文/中国证监会科技监管局局长姚前
欧洲中央银行重视数字货币技术的应用潜力，文章基于该测试报告，对数字欧元原型实验及相关要点进行分析和讨论。加密货币的诸多优点值得央行数字货币学习和吸纳。离线支付与在线支付并非割裂，数字欧元测试报告认为，离线支付仍然需要在线的数据对账欧洲中央银行重视数字货币技术的应用潜力，文章基于该测试报告，对数字欧元原型实验及相关要点进行分析和讨论，才能有效减轻风险。
引言
一直以来，欧洲中央银行重视数字货币技术的应用潜力，在2016年12月与日本央行启动了一项名为“Stella”的联合研究项目，先后探索分布式账本技术在大额支付、券款对付、跨境支付等场景的应用。近年来，欧洲央行对央行数字货币的态度愈加积极。
奥地利计划将现金支付纳入宪法以反对施行数字欧元:金色财经报道，奥地利政府计划将现金使用权写入宪法，以解决反对党对数字货币的热议话题。维也纳政府成立了一个特别工作组，负责确定如何将实物货币支付作为一项宪法权利。这将确保商店继续接受现金，并保证所有居民都能使用自动取款机。
OGM研究机构6月份发布的一项调查显示，奥地利大约54%的人仍然使用银行卡支付杂货费用，而使用银行卡的比例为37%。极右翼自由党广泛开展反对现金限制的活动，这是其反对欧洲央行建立数字欧元举措的一部分。尽管旅游业是经济的主要组成部分，但许多奥地利餐馆和咖啡馆（大部分在首都以外）仍然不接受数字支付。[2023/8/4 16:19:05]
2020年10月，欧洲中央银行发布数字欧元报告，阐述数字欧元的核心指导原则，分析了发行数字欧元的原因和影响，提出法律、功能和技术考虑。
欧洲央行：数字欧元可以通过现有的银行应用程序和欧元系统应用程序提供:金色财经报道，欧洲央行表示，数字欧元可以通过现有的银行应用程序和欧元系统应用程序提供，数字欧元最初可能提供给欧元区居民、商人和政府。[2023/4/24 14:24:18]
2021年7月，欧洲中央银行宣布启动数字欧元项目并开展调查研究。2022年7月至2023年2月，欧洲中央银行首次开展了数字欧元原型测试，并于2023年5月对外公布测试报告。本文基于该测试报告，对数字欧元原型实验及相关要点进行分析和讨论。
原型设计
在线支付
架构包含两层：一是由欧洲中央银行开发的后端原型，主要是单一结算引擎；二是由市场参与者开发的前端原型，包括用户界面、应用程序/设备及用户钱包。N€XT负责处理数字欧元支付、发行和赎回的结算，并通过Web应用程序编程接口为用户前端提供服务。
欧洲央行执委：不能将数字欧元空间完全让位于私营部门:金色财经报道，?欧洲央行执委帕内塔(Fabio Panetta)表示，欧洲央行需要发行数字欧元，因为将空间完全让给稳定币等私营部门发起的举措，可能会危及金融稳定，削弱央行的作用。欧洲央行一直在致力于设计一种数字货币，像现金一样直接由央行发行，但该项目仍可能需要大约五年时间才能推出一种真正的货币。帕内塔说道：“就像邮票随着互联网和电子邮件的出现失去了很多用处一样，现金在一个日益数字化的经济中也可能失去意义，如果这种情况成为现实，将削弱央行货币作为货币锚定的有效性。历史表明，金融稳定和公众对货币的信任需要公共货币和私人货币一道被广泛使用。为此，数字欧元必须设计成使其具有被广泛作为支付手段使用的吸引力，但与此同时防止它变得成功地成为保值的方式，致使民间货币被挤兑，并增加银行运营的风险。”（路透社）[2021/11/8 6:38:27]
N€XT基于UTXO数据模型，但并非采用分布式账本架构，而是采用中心化模型。为了实现性能的可扩展，N€XT采用了分片技术，并设计一个基于微服务的事件驱动流式架构，采用Kafka开源消息传递技术，将其作为微服务间的通信平台，同时又支持交易和UTXO分片数据多站点存储。
欧洲央行成员：数字欧元可更好地保护隐私:6月20日消息，欧洲央行执行董事会成员Fabio Panetta认为，数字欧元将保护消费者的隐私，因为欧洲央行对个人数据没有商业利益。此外，他表示，Facebook支持的Diem是一种“不稳定的代币”。（英国金融时报）[2021/6/21 23:51:40]
N€XT包含4个组件：
验证器：
作为进入结算引擎的入口，负责验证所有自WebAPI输入的数据，核验内容包括：语法，即核验消息格式是否正确，所有必填字段是否存在；语义，即核验字段是否正确，例如，没有负数金额，所有输入的总和应等于所有输出的总和；加密签名和授权，即核验发送方是否被允许使用该金额。
协调器：
任务是为交易创建分片存储，并检查重复项。令牌管理器：这是结算引擎的核心，负责为UTXO创建分片存储，并基于协调器的请求，处理所有相关操作。包括检查特定UTXO是否存在，核验其对交易的有效性和可用性，开展相关的保留和释放操作。令牌管理器还负责使已花费的令牌无效，并根据请求创建新的UTXO。
欧盟委员会正与欧央行探讨2021年推出数字欧元计划的相关隐患:欧盟委员会（European Commission）与欧洲央行（ECB）发表联合声明称，将探讨一系列“政策、法律和技术”隐患，其可能会成为2021年年中推出数字欧元加密货币计划的隐患。并表示，随着数字化程度的提高、支付格局的迅速变化以及加密资产的广泛出现，引入一种中心化的欧盟数字货币非常必要，欧盟委员会认为，在未来引入数字欧元方面，可能还有进一步政策障碍需要解决。（ec.europa）[2021/1/24 13:21:31]
通知器：
根据从验证器或协调器接收到的事件生成最终结算结果信息，并将其转发给WebAPI层，通知相关方。在前端原型方面，虽然欧洲中央银行确定了基本功能，但市场参与者可以自愿扩展其范围，添加可选功能。
欧洲中央银行在此次实验选定了CaixaBank、Worldline、EPI、Nexi、Amazon等市场机构，开发了5个应用前端，开展了线上个人对个人支付、离线个人对个人支付、由付款人发起的POS支付、由收款人发起的POS支付、电子商务支付等场景测试。移动电话应用程序、智能POS支付终端、在线购物界面等前端原型均与在线后端原型顺利进行了集成。
离线支付
与在线支付不同，离线支付后端原型是一个所谓的离线桥接口，其与离线数字欧元网关连接，支持前端原型开展离线数字欧元的存入和取出操作。
离线前端原型同样是由市场参与者开发，范围包括中介机构为分发离线数字欧元至终端用户所需的所有功能，以及基于安全元件的用户应用程序和设备。
离线设备之间使用近场通信天线进行数据交换。当设备在线时，将与用户所在中介机构提供的网关组件连接，支持用户开展资金的存入和取出操作。离线原型的数据模型采用余额模式，不同于在线原型的UTXO模式。
离线原型和在线原型并非相互割裂，而是与数字欧元专用现金账户均进行了连接，从而建立间接的联系。
相关讨论
UTXO设计：加密货币元素
数字欧元在线原型采用了UTXO设计，与美联储汉密尔顿计划数字美元原型一致。汉密尔顿计划是美国波士顿联邦储备银行与麻省理工学院合作开展的CBDC创新研究项目。
这项计划持续开展数年，2022年2月3日，美国波士顿联邦储备银行对外公布技术报告，阐述了汉密尔顿计划数字美元原型设计及实验进展。除了UTXO设计，数字欧元和数字美元原型的共同点还有：
一是均采用中心化架构，没有采用比特币、以太坊等加密货币的分布式账本技术；
二是在结算流程上均进行了分离验证，即分为形式验证和存在性验证，前述数字欧元结算引擎的验证器负责语义、语法、签名、授权的形式验证，存在性验证则由协调器和令牌管理器负责，汉密尔顿计划的数字美元原型设计了专用组件——哨兵，专门负责执行形式验证，验证通过后，哨兵向执行引擎转发交易，由其负责存在性验证；
三是为了提高交易性能，两者均采用了分片技术。不同之处在于，为了尽可能减少交易处理器的存储计算压力，汉密尔顿计划的数字美元原型对UTXO进行压缩处理，转化为未花费资金的哈希集合，没有存储详细资金信息，而数字欧元原型未进行相应处理，保留了UTXO的所有交易信息，随着交易量的上升，交易信息的存储逐步积累，或有压力。
数字欧元和数字美元原型均采用了UTXO这一加密货币的设计元素，体现了全球两大主流中央银行对加密货币技术的某种认可。数字欧元的测试报告认为，采用基于UTXO的数据模型，一个优点是可以在建立中心化账本的同时，不需要知道钱包持有者的身份，即可处理相关交易，这为客户提供了有效的隐私保护。
此外，基于UTXO的数据模型还可以实现无须依赖智能合约的条件支付，数字欧元的测试报告认为，这特别有趣，为第三方业务创新提供了广阔的空间。
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文章来源：《清华金融评论》2023年7月刊总第116期实习编辑：周茗一
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