布道。让人惊讶的是,早在 2012 年该公司就在中国和美国申请了专利。

 
 
  显然,GDM 遵循的是传统的以中心化为特征的数字货币模式。作为法定数字货币的典型案例,其编码的理念深刻影响了中国央行数字货币研究团队。

  事实上,包括我在内的很多早期接触过密码货币的人,一提数字货币就都不约而同地想起了David Chaum 的 E-Cash。十多年前,我在中国科学院研究生院计算与通信工程学院任兼职教授,其间承担《金融信息化》的授课任务,其中一章“电子货币”就专设一节讲授 E-Cash 系统。因此,在参与我国央行法定数字货币的研究之后,GDM 之外,我就是从 E-Cash 入手,到 Mondex(英国西敏寺银行开发的电子钱包)、M-Pesa(肯尼亚的移动支付)、Bitcoin(比特币)、游戏虚拟币,再到第三方支付……依次爬梳各类典型系统。研究小组曾特别邀请密码学家王小云老师前来授课,彼时小云老师还没有当选为中科院院士。当她亮出了授课内容 E-Cash 时,我会心一笑。是的,我们的关注点都不是只盯着比特币。后来小云院士建议研究安全电子交易协议(Transaction Secure Electronic Transaction,SET),2017 年则建议我们研究 Zcash(零币)。

  迄今为止,中国央行依然旗帜鲜明地倡导央行数字货币应不同于各种代币的去中心化发行模式,并大声疾呼区块链只是法定数字货币的一项可选技术。那当然是坚强领导的结果。而此时回忆过往,亦深感这些理念渊源有自。事实上,我们一直主张的“可控匿名”,也与加密货币的思路一脉相通。

  早在与小云老师交流的时候,我们就希望可以联合顶尖密码专家为央行数字货币设计专用的密码算法和相关协议,并申请国家标准乃至国际标准。可惜专家们大都事务繁忙,兹事体大,至今尚在意向之中。

  2018年7月,Diffie 来北京,在金融街欢迎 Diffie 的座谈会上,我领头致辞,之后聆听他对密码学和区块链的高见。半个月后,在纽约的国际电信联盟数字法币焦点组大会上,我又有幸与 Chaum 同台发言,私下我们还就数字法币的匿名性问题做了探讨。短短一个月内,连续与教科书上的人物面对面交流,不亦乐乎!

  当听到 Diffie 论述从主机系统到个人电脑、互联网、区块链的发展趋势时,我深感此老的与时俱进。从历史上看,技术创新从来就是以螺旋式上升的方式向前推进的。基于区块链或不基于区块链,基于账户或不基于账户,分布式还是中心化,两边极点孰优孰劣,形而上的争论很容易面红耳赤,实际上还是得根据具体约束条件来选择把握,中庸之道当然是在两个极点之间寻求最优点。所以在试验阶段,在保障中央银行货币发行权的基础上,应不拘泥于某一预设路径,要尽可能尝试各种方案、模式和思路,多方比较,灵活开放,以积累经验教训,探寻不同场景下的各种解决方案和最佳实践。

  总体来说,我国法定数字货币的探索工作是在扎实有序地推进。2014 年,中国人民银行正式启动法定数字货币研究,论证其可行性;2015 年,持续充实力量展开 9 大专题的研究;2016 年,组建中国人民银行数字货币研究所,专门承担法定数字货币研发工作。取得的成果主要有:

  一是理论研究。在论述可行性的基础上,对法定数字货币发行和业务运行框架、关键技术、发行流通环境、法律问题、经济金融影响、国际经验、与私人发行数字货币的关系等进行了充分探讨,形成了系列研究报告。2016 年初,召开数字货币研讨会,系统地展示了人民银行关于数字货币的研究成果,并择要发表于《中国金融》数字货币专刊。

  二是研发实验。基于我国“中央银行-商业银行”二元体系,开发出准生产级的法定数字货币原型系统。在此基础上,设计实现了基于区块链技术的数字票据交易平台,开展法定数字货币的沙箱试验。

  三是专利申请。在原型开发的基础上,打造具有自主知识产权的区块链底层平台,并搭建数字货币专利体系。累计完成 80 余件专利申请工作,初步形成一批关键性的数字货币专利集合。

  2017年,研发工作进入新的阶段。经国务院批准,中国人民银行组织相关市场机构开展名为 DC/EP(Digital Currency/Electronic Payment)的法定数字货币分布式研发工作。中央银行组织市场共同研发的意义在于,在保障央行货币发行权的前提下,群策群力,充分发挥市场机构的业务优势和创新能力,探索最佳实践。

未来展望之一:基于账户与基于价值

  目前,大家喜欢将法定数字货币分为基于账户和不基于账户两种。这实质上是将法定数字货币的定义进行了“泛化”,将电子货币也纳入了数字货币范畴。若基于这样的界定,只要在现有的“电子货币”基础上再加上“央行信用”,所谓的法定数字货币就可以“呼之欲出”。在电子货币体系已经很成熟发达的我国,这是显而易见的前景。我国已经形成了央行准备金账户、商业银行账户、第三方支付账户的多层账户体系,覆盖了机构端、客户端、对公对私、线上线下、跨境支付等各种场景,市场成熟,产业完备。

  2017年初,以支付宝、微信支付为代表的第三方支付机构,喊出了“无现金社会”的口号。尽管它们将自己当作了实物现金的替代者,但目前第三方支付的虚拟账户中的资金,还只是支付工具,达不到现金的层次。很显然,这是第三方支付对自己提出的更高的要求。假如第三方支付的虚拟账户中的资金变成了真正的数字现金,那无疑是整个支付行业的重大变革。有人因此认为,第三方支付机构 100% 准备金存缴之后,它们虚拟账户中的资金就是法定数字货币了。这是一个有趣的观点。

  另一个值得关注的现象是,纵览全球,各国开展的法定数字货币试验,大多是不基于账户或者说是基于价值形式的法定数字货币试验。比如,加拿大的 Jasper 项目,试验基于分布式账本技术(Distributed Ledger Technology, DLT)和数字存托凭证(Digital Depository Receipt,DDR)的大额支付系统;新加坡的 Ubin 项目,评估在 DLT 上以数字新元的代币形式进行支付结算的效果;欧洲和日本央行的 Stella 项目,旨在研究 DLT 在金融市场基础设施中的应用,评估现有支付体系的特定功能是否能够在 DLT 环境下安全高效地运转。目前来看,学术界的热点也大多是基于价值的法定数字货币,亦即央行加密货币的研究。

  如前述所言,数字货币的真正本质是电子货币与实物现金的一体化。若不吸收实物货币“点对点”支付、匿名性等特性,仅是“电子货币 + 央行信用”,那是法定电子货币,而非法定数字货币。当然,若在定义本身就已将电子货币纳入数字货币范畴,这一矛盾就没有那么突出了。有句话叫“最好的未必就是最合适的”,如果不在学术的辨析上较真,现实的选择似乎还是以合适为宜。

  应该说,以比特币为代表的去中心化数字货币试验为我们的研究提供了一个有益的技术参照。一方面,不要硬性把央行数字货币和分布式账本技术捆绑起来,这不是一个必须的选项,央行数字货币并不必然采用区块链技术。另一方面,也不要将金融行业熟悉的账户概念与加密代币、区块链技术对立起来。从演化路径来看,央行发行法定数字货币其实是从账户向央行代币延伸的过程;而加密代币从公有链到联盟链,到私有链,则可看作从代币往账户方向的推进。这里账户与(代)币其实是一个不断融合的关系。因此,央行发行法定数字货币,个人以为CBDA(Central Bank Digital Account,央行数字账户)、CBDC(Central Bank Digital Currency,央行数字货币)、CBCC(Central Bank Crypto-Currencie,央行加密货币)混合的思路比较稳妥。

  比较私人(准)数字货币和法定数字货币,前者是已经出生的孩子,能不能上户口还是个问题,大家对它的认识一直有争议;后者还没有生出来,还只是停留在蓝图阶段,大家却都觉得根正苗红。但说老实话,这两个“孩子”将来谁真有出息,恐怕有人(如Vitalik)会有不同的看法。所以,无论前者是好孩子还是坏孩子,摒弃成见,拒绝炒作,多研究里面的技术、学理的东西,可能会更好。

未来展望之二:自顶向下与自底向上

  谈到央行信用,还须厘清“真正的央行信用”与“央行信用‘加持’”两者之间的本质区别。即便是 100% 准备金存缴,私人部门发行的电子货币(如商业银行存款货币以及第三方支付账户资金)只能算是央行信用“加持”,而非真正的央行信用。当然上文也说了,若将央行数字货币的概念泛化,这一差别似可忽略。

  就其本质而言,既然央行数字货币是中央银行的信用,那么无论在技术上央行数字货币体系设计了多少层,但在逻辑上都只有一层。技术风险当然可以(也必须)分散,中央银行亦可以不掺和底层客户的每一笔交易,但中央银行对央行数字货币的管控应有手段穿透到底,以切实保障央行数字货币的法理属性。

  目前,技术上的设计思路比较习惯采用“自顶向下”,按照中央银行和运营机构系统进行分层设计。这种双层架构的设计本身没有大问题,但“自顶向下”的思路,将中央银行作为源头来设计整个业务流程,使得中央银行成为下层所依赖的中心,很容易忽略系统面对的海量服务人群,顾头难以顾尾。运营机构有可能依赖中央银行进行互联互通,技术上无法有效解决中央银行中心节点的压力。

  显然,需要从终端用户角度考虑系统的重心,兼顾“自底向上”的设计思路。技术上依然可以采用双层架构,但优先考虑便利化的用户服务,央行数字货币说到底是需要老百姓用起来的。这样“自顶向下”的底层就变成了前台,由多个运营机构响应用户的请求,功能侧重于交易处理;“自顶向下”的上层就变成了后台,由中央银行进行管控,功能偏向于穿透式监管。前后台划分的目标应是以用户为中心,既为数字货币钱包的创新提供广阔的施展空间,也与传统系统充分解耦,尽可能减轻中央银行压力。“自底向上”的双层架构从业务实质上讲,就是“总/分双层账本结构”,交易明细账本由运营机构实时记录,中央银行只定期维护运营机构总账本。

  基于“总/分双层账本结构”,如何保证中央银行有效实现穿透式监管,并实现全局一致性,从技术角度,有不同的设计方案。比较直接的方式,可以考虑通过建立中央银行和运营机构共同参与的统一分布式系统,中央银行作为主中心,拥有全局账本,运营机构作为分中心,实现多副本明细记账,相互备份、多点多活。这样运营机构不用担心被旁路,在分担中央银行压力和风险的基础上,可以开展全新的业务。中央银行亦无需担心中心枢纽的压力,在相对轻松维护全局账本的基础上,可以从容考虑包括央行数字货币在内的全新货币政策。这种设计将分层业务逻辑通过前后台系统划分来实现:央行不参与前台业务,其中心化管控通过后台统一分布式系统来实现;运营机构承担前台的处理,用户可获得便利化的服务;央行既能够管控全局,又可避免中心化依赖。

  从长期技术演进的发展角度来看,央行数字货币本身不局限于特定技术;从竞争择优的角度来看,也需要多种技术路线在优化演进过程中进行充分比较。因而,技术上央行数字货币体系应该是一种包容性的架构,既能够体现成熟技术的稳定性,又能够保持一定的技术先进性。

  因此,可以在上述传统分布式数据库技术基础上,引入最新的分布式账本技术,形成央行数字货币“双分布式账本”技术路线。一是交易账本:采用传统的分布式数据库技术,利用现有金融核心系统成熟经验,满足当前交易性能要求。二是结果账本:用于记录最终交易结果,可采用最新的分布式账本技术,中央银行和各运营机构共同参与,各节点维护相同的账本数据,通过共识机制,保证各节点账本数据的全局一致性,并且难以篡改。通过异步方式提交结果账本,从而不影响交易账本的处理时效。结果账本数据一经写入,便具有高可靠、高安全、高可信等特点,并可为社会提供基于可信数据的确权服务,从而充分发挥分布式账本技术的优势。这种开创性的双账本包容性设计,既延续了传统技术的成熟稳定性,又为新的分布式账本技术留有空间,使得两种分布式技术相互兼容、并行不悖、优势互补,并在演进过程中,竞争择优。

  2016年,中国央行的数字货币原型系统就采用了“双分布式账本”技术路线,这是一种可进可退的方案。随着分布式账本技术的不断优化,性能不断提升,交易账本向结果账本异步写入交易结果,其延时会逐渐缩短。有理由相信:同步写入之日,就是分布式账本技术取代传统分布式数据库之时。

未来展望之三:量子货币

  展望未来,央行数字货币还需要研究量子货币。

  量子货币本质上是一种基于密码学的数字货币,其优于经典数字货币的核心是利用了量子叠加态和量子计算实现的量子防伪技术。这项技术综合运用了物理学、计算机科学和密码学等多个学科领域的前沿知识,最终可以在不引入记账机制的前提下解决经典数字货币最头痛的双花问题。理想的量子货币可以同时实现易于识别、难于伪造、无法复制、方便使用等数字货币特性,相当于同时结合了传统货币(纸币)和经典数字货币的优点,并避免了它们各自在本质上难以克服的缺点。这也是探索量子货币的意义所在。目前来看,除了双花问题,量子货币技术还需要解决一些核心问题。一是如何编码生成一系列的量子态代表量子货币,并且生成的量子货币必须支持验钞操作。二是如何应对损耗。量子世界中测量是唯一能建立量子态和经典世界联系的桥梁,因此验钞过程一定会涉及测量量子态,这样验钞过程是否会给量子态带来损耗?如果允许有一定的可控范围的损耗,是否能设计出相应的验钞机制?这种机制是否能支持多次验钞?损耗是否会导致一定概率出错?出错的话如何解决问题?三是如何应对噪声。由于量子不可克隆定理,经典的纠错码方法在量子世界中不能适用,那么如何应对过程中自发产生的不可控因素?

  量子密码是近年来国际学术界的一个前沿研究热点。面对未来具有超级计算能力的量子计算机,现行基于解自然对数及因子分解困难度的加密体系、数字签名及密码协议都将变得不够安全,而量子密码则可达到经典密码学所无法达到的两个最终目的:一是合法的通信双方可察觉潜在的窃听者并采取相应的措施;二是窃听者难以破解量子密码,即便企图破解者拥有强大的计算能力。可以说,量子密码是保障未来网络通信安全的一种重要技术。

  考虑到量子计算和通信技术还处于探索阶段,理想中的量子货币尚需时日。当前,可部分应用量子技术为数字货币的设计和实现提供服务。例如,基于量子随机数生成数字货币字符串,可以保证数字货币在防伪方面初步具有量子安全性。这种具有量子随机性的数字货币,一定程度上代表了新型的不依赖于账户的数字货币形态,可进一步为数字货币点对点支付打开新的空间。

  随着对量子密码体制研究的进一步深入,越来越多的方案将会被提出。因此,必须对这一领域保持持续关注。

姚前

2018年7月20日

 

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