Aurum 项目 ： 两级央行数字货币 （ CBDC ） 的原型

项目Aurum 一种双层原型 中央银行数字货币（CBDC） 2022年10月 Contents 1.1.4 1.2.6 1.2.1.中介CBDC6 1.2.2.CBDC支持的稳定币7 1.3.7 1.4.8 2.1.9 2.2.11 2.3.11 3.1.14 3.2.15 4.1.17 4.2.17 4.2.1.CBDC令牌的流程18 4.2.2.CBDC支持的稳定币的流量19 4.2.3.需要CBDC令牌和CBDC支持的稳定币的支持资产19 4.3.20 5.1.21 5.2.24 5.3.27 5.4.29 该原型是与以下人员合作构建的： Introduction 在数字化时代，中央银行站在选择之前：零售中央银行的货币是否需要数字化？如果是，如何？共同着手设计全栈中央银行数字货币（CBDC）系统的挑战，国际清算银行（BIS）创新中心香港中心和香港金融管理局（HKMA）将项目称为“Arm”，这是黄金的拉丁语，反映了我们的出发点，即在中央银行主持下发行的数字货币必须与黄金一样强大和值得信赖。 通过创建技术堆栈，该技术堆栈包括：（1）批发银行间系统，其中批发CBDC（wCBDC）发行给银行，然后再分配给零售用户，和（2）零售电子钱包系统，其中零售CBDC（rCBDC）在零售用户之间流通，我们设定了一个目标，使两种截然不同的零售代币变为现实：（a）中介CBDC，在这里也称为CBDC代币，和（b）CBDC支持的稳定币，或简而言之，稳定币。鉴于这项工作的复杂性，该项目是与香港应用科技研究院（ASTRI）合作执行的。 我们很高兴地报告，经过一年的开发，原型系统成功完成。本报告提供了Aurum技术架构的概述。它在更多的技术水平上呈现，并辅以用户界面可视化，最好与三篇e-HKD论文一起阅读1，以及国际清算银行发布的广泛的基础研究。2 Aurum系统附有总计250多页的技术手册，连同源代码，可供BISOpenTech的所有BIS中央银行成员访问，以作为公共物品，进一步促进rCBDC架构的研究。Aurum原型还为进一步在香港探索和测试e-HKD设计提供了坚实的基础。 在这种背景下，我们毫不怀疑Aurum原型将促进并激发全球对最合适的rCBDC架构的追求。3 1.见香港金融管理局：e-HKD：技术视角（hkma.gov.hk政策和设计视角（hkma.gov.hk），2022年4 月；e-HKD-制定后续步骤（hkma.gov.hk），2022 2.参见RAer和RBöhme，中央银行数字货币：对微创；III。CBDC：货币体系的机会(之二。org） ，BIS年度报告，2021年6月；Aer，Frost，Gambac动机，经济影响和研究前沿（bis.org），2021年11月；BIS，中央银行一系列合作的年9月；BIS，央行合作系列报告1，央行数字货币：基本原理和核心特征（bis.org），2020年；和Aer，Corelli和Frost，中央银行数字货币的崛起：驱动因素，方法和技术（bis。org）2020年8月。 3.特别感谢BIS创新中心的CodrutaBoar，DanielEidan，JackHo和BenedicteNolens，香港金管局的AldarChan，FrederickCheung， NelsonChow，BrianLam和YvonneTsui，以及ChanFaiLam和ASTRI开发团队。 第1节：实验范围 1.1.不同类型的零售CBDC BIS研究区分了不同类型的rCBDC。BIS区分的第一个层次是直接rCBDC和不同形式的中介rCBDC之间的区别，其中客户直接加入中央银行。 就后一类而言，BIS研究进一步区分了三种类型的体系结构：4 1.混合CBDC，中央银行备有全额分类账，商业银行发放的票据是中央银行的负债； 2.中介CBDC，中央银行只保留批发分类账，商业银行发放的票据是中央银行的负债；和 3.间接体系结构，中央银行保留批发分类账，但商业银行发行的工具不是中央银行的负债，而是更类似于电子货币或稳定币。 这些模型中的每一个都在下面的图1中表示（Auer和Böhme），并在2021年发布的e-HKD：技术观点中进一步解释。 由于零售支付面向客户的方面可以说是由私营部门比中央银行更好地处理，因此潜在的问题是运营架构如何平衡对中央银行的直接债权与私营部门支付服务提供商的运营参与。 奥尔和博姆6 5 4.参见RAuer和RBöhme，中央银行数字货币：对微创技术的追求（bis.org），2021年6月：“在混合设计中，中央银行拥有一个零售余额数据库（即使是匿名的），而在中介设计中，它将只跟踪批发余额。 5.见e-HKD：技术视角（hkma.gov.hk），HKMA，2021年10月，其中提到“CBDC支持的电子货币”。在本报告中，我们使用“CBDC支 持的稳定币”或简称“稳定币”的措辞。 6.见脚注4。 图1：rCBDC体系结构和完全支持的替代方案 在“直接CBDC”模型（上图）中，CBDC是对中央银行的直接索赔，中央银行还实时处理所有支付，从而保留所有零售持有的记录。混合CBDC架构包含两层结构，直接向中央银行索赔，而实时支付由中介机构处理。可以设想混合架构的若干变型。中央银行可以保留所有零售CBDC持有的副本（第二面板），或仅运行批发分类账（第三面板）。在间接架构（下图）中，CBDC仅由中央银行发行和赎回，但这是间接对中介机构进行的。反过来，中介机构向消费者发出索赔。中间人必须在中央银行持有CBDC的情况下全额支持每项索赔。中央银行只操作批发支付系统。 资料来源：基于RAuer和RBöhme的阐述，“零售中央银行数字货币的技术”，BIS季度评论，2020年3月，第85-100页。 1.2.Aurum研究中介CBDC和CBDC支持的稳定币 Aurum是BIS创新中心的第一个rCBDC项目，决定将重点放在图1所示的两种架构上：（a）中间CBDC，在本文中也称为CBDC令牌，以及（b）CBDC支持的稳定币或短期稳定币。 1.2.1.中介CBDC 如果CBDC是通过由中央银行完全运营的单层系统提供的，那么这种安排将面临各种操作和政策挑战。还存在与直接CBDC模型相关的隐私问题和对长期创新的潜在影响。因此，CBDC最好设计为两级系统的一部分，中央银行和私营部门中介机构之间进行适当的分工，以分配和流通CBDC。 eHKD：技术视角。8 根据国际清算银行的研究，探索中介CBDC的理由是因为，许多央行正在研究中介CBDC，并希望保持私营部门在零售支付和金融中介中的主要作用。7 因此，我们得出的结论是，通过创建一个代码库来在中介CBDC的空间中进行技术驱动的实验，BIS成员中央银行可以访问该代码库进行进一步的研究和实验，这将是非常有价值的，并且可以帮助促进rCBDC的发展。 在Aurum中，我们将向最终用户发行的中间CBDC称为CBDC令牌，与稳定币不同，因为虽然CBDC令牌构成中央银行负债，但稳定币并不构成银行负债，而是由银行系统中的wCBDC持股完全支持。 7.见脚注4。 8.见e-HKD：技术视角(hkma.gov.hk)。金管局，2021年10月，第10页。 1.2.2.CBDC支持的稳定币 尽管Aer和Böhme并未将CBDC支持的稳定币标记为CBDC，因为它们不构成中央银行的责任，但Arm决定探索CBDC支持的稳定币，因为从概念上讲，它们最接近当前的香港特区货币体系，其中实物票据由三家票据发行银行而不是中央银行发行 。换句话说，CBDC支持的稳定币是当前香港发钞银行系统的数字等价物。 将CBDC支持的稳定币带入生活之前从未做过，因此我们认为这样做可能会补充对私营部门稳定币的日益增长的研究。事实上 ，Arm与私营部门稳定币的区别在于，Arm的稳定币余额与发行银行与中央银行的实时总结算（RTGS）余额是一致的。在这方面，为CBDC支持的稳定币开发的系统是独特的，并且在中央银行寻求设计有关私营部门稳定币的监管方法时可能很有用 ，特别是在寻求设计方法以验证稳定币的支持时，这是一个非常热门的问题。9 1.3.不同模型之间的权衡 正如Aer和Böhme（2021）所指出的，在图1所示的不同的两层分布模型中可以观察到不同的权衡，即：中央银行的运营负担；批发和零售分类账之间的脱钩水平；中央银行保护用户数据的责任；以及对中介机构的所需信任水平（或相应的中央银行的监管负担）。基于特权分离或网络分割的原则，两个账本之间的脱钩水平对网络弹性有影响(Provos等人，2003年，澳大利亚网络安全中心，2019年)。与混合模型相比，中介模型和CBDC支持的稳定币具有更高的解耦水平，因此具有更好的网络弹性。在这两种模式下，央行的运营负担和保护用户数据的责任也较低。然而，作为一种权衡，如图2所示，这两种模式需要对中介机构有更高的信任水平，或者对其活动有更强的保障或监督，这意味着中央银行的监督负担更高。 中央银行必须运行复杂的技术基础设施或复杂的监管制度。 奥尔和博姆.10 9.参见美国财政部，根据2022年9月第14067号行政命令第4（b）节的《货币和支付的未来报告》：“稳定币未能保持稳定价值，或对稳定币保持价值的能力失去信心，可能会导致挤兑。” 10.见脚注4。 图2：权衡说明 高中央银行的操作负担和数据保护责任Low CBDC 用户A：$100 资产用户B：$150 用户C：$150 CBDC 用户A：$100 资产用户B：$150 用户C：$150 CBDC X银行：250美元 资产Y银行：150美元 CBDC X银行：250美元 资产Y银行：150美元 直接CBDC混合CBDC中介CBDCCBDC支持的稳定币 Low中央银行监管负担与批发与零售层脱钩高 1.4.环境考虑因素 正如原则8.能源和环境中所述，七国集团零售中央银行数字货币公共政策原则(2021年)的能源从一开始就应将环境影响纳入任何CBDC的设计和实施。11 根据剑桥替代金融和统计中心的数据，我们计算出2021年比特币的碳足迹超过600,000gCO2。12相比之下，随着TPS的升高，金gCO2为0.0110或更低。 11.SeeG7_Public_Policy_Principles_for_Retail_CBDC_FINAL.pdf(publishing.service.gov.uk),G7,2021 12.见剑桥替代金融中心，ccaf.io/cbeci/indexandStatista，www.statista.com/statistics/730806/daily-number-of-bitcoin-transactions/ 第二节：指导原则 作为项目的一部分，选择了安全性，灵活性和隐私作为指导原则。13 2.1.安全 数字货币的主要风险之一是双重支出问题。双重支出问题描述了确保数字货币不容易复制的困难。换句话说，双重支出是指个人不止一次支出特定数字货币的余额，实际上在支出记录与该数字货币的可用数量以及分配方式之间产生了差异。双重支出的问题是现金没有的问题：如果您用5美元的钞票购买咖啡，然后将该账单交给咖啡师，则无法转身并在其他地方花费相同的5美元。 Aurum系统的设计使得批发银行间系统可以检测并防止银行： 1.超额发行:该系统阻止银行发行比银行拥有的wCBDC资产更多的rCBDC 2.双重发行：该系统防止银行使用相同的wCBDC资产重复发行rCBDC 3.双重赎回：该系统防止银行使用相同的rCBDC重复交换wCBDC。 Arm系统通过验证器机制来实现这一点，该机制可以帮助防止零售系统中的过度发行和双重支出。然而，在性能和可用性方面存在权衡。在零售系统中实现验证器基础结构需要高度可用的在线服务和数据库服务器。正如Cham等人在2021年正确指出的那样，只有在线检查才能有效防止双重支出，以完全消除风险。同样的观察也适用于C