智能合约三大架构分析: 英国央行2020年3月数字法币报告

1.前瞻,英国央行于2020年3月发表了一份57页的报告,探讨如何将 CBDC引入现有市场[1]

CBDC既作为价值储存又用于日常交易,并分析了 CBDC可能对维持货币和金融稳定带来的重大挑战。该报告的标题是“2020年3月中央银行数字货币:机会、挑战和设计”,该报告发表于英国央行五年多的研究之后。很多金融机构,包括 IMF,多年前就开始担心,央行发行的法定货币正在失去市场基础,尽管速度缓慢。当2020年英国央行发布报告时,这种观点再次在国外媒体中出现。”[2]英格兰银行正在认真考虑发行英镑计价的中央银行数字货币(CBDC)的利弊。英国中央银行意识到数字英镑可能颠覆目前的银行系统。不过,数字货币可以利用最新的金融技术,让消费者更方便快捷地进行交易。报道说:“我们正处在支付革命的时期。纸币是英国中央银行最容易获得的货币,它很少用来支付款项。同时,金融科技公司已经开始通过提供新的货币形式和付款方式来改变市场。这一进展创造了新的重大机遇和新的风险,也给英国央行提出了许多深刻的问题。”注意到它们使用了“革命”这个词。目前,英国中央银行仅保持对法定货币(英镑)的控制,尚未进入这一新的数字货币市场。在脸书特别宣布稳定 Libra币之后,一些国家被迫认真考虑采用数字货币。在英国央行,数字法币的发行将是一项重大创新,因为这类货币交易通常能提供更安全的交易,更方便的汇款以及接受资金的方式。但是,这会给当前的货币政策带来变化,以及一些加密货币的波动风险。(b)[3]如果大量存款从商业银行转移到 CBDC,这可能会影响到商业银行和英格兰银行的资产负债表、银行为整个经济提供的信贷数额,以及银行如何执行货币政策。”[4]由于该报告篇幅较长,因此我们主要谈一谈英国央行很少公开讨论智能合约在数字货币中的作用。之前有过讨论,大多是简短的。而这次提出了三种不同的实现智能合约的体系结构,认为这些机制具有知识产权,因此英国央行没有提供细节。但英国中央银行仍然提供了足够的信息来分析三种结构的不同之处。第二节列出了其他重要观点。第3部分讨论了美国商品期货交易委员会(CFTC)对智能合约的看法。由于英国中央银行此次设计的智能合约显然是采纳了美国商品期货交易委员会制定的三种架构。第4部分主要论述了英国央行提出的3大智能合约体系结构,并在此基础上提出了新的3大混合结构结构,再次对比了3大结构的异同、优缺点、可行性。第5部分进行总结分析,提出区块链10大研究方向中的4个主要方向。2.英国中央银行的重要观点,由于该报告篇幅较长,具有科普性,所以同一观点将反复阐述和讨论,以便于读者阅读和理解。这里有报告中的重要信息:,零售数字法币:,整个报告都在讨论零售数字法币。那原本是英国央行最初的目标,但在2018年放弃了。这一年,英国中央银行也重视“批发”数字货币。因为 Libra面额货币的大量出现,英国央行被迫重新开始对零售数字法币的研究。批发商:但英国央行并未放弃“批发商”,并表示稍后将推出批发商关于数字法币的报告与本报告相同。实际上,英国已经在这方面做出努力,与加拿大中央银行、新加坡中央银行合作,推出了2018年的联合报告,实际项目已经交由一家民间公司来完成,准备推出以美元、日元、欧元、英镑、加拿大元为基础的综合数字法币(Universal synthetic CBDC)。“支付科技改变金融市场:”[5][6][7]英国央行还是坚持支付科技改变金融市场,2019年8月23号发布的消息更是震惊了美联储,美联储在报告中提到这一变化可能让美元失去世界储备货币的地位。2019年11月,经过美国的研究,这个理论正式得到了重视。FED开始认真研究这一理论,并在2020年2月的演讲中对其进行了大量讨论。经济学家和金融界对此一直持保守态度,他们认为区块链或数字法币不会影响金融,不会改变市场,对法币的影响也很有限。第四点是美联储在2019年6月公开的观点(当时脸书发布了 Libra白皮书)。”[9]但在2019年10月美联储邀请普林斯顿大学教授发表“数字货币领域”(digital currency areas)的新理论之后,到2020年2月,该领域的公开讨论已经达到了高潮。2019年9月,欧洲中央银行正在讨论普林斯顿大学的理论,综合评价:英国央行报告给出了一个重要信息,即数字法币体系的设计必须是全面的,绝对不能单线思维,一概而论,因此报告冗长因为列举了很多问题,三、美国商品期货交易委员会观点:在此,我们先来讨论美国商品期货交易委员会的观点。值得一提的是,英国央行关于智能合约的观点,与美国商品期货交易所完全一致。2018年底,美国商品期货交易委员会发布了一份《智能合约入门指南》(A primer on Smart Contracts),介绍智能合约技术。在此之前,他们发布了区块链的指导。美国商品期货交易委员会在这份智能合约指南中提出了2个主要观点,其中指出智能合约的两个重要应用:,金融交易算法:他们认为智能合约可用于衍生产品交易,因为它们易于数字化和编码,例如商品期货合约、期货合约、期货合约期权以及掉期交易(Swap)。它们认为智能合约可以简化交易(如期权、期货和掉期),提高从交易开始到交易结束(如价格发现、执行、清算和结算)的效率,减少重复确认,减少交易、资金和保证金的风险,使合同自动履行。由于美国商品期货交易委员会是美国监管机构,它对美国衍生产品(如期货)的交易进行监管,所以这一信息必须保密。监管科技:美国商品期货交易委员会智能合约指导方针的应用:美国商品期货交易委员会认为智能合约适用于执行监管条例,并且可以自动执行。它们认为,智能合约可加强内部书面政策和程序,并提高使用者遵守法律义务和管理规定的程度,从而有助于改进管理报告、增强市场活力和效率、核实客户和交易对手、便利贸易执行和履行合同、确保帐簿和记录的准确性、完成即时管理报告。这也印证了笔者在2018年区块链中国梦之四文章中提到的观点,即:以区块链为基础的监管科技,保障民众安全。B中央银行提出了3种主要的智能合约架构,英国央行的报告中提出了3种基于监管的智能合约应用程序,这3种应用程序与美国 CFTC的观点一致:方案1:智能合约系统与核心账本系统相结合;方案2:将智能合约系统与核心账本系统分开,将两者并行;方案3:将智能合约系统与核心账本系统分开,将两者放在连接第三方支付系统接口上。[8]该报告第6章载有此内容。下图中显示了第6章的主要内容:英国央行报告的第6章内容概要,本文仅讨论一页,内容为4.1.区块链和合约系统,第一种方案,是传统智能合约的设计,如以太坊;英国央行报告中的分析:“在核心账本上提供完整的可编程货币功能将带来重大的权衡。但由于智能合约可能带来的复杂计算,在执行核心账本时会影响性能。不管这些交易是不是与智能合约相关,交易的速度都会因此放缓。但要获得与可编程货币有关的所有好处,可能需要使用这种方法。智慧合约在核心账户内,在这种架构下,英国央行可以对账户和合约系统进行全面控制,包括这些系统的开发和运行。因为这些系统操作是在中央银行内部进行的,所以中央银行有完整的监管能力。与传统的数字代币系统(如比特币)相反,这种系统是在中央银行完全控制和管理的范围内,而数字代币是在逃避监管,但都使用相同的区块链和智能合约技术。这个问题在于,核心系统中的账本和交易信息是否被放在一起处理。这一系统若结合起来就难以扩展[10]。4.2.区块链系统和合同系统并行处理,而第2个方案可通过提高速度使智能合同平台和账本系统并行处理。该报告称:“另一个选择是英国央行开发一个额外的“模块”,独立于核心账户,用于管理和处理智能合约。这个模块将负责智能合约代码的处理,当需要支付的时候会显示核心账户。这一做法可减轻核心账本系统性能的负面影响,同时英国央行仍在发挥公营方作用。这个模块需要适当的权限来转移用户的资金,以及用户对这个功能的控制和审批过程。这个方法需要从包括用户身份验证过程在内的多个方面来考虑。与传统设计的智能合约体系结构相比,本文提出的体系结构更合理的设计是将账本服务和合约服务分开进行处理。根据这种架构,英国中央银行仍然完全控制核心账户系统和合约系统,包括开发和运行。因为这些操作都是在中央银行内部进行的,中央银行仍然有完全的监管权。在此英国央行没有提供技术细节。在此我们补充两种选择:所有的交易操作都由合约系统来处理。如此核心的账户系统就是提供数据库服务来管理账户,其中一些交易操作被交给合约系统处理,但仍有一部分留在核心账户系统中。在很多应用场景中,智能合约只执行部分功能,一个交易可能需要多个智能合同来完成,比如一个身份验证、一个会计帐目、一个完成记录、一个纳税报告。如采用第一种方案,核心账本提供账本服务,而合约系统提供交易服务,使账本系统可快速扩展,这就是熊猫模式的起点。其中,核心帐目系统就是熊猫模式中的 ABC帐目链。假如智能合约很多,那么构建这里的合同系统仍然是一个研究课题,因为大多数智能合同只是交易中的一种操作,从理论上讲,这就是微服务的概念。若采用二次方案,则核心系统如何设计是一个研究课题,而合约系统则比较容易设计。若核心系统没有分别处理帐本和交易数据,就难以扩充。由于合约系统和核心账本系统都有合约,而且这两套合约还存在交互,因此如果不进行良好的设计,性能可能会低于第一种方案。如果这些交互设计良好,性能可以得到不小的改善,但如果设计不好,系统性能会更差。4.3.合约系统在接口,第3个方案与应用程序接近,报告称:“第三个选择是英国央行将提供的最低限度且功能不强的智能合约,因为外部支付提供者能够提供更好、更全面的智能合约。最低限度的功能可能包括将资金锁定到一个有效的托管服务中。按照这一做法,英国中央银行也将在智能合约的功能标准方面发挥作用。这将确保提供商之间的互操作性,并设定最低的安全标准,但是不能决定如何提供服务。在这种架构下,智能合约运行在外部商家的界面上,外部智能合同是由供应商提供的。这方面英国央行需要准备的工作还很多,比如,开发自己的账本系统和合约系统;提出监管政策;验证外部智能合约是否符合监管政策。在这方面,所有与核心账户的交互操作仍是由中央银行自身开发和操作,例如中央银行的核心系统和智能合约处理,以确保中央银行系统的安全,因此,中央银行的智能合约需要提供两大功能:1)完成交易;2)参与监管。外部合约系统则提供:1)完成部分交易;2)提供折扣、保险或连结服务等非中央银行业务。这一计划主要是由中央银行提供资金投入和服务。它表明,无论外部体系是如何设计的,最终都是由中央银行体系来管理的,4.4.三驾马车混合模式,上述3种机制将不再是唯一的选择。举例来说,这3种机制都有可能被同时使用,或者任意2个机制都可以同时使用。由于将有超过2组的合约组可以同时运行,因此在系统设计时需要确保运行时不会发生冲突。如3种机制混合使用,则部分合同在核心账本中,部分合同在并行系统中,而在接口中还有另一套合同系统。比如在核心系统内部部署完成交易功能的合约,可以独立执行的合约可以在核心账本之外并行处理,而对信息进行实时管理或验证的合约则在界面上。因为这三组合同接触的数据都不一样,设计好了就不会产生冲突,4.5.综合讨论三驾马车的智能合约模型,英国央行对这3种方案的讨论仅用了3段话,但解释起来却相当费时,而且这3种方案在很多方面都有不同的特点。因为中央银行没有提供细节,我们需要提供细节,所以我们提供的细节可能和他们想象的不一样,但是由于制度设计所遇到的问题是科学的,所以英国和中国所面临的科学问题和解决办法是相似的。由英国央行提出的三种智能合约平台并不常见。别以为英国央行无所事事,随便想出一些新的计划,然后写进报告里。英国央行的 RTGS (实时全额结算系统Real-Time Gross Settlement)实验报告中指出,所有的实验都没有成功(其中一些团队甚至没有完成系统连接,相当于实验还没有开始期限就到了),但在这份“失败”的报告中却提出了随后于2019年发布的“一币一链一账户”的新设计理念。”[11]因此,我们认为英国央行一定已经考虑过这3个方案,内部存在分歧。之前的一些订单

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