基于區塊鏈技術的法定數字貨幣探究

耿康康 梁惠惠

摘 ?要：據Libra的推出可以得知數字貨幣會是以后的主流貨幣，尤其是在“互聯網+”環境下，數字貨幣已然成為當下的熱點問題。區塊鏈技術是一種可以為數字貨幣提供技術支撐的先進技術，但其并不能完全匹配數字貨幣的需求技術。文章比較了數字貨幣與法定數字貨幣之間的異同，論述發行法定數字貨幣的必要性，并詳細介紹了區塊鏈技術對數字貨幣的技術支持以及發行數字貨幣帶來的若干好處。

關鍵詞：貨幣;數字貨幣;法定數字貨幣;區塊鏈;第三方支付

中圖分類號：F821;TP311.1 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）12-0157-04

Abstract：With the launch of Libra，we can know that digital currency will be the mainstream currency in the future. Especially under “internet plus”，digital currency has become a hot issue now. Blockchain technology is an advanced technology that can provide a technical basis for digital currencies，but it cannot completely match the demand technology of digital currencies. This paper compares the similarities and differences between digital currency and legal digital currency，discusses the necessity of issuing legal digital currency，and introduces in detail the technical support of blockchain technology for digital currency and the benefits of issuing digital currency.

Keywords：currency;digital currency;legal digital currency;blockchain;third-party payment

0 ?引 ?言

自2008年中本聰提出區塊鏈的概念以來，該技術已在很多領域得以應用。近年來，為減輕由Facebook推出的虛擬加密貨幣Libra擠占現有貨幣體系的使用空間所帶來的影響，解決傳統貨幣易偽造、存在恐怖融資、非法洗錢等風險，也為滿足大眾匿名支付等需求，許多國家正研發一種基于區塊鏈的匿名性、去中心化、公開透明等特點的新型數字貨幣。我國的法定數字貨幣也呼之欲出。作者基于計算機專業英語課程中對區塊鏈相關技術及其應用的學習，對其進行了探究。

1 ?貨幣的五大種類

在商品經濟的不斷更迭中，支付手段逐漸成為貨幣的基本職能。目前關于貨幣的衍生分類有多種，基本上可以歸為以下五類。

第一類為傳統貨幣，即為中國人民銀行（下簡稱央行）通過國家信用認可發行的法定貨幣，該貨幣具有法律效力。但該種貨幣存在著諸多劣勢，諸如易丟失、易損壞、難以查詢交易去向等難以改變的缺點。

第二類為虛擬貨幣，如各類游戲幣以及騰訊公司推出的Q幣。這類貨幣可在虛擬網絡世界購買、使用、轉讓等，不適用于現實場景中的流通[1]，且不具備法律效力。

第三類為電子貨幣。一般而言，是用等額的電子數據代替一定金額的現金或存款。通過支付寶、微信等各類電子錢包進行支付，在一定程度上沖擊了傳統支付方式，目前已得到了非常廣泛的應用，但其仍然是現行貨幣體系下的一種支付方式。我國現行貨幣體系即是由央行統一發行貨幣，其他組織或機構不得發行，該種貨幣具有國家信用。央行向其他銀行投放基礎貨幣，其他銀行再向廣大使用者投放可以相互轉換的實物貨幣與電子貨幣。電子貨幣的表現形式是一種代表金額的數字，與其他種類的貨幣相比只是換了存在形式。

第四類為數字貨幣，例如常見的Ethereum、Bitcoin、Lite-coin等。為了維持貨幣購買力的穩定，需要國家層面對其進行監督控制，從而保持市場穩定。但目前的數字貨幣不具有國家信用，因此不具有穩定性，即無法發揮貨幣的基本職能。

第五類為法定數字貨幣（Digital Currency/Electronic Pay-ment，DC/EP）。其與數字貨幣的區別在于是否法定，也就是是否具有國家級別的信用。我國的法定數字貨幣由央行通過國家許可發行，因此具有國家信用，從而保證了貨幣持有者可以在規定區域使用貨幣進行貿易。近年來，許多國家為了減少私人數字貨幣對金融穩定的影響以及提高數字經濟的競爭力等，做了一系列實驗驗證發行法定數字貨幣的可行性。

表1是五類貨幣的對比，由對比可知，法定數字貨幣具有傳統貨幣無法替代的優越性。法定數字貨幣相比較于傳統實物貨幣有著減少成本、減少暗箱操作等不可替代的優點，能夠進一步保證經濟和社會穩定發展等一系列積極作用[2]。

2 ?我國探索數字貨幣的歷程

2014年央行成立論證法定數字貨幣是否可行的研究小組。2015年，進一步探索其中所涉及的關鍵技術和框架，此后該研究一直持續進行著。

2017年1月，央行借助區塊鏈、安全芯片、云計算等關鍵技術，嘗試研發可供進行數字貨幣實驗的一種新型數字票據交易平臺，該平臺在一年多后成功上線運行。此平臺采用區塊鏈技術與實際票據相結合的策略，全方位優化了之前的原型系統。之后央行表示會持續進行對基于區塊鏈的數字貨幣的研究。

2020年2月，《IDC FutureScape：2020全球區塊鏈市場預測——中國啟示》預測在未來區塊鏈技術會應用在中國的許多產業中，例如將有約10%的醫療保健機構把區塊鏈認證標準用在公共服務中，約有5%的成人注冊基于區塊鏈的自主身份證。

2020年4月，數字貨幣在中國農業銀行開始內測，首批試點為深圳、雄安、成都、蘇州。

在發行數字貨幣的機構中，央行始終占據著中心位置。采取中心化的管理模式具有若干益處，具體表現為國家背書可以為數字貨幣提供可靠的信用擔保，以保證數字貨幣的法律效力。并且央行可以及時掌握數字貨幣的投放及流通等情況，更利于貨幣政策實施和宏觀監管。移動支付成為當今的主流支付方式，更加證明了數字貨幣可憑借其具有的隱私保護和通用便捷優勢沖擊現有的銀行卡支付與第三方支付系統[3]。

央行為減緩上述沖擊采取了一系列措施，把“雙層投放雙層運營”體系用在數字貨幣投放中。央行將采取傳統的中央銀行—商業銀行的二元模式發行此種數字貨幣，二元模式如圖1所示。

下層是商業銀行以及商業機構與用戶的交互，上層是中央銀行對商業銀行以及商業機構。央行數字貨幣的投放機制和現鈔投放機制都采用中心化的投放方式。央行把數字貨幣業務下放給商業銀行，商業銀行提供給個人或企業申請兌換數字貨幣的服務[4]。

3 ?區塊鏈對數字貨幣提供的技術支持

區塊鏈可自下而上劃分為數據層、網絡層、共識層、激勵層、合約層、應用層六個層次結構，如圖2所示。數據層即為使用合適的數據結構以及加密算法進行存儲，組建成分布式賬本;區塊鏈的網絡層融合了P2P技術，節點之間的傳輸無需經過中間方;共識層與激勵層為了使網絡中的節點能達成高度共識并且愿意維護區塊鏈整體系統，采取了共識機制與獎勵機制[5];合約層是開發者通過代碼構建出的一種智能合約，當違反了約束條件會自動觸發對應的措施，可以大大減少引入第三方的成本與風險;應用層則為區塊鏈在“互聯網+”背景下的各種應用。

3.1 ?可信性支持

在使用了區塊鏈技術的數字貨幣交易中，每一個參與到其中的交易者都有一個賬戶用來記載交易數據，且每個賬戶都具有分布式的屬性。交易產生后，雙方向網絡發送信息并且加密使其不可被篡改，于是產生一個叫做區塊的數據包。任何一個區塊都必須在同一時間發送給其他參與到交易之中的賬戶，并且會驗證每個賬戶的歷史區塊記錄。當該交易中的大部分參與者認為該信息正確且有效，那么這個區塊便被存入每一個賬戶中，并與賬戶中的其他歷史區塊有序相連。在此種模式下，每一個賬戶的權利、義務都是均等的。即使多個賬戶遭受攻擊，也不會對整個系統的正常運行產生影響[6]。

3.2 ?分布式記賬

實現共同記賬可利用區塊鏈技術的獎勵機制、分布式存儲以及所融合的P2P技術等。我國現行的央行、商業銀行維護運營的記賬系統較于分布式記賬仍存在著行業漏洞，如做假賬的風險等。而區塊鏈的分布式記賬的優勢則在于整個系統處理過程中的所有參與用戶都能看到這個記賬過程，并且記賬的人數呈現數倍的增長。不僅如此，用戶與用戶之間是毫無關系的。由此可見，數據的安全性提高了很多。

3.3 ?聯盟鏈結算

央行發行數字貨幣監管系統看似違反了區塊鏈的去中心化、分布式的特點，其實不然。目前大多數國家采用可平衡數字貨幣流通效率與信息安全的聯盟鏈結算方式發行數字貨幣[7]。傳統的聯盟鏈結算如圖3所示，每位用戶通過客戶端發起交易信息并將該信息傳給服務器，服務器收到后檢驗該信息是否真實有效。如果真實有效則傳給共識層，并通過P2P廣播給其他節點。而具體的交易操作則由處在合約層的智能合約處理，交易完成后將交易信息存儲在賬本中以供長久化使用，同時把交易Hash返回給共識層用于比對其他節點的執行結果，而在賬本內的數據加入共識是為了保證節點間的數據保持一致，因此對于不同的業務場景無需去改變架構本身，只需設計得智能合約即可[8]。

通過此種方式，央行只需把記錄貨幣轉移信息的工作授權給特定主體、監控該主體的行為，并保證總帳本的安全即可。另外法定貨幣使用者之間進的行貨幣轉移僅發生在使用者之間，無需經由其他組織的結算。最后把貨幣的交易信息與前一次的貨幣交易信息連為一體，且每一次的交易信息都會采取此種方式記錄在上一次交易信息之后，構成一條完整的轉移數據鏈，整條數據鏈隨貨幣轉移信息的增加而增長。

3.4 ?常用算法

為了保證交易的安全，區塊鏈采取了對稱加密、非對稱加密、共識算法、一致性算法等諸多算法。這些算法的引入或發明都是為了區塊鏈技術能夠更加公平公正、安全可靠。

3.4.1 ?對稱加密算法

對稱加密技術使用混淆算法對輸入的內容采取相同的混淆因子進行計算生成加密后的數據。與非對稱加密技術不同的是該算法可以進行逆運算得出加密前的數據。該技術的特點是發送與接收的雙方都使用該密鑰進行加密和解密。常用的對稱加密算法有：DES（Data Encryption Standard）、3DES（Triple DES）、RC-5等。

3.4.2 ?非對稱加密算法

非對稱加密技術是一種常見的密碼保護辦法，該技術同樣是保證區塊鏈安全的基礎技術。該種加密算法含有互為一對的兩個密鑰——公鑰與私鑰，每一個私鑰只能解密與其相對的公鑰加密的內容，其原理為系統先按照某種密鑰生成算法（如SHA-3）對輸入的內容進行計算得出私鑰，隨即把私鑰作為輸入內容根據另一種不可逆算法（如ECDSA橢圓曲線）計算生成公鑰。通過此種技術，難以在當今的計算條件下根據公鑰推算出私鑰，從而可以保證數據發送與接收的安全。

在區塊鏈中，數字簽名是在非對稱加密技術的基礎上進行改進，區別在于信息發送方（以下簡稱為“發方”）使用一種算法（如MD5）對信息生成摘要并用自己的私鑰為其簽名，最好把簽名后的摘要和信息本身一起發送給信息接收方（以下簡稱為“接方”）。接方收到后采取上述同種算法（如MD5）對接收的信息摘要進行計算，接著采用發方的公鑰進行解密，以此來確定發方所發送的信息是否被更改。在數字簽名中使用的是發方的公鑰和私鑰，任何擁有該公鑰的使用者都可驗證該數字簽名是否被篡改，因此是一對多的關系。

而在數字加密中，發方采用對稱加密技術生成對稱密鑰并用其對要傳輸的報文加密。發方使用對稱密鑰加密所要傳遞的報文信息，并用接方公開出來的公鑰加密上述的對稱密鑰，最后把加密的報文與加密后的對稱密鑰一起發送出去。接方收到后用私鑰把對稱密鑰解出來，隨之使用該對稱密鑰解密加密后的報文。在數字加密過程中使用的是接方的密鑰對，任何具有接方公布的公鑰都可向接方發送加密信息，是多對一的關系。

4 ?區塊鏈為數字貨幣帶來的好處

我國在研發數字貨幣的過程中，采取的研發策略為區塊鏈技術搭配現有的電子支付技術，而區塊鏈技術的使用勢必會帶來以下好處。

4.1 ?提高商業的服務水平

法定數字貨幣所采用的仍然是電子形式，電子化的貨幣比傳統的實物貨幣更安全、方便。貨幣的轉移在電子層面進行，這樣可以提高貨幣流通的效率，對銀行實體網點的要求標準也大大降低。央行發放公民注冊賬戶的權限，貨幣將直接通過央行發放到私人賬戶，交易由公民發起，在電子層面進行，不再需要商業銀行作為中間方，由此使商業銀行進一步提高自己所帶給顧客的體驗舒適度，使其更重視自身的產品質量或是更新穎的服務以吸引顧客，削弱商業銀行在付款結算方面的能力。我國暫未進入這種“中央銀行-公民”一元模式的貨幣發行體系，但商業銀行向此方向的轉型與變革、產品創新與服務差異化都將是必然[9]。

4.2 ?提高跨境支付的效率

傳統的跨境支付主要依賴于代理銀行，因此會產生中間代理費用，而采用區塊鏈的點對點架構可以省去很多中間代理銀行的介入，降低跨境支付的代理費、提高跨境支付的效率。盡管理論可行，但目前國際標準仍未建立，尚無標準可循，難以達成科技上、協議上的統一。與此同時，它也是一個機遇，掌握了核心技術定可提高我國在此方面的話語權。

4.3 ?規避風險

通過采用分離協作聯盟鏈體系，法定數字貨幣的轉移只發生在使用者之間，交易與結算同步完成。央行所處的地位巋然不動，繼續充當著管理員的作用。在用戶方面，也不會擔心第三方修改自己的財產信息。在交易層面，不僅降低了交易的成本，還無需像現行的記賬方式一樣對賬，央行也可減輕相應的協調監管成本。

4.4 ?匿名交易

按匿名程度的不同，貨幣轉移可分為完全匿名轉移、完全實名轉移以及介于二者之間的相對匿名轉移[10]。

央行設計的法定數字貨幣可實現相對匿名流通，其介于完全匿名和完全實名之間，可改善以往貨幣匿名方面的不足。完全實名的數字貨幣，如存款、票據等，在貨幣轉移過程中存在著個人信息被其他主體泄露的風險。完全匿名的數字貨幣流通，如現金類數字貨幣，雖然個人隱私得到良好保護，但是存在著使用不便、受控不嚴格、使用效率不高等缺點。而相對匿名流通兼顧兩者優點，即在貨幣交易過程中對個人隱私給予極大保護的同時，具有較高的貨幣使用效率[11]。并且央行可根據該貨幣記載的持有人信息準確追蹤數字貨幣的轉移信息，這樣將有利于國家精確監控數字貨幣的流動。在精確的監控下，洗錢、恐怖融資、偷漏稅等犯罪活動將大大減少，在社會層面上具有積極意義[12]。

5 ?結 ?論

相較于現有貨幣，基于區塊鏈技術的法定數字貨幣具有良好的安全屬性及保密屬性，并且在防范化解金融風險、推動人民幣國際化等方面有著可觀的助力作用。科學技術的發展日新月異，同樣利用科學技術的違法犯罪也是難以監管的，區塊鏈支撐的法定數字貨幣固然比傳統貨幣安全，但也面臨著諸多問題，例如私鑰被竊取、機構或個人違約等。在保密方面，雖然采取聯盟鏈機制，但也并非就是絕對的保密，國際上關于其他數字貨幣的交易很容易被追蹤，并且數字貨幣被竊取的現象也時常發生，這些都是巨大的挑戰。

顛覆傳統金融業只是區塊鏈的小部分用途，區塊鏈技術也將會在其他領域開啟新的篇章，例如在銷售、AIoT、司法認證、影視娛樂等領域利用該技術來解決信任問題，此類應用場景下無需依靠第三方中介機構來建立信用以及信用共享，這不僅可以保障人與人之間的最基本的信用，還可以提高整個行業的工作效率。當區塊鏈技術在整個社會被廣泛使用時，現有的商業社會模式必定發生翻天覆地的變化。

參考文獻：

[1] 張松，胥旭.基于區塊鏈的數字貨幣風險管理問題探究 [J].中國信用卡，2018（12）：45-48.

[2] 李文紅，蔣則沈.分布式賬戶、區塊鏈和數字貨幣的發展與監管研究 [J].金融監管研究，2018（6）：1-12.

[3] 朱太輝，張皓星.中國央行數字貨幣的設計機制及潛在影響研究——基于央行數字貨幣專利申請的分析 [J].金融發展研究，2020（5）：3-9.

[4] 吳婷婷，王俊鵬.我國央行發行數字貨幣：影響、問題及對策 [J].西南金融，2020（7）：25-37.

[5] 張亮，劉百祥，張如意，等.區塊鏈技術綜述 [J].計算機工程，2019，45（5）：1-12.

[6] 黃瑛.基于區塊鏈技術的數字貨幣發展綜述 [J].中國金融電腦，2019（6）：78-81.

[7] COMIZIO V G. Virtual Currencies：Growing Regulatory Framework and Challenges in the Emerging Fintech Ecosystem [J]. North Carolina Banking Institute，2017，21（1）：131-175.

[8] 朱立，俞歡，詹士瀟，等.高性能聯盟區塊鏈技術研究 [J].軟件學報，2019，30（6）：1577-1593.

[9] 曾繁榮.央行發行法定數字貨幣的動機及影響研究 [J].金融發展評論，2018（5）：26-39.

[10] PRIMM H. Regulating the Blockchain Revolution：A Financial Industry Transformation [J]. Review of Banking & Financial Law，2016（36）：75-91.

[11] 柯達.論我國法定數字貨幣的法律屬性 [J].科技與法律，2019（4）：57-65.

[12] S?NCHEZ E G. Crypto-currencies：The 21st Centurys Money Laundering And Tax Havens [J]. University of Florida Journal of Law and Public Policy，2017（28）：167-192.

作者簡介：耿康康（1999—），男，漢族，安徽亳州人，本科在讀，研究方向：軟件工程;通訊作者：梁惠惠（1975—），女，漢族，山東萊陽人，副教授，碩士，研究方向：軟件工程、大數據。