王永紅

　　編者按：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字貨幣受到越來越多的關(guān)注，并逐步進入了央行[微博]的視野。2016年1月20日，中國人民銀行[微博]在北京舉行了數(shù)字貨幣研討會，正式公開表示要積極吸收國內(nèi)外數(shù)字貨幣研究的重要成果和實踐經(jīng)驗，做好關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，爭取早日推出央行發(fā)行的數(shù)字貨幣。本期我們特約請央行、商業(yè)銀行和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)界的資深專家，就建立在區(qū)塊鏈技術(shù)上的數(shù)字貨幣應(yīng)用和前景展開討論。

　　在風(fēng)險投資驅(qū)動下，互聯(lián)網(wǎng)機構(gòu)收獲支付技術(shù)創(chuàng)新紅利之后，開始探索下一個“互聯(lián)網(wǎng)級別”的顛覆性創(chuàng)新技術(shù)。支撐比特幣的區(qū)塊鏈技術(shù)具有點對點交易、全網(wǎng)記賬防偽防重、規(guī)則驅(qū)動等“去中心化”的特點，迥異于“中心化控制”的傳統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)機制，成為國內(nèi)外機構(gòu)研究與投資的重點。本文以區(qū)塊鏈技術(shù)作為參照，研究其作為數(shù)字貨幣支撐技術(shù)的可行性，并嘗試建立數(shù)字貨幣的一種技術(shù)實現(xiàn)框架。

　　數(shù)字貨幣的定義

　　傳統(tǒng)上，我們默認貨幣就是法幣，確定其職能是價值尺度、流通手段、貯藏手段、支付手段和世界貨幣，并根據(jù)使用方式將其劃分為現(xiàn)金、票據(jù)、卡基支付、移動支付等不同的支付手段。在互聯(lián)網(wǎng)時代，網(wǎng)絡(luò)空間逐漸成形并與物理空間并存，社會大眾對貨幣的認識變得寬泛，認為“貨幣就是法律規(guī)定或世俗約定能夠用于支付的手段”。本文首先明確三個相近概念的定義：數(shù)字貨幣是“法定電子現(xiàn)金”，即由貨幣當局發(fā)行、存儲于電子設(shè)備、具有現(xiàn)金特性的價值載體；電子貨幣是與銀行賬戶相關(guān)聯(lián)的記賬式貨幣，如卡基支付、移動支付；虛擬貨幣則不屬于法幣，包括加密貨幣（如比特幣）和商業(yè)貨幣（如Q幣、積分）兩種類型，其價值完全由市場決定。

　　數(shù)字貨幣的重要使命之一就是部分替代現(xiàn)金，降低現(xiàn)金印制、發(fā)行、清分、銷毀的巨大成本。據(jù)統(tǒng)計，2014年末，我國流通中的現(xiàn)金（M0）和銀行業(yè)金融機構(gòu)業(yè)務(wù)庫的現(xiàn)金庫存達到6.7萬億元，其中百元紙幣為582.5億張、50元紙幣為64.6億張、1元紙幣為581.6億張。另據(jù)報道，2015年歐元區(qū)的現(xiàn)金貨幣價值超過了1萬億歐元。

　　要成為一種廣泛使用的支付手段，數(shù)字貨幣須具備區(qū)別于電子貨幣、虛擬貨幣的顯著特點，包括安全性、可控匿名性、周期性、不可重復(fù)性、系統(tǒng)無關(guān)性，并且要在開放互聯(lián)環(huán)境中達到很高的交易性能（高并發(fā)交易量和海量數(shù)據(jù)處理效率）。

　　數(shù)字貨幣體系建設(shè)需求

　　嘗試建立數(shù)字貨幣的技術(shù)實現(xiàn)框架，首先要深入研究數(shù)字貨幣的主要特性和邊界約束條件，逐漸形成符合國家治理能力現(xiàn)代化要求、成為社會共識的數(shù)字貨幣需求，然后才能確定區(qū)塊鏈技術(shù)如何改進和“為我所用”。

　　安全性

　　為了應(yīng)對有組織、大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)攻擊，數(shù)字貨幣體系可采取無中心或多個分中心模式。為了保障數(shù)字貨幣的正確性、一致性和完整性，應(yīng)采取足夠安全可控的密碼算法以及密鑰分發(fā)保存機制，《科學(xué)》雜志在2016年3月4日的一則報道指出，量子計算將挑戰(zhàn)目前廣泛使用的非對稱算法RSA的安全性。為提高應(yīng)用安全性，防范病毒、木馬侵犯以及后門威脅，數(shù)字貨幣載體（如手機）需要一個可信、可控、可管的使用環(huán)境，并在其中儲存數(shù)字貨幣及持幣人的信息最小集。

　　可控匿名性

　　為了區(qū)別于電子貨幣并被持幣人所青睞，同時兼顧反洗錢、反恐怖融資等要求，數(shù)字貨幣不能實名也不能完全匿名，貨幣當局不能直接或通過商業(yè)銀行間接為持幣人建立賬戶。“可控匿名性”表現(xiàn)在兩個方面，一是在使用環(huán)節(jié)（轉(zhuǎn)移數(shù)字貨幣所有權(quán)）登記持幣人變動數(shù)字貨幣的信息，類似于現(xiàn)在采集紙幣冠字號和比特幣的“挖礦”操作；二是保持追蹤持幣人身份的線索信息。

　　盡管不需要建立為持幣人建立數(shù)字貨幣賬戶，但商業(yè)銀行可以參與建設(shè)數(shù)字貨幣發(fā)行和流通的渠道。

　　不可重復(fù)性

　　一是數(shù)字貨幣必須可識別，通過不變的標識號（ID）和系列參數(shù)保證其唯一性，并可用技術(shù)手段確認。二是數(shù)字貨幣的正常付款過程不可逆。三是數(shù)字貨幣使用歷史不可篡改、不可抵賴。

　　周期性

　　數(shù)字貨幣沒有整潔度要求，不存在損毀和殘舊回籠等問題，但在算法破譯、持幣人個人密鑰泄露、關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)節(jié)點被劫持等特殊情況下，數(shù)字貨幣需要全面“換版”或進行掛失操作，并且確保“換版”或掛失操作的及時性、有效性，銜接好同一數(shù)字貨幣新舊版本的使用記錄。其次，還需要考慮和解決數(shù)字貨幣的“大小票兌換”問題。

　　系統(tǒng)依賴性

　　數(shù)字貨幣應(yīng)盡量減少網(wǎng)絡(luò)依賴和系統(tǒng)依賴，可以做到脫機小額支付、與現(xiàn)金和電子貨幣自由轉(zhuǎn)換，適用于包括自然災(zāi)害在內(nèi)的各種復(fù)雜環(huán)境。

　　技術(shù)實現(xiàn)框架構(gòu)想的要點

　　數(shù)字貨幣用于開放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，在國家信用背書之下，持幣人和交易量會逐漸上升，同時數(shù)字貨幣體系可能會經(jīng)常遭遇大規(guī)模、有組織的網(wǎng)絡(luò)攻擊，因此其技術(shù)實現(xiàn)框架的核心是云計算和加密算法（包括對稱加密算法、非對稱加密算法、散列算法及其組合）。

　　建立兩級系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　維持整個比特幣體系穩(wěn)定運行的動力，是參與者以“挖礦”操作（對一個時間段內(nèi)的交易打包生成區(qū)塊鏈）搶奪作為戰(zhàn)利品的比特幣。為控制貨幣發(fā)行量，數(shù)字貨幣體系不能采用類似的獎勵機制，需要由貨幣當局建立若干登記中心系統(tǒng)，以完成貨幣發(fā)行、使用登記、“換版”等各種操作，將形成“控制中心（發(fā)行庫）—登記中心（業(yè)務(wù)庫）”的兩級系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。控制中心將在線控制、監(jiān)測整個數(shù)字貨幣體系的運作。

　　為提供快速擴充的計算與存儲能力，數(shù)字貨幣兩級系統(tǒng)采用云計算技術(shù)架構(gòu)，系統(tǒng)之間采用安全可控的量子通信技術(shù)。云計算技術(shù)架構(gòu)有較好的健壯性，但需要重視和解決開放環(huán)境中的“云安全”問題。

　　加密技術(shù)

　　使用加密算法體系。單一加密算法將面臨較大的安全風(fēng)險，必須使用多種加密算法構(gòu)成組合加密算法，分別用于識別和保護持幣人、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、數(shù)字貨幣、數(shù)字貨幣交易等。組合加密算法是數(shù)字貨幣體系的核心和基礎(chǔ)，須由國家密碼管理機構(gòu)定制設(shè)計。除了加密之外，區(qū)塊鏈技術(shù)抵御攻擊的思路是“算法加密與信息公開相結(jié)合”，以“信息改不了”代替“信息很難改”，這一做法極有創(chuàng)意和值得借鑒。

　　為每枚數(shù)字貨幣建立永久標識代碼。為保證每枚數(shù)字貨幣的唯一性，并且防止被竊取冒用和重復(fù)使用，每枚數(shù)字貨幣的標識代碼（類似紙幣冠字號）經(jīng)數(shù)字簽名后，與持幣人公鑰、最近若干次支付歷史信息一起，形成可用技術(shù)手段鑒別的數(shù)字貨幣信息。

　　持幣人使用注冊名。為提高匿名程度和保護持幣人隱私，不使用網(wǎng)絡(luò)實名制、有限實名制（前臺昵稱，后臺實名），也不在持幣人注冊時采用多種關(guān)聯(lián)信息進行交叉身份驗證。不過，持幣人每次操作的網(wǎng)絡(luò)地址、地理位置信息都會記錄下來，作為特定情況下追蹤交易和排查持幣人身份的線索，從而達到可控匿名性的要求。

　　賬本技術(shù)

　　采用“分布式記賬”。把交易散列值（HASH）組合成為前后鏈接的區(qū)塊（交易記錄集）并進行快速分發(fā)，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點都擁有賬本的一致性、可追溯副本，從而大大降低了賬本篡改風(fēng)險，這是區(qū)塊鏈技術(shù)具有較高網(wǎng)絡(luò)攻擊抵御能力的重要原因。不過，數(shù)字貨幣是開放環(huán)境中的高頻支付手段，沿用“分布式記賬”的做法，數(shù)據(jù)同步量大而且受制于網(wǎng)絡(luò)，需進行精巧的流程再造和應(yīng)用設(shè)計。

　　采用分區(qū)記賬方式。與微機和有線網(wǎng)絡(luò)相比，智能手機的計算、存儲和交換能力始終較弱，賬本及其副本“尺寸”不能太大，在全網(wǎng)交易的基礎(chǔ)上劃分記賬區(qū)域，并分別記賬，同時設(shè)計分布式數(shù)據(jù)存儲機制、定時核對機制，在數(shù)字貨幣體系建設(shè)中兼顧安全與效率。

　　對交易結(jié)果進行數(shù)字簽名。區(qū)塊鏈技術(shù)記載了每個比特幣“出生至今”的使用歷史（散列值），進而通過全網(wǎng)副本的一致性比較降低賬本篡改風(fēng)險。在數(shù)字貨幣體系中，賬本“尺寸”縮小且不一定全網(wǎng)分發(fā)副本，可對交易信息進行數(shù)字簽名，增加賬本篡改難度。

　　數(shù)字貨幣錢包技術(shù)

　　在移動互聯(lián)時代，譽為“人體器官”的智能手機作為數(shù)字貨幣載體，顯然優(yōu)于芯片卡等其他方式。智能手機之間的數(shù)據(jù)交換，除了使用無線網(wǎng)絡(luò)之外，還包括藍牙、近場通信（NFC）等面對面方式，降低對POS機、ATM等受理終端的依賴。智能手機必須具備相對獨立于手機操作系統(tǒng)的可信執(zhí)行環(huán)境和硬件安全模塊，存儲和處理關(guān)鍵敏感信息。錢包軟件自動檢測運行環(huán)境的安全性，并確認關(guān)鍵敏感信息是否被篡改。

　　結(jié)束語

　　數(shù)字貨幣作為法幣，一定是一種“有管理的貨幣”，其推出使用將是貨幣發(fā)展歷史上的里程碑。虛擬貨幣的典型代表比特幣可視為數(shù)字貨幣在當前階段的“實驗室產(chǎn)品”。

　　以“去中心化、去信任化”為標志的區(qū)塊鏈技術(shù)，目前階段適用于非實時的信息登記場景、低頻交易場景，例如有價證券發(fā)行、無形資產(chǎn)登記等，對實時性、高頻交易場景的適用性則有待驗證和改進。目前金融信息基礎(chǔ)設(shè)施普遍采用“中心化控制”的交易機制，總體上與相關(guān)法律規(guī)定、制度設(shè)計相適應(yīng)，跨國交易成本高、交割時間長等問題并非現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷所導(dǎo)致。不過，區(qū)塊鏈技術(shù)是“自由、開放、合作、共享”的互聯(lián)網(wǎng)精神在技術(shù)領(lǐng)域的反映，其優(yōu)勢并非完全源于技術(shù)先進，而是更契合新一代網(wǎng)民的價值觀以及獲得資本市場的支持。因此，區(qū)塊鏈及其衍生技術(shù)將會逐步滲透并影響到金融信息技術(shù)的發(fā)展方向。(本文為作者個人觀點，不代表供職單位意見）■

　　作者系中國人民銀行[微博]科技司司長

　　（責(zé)任編輯　張　林）