姚前，中國證券登記結(jié)算有限責(zé)任公司總經(jīng)理，央行數(shù)字貨幣研究所前所長。

　　編者按：

　　區(qū)塊鏈，這個之前主要在IT和金融領(lǐng)域被廣泛討論的概念，因?yàn)橹醒胝尉忠淮渭w學(xué)習(xí)而迅速在普通民眾間成為高頻詞和“網(wǎng)紅”。一時間，與區(qū)塊鏈有關(guān)的概念、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)都受到前所未有的關(guān)注。

　　在這其中，區(qū)塊鏈與數(shù)字貨幣、電子支付等概念關(guān)聯(lián)更是關(guān)注的焦點(diǎn)。“金銀天然不是貨幣，但貨幣天然是金銀”，那么，區(qū)塊鏈作為一種不可篡改和不可偽造的分布式數(shù)據(jù)庫，其與數(shù)字貨幣之間是否也存在這種關(guān)系？區(qū)塊鏈和數(shù)字貨幣到底有何關(guān)聯(lián)？央行數(shù)字貨幣的未來將向什么方向發(fā)展？

　　就此，中國證券登記結(jié)算有限責(zé)任公司總經(jīng)理、央行數(shù)字貨幣研究所前所長姚前向新京報記者講述了區(qū)塊鏈和數(shù)字貨幣的淵源。

　　1 區(qū)塊鏈的密碼學(xué)緣起及演化

　　現(xiàn)代密碼學(xué)的一個革命性突破是解決對稱密碼算法無法在大規(guī)模的信息加密傳輸中普及的問題。對稱密碼算法是指加密和解密共用一個密碼，也稱單鑰密碼算法。

　　1976年，Diffie（迪菲）和 Hellman（赫爾曼）提出，將原來的一個密鑰一分為二成一對密鑰，一個密鑰用于加密，一個密鑰用于解密。加密密鑰公開，稱為公鑰。解密密鑰不能公開，唯獨(dú)本人秘密持有，不能給別人知道，稱為私鑰。比如，張三想給李四發(fā)信息，張三要用李四的公鑰對信息進(jìn)行加密，只有李四的私鑰才能解開，其他任何人都解不開。

　　1978年，Rivest（李維斯特）、Shamir（薩莫爾）和Adleman（阿德曼）提出RSA密碼算法，首次實(shí)現(xiàn)了非對稱密碼算法。非對稱密碼算法除了解決開放系統(tǒng)中密鑰大規(guī)模分發(fā)的問題，還帶來原來對稱密碼體制不具備的功能，那就是非常獨(dú)特的認(rèn)證功能。比如，張三想給別人發(fā)信息，張三不僅用別人的公鑰對報文進(jìn)行加密，同時還可用張三的私鑰進(jìn)行簽名，這樣別人就可以用張三的公鑰進(jìn)行驗(yàn)簽，判定報文是不是由張三發(fā)出。

　　哈希算法是現(xiàn)代密碼學(xué)的又一個飛躍，它又稱信息摘要。最早的SHA哈希算法由美國國家安全局設(shè)計，于1993年發(fā)布。2010年，中國國家密碼管理局公布中國商用密碼哈希算法標(biāo)準(zhǔn)：SM3密碼哈希算法。

　　與對稱加密和非對稱加密不同，哈希函數(shù)是一種快速收斂的算法，從輸入到輸出的計算非常快，迅速收斂數(shù)值，無須耗費(fèi)巨大的計算資源，而從輸出倒推輸入又幾乎不可行。基于這樣優(yōu)秀的特性，哈希函數(shù)得到廣泛的應(yīng)用，我們習(xí)以為常的人民幣冠字號碼可以理解為是由哈希算法產(chǎn)生的。

　　在數(shù)字貨幣領(lǐng)域，哈希算法更是得到廣泛的應(yīng)用。比如，哈希算法常常被當(dāng)做數(shù)字貨幣交易挖礦、交易區(qū)塊鏈接以及錢包地址壓縮生成的工具。

　　2 數(shù)字貨幣的由來

　　一直以來，密碼學(xué)家有個想法，既然郵件能夠加密、簽名發(fā)送出去，那么手里的現(xiàn)金能不能像郵件一樣，加個數(shù)字信封，進(jìn)行加密和簽名后，從一端發(fā)送到另外一端？這就是最早的數(shù)字現(xiàn)金思想的由來。

　　1982年，David Chaum（大衛(wèi)·喬姆）在頂級密碼學(xué)術(shù)會議美密會上發(fā)表了一篇論文《用于不可追蹤的支付系統(tǒng)的盲簽名》。論文中提出了一種基于RSA算法的新型密碼協(xié)議——盲簽名。利用盲簽名構(gòu)建一個具備匿名性、不可追蹤性的電子現(xiàn)金系統(tǒng)，這是最早的數(shù)字貨幣理論，也是最早能夠落地的試驗(yàn)系統(tǒng)，得到了學(xué)術(shù)界的高度認(rèn)可。

　　但是Chaum當(dāng)時建立的模型還是傳統(tǒng)的“銀行、個人、商家”中心化模式。隨著交易量的上升，已花費(fèi)數(shù)字貨幣序列號數(shù)據(jù)庫就會變得越來越龐大，驗(yàn)證過程也會越來越困難。

　　2008年，中本聰發(fā)表了經(jīng)典論文《比特幣：一種點(diǎn)對點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》，提出了一種全新的去中心化的電子現(xiàn)金系統(tǒng)，其核心思想之一就是是通過對等網(wǎng)絡(luò)方式消除單中心依賴，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)交易，同時將已花費(fèi)的數(shù)字貨幣序列號數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)變成未花費(fèi)的數(shù)字貨幣序列號(UTXO)數(shù)據(jù)庫，控制數(shù)據(jù)規(guī)模，并利用哈希算法，打上時間標(biāo)記，縱貫相連。通過這種方式可以構(gòu)建一種全新的基于全網(wǎng)共識的分布式賬本，把通常意義上的集中式簿記分拆為約每十分鐘一次的分布式簿記，簿記的權(quán)利由全網(wǎng)競爭選取，簿記數(shù)據(jù)按時間順序連接起來并廣播全網(wǎng)。任何節(jié)點(diǎn)均可同步到網(wǎng)絡(luò)上的全部簿記記錄，均可投入計算資源參與簿記權(quán)的爭奪。攻擊者如果不掌握全網(wǎng) 50%以上的計算資源，就無法攻擊這套簿記（鏈接）系統(tǒng)。

　　通過這樣的設(shè)計，以前人們隔著萬水千山做不到的點(diǎn)對點(diǎn)交易，現(xiàn)在不依賴銀行等中介機(jī)構(gòu)而僅靠分布式賬本就可以實(shí)現(xiàn)。

　　3 區(qū)塊鏈的革新之處

　　從系統(tǒng)架構(gòu)看，區(qū)塊鏈技術(shù)是一種全新的信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，打開了傳統(tǒng)中心化系統(tǒng)的圍墻，各節(jié)點(diǎn)既可以是客戶端，也可以是服務(wù)器端。這使得C端客戶的自主掌控能力及其在系統(tǒng)中的話語權(quán)得到極大的增強(qiáng)。

　　從會計學(xué)角度看，它是一種全新的分布式賬本技術(shù)（DLT），采用了全新的記賬方法：每個人都可以參加，所有參與者共有、共享賬本信息，都能檢測、驗(yàn)證賬本信息。與傳統(tǒng)賬本技術(shù)相比，DLT賬本技術(shù)的優(yōu)勢在于不易偽造，難以篡改，開放透明，且可追溯，容易審計不僅能保障多方賬本一致，還能自動實(shí)時完成賬證相符、賬賬相符、賬實(shí)相符。從技術(shù)可行性看，瞬時的資產(chǎn)負(fù)債表編制或?qū)⒊蔀榭赡堋?/p>

　　從賬戶角度看，它是全新的賬戶體系，傳統(tǒng)上我們所有的金融業(yè)務(wù)都是圍繞著銀行的賬戶開展的，而現(xiàn)在私鑰本地生成，非常隱秘，從中導(dǎo)出公鑰，再變換出錢包地址，自己給自己開賬戶，不需要中介，賬戶體系發(fā)生了變革，這在金融史上是一個非常重大的變化。

　　從資產(chǎn)交易角度看，它是一種全新的價值交換技術(shù)，基于這一技術(shù)，我們可以創(chuàng)造一種全新的金融市場模式：作為信任機(jī)器，資產(chǎn)交易可以去中介化。

　　從組織行為學(xué)角度看，它使有效的分布式協(xié)同作業(yè)真正成為可能：沒有董事會，沒有公司章程，沒有森嚴(yán)的上下級制度，沒有中心化的管理者，大家共建共享，這是經(jīng)濟(jì)活動組織形式的變革。

　　從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度看，它開創(chuàng)了一種新型的算法經(jīng)濟(jì)模式，以去中介化、開放為特征，強(qiáng)調(diào)和尊重市場交易的自愿原則，發(fā)揮市場價格的激勵協(xié)調(diào)機(jī)制，兼具計劃和市場兩種機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)，是一種更加接近市場的經(jīng)濟(jì)模式。

　　4 區(qū)塊鏈的不足

　　一是性能問題。區(qū)塊鏈技術(shù)的理念之一是分布式共享，但假設(shè)近萬個節(jié)點(diǎn)都要共享數(shù)據(jù)的時候，速度自然就慢下來，效率不高。目前比特幣的成交至少要等10分鐘，有時候要等1個小時以上，這是許多人不能容忍的。

　　二是隱私保護(hù)。比特幣的整個賬本是公開的，隱私保護(hù)成為了區(qū)塊鏈技術(shù)的一個研究熱點(diǎn)，一些解決方案已經(jīng)出現(xiàn)，比如采用零知識證明、同態(tài)加密等技術(shù)手段。

　　三是安全問題。目前智能合約還處于初級階段，一旦有漏洞就會被人攻擊，可能出現(xiàn)重大的風(fēng)險，其安全性需要在技術(shù)上進(jìn)一步改進(jìn)，形式化驗(yàn)證是一個可能的解決思路。私鑰的安全保護(hù)更是一個至關(guān)重要的問題。

　　四是治理缺失。當(dāng)社區(qū)面臨重大決策事件時，如何讓社區(qū)參與進(jìn)來，以某種機(jī)制形成社區(qū)意見，最終在區(qū)塊鏈上表達(dá)出來。

　　五是互操作性問題。區(qū)塊鏈作為新一代價值互聯(lián)網(wǎng)并沒有通用的協(xié)議，目前都還是社區(qū)自組織模式，跨鏈互操作沒有統(tǒng)一的規(guī)范，很大程度上限制了應(yīng)用創(chuàng)新。

　　5 區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展方向

　　共識協(xié)議是區(qū)塊鏈的關(guān)鍵技術(shù)，其核心指標(biāo)包括共識協(xié)議的強(qiáng)壯性、高效性及安全性。目前看，共識協(xié)議最大的難題在于如何實(shí)現(xiàn)安全性與高效性的平衡。在保障安全性的前提下，大概有幾種提高效能的思路：一是新型共識協(xié)議；二是新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；三是不改變共識協(xié)議的系統(tǒng)改進(jìn)；四是硬件和算力的改進(jìn)；五是分層分片技術(shù)。

　　現(xiàn)在有各種鏈：公鏈、聯(lián)盟鏈和私有鏈。當(dāng)不同機(jī)構(gòu)之間業(yè)務(wù)發(fā)生交互時，不同的鏈與鏈之間怎么交互，會成為很大的問題。跨鏈技術(shù)是下一步區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。

　　區(qū)塊鏈本身即是一種天然投票系統(tǒng)，此前，許多國家的監(jiān)管部門傾向于將初始代幣發(fā)行（ICO）的代幣界定為證券。為此，證券型代幣的區(qū)塊鏈系統(tǒng)需要考慮如何將監(jiān)管部門提出的合規(guī)要求內(nèi)嵌于系統(tǒng)，總體思路是在技術(shù)上設(shè)置監(jiān)管接口，改造公有鏈，建立監(jiān)管聯(lián)盟鏈，為監(jiān)管者提供客戶識別、反洗錢、反恐融資、項目盡調(diào)、風(fēng)險評級、信息披露、風(fēng)險監(jiān)測等監(jiān)管功能。

　　區(qū)塊鏈?zhǔn)棺灾魃矸莩蔀榭赡堋Ｋ旧砜梢宰鳛槿ブ行幕€基礎(chǔ)設(shè)施（PKI）來使得公鑰體系更有用和更安全。

　　區(qū)塊鏈技術(shù)創(chuàng)造了一種全新的隱私保護(hù)模式：用戶無需讓渡數(shù)據(jù)權(quán)利，個人數(shù)據(jù)自主可控。例如，用戶自主產(chǎn)生本地公私鑰，通過公鑰計算發(fā)布有效的錢包地址，來隔斷錢包地址和錢包持有人真實(shí)身份的關(guān)聯(lián)，并通過控制私鑰在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)自主完成交易。

　　數(shù)字錢包方面，目前數(shù)字錢包都在嘗試從單純的錢包服務(wù)轉(zhuǎn)向數(shù)字資產(chǎn)生態(tài)入口，希望藉此獲取更大的市場份額，發(fā)展更豐富的資產(chǎn)管理服務(wù)，主要有資產(chǎn)管理、資產(chǎn)交易、信息聚合、DApp分發(fā)等方向。隨著數(shù)字資產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，生態(tài)的不斷完善，數(shù)字錢包的場景功能將會越來越重要。其未來發(fā)展重點(diǎn)有三個方面：一是保證錢包服務(wù)的安全、開放和便捷；二是圍繞資產(chǎn)增值需求，搭建數(shù)字資產(chǎn)管理平臺，為用戶提供豐富的金融產(chǎn)品，提高用戶轉(zhuǎn)化率；三是打通數(shù)字資產(chǎn)與現(xiàn)實(shí)世界的連接，豐富數(shù)字資產(chǎn)應(yīng)用場景，構(gòu)建數(shù)字資產(chǎn)生態(tài)。

　　建立在智能合約之上的自組織商業(yè)應(yīng)用，有助于提升區(qū)塊鏈技術(shù)的價值，使可編程經(jīng)濟(jì)模式的適用范圍和領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。關(guān)于智能合約的應(yīng)用，一方面需要從技術(shù)層面保障其安全性;另一方面需要從法律層面明確其合規(guī)性。由于智能合約具備天然的確定性，不具有普通合同的靈活性和可選擇性，因此在特定場景中，需要建立允許代碼暫停或終止執(zhí)行的干預(yù)機(jī)制。

　　在與其他科技的融合上，常說的云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈技術(shù)等，實(shí)質(zhì)上均是“算法+數(shù)據(jù)”的體現(xiàn)，相互之間的融合也是必然。例如，在資產(chǎn)證券化的場景中，需要對底層資產(chǎn)的信息進(jìn)行持續(xù)的披露，同時還需要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模分布式文件存儲。區(qū)塊鏈技術(shù)可以通過交易簽名、共識算法和跨鏈技術(shù)，保證各交易相關(guān)方分布式賬本的一致性，從而在保障交易背景真實(shí)性的基礎(chǔ)上，自動實(shí)時完成信息披露，從而實(shí)現(xiàn)賬證相符、賬賬相符、賬實(shí)相符，大大提高可交易產(chǎn)品的信用等級，又大幅降低成本。將區(qū)塊鏈技術(shù)與分布式文件系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析、云計算、人工智能等進(jìn)行融合是未來發(fā)展的一個重要方向。

　　6 加密貨幣與第三方支付的差異

　　支付寶的數(shù)據(jù)傳輸過程加了密，并不代表它就是加密貨幣。兩者的賬戶體系有根本的區(qū)別，如果將支付寶的技術(shù)比擬為4G，通過加密貨幣的支付更像是5G。

　　在金融普惠性上，目前的支付體系是多層次賬戶系統(tǒng)，以及對應(yīng)的信息傳輸專用通道，成本耗費(fèi)巨大，尤其是跨國支付，導(dǎo)致金融服務(wù)費(fèi)用和門檻高企，金融發(fā)展嚴(yán)重不平衡，損害金融普惠。同時，支付機(jī)構(gòu)實(shí)際掌控了用戶的支付過程，其封閉體系和商業(yè)競爭，有可能限制和影響用戶自主選擇權(quán)。而通過加密貨幣的支付，省去了“鋪路架橋”的費(fèi)用，不受傳統(tǒng)賬戶體系和封閉專網(wǎng)限制，直接復(fù)用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，任何能連接互聯(lián)網(wǎng)的人皆可參與，任何參與方都具有技術(shù)上的對等性。

　　在用戶隱私保護(hù)上，第三方支付屬于傳統(tǒng)中心模式，個人無法完全控制自己的數(shù)據(jù)，中心節(jié)點(diǎn)很容易濫用用戶數(shù)據(jù)，且容易成為被攻擊的目標(biāo)，一旦爆發(fā)風(fēng)險，對個人和平臺的危害巨大，F(xiàn)acebook就曾發(fā)生過5000萬用戶數(shù)據(jù)泄露事件。但是區(qū)塊鏈技術(shù)，創(chuàng)造了一種全新的不依賴中心、多方共享環(huán)境下、基于密碼學(xué)、用戶自主可控的隱私保護(hù)新模式，數(shù)據(jù)不單點(diǎn)存儲于第三方機(jī)構(gòu)，用戶自主可控地對個人數(shù)據(jù)匿名化，無需讓渡數(shù)據(jù)權(quán)利。也就是說，數(shù)據(jù)向哪些人透明、透明程度、是否可被追蹤均由用戶自主掌控。

　　7 央行數(shù)字貨幣的未來方向

　　Facebook沒有簡單拷貝比特幣、Ripple幣，也沒有簡單模仿支付寶，而是推出了全新理念的Libra，說明真正代表未來技術(shù)發(fā)展方向的數(shù)字貨幣很可能是既要吸收借鑒先進(jìn)成熟的數(shù)字貨幣技術(shù)，又要把傳統(tǒng)貨幣長期演進(jìn)中的合理內(nèi)涵繼承下來。

　　我認(rèn)為央行加密貨幣（CBCC）是央行數(shù)字貨幣研發(fā)的重要方向之一，我國央行的研究起點(diǎn)也就是CBCC。過去十年，數(shù)字技術(shù)在支付、清算和結(jié)算方面出現(xiàn)了重要的新發(fā)展。加密貨幣代表了這一波大潮的前沿。

　　中國法定數(shù)字貨幣的原型構(gòu)思，可以從筆者2016年的一篇文章中看到，文中提到我們需充分吸收借鑒國際上先進(jìn)成熟的知識和經(jīng)驗(yàn)，深入剖析數(shù)字貨幣的核心技術(shù)。一方面，從理論入手，梳理國內(nèi)外學(xué)術(shù)界對密碼貨幣的研究成果，構(gòu)建中國法定數(shù)字貨幣的理論基礎(chǔ)；另一方面，從現(xiàn)實(shí)入手，對運(yùn)營中的各類典型電子與數(shù)字貨幣系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，構(gòu)建中國法定數(shù)字貨幣的基礎(chǔ)原型。

　　目前各國開展的央行數(shù)字貨幣試驗(yàn)，比如加拿大央行Jasper項目、新加坡金管局Ubin項目、歐洲中央銀行和日本中央銀行Stella項目等，大都是基于區(qū)塊鏈技術(shù)的加密數(shù)字貨幣試驗(yàn)，但還停留在批發(fā)（機(jī)構(gòu)端）應(yīng)用場景。這是因?yàn)橹醒脬y行一向被認(rèn)為不擅長零售端業(yè)務(wù)，有種擔(dān)憂是當(dāng)數(shù)字貨幣向社會公眾發(fā)行流通時，中央銀行可能會面臨極大的服務(wù)壓力和成本。

　　我們的數(shù)字貨幣原型系統(tǒng)探索了區(qū)塊鏈的應(yīng)用，但并不完全依賴該技術(shù)。在設(shè)計上，它利用分布式賬本不可篡改、不可偽造的特性，構(gòu)建了一個基于區(qū)塊鏈的CBCC確權(quán)賬本，對外通過互聯(lián)網(wǎng)提供查詢服務(wù)，相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)“驗(yàn)鈔機(jī)”。這種設(shè)計一方面將核心的發(fā)行登記賬本對外界進(jìn)行隔離和保護(hù)，同時利用分布式賬本的優(yōu)勢，提高確權(quán)查詢系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全性和可信度。另一方面，交易處理仍由采用傳統(tǒng)分布式架構(gòu)的發(fā)行登記系統(tǒng)來完成，分布式賬本僅用于對外提供查詢訪問。交易處理子系統(tǒng)和確權(quán)查詢子系統(tǒng)分離并采用不同的技術(shù)路線，可以有效規(guī)避現(xiàn)有分布式賬本在交易處理上的性能瓶頸。

　　同時，原型系統(tǒng)還采用了“總/分雙層賬本結(jié)構(gòu)”，既減輕了中央銀行壓力，又保障中央銀行的全局掌控能力。

　　目前來看，學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)大多是基于區(qū)塊鏈技術(shù)的央行加密貨幣的研究。

　　8 Libra與各國央行數(shù)字貨幣的對比

　　兩者雖然均采用加密貨幣技術(shù)，技術(shù)路線有相似之處。但在發(fā)行方、技術(shù)平臺、可追溯性、匿名性、與銀行賬戶耦合程度、是否支持資產(chǎn)發(fā)行等方面存在差異。

　　從貨幣層次看，央行貨幣是M0層次，銀行存款等傳統(tǒng)信用貨幣在M1和M2層次，而Libra則是在更高的貨幣層次。最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國的M0與M2的比值約為4%。與數(shù)字M0相比，數(shù)字M1、M2……Mn更具想象空間。

　　從創(chuàng)新角度看，各國央行數(shù)字貨幣試驗(yàn)基本上是比較秘密的“曼哈頓”工程，這種方式未必符合現(xiàn)代開源開放社區(qū)的發(fā)展需求。

　　而Libra項目的代碼按照Apache2.0標(biāo)準(zhǔn)開源，任何人都可以按照開源協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)來查看、復(fù)制、部署Libra的底層源代碼，也可以根據(jù)自己的想法提交對開源代碼的修改建議，一旦Libra協(xié)會批準(zhǔn)，該修改就會被納入生產(chǎn)系統(tǒng)。按照開源社區(qū)十年來的運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)，這種開放和眾智的方式，充分體現(xiàn)了絕大多數(shù)參與者的利益，保證項目的凝聚力，促其快速發(fā)展壯大，同時也充分促進(jìn)了技術(shù)系統(tǒng)與市場需求的匹配融合，最終培育出一個技術(shù)先進(jìn)、市場認(rèn)可的數(shù)字貨幣生態(tài)。

　　任何數(shù)字貨幣均要接受市場的考驗(yàn)和競爭。