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央行数字货币已在内测,它会长啥样?

区块链 零壹智库,数字资产研究院 · 零壹智库 2020-04-20

关键词:央行数字货币数字人民币数字货币数字货币钱包

通过分析84项涉及央行数字货币的专利,揭开央行数字货币的神秘面纱。

这一切源于4月14日晚间网络上流传的一张央行数字货币在农行账户内测的照片。随后,据《科创板日报》报道,苏州相城区是央行数字货币(DC/EP)的重要试点地区。苏州相城区各区级机关和企事业单位,工资通过工农中建四大国有银行代发的工作人员,将在4月份完成央行数字货币数字钱包的安装工作。5月,其工资中的交通补贴的50%将以数字货币的形式发放。

 

对此,4月17日晚间,央行数字货币研究所就央行数字货币内测一事做出最新回应。央行数字货币研究所称,当前网传DC/EP信息为技术研发过程中的测试内容,并不意味着数字人民币正式落地发行。数字人民币目前的封闭测试不会影响上市机构商业运行,也不会对测试环境之外的人民币发行流通体系、金融市场和社会经济带来影响。

 

越来越多的信息表明,央行数字货币正扩大测试的应用场景,以便为日后的正式落地发行做“演练”。央行副行长范一飞表示,央行数字货币的定位是部分替代M0,即人民币纸钞的数字化替代。那么央行数字货币到底长什么样?

 

零壹智库通过对截至2019年9月央行及其下属机构申请的84项涉及央行数字货币的专利进行归纳分析,从数字货币发行、流通、管理、回笼、投融资等全流程揭开央行数字货币的神秘面纱,让更多人看到央行数字货币的真实模样。


出品|零壹智库&数字资产研究院

 

注:本报告节选于《人民币3.0:中国央行数字货币运行框架与技术解析》,发布于2019.10


一、央行数字货币专利申请概况 通过梳理与央行数字货币相关的专利信息,截至2019年9月,我们找到了央行4家机构申请的共84条专利。

 

这4家机构分别为中国人民银行数字货币研究所(52项专利信息)、中国人民银行印制科学技术研究所(22项专利信息)、中钞信用卡产业发展有限公司杭州区块链技术研究院(6项专利信息)以及中钞信用卡产业发展有限公司北京智能卡技术研究院(4项专利信息)。 图1:中国央行数字货币的研发力量


资料来源:零壹智库根据公开资料整理
 


4家机构中,中国人民银行印制科学技术研究所最早于2016年3月25日申请了22项与央行数字货币相关的专利;中国人民银行数字货币研究所的专利申请集中于三个时间点:2017年6月26日提交了35项相关专利申请、2017年12月28日提交了13项相关专利申请、2018年3月26日提交了4项相关专利申请;中钞信用卡产业发展有限公司下属的两家分公司从2016年6月4日至2018年8月7日陆续有共10项相关专利申请。 从专利申请时间可以看出,中国央行在数字货币领域的研发工作进行了有前瞻性的布局且研发时间跨度较长,为中国央行数字货币的发行做了充分准备工作。 

图2:央行数字货币专利申请时间分布

资料来源:零壹智库根据公开资料整理 
二、央行数字货币的顶层设计
 
根据印制科学技术研究所的专利信息,数字货币系统包括中央银行数字货币系统、商业银行数字货币系统以及认证系统。其中,中央银行数字货币系统用于产生和发行数字货币以及对数字货币进行权属登记;商业银行数字货币系统用于针对数字货币执行银行功能;认证系统用于对中央银行数字货币系统和数字货币的用户所使用的终端设备之间的交互提供认证,以及对中央银行数字货币系统和商业银行数字货币系统之间的交互提供认证。

 



 数字货币研究所对央行数字货币的顶层设计主要涉及央行数字货币的发行、流通和管理等环节。 

1、央行数字货币的发行

 

根据专利信息,央行数字货币的发行方法包括:接收申请方发送的数字货币发行请求;对数字货币发行请求进行业务核查,在核查通过的情况下,向会计核算数据集中系统发送扣减存款准备金的请求;在接收到会记核算数据集中系统发送的扣款成功应答的情况下,生产数字货币;将数字货币发送至申请方。 


 2、央行数字货币的流通 

据央行数字货币研究所的专利设计,其数字货币的流通方法既能满足实际货币流通的要求,也能提高数字货币流通的处理效率。其方法具体为:付款端依据付款金额和预定义的匹配策略从付款端的数字货币保管箱中选择数字货币字串,然后组成支付来源数字货币字串集,再将该支付来源数字货币字串集发送给管理端,数字货币字串具有:金额字段和所有者标识字段,付款端的数字货币保管箱中存放有一个或多个所有者标识为付款端的数字货币字串;管理端将支付来源数字货币字串集中的数字货币字串登记为作废状态,然后根据付款金额生成支付去向数字货币字串,以及将支付去向数字货币字串发送给收款端,支付去向数字货币字串的金额为付款金额,所有者标识为收款端。

 


央行数字货币研究所也为数字货币设计了一种定向流通和使用的方法,通过设置用途规则,只有经过验证满足用途规则的数字货币转移才会发生。具体的实施步骤包括:数字货币系统保存预定义的用途规则;在收到来自付款方的数字货币和付款指令后,激活对用途规则的监控,将数字货币变更为所有者标识为付款指令指定的用款方的带有用途规则或受用途规则控制的数字货币,将该数字货币发送至用款方;在收到用款方发来的包括付款用途和收款方信息的付款请求以及带有用途规则或受用途规则控制的数字货币后,确认付款用途满足用途规则,将数字货币变更为所有者标识为收款方信息指定的收款方的不带用途规则且不受用途规则控制的数字货币,将该数字货币发送至收款方。


3、央行数字货币的管理

 

数字货币研究所的专利介绍了四种基于一定条件触发的管理方法和系统:基于经济状态条件、基于贷款利率条件、基于流向主体条件和基于时点条件。

基于经济状态条件触发的数字货币管理方法和系统能够根据回收时点的经济信息逆周期调整金融机构对数字货币发行单位的资金归还利率,从而减少金融机构风险特征及其贷款行为的顺周期性,避免“流动性陷阱”,实现经济的逆周期调控。其具体实施方式包括:在回收数字货币时,获取回收时点的经济信息;当经济信息满足预设的经济状态条件时,基于经济信息调整数字货币的归还利率;依据调整后的归还利率回收数字货币。 


基于贷款利率条件触发的数字货币管理方法和系统能够使基准利率实时有效传导至贷款利率。其具体实施方式包括:向金融机构发行数字货币,并将数字货币的状态信息设置为未生效状态;接收金融机构发送的数字货币生效请求,获取生效请求对应的贷款利率;当贷款利率符合预设的贷款利率条件时,将数字货币的状态信息设置为生效状态。


基于流向主体条件触发的数字货币管理方法和系统能够精准定性数字货币投放,实施结构性货币政策,减少货币空转,提高金融服务实体经济能力。其具体实施方式包括:向金融机构发行数字货币,并将数字货币的状态信息设置为未生效状态;接收金融机构发送的数字货币生效请求,获取生效请求对应的流向主体;当流向主体符合预设的流向主体条件时,将数字货币的状态信息设置为生效状态。 


 基于时点条件触发的数字货币管理方法和系统能够有效解决现有货币政策操作的当下性问题,使货币生效的时点不局限于货币发行的当下,而是延展到未来符合政策目标的某一时点,避免货币空转,减少货币政策传导时滞。其具体实施方式包括:向金融机构发行数字货币,并将数字货币的状态信息设置为未生效状态;接收金融机构发送的数字货币生效请求,获取生效请求对应的时点信息;当时点信息满足预设的时点条件时,将数字货币的状态信息设置为生效状态。 


根据数字货币研究所的专利设计,数字货币的管理还包括对数字货币的追踪,其数字货币追踪方法和系统能够解决资金付款方跨主体、层层追踪资金流向的问题,并且支持货币流向的定制追踪,在发起方管理范围内进行资金流向追踪,从而保护用户隐私。其具体实施方式包括:接收来源币所有者的追踪请求;根据追踪请求向交易过程中产生的去向币中设置追踪,并保存去向币;在接收到来源币所有者的查询请求的情况下,向来源币所有者返回反映来源币后续交易过程的追踪链条。

4、央行数字货币的回笼

根据数字货币研究所的设计,其数字货币的回笼方法和系统可以优化升级央行货币发行流通体系,提高货币回笼的安全性、时效性,降低货币回笼中耗费的成本。

数字货币的回笼方法包括:接收申请方发送的数字货币回笼请求;数字货币回笼请求包括:待回笼的数字货币;对数字货币回笼请求进行业务核查,在核查通过的情况下,向会计核算数据集中系统发送增加存款准备金请求;在接收到会记核算数据集中系统发送的增加存款准备金成功应答的情况下,将数字货币回笼应答发送至申请方。 


 5、央行数字货币用于投融资

 

央行数字货币是否可以用于投融资?数字货币研究所的专利给出了一种将数字货币用于投融资的方法,实现利用数字货币为平台提供投融资资金划拨的支付结算途径。具体方法包括:投资人钱包应用装置接收智能合约;投资人钱包应用装置在接到投资人提供的包含投资金额的确认指令后,向智能合约中添加投资确认信息,该信息包括投资金额、投资人数字签名和投资人个人信息;投资平台对智能合约内的投资确认信息验证通过后,标记智能合约生效。投资人钱包应用装置根据已生效的智能合约,向筹资人银行钱包账户支付数字货币。 


 6、央行数字货币用于银行间结算

 

银行间的货币清结算十分重要,数字货币研究所提供了一种银行间数字货币的结算方法和系统,将银行间传统结算方式与数字货币的结算方式进行融合,提高银行结算选择的灵活性。

其具体方法包括:发起银行系统将数字货币付款给接收银行的报文发送给数字货币系统;数字货币系统根据支付报文执行预设项目的操作,并将操作成功的结果返回给发起银行系统和清算银行系统,以及将清算报文发送给清算银行系统;清算银行系统在接收到操作成功的结果后,根据接收到的清算报文,在清算报文中的接收银行在该清算银行的同业账户存款余额中增加与接收到的数字货币金额相等的额度,以及将表征清算成功的结果发送给接收银行系统和数字货币系统;数字货币系统将接收到的表征清算成功的结果返回给发起银行系统。


三、央行数字货币钱包/芯片卡

 

1、数字货币钱包

 

在数字货币研究所提交的52项与数字货币相关的专利中,涉及数字货币钱包相关应用的专利数量达21项,可见数字货币研究所十分重视数字货币钱包的研发。

 

a. 数字货币钱包的申请与开通

 

根据数字货币研究所的专利信息,数字货币钱包的申请与开通可以有两种方式。一种是由账户行数字货币系统创建的数字货币钱包,用户可以通过银行账户申请开通数字货币钱包,在开通过程中由用户指定银行账户与数字货币钱包的绑定关系,开通成功后该银行账户会与数字货币钱包进行绑定,用户通过银行账户即可访问数字货币钱包。
 


另一种是由钱包服务商创建的数字货币钱包,具体实施方式包括:数字货币钱包终端生成密钥对,并将密钥对中的公钥发送给钱包服务商;钱包服务商根据接收的公钥生成钱包标识,并将公钥和钱包标识发送给数字货币发行登记机构;数字货币发行登记机构根据公钥和钱包标识生成数字证书,并将数字证书发送给钱包服务商;钱包服务商将数字证书、钱包标识和钱包合约代码地址发送至数字货币钱包终端,并且根据数字货币钱包终端返回的开通请求,创建数字货币钱包,同时向数字货币发行登记机构发送注册请求;数字货币发行登记机构根据接收的注册请求对钱包标识、钱包证书进行登记注册。
 


b. 数字货币钱包的登录与同步

 

数字货币系统支持用户登录数字货币钱包的具体实施步骤为:响应用户的登录请求,获取并验证用户的认证信息;认证信息验证通过后,获取并验证待登录的数字货币钱包的合约包;合约包验证通过后,向用户展示数字货币钱包的功能界面。

 

而如果用户属于首次登录数字货币钱包或者钱包相关信息有变化,则需要做信息和数据的同步,具体实施方法为:获取并验证用户的认证信息;验证通过后,向用户展示待登录的数字货币钱包的可识别信息;对用户从可识别信息中选择的信息项进行签名得到同步指令;同步指令验证通过后获取与同步指令对应的待登录的数字货币钱包的有效数字货币信息和关联账户信息。

 

以上数字货币钱包登录与同步的实施方法图示如下:

 

 

c. 数字货币钱包与银行钱包的绑定与解绑定

 

数字货币钱包与银行钱包绑定后,能够通过数字货币钱包来访问银行钱包,具体来讲,账户行用户访问系统接收用户提供的钱包绑定请求;根据钱包绑定请求生成银行钱包查询请求然后发送给账户行应用系统;账户行应用系统将银行钱包查询请求发送给账户行数字货币系统,账户行数字货币系统根据实名认证信息进行查询,然后将银行钱包信息返回给账户行应用系统;账户行应用系统将银行钱包信息返回给账户行用户访问系统,账户行用户访问系统返回给用户,然后将用户发来的绑定确认信息发送给账户行钱包访问认证系统;账户行钱包访问认证系统执行应用钱包与银行钱包的绑定操作。



 

当用户需要解除数字货币钱包与银行钱包之间的绑定关系时,账户行接收用户提交的钱包解绑定请求,然后向用户发送银行账户访问认证入口请求;接收用户提交的银行账户访问认证要素,并根据银行账户访问认证要素对用户进行身份认证;在用户身份认证通过的情况下,解除用户的数字货币应用钱包和银行钱包的绑定关系。



 

d. 与数字货币钱包相关的查询操作

 

能够接收用户发起的与数字货币钱包相关的查询操作的主体有两种,一种是用户的账户行,另一种是数字货币钱包终端。

 

在第一种情况下,用户的查询目的是通过自己在账户行的银行账户查询绑定的数字货币钱包,具体的实施方式为:账户行用户访问系统将用户的数字货币钱包查询请求信息发送至账户行钱包访问认证系统以对用户身份进行认证;账户行用户访问系统在认证通过时发送数字货币钱包查询请求信息至账户行应用系统;账户行应用系统对数字签名进行验证,验证通过后生成钱包查询信息并发送至账户行数字货币系统;账户行数字货币系统根据钱包查询信息进行查询以得出钱包查询结果信息。



 

在第二种情况下,用户的查询操作可以得到关联账户、交易详情、数字货币明细列表等信息。



 

e. 基于钱包的数字货币支付、存储与转移

 

数字货币研究所的相关专利显示,基于钱包的数字货币移动主要包括用户的支付、存币和转币几种行为。

 

在支付的情境下,账户行数字货币系统在接收数字货币钱包的支付请求后获取用户输入的数字货币钱包的CA证书数字签名,以生成数字货币转移请求。接着账户行数字货币系统将数字货币转移请求发送至数字货币发钞行并接收带有发钞行数字签名的支付成功结果。

 

用户可以在需要的时候将数字货币存入数字货币钱包,具体实施方法为:钱包终端将存币指令发送给数字货币钱包,数字货币钱包为存币指令添加数字货币保管箱标识生成存币转移请求,将该请求发送给数字货币发行登记端;数字货币发行登记端将来源币串列表作废,生成存入去向币串列表,将转移结果信息发送给数字货币钱包;数字货币钱包将去向币串列表存入并对用户的账户入账,生成存币结果信息发送给数字货币钱包终端;数字货币钱包终端展示存币结果。

 

用户之间也可以相互转币,具体实施方法为:根据接收方的收款地址信息生成转币请求;根据转币请求生成转币指令;以及根据转币指令向接收方钱包执行转币操作。

 

f. 数字货币钱包状态的变更:升级、更换密钥和注销

 

数字货币钱包状态的变更主要涉及三个方面,即数字货币钱包的升级、更换密钥和注销操作。

 

数字货币钱包终端在接收到用户的升级请求的情况下,将升级请求发送给钱包服务商,由钱包服务商对升级请求进行验证,并在对升级请求验证通过的情况下,向数字货币钱包终端返回升级安装信息;数字货币钱包终端在用户确认升级安装信息之后,将升级开通指令发送给钱包服务商,通过钱包服务商完成对钱包的升级。

 

当用户需要更换数字货币钱包的密钥时,数字货币钱包终端首先接收执行更换密钥的操作请求,将当前签名合约退出。然后生成新的钱包密钥对,发送新生成的钱包公钥和进行签名了的更换密钥请求。接下来数字货币钱包终端会接收钱包发送的新的待确认更换密钥指令,使用旧的钱包私钥对新的待确认更换密钥指令进行签名并发送。最后接收到钱包发送的更换密钥指令成功通知,更新钱包签名合约包信息和新合约包绑定的新的钱包密钥。



 

如果用户不希望再使用某个数字货币钱包可以选择将其注销,具体实施方法为:账户行用户访问系统调用账户行钱包访问认证系统对用户进行身份认证,身份认证通过后接收带有用户数字签名的注销请求信息并发送至账户行数字货币系统;账户行数字货币系统验证用户数字签名,验证通过后确认可以注销数字货币钱包,然后将带有账户行数字签名和注销钱包数字签名的注销登记请求信息发送至发钞行数字货币系统;发钞行数字货币系统验证账户行数字签名和注销钱包数字签名,验证通过后对数字货币钱包进行注销登记,再返回带有发钞行数字签名的注销登记成功信息;账户行数字货币系统接收到注销登记成功信息后注销数字货币钱包。



 

2、数字货币芯片卡

 

在印制科学技术研究所申请的22项专利中,有13项专利提到了一种数字货币芯片卡的应用。使用数字货币芯片卡同样可以完成取现、支付和存储等与数字货币相关的基本操作,并且各个基本操作的流程与前述三大类操作基本一致,我们可以将这种数字货币芯片卡认为是专门用于数字货币交易且需要与终端设备配合(绑定)使用的一种媒介。

 

从印制科学技术研究所的专利信息中我们还得知这种数字货币芯片卡还有一种可视版本,零壹智库经研究后认为这种可视数字货币芯片卡应该与广泛应用于加密货币的冷钱包相类似,支持近场通讯和显示数字货币相关信息。



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