互聯網金融區塊鏈技術在數字貨幣發行中的探索

比特幣背後的區塊鏈技術為金融科技的發展提供了新思路。本文認為，應用區塊鏈技術，從貨幣發行、隱私與監管、安全保障等角度出發，可以設計出更符合央行需求的國家數字貨幣發行模式。

技術的日新月異給我們生活帶來了翻天覆地的變化，AirBnB、Uber、微信等伴隨移動互聯出現的新興商業模式根本改變了酒店業、計程車和通信行業的運行模式，給消費者帶來了極大的便利。相比之下，傳統的金融行業還在慢慢演變，而貨幣發行系統更是陳舊，貌似與時代和科技的進步脫節。自從2015年初，美聯儲明確公布其更新貨幣發行系統的意圖后， 英國央行和荷蘭央行近期也發布了關於國家發行數字貨幣的白皮書。有些著重於區塊鏈技術支持的加密貨幣。

在我們的生活和經濟活動中，貨幣的使用無處不在，而與此同時貨幣的形式也在不斷地演化。當我們在探索數字貨幣的發行時，首先來回顧一下，在歷史的進程中，貨幣是如何隨著經濟發展和技術進步而變遷的。貨幣在經濟學中的定義是「人們普遍接受的用於支付商品勞務和清償債務的物品」。早期人們使用布帛、貝殼作為實物貨幣，之後很長的一段時間內，則是由金銀等貴金屬作為商品貨幣來充當交易的媒介。但是由於其交易成本高昂，一種更為方便實用的貨幣——紙幣出現了。與金銀不同的是，紙幣本身並沒有價值，人們在商品交換中接受紙幣，實際是接受了它背後發行方的信用。從這個角度來講，紙幣其實是一種信用貨幣。由國家信用作為擔保的信用貨幣則被稱為法幣。法幣由政府發行，強制流通和使用，並且不能兌換成貴金屬，在，人民幣就是法幣。

電子支付體系下產生的新型貨幣形式

計算機的發展和互聯網的普及，使得電子支付的成本大大降低，於是新的貨幣形式應運而生。我們將電子支付體系下產生的新型貨幣分為兩類: 第一類是電子貨幣，它是將法定貨幣電子化后的一種流通形式；第二類是數字貨幣，它由加密演算法創造產生，和以國家信用為背書的法定貨幣之間沒有直接聯繫，而是以一種另類貨幣的形式存在，數字貨幣和法幣之間的兌換價格隨市場供求機制而波動。

電子貨幣

電子貨幣作為法幣電子化后的一種流通形式，最初是以借記卡的形式出現的，當用戶使用借記卡時，資金以電子支付的形式從消費者銀行賬戶轉移到商戶的銀行賬戶。這類電子貨幣的出現，是為了更加便捷地完成資金的轉移，銀行卡本身並不存儲價值，而是提供了用於識別用戶賬戶身份的標誌。公交卡、超市卡這些儲值卡則是電子貨幣的另一種形式，與銀行卡不同，儲值卡不需要身份識別，也不需要關聯賬戶，卡片本身就代表了一定的價值。隨著電子支付技術的發展，電子貨幣領域又增加了新的元素，支付寶就好比電子化的銀行卡，跟賬戶相關聯，在商業交易的過程中流通使用。而Q幣則如同電子化的儲值卡，只能在一定的平台範圍內使用。

數字貨幣

數字貨幣（數字加密貨幣）是在信息技術和互聯網的催化下產生的，它和上面提到的電子貨幣最大的不同在於沒有類似於央行的「中央發行者」。數字貨幣的發行量是由複雜的數學演算法模型決定的，它的運行體系則通過所有參與者之間形成的價值鏈條維持。數字貨幣因為和法定貨幣之間不存在直接聯繫，從而不具有國家強制性作為後盾保障，使得數字貨幣和法定貨幣之間的兌換價格隨市場變化極易波動。

貨幣演進中的國家數字貨幣

互聯網和信息技術的發展下，電子貨幣的出現為人們的日常生活提供了便利，數字貨幣的發展則為中央銀行的貨幣發行和貨幣政策帶來了新的機遇和挑戰。在現行的貨幣體系下，紙幣作為法定貨幣的重要表現形式，在人們的日常生活被廣泛使用。但是由於紙幣的技術含量低帶來的防偽問題、交易匿名性對監管造成的局限，以及紙幣作為傳統貨幣存在著發行、流通成本高，不易保管等挑戰，紙幣終將被新的技術和形式所取代。於是中央銀行提出了「國家發行的數字貨幣」這一設想，使用「數字人民幣」（eRMB）作為法定貨幣新的表現形式。央行行長周小川表示：「數字貨幣的發行、流通體系的建立，對於金融基礎設施建設、推動經濟提質增效升級，都是十分必要的。」

央行對於發行數字貨幣提出的需求

早在2014年，央行就開始了對於數字貨幣的研究。2016年1月20日，人民銀行數字貨幣研討會在北京召開，人民銀行行長周小川出席會議。本次會議提出了「爭取早日推出央行發行的數字貨幣」的要求。周小川在之後接受媒體採訪時，對基於法定貨幣由國家發行的數字貨幣提出了以下要求：

央行發行數字貨幣的目的，是替代實物現金，降低傳統紙幣發行、流通的成本，提高便利性；數字貨幣發行、運行、管理的原則要保持與紙幣相同，必須由央行來發行，基於「中央銀行—商業銀行」的二元體系運行；在管理上要有利於貨幣政策的有效運行和傳導，保留貨幣主權的控制力；在技術上，央行發行的數字貨幣要提供便利性和安全性，保障數字貨幣的不可偽造性；做到保護隱私與維護社會秩序、打擊違法犯罪行為的平衡，尤其針對洗錢、恐怖主義等犯罪行為要保留必要的遏制手段。

比特幣系統能否滿足央行發行數字貨幣的需求

在現有的數字貨幣中，比特幣是使用最久和最廣泛的。那麼現有的比特幣系統能否滿足央行對於國家發行數字貨幣所提出的需求呢？從以下幾個角度來分析:

從數字貨幣的發行和運行角度來看，比特幣的產生是由複雜的計算機演算法決定的，沒有中心化的發行機構。但是央行數字貨幣是以國家信用為基礎，它的發行必須由央行決定，央行擁有對數字貨幣的主權控制力。同時，所使用的數字貨幣體系要能夠幫助央行有效地制定和運行貨幣政策，調控宏觀經濟。所以，從貨幣發行和管理的角度來看，比特幣的現有模型是無法滿足的。

從安全形度出發，央行發行的數字貨幣需要保證安全性和不可偽造性，但是比特幣目前存在51%攻擊的隱患，對於國家法定貨幣來說，這樣的安全威脅是不能容忍的，所以，出於安全考慮，比特幣系統也是不適用的。

從央行發行數字貨幣的技術考量來看，保護隱私與維護社會秩序的平衡是央行對於技術選擇的重要考慮因素之一。在現有的比特幣體系中用戶是完全匿名的，而交易則是完全透明的，這樣做最大限度上保護了使用者的隱私，但是從維護社會秩序打擊犯罪的角度看，卻造成了很大的障礙。

從比特幣的自身限制來看，比特幣所使用的工作量證明（PoW，Proof of Work）共識協議，以及數據區塊大小的限制，使得目前比特幣系統每秒鐘最多只能處理7比左右的交易，同時也會有較大的計算資源消耗，無法承擔國家發行數字貨幣的交易規模。

比特幣背後的區塊鏈技術

比特幣的誕生為數字貨幣的產生與發展拉開了序幕，而它背後的區塊鏈技術則為金融科技的發展提供了新的思路。區塊鏈是一種開放架構下的強安全技術機制，通過特定的數據結構和共識演算法，設計實現了一個多方參與的自治系統。

數據結構

在區塊鏈系統中，一段時間內產生的交易會被打包成一個數據區塊，每個數據區塊中同時還存儲上一個區塊的哈希值，通過這樣的方法將所有區塊鏈接起來，系統中的多個參與者可以對區塊鏈進行存儲和驗證，通過這樣的方式實現交易的可追溯，保障交易不能被篡改。

共識演算法

共識演算法相當於區塊鏈系統中的運行規則，共識演算法決定交易的記錄者，通過演算法協調和管理整個系統，解決容錯問題，提高系統的安全性。

比特幣系統因為「沒有中心發行機構」「絕對匿名性給打擊犯罪造成困難」「交易量承載量不足」等問題，不能符合央行發行數字貨幣的需求。那麼能否應用區塊鏈技術設計出滿足這些需求的模型呢？

區塊鏈技術應用在央行發行數字貨幣中的模型

貨幣發行和流通

數字貨幣的運行體系至少需要三種角色：貨幣發行方、驗證交易方和記錄交易方。在比特幣系統中貨幣發行機制和總量是由固化的演算法決定的，交易驗證和記錄則由比特幣網路中的所有節點共同完成。而在國家發行的數字貨幣體系中，貨幣的發行則須由央行根據宏觀經濟與市場供求關係來調控，體現國家對於貨幣的主權控制力。同時，國家發行的數字貨幣要基於「中央銀行—商業銀行」的二元體系運行。基於以上要求，我們可以嘗試利用區塊鏈技術搭建一個數字貨幣發行流通的模型，其中央行和商業銀行都是區塊鏈系統的參與者。但與一般區塊鏈中所有參與方都擔當共同角色的架構不同，基於二元體系的模型中貨幣發行的角色由央行獨立承擔，而商業銀行則負責驗證和記錄交易。從技術層面講，中央銀行和商業銀行是區塊鏈中的擔任不同角色的節點，通過共識演算法協同工作，而其他方只是普通用戶，只能使用數字貨幣進行交易而不能參與發行或記賬。使用區塊鏈技術的好處在於其交易信息不可被篡改，並能回溯所有的歷史交易並提供實時審計的功能，這樣的技術優勢使得央行可以準確地掌握市場中流通現金的情況，調控貨幣供應量。同時，央行制定的貨幣政策也可以通過商業銀行有效地實施傳導，以達到調控宏觀經濟的目的。

金融監管與隱私保護

基於區塊鏈技術的數字貨幣系統模型中的交易數據可以從兩個維度來展現：數字貨幣流通的交易信息和數字貨幣擁有者的賬戶信息。在比特幣系統中，交易信息在全網公開，賬戶信息則由個人通過自簽發的證書進行加密，這樣的機制使得交易本身雖然是公開透明的，但貨幣的擁有者完全匿名，保護了用戶的隱私。而央行發行的數字貨幣，需要同時滿足隱私保護和維護社會秩序、打擊違法犯罪的監管目標。要達到這樣的目標，在區塊鏈的模型中可以採用許可鏈的方式來實現，央行和商業銀行共同維護數字貨幣運行的賬本，負責驗證和記錄交易的商業銀行只有許可權訪問和本行相關的交易信息和賬戶信息，而中央銀行雖然可以訪問所有交易信息，但並沒有許可權訪問賬戶信息。這樣的職責分離設置可以保證任何一個參與者（央行或商業銀行）都不能同時獲得整個資料庫中所有的賬戶及交易信息，實現了對於用戶隱私的保護。而在進行諸如反洗錢（AML）等金融監管時，中央銀行可以要求商業銀行提交特定的賬戶信息，保證了打擊犯罪的可行性。

對於知道你的客戶（KYC）的監管要求，在比特幣系統中，驗證用戶身份的公私鑰是由用戶自己生成的，但是在國家發行的數字貨幣體系中，金融機構需要掌握用戶信息。所以，在國家數字貨幣模型的設計中，用於驗證用戶身份的電子身份證明信息（例如：私鑰），需要由商業銀行來頒發和管理。

對於傳統金融機構來講，KYC/AML是要求很嚴格、合規成本很高的監管規定。據統計，全球金融機構在2014年投入KYC/AML的花費是100億美元，而2015年，監管對於KYC/AML的罰款也達到歷史新高。在應用區塊鏈技術的國家數字貨幣模型中，所有的交易環節都會被記錄下來，當用戶可以用自身的消費行為和所在場所對自己的身份和行為進行證明時，就能夠突破金融機構傳統的KYC/AML的合規方法和理念。

系統的承載能力和安全性

比特幣系統的交易承載能力不足很大程度上是因為基於互聯網的比特幣網路中的所有節點都同時承擔所有交易在整個網路中進行的廣播和驗證，由此帶來的網路延遲和帶寬瓶頸導致交易數量受到限制。而在央行發行的數字貨幣體系中，可以使用聯盟鏈的設計實現准入機制，由負責發行貨幣的央行和和負責驗證及記錄交易的商業銀行組成的聯盟鏈在相對獨立高效的網路環境中進行數據交換，同時採用效率更高的共識演算法（例如：DPoS或RAFT）來顯著提高交易處理的速度和數量。

同時，對於比特幣所面臨的「51%攻擊」問題，由於比特幣是運行在互聯網上的共有鏈，參與節點的任意性會導致算力被人為集中而造成安全風險。而央行發行的數字貨幣體系中採用的聯盟鏈機制可以有效保證所有節點的可信賴性，同時可以對節點提出網路安全、信息安全、許可權管理等合規要求，確保整個數字貨幣體系安全穩定運行。

應用區塊鏈技術，從貨幣發行、隱私與監管、安全保障等角度出發，可以設計出更符合央行需求的國家數字貨幣發行模式。同時，能否應用更加高效的共識演算法來協調整個數字貨幣體系的運行呢？從用戶使用數字貨幣角度來看，如何設計用戶和銀行間的交互，這些問題還需要我們繼續探索。