项目北极星 ： 线下支付的高级设计指南
使用CBDC进行离线支付的高级设计指南 项目北极星 第4部分：使用CBDC进行离线支付的高级设计指南 2023年10月 1 Contents 执行摘要4 缩写词和缩写6 1.导言7 2.当前离线CBDC景观9 2.1中央银行目标9 2.2当前的技术前景和挑战11 3.离线支付解决方案的设计选择15 3.1主要设计选择15 3.2次要设计选择22 3.3权衡23 4.应用设计选择25 4.1动机25 4.2系统的设计选项和特征26 4.3说明性场景26 5.结论30 参考文献31 附件A：示例管辖权比较33 附件B：与CBDC的离线支付图36 致谢38 执行摘要 CBDC系统离线支付能力的设计和实施是一项复杂的任务。尽管许多中央银行和私营部门参与者都在努力，但一些挑战和权衡无法轻易解决。此外，由于每个司法管辖区都有独特的要求，因此没有一刀切的解决方案。 BIS创新中心（BISIH）此前发布了CBDC离线支付手册，全面概述了CBDC离线支付。1本指南适用于那些使用离线手册来建立知识的中央银行，现在希望更深入地关注他们对CBDC离线支付的要求和设计选择。 该指南基于2023年5月和9月与解决方案供应商和中央银行合作举办的一系列深度研讨会收集的信息。这些研讨会提供了对当前解决方案格局的更深入了解，以及中央银行在考虑离线支付能力时需要考虑的设计选择。该指南为中央银行提供了一种将目标映射到设计选择上的方法。该指南以许多说明性场景结束，这些场景演示了中央银行如何将本指南中包含的信息应用于自己的上下文。 深潜研讨会强化了手册中的许多结论: 使用CBDC提供离线支付是许多中央银行的重要要求。CBDC离线支付的驱动因素因司法管辖区而异。一些常见的动机是支持包容性，提供类似现金的功能，如增强隐私，并通过在发生中断时提供替代选项来提高支付系统的弹性。 设计选择必须考虑整个解决方案的要求。离线支付解决方案不能单独设计。图1中显示了目标、特征和设计选项之间的一些核心链接。链接可能比显示的更多。不同需求之间将存在权衡。为了克服这一点，中央银行可以采取迭代的方法来设计，探索实现其目标的替代方法。2 深潜研讨会也提供了几个额外的结论: 离线CBDC支付解决方案的整体成熟度正在演变：很少有人处于大规模工作的实时环境中.解决方案供应商面临共同挑战 1见国际清算银行创新中心(2023a)。 2实验和迭代可能导致偶尔的失败。这是中央银行应该意识到的风险，并且应该与这种方法的好处进行平衡。 在证明他们可以满足中央银行的要求并确保他们有充足的资金继续他们的发展。 对于CBDC的线下支付，中央银行可以成为合作和创新的驱动力.Theyneedtounderstandtheircontext,determinetheirobjectivesandusethesetodefinetheirrequirements.Bytakingaleading role,centralbankscansupportsolutionvendorsincovovethechallengesaboveandensuring解决方案是基于他们的要求，而不是基于任何可用的技术。这应该是一个迭代的对话。只有有了一套明确的要求，解决方案供应商才能满足中央银行的需求。同时，中央银行需要形成对现有技术选 择的理解，以了解目前哪些是可行的，哪些差距仍然存在。 目标、特征和设计选项之间的核心联系图1 缩写词和缩写 AML反洗钱 App应用程序 BIS国际清算银行 BISIH国际清算银行创新中心 BLE低功耗蓝牙 CBDC中央银行数字货币 CTF反恐融资 EMVEuropay，Mastercard和Visa-管理全球大多数支付卡的标准 IT信息技术 KYC了解您的客户 NFC近场通信 P2B人对企业 P2P人对人 POS销售点 PUF物理不可克隆功能 QR快速响应代码 SE安全元件 TEE受信任的执行环境 1.Introduction 使用CBDC的离线支付被定义为在设备之间转移零售CBDC价值，这些设备不需要连接到任何分类帐系统，通常是在没有互联网或电信连接的情况下。3 私营部门正在开发少量但越来越多的离线支付解决方案，可用于CBDC。4这些解决方案的成熟度和规模各不相同。所有解决方案供应商都强调了开发离线支付解决方案时面临的各种复杂挑战。 不同的中央银行根据其国内背景，技术战略和政策需求，对CBDC的线下支付有不同的要求。这意味着没有放之四海而皆准的方法。很可能会有一些核心中央银行的要求是不可谈判的，解决方案供应商需要遵守这些要求。除此之外，可能需要仔细理解和平衡权衡，包括安全和风险管理，实现预期的策略目标，为最终用户提供价值，创建无缝的用户体验并满足对隐私的期望和要求。 BISIH先前发布的CBDC离线支付手册提供了CBDC离线支付的全面概述。5许多利益相关者发现，离线手册在CBDC系统设计的复杂领域中大大增加了他们的知识和理解。 该指南是独立的，基于离线手册中的许多基本概念，例如CBDC离线支付的最常见中央银行目标 ，离线支付模式，离线支付的逻辑架构以及其他设计方面，包括防篡改，生命周期管理和与在线系统集成。 本指南特别侧重于加深中央银行对技术前景的理解，并讨论了解决方案分类，设计选择和中央银行要求。它还提出了一种方法，将中央银行的离线支付目标与CBDC映射到概述离线支付解决方案所需的设计选择上。离线手册的全部范围和指南的重点在附件B中进一步详细说明。 本指南中的信息主要基于一系列深入的研讨会，这些研讨会提供了对当前解决方案的详细了解以及考虑离线支付解决方案的中央银行可用的设计选择。图2显示了所采取的方法的概述。研讨会 3这并不排除离线设备可以具有在线连接的可能性,但是其用户可以选择进行设备到设备的离线支付。 4这些解决方案的许多（但不是全部）的起源早于CBDC要求。 5见国际清算银行创新中心(2023a)。 在2023年5月和9月期间的几周内组织了一次解决方案供应商。每天都有一个解决方案供应商被邀请介绍，在此期间，他们将介绍他们的解决方案，并与外部咨询公司BISIH进行讨论，并观察中央银行的参与者。总共有12个解决方案供应商参与了深入的过程。6本指南还从离线支付方面的其他工作中汲取了材料，包括CBDC和非CBDC用例。 深潜车间方法图2 设计指南的结构如下： 第二章：当前离线CBDC格局。这将考虑中央银行的目标和动机，如何对当前的解决方案和技术前景进行分类以及解决方案供应商面临的共同挑战。 第3章：离线支付解决方案的设计选择。几个关键的设计选择塑造了离线支付解决方案。这些是相互关联的，在不同的选择之间有充分的权衡余地。 第4章：应用设计选择。说明性示例和指南说明了如何利用设计选择，展示了一个司法管辖区的独特背景和目标如何确定相关的设计选择。 正在讨论的许多技术都可以应用于其他地方。参与深潜会议的一些解决方案供应商正在将他们的解决方案或技术应用于身份空间，用商业银行资金进行支付或用于受监管的稳定币的钱包和基础设施 。 6确认中显示了观察中央银行，外部咨询和参与的解决方案供应商。在公开邀请之后，进行了选择过程，以选择研讨会的解决方案供应商。受时间限制和解决方案供应商代表的可用性限制，采访的解决方案供应商数量有限。至少，解决方案供应商必须实现其解决方案的原型。邀请了一系列解决方案供应商，以确保在深入研究期间可以查看各种不同的潜在解决方案 。包含任何特定的解决方案供应商不应被视为对其产品的认可，而排除任何解决方案供应商并不表示其解决方案存在任何问题。一些受邀的解决方案供应商无法参与。 2.当前离线CBDC格局 离线支付解决方案的开发应基于公共和私营部门之间的合作。7中央银行需要了解他们的背景和他们提供离线支付能力的要求。离线手册提供了定义这些时需要考虑的各种维度。 解决方案供应商需要了解中央银行的要求，并展示他们的解决方案和专业知识如何满足这些需求。中央银行可以利用私营部门的比较优势来构建技术上复杂的面向用户的解决方案。图3强调了双方的考虑因素。 如果没有这种合作，中央银行的要求可能无法得到满足，解决方案供应商可能很难获得资金来继续他们的研究和开发中央银行应考虑与广泛的利益相关者合作。这可能包括最终用户，商人和金融服务提供商。 中央银行的目标和解决方案的格局代表了双方需要汇集在一起，以创建一个离线支付解决方案的设计。第3章和第4章展示了如何将这两个方面联系起来。 中央银行背景和解决方案注意事项图3 2.1中央银行目标 BISIH对中央银行进行了调查，以了解他们对CBDC线下支付的看法。8图4显示了中央银行提供离线支付能力的主要动机。 7见国际清算银行等(2021年)。 8见BIS创新中心附录A(2023a)。 Inclusion有多个方面，所有这些都与中央银行和CBDC的线下支付有关。9数字包容为人们提供使用数字系统的工具和技能。金融包容性使人们能够行使金融自决权并获得金融服务。社会包容使人们在社会中发挥积极作用。10通常，一个包容性挑战会加剧另一个挑战。11例如，被数字排除且无 法访问互联网的人也可能无法访问互联网银行和其他数字化金融服务。 作为中央银行货币的数字形式，离线CBDC可以设计为类似现金的功能.12例如,没有外部连接的私人点对点支付类似于交换钞票。13这可能与现金使用量下降但没有明确的数字替代方案的司法管辖区有关。 离线CBDC可以提供额外的弹性随着数字支付在某些司法管辖区变得更加普遍和占主导地位,这增加了在发生中断时对备份的需求。14 使用CBDC图4进行离线支付的主要动机 Inclusion,cash-likefeaturesandresponsibilityaretheobjectivesmostcommonlyreferredtobycentralbanks.Theorderofotherobjectivesdoesnotnecessaryreflecttheirrelativeimportance 目标应确定需求，而需求应确定解决方案的设计。一个中央银行的解决方案可能不适用于另一个中央银行，因为不同的目标可能会产生不同的要求。中央银行应避免在阐述需求之前选择特定解决方案的常见设计错误。 9参见例如Minwalla等人(2023)。 10见国际清算银行创新中心(2023a)第7章。 11参见egHayashi和Minhas（2018）。 12中央银行应该清楚他们想要复制哪些现金特征。例如，现金既是一种价值储存手段，也是一种支付手段，但这些特征可能导致完全不同的设计选择。 13参见例如欧洲中央银行(2022)。 14参见例如瑞典央行(2022b)。 2.2当前的技术前景和挑战 每个解决方案的细节都是独特的，但它们都可以基于四种分类以高级术语进行描述。这些是它们的主要基础技术，产品的广度，解决方案的成熟度以及离线模式。 所有解决方案供应商在展示如何满足中央银行的要求以及如何获得必要的投资以继续开发其解决方案方面都面临着一些共同的挑战。 2.2.1对当前的技术前景进行分类 对当前技术格局进行分类的四个标准图5 图表5显示了可用于对离线支付解决方案的不同技术方法进行分类的四个标准，如表1所述。它们基于作为深度研讨会的一部分从解决方案供应商收集的信息，并基于离线手册中建立的分类，例如离线支付模式。15 对当前技术前景进行分类的四个标准的描述表1 Criteria Description 主要技术 许多解决方案依赖于已经存在数年的技术,例如智能卡。16这种技术很好理解，但不是专门为CBDC的离线支付而设计的。一些解决方案供应商正在他们的解决方案中探索新的或新颖的技术。其中一些可能更适合中央银行的需求，但它们的可扩展性和运营就绪性也可能更具挑战性，如第2.2.2节所述。 15见国际清算银行创新中心(
