中国法定数字货币(DCEP)报告 - DCEP实现细节

这里的实现细节主要针对上述的特性来展开讲解。[3]

# 货币模型

基于对当前各个专利的研究，大致能确定 DCEP 是一种类似 UTXO 结构的货币模型。DCEP 的发行模式有三种方式（这里为了简单我们称央行的发行的数字货币为 D 币）1. 按照最小面额产生，比如说央行发行总量为 100 元，并且最小面额是 1 分，那么央行将发行 10000 个面额为 1 分的 D 币；2. 根据用户具体提款金额来生产，例如某个用户通过转账得到了 12.34 元的 D 币，那么央行相当于发行了一个面额的 12.34 的 D 币；3. 按照流通中实际货币面额产生，这个是最贴近当前实际现金的，例如央行发行面额为 100、50、20、10、5、1 元等的 D 币，那么后续流通过程中都是以这些面额的 D 币进行流通。关于 UTXO 结构，这块与 BTC 有很大不同，UTXO 表示未花费的交易，BTC 中通过这个未花费的交易来表示你拥有的余额。比如说 Alice 转给 Bob 一个 BTC，对于 Bob 来说如果没有花掉这个 BTC 的话，那么 Bob 就拥有了一个金额为 1 BTC 的 UTXO，就像现金一样 Bob 拿到了纸钞，只要不花掉，那么就是你的钱。Bob 如何证明他的确拥有这个 UTXO 呢？简单地说，谁拥有解开 UTXO 的锁的钥匙，这个 UTXO 就是谁的，至于有哪些锁，如何开锁，大家可以查询下 P2PKH，P2SH 等信息，我们也会在接下来的文章中详细介绍。在 DCEP 中，是通过登记中心来完成 UTXO 的功能，至于如何做的会在下面仔细介绍。

# 系统核心要素

央行的 DCEP 系统主义功能就是对法定数字货币的资金转移，它由中央银行与各商业银行一起联合运营。总的来说 DCEP 的核心要素有：一种币，两类库，三个中心。

- 一种币
这里的一种币就是指央行发行的法定数字货币，也就是说系统中只能转移央行发行的这个法定数字货币，正如前面说的，只有央行私钥签名的才是法定数字货币，因此我们的电子钱包等都会内置央行的公钥，用来验证数字货币是否为央行发行的。

- 两类库
两类库是发行库和商业银行库，这两个库是数据库。比如说，根据数字货币发行总量，央行根据上面说的方式用它的私钥签名生成对应总量的数字货币，此时这些数字货币是存放在央行的发行库中。如果某个商业银行需要提取一定量的数字货币，那么系统就会将对应的数字货币发送到该商业银行的商业银行库中，即数字货币从发行库到银行库的转移。需要注意的是，用户想在商业银行提取数字货币，是数字货币从银行库进入到电子钱包的过程，属于流通环节。

- 三个中心
三个中心一共两种类型，一个是登记中心，另外一个是认证中心。

登记中心主要负责管理数字货币的整个生命周期，包括印制、转移、销毁、回笼等过程。他主要有两张表，一个为数字货币权属登记表，另外一张为交易流水表。这个权属登记表的作用是记录某面额的数字货币是属于谁的（如下图所示），每当数字货币发生了转移，在央行的登记中心都会对对应的数字货币的属性进行更改，通过这个表可以实现确权查询。这里的重点是，登记中心确定用户到底有多少钱。


认证中心分为两类，一个是 CA 认证，一个 IBC 认证。
CA 认证主要用于相对来说比较高级的机构，而 IBC 认证则是用于个人的。这里引入认证中心的原因是，当用户或者机构发起一笔 DCEP 的转账时，需要通过自己的私钥进行签名，也就是说这笔转账的合法性是通过签名来保证的。在一般意义中的 BTC、Ethereum 或者 Libra 中，私钥是用户自己创建，由自己保管，并且用户的地址是由私钥对应的公钥通过一系列运算（Hash，checksum）等得到的，这种方式的优点是资产账户和私钥是天然绑定的，你拥有了私钥也就拥有了其对应的资产。但是在 DCEP 中，由于存在监管这个特性，资产归属和私钥是分开的，也就是说央行会在用户注册了一个 DCEP 钱包后，会通过认证中心给钱包用户分配一个私钥，这个私钥用来证明是这个用户，至于这个用户是否拥有数字货币，是在登记中心来确定的。所以这里的重点是，用户私钥是央行生成的。另外，这里简单介绍下 IBC 认证，IBC（Identity-Based Cryptograph）是基于身份标识的密码系统，还是基于非对称的秘钥体系，他与 CA 认证的最大区别就是不需要证书，而是通过用户标识例如手机号码、邮箱等作为公钥，由 IBC 认证中心根据用户标志生成对应的私钥，由于用户标志本身就是一个公钥，通过用户标志就能确认身份有效性了，从而就不用再依赖证书和证书管理系统了。当然，此时央行的公钥还有用户的私钥、证书数据就相当的重要了，需要将该数据存储在 SE 区域。

通过对一种币，两类库，三个中心的介绍，大致可以了解 DCEP 的一些顶层设计原则，接下来会结合具体的场景，来实际将顶层设计的逻辑走一遍。

# DCEP采用什么样的技术路线

> 中国人民银行数字货币研究所所长穆长春在演讲中透露，中国人民银行数字货币研究小组最开始研究央行数字货币的时候，做过一个完全采用区块链架构的原型，但基于现有技术，无法达到零售级别的高并发要求。所以，最终央行层面保持技术中性，不预设技术路线，也不依赖某一种技术。。

**DCEP 采用混合架构，不会预设技术路线**。也就是说，只要商业机构能够满足央行对于DCEP 的技术规范以及用户体验等的要求，采取任何区块链或传统技术都可以。

穆长春表示，目前央行在技术路线选择上处于“赛马”、市场竞争优选的状态。几家指定运营机构采取不同的技术路线做数字货币的研发，谁的路线好，谁最终会被老百姓接受、被市场接受，谁将最终跑赢比赛。

中国人民银行前行长周小川也撰文表示，央行最重要的工作之一是帮助建立竞争性环境，使得最优的技术顺利凸显和发展，通过竞争选优来实现更好的技术应用。竞争是一个动态的过程，因为技术进步速度很快，因此会出现一种技术在某一阶段占有较大的市场份额，但还会有另一项新技术出来，形成一浪接着一浪地往前推进的情形。

不设技术路线，意味着只要央行的DCEP技术铺设成熟，商业银行就可以很快与之对接，这将大大缩短DCEP推出的时间，在全球抢占领先权。