央行数字货币研究所前所长姚前：数字货币的缘起、发展与未来（下）
必订官网 2018-11-30
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，这不是一个必需的选项，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，但优先考虑用户服务的便利化，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。从业务实质上讲，“自底向上”的双层架构就是“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。这样运营机构就不用担心被旁路，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。中央银行亦无须担心中心枢纽的压力，在相对轻松地维护全局账本的基础上，可以从容考虑包括中央银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：中央银行不参与前台业务，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；中央银行既能够管控全局，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，形成中央银行数字货币“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可以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。