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密码货币与央行之争

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央行姚前:数字货币的缘起、发展与未来

1976年,迪菲和赫尔曼(Diffie and Hellman)发表了一篇题为“密码学的新方向”的论文,文章提出了一种完全不同于对称密码体系的新思路。他们构造了这样一种密码方案:原来对称密码体系下的一把钥匙一分为二,一个是加密密钥,被用来加密信息;另一个是解密密钥,被用来从密文中恢复明文。加密密钥可以公开,是为公钥;解密密钥则由个人维持其机密性,是为私钥。从私钥可以推导出公钥,但从公钥很难逆推出私钥。这一对(加密/解密)密钥还具有以下功能:私钥持有者可以通过私钥给自己发出的信息签名,任何获得公钥的人均可经由公钥对其验签。因为加密与解密的密钥不同,所以该思想被称为非对称密码体系,亦称公钥密码体系。

1978年美国麻省理工学院(MIT)的三位学者(Rivest、Shamir and Adleman)发表了题为“获得数字签名和公钥密码系统的方法”的论文,构造了基于因子分解难度的签名机制和公钥加密机制,这就是著名的RSA密码算法。1985年厄格玛尔(T. ElGamal)基于有限域上的离散对数问题,提出了厄格玛尔公钥密码体制。同年,科布利茨和米勒(Koblitz and Miller)基于椭圆曲线上的离散对数问题,提出椭圆曲线密码体制(Elliptic Curve Cryptosystem,ECC)。此外还出现了其他公钥密码体制,这些密码体制同样基于计算的复杂性问题。目前应用较多的包括RSA(非对称加密算法)、DSA(数字签名密码算法)、DH(迪菲和赫尔曼密码算法)、ECC(椭圆加密算法)等。

中心化和去中心化的数字货币实验

1982年,戴维•乔姆(David Chaum)在顶级密码学术会议——美密会议上发表了一篇论文《用于不可追踪的支付系统的盲签名》。论文提出了一种基于RSA算法的新密码协议——盲签名,利用盲签名构建一个具备匿名性和不可追踪性的电子现金系统,这是最早的数字货币理论,也是最早能够落地的实验系统,得到了学术界的高度认可。1994年布鲁斯•施奈尔(Bruce Schneier)的经典教材,就专设一节,探讨戴维•乔姆的电子现金协议。

比特币是一个互相验证的公开记账系统,具有总量固定、交易流水全部公开、去中心化、交易者身份信息匿名等特点。其“未花费过的交易输出”(Unspent Transaction Output,UTXO)的绝佳设计,解决了E-Cash数据库无限膨胀的问题,使数字货币技术出现新的飞跃,人们将这一前沿技术称为区块链技术。

比特币出现之后,数字货币的发烧友狂喜地发现,去中心化的数字货币梦想竟也可以大规模实验了。于是,基于不同区块链技术创新的各种数字货币不断出现。截至2018年7月,共有近2000多种数字货币出现。其中一些加密货币利用各种加密技术,对比特币进行了扩展与变型,如以太币扩展了比特币的可编程脚本技术,致力于发展一个无法停止、抗屏蔽和自我维持的去中心化智能合约平台;达世币设置了双层奖励制网络,提供即时支付以及以混币(Coin Shuffle)技术为基础的匿名支付等增强服务;门罗币采用环签名技术隐藏交易双方地址,并吸收比特币社区发展出的机密交易技术隐藏交易金额,提供了更完善的匿名性;瑞波币允许不同的网关发行各自的借据(IOU,I Owe 密码货币与央行之争 You,相当于在线债券的借据),并实现不同借据之间的自动转换;零币首次将零知识证明算法zk-SNARK用于保证交易发送者、接收者和交易数额的隐私性,具有较强的学术创新。

数字货币是电子货币与实物现金的一体化

央行信用不可或缺

私人部门与公共部门创新

当下愈演愈烈的ICO(Initial Coin Offerings,初始代币发行)、IFO(Initial Fork Offerings,初始分叉发行)仿佛就是这段话最好的注解,有人因此感慨:“人性是比特币生态链上最大的弱点!”所以笔者以为,对于维塔利克•布特林的论断,最好看看情况再下结论。无论是官方还是民间,数字货币研发进程的大幕都才刚刚拉开。两者也未必就是绝对的泾渭分明,公权与私权,宛若一枚硬币的两面,既对立又统一。任何新生事物都需要时间来检验。

我国法定数字货币探索

事实上,促使中国央行研究法定数字货币的直接动因并非比特币,而是焦里币(Giori Digital Money,GDM)。这是一种由私人机构倡导的法定数字货币,其发明者是位于瑞士的Giori公司。作为一家传统的印钞造币公司,Giori公司大胆创新,提出将传统实物货币以及借记卡和电子网络先进技术的功能融为一体,依托全球货币技术标准(Global Standard of Money Technology,GSMT)架构管理全球的数字金融交易,建立一个基于现有纸币系统模式的电子网络,从而推出由中央银行设立和发行的法定数字货币GDM。Giori公司不仅推出了产品,还去一些国家的中央银行(当然包括中国央行)布道。让人惊讶的是,早在2012年该公司就在中国和美国申请了专利。

显然,焦里币遵循的是传统的以中心化为特征的数字货币模式。作为法定数字货币的典型案例,其数字M0和编码的理念深刻影响了中国央行数字货币研究团队。事实上,包括笔者在内的很多早期接触过密码货币的人,一提数字货币就都不约而同地想起了戴维•乔姆的E-Cash。十多年前,笔者在中国科学院研究生院计算与通信工程学院任兼职教授,其间承担《金融信息化》的授课任务,其中一章“电子货币”就专设一节讲授E-Cash系统。因此在笔者参与我国央行法定数字货币的研究之后,除焦里币之外,就是从E-Cash入手,到Mondex,到M-Pesa,到比特币,到游戏虚拟币,到第三方支付……依次爬梳各类典型系统。研究小组曾特别邀请密码学家王小云老师前来授课,彼时小云老师还没有当选为中科院院士。当她亮出授课内容E-Cash时,笔者会心一笑。是的,我们的关注点都不是只盯着比特币。后来小云院士建议研究安全电子交易协议(Secure Electronic Transaction,SET),去年则建议我们研究Zcash。

2017年,研发工作进入新的阶段。经国务院批准,中国人民银行组织相关市场机构开展名为DC/EP(Digital Currency/Electronic Payment)的法定数字货币分布式研发工作。中央银行组织市场共同研发的意义在于,在保障央行货币发行权的前提下,群策群力,充分发挥市场机构的业务优势和创新能力,探索最佳实践。

未来展望之一:基于账户和基于价值

另一个值得关注的现象是,纵览全球,各国开展的法定数字货币实验,大多是不基于账户或者说是基于价值形式的法定数字货币实验。比如加拿大的Jasper项目,实验基于分布式账本技术(Distributed Ledger Technology,DLT)和数字存托凭证(Digital Depository Receipt,DDR)的大额支付系统;新加坡的Ubin项目,评估在分布式账本技术上以数字新元的代币形式进行支付结算的效果;欧洲和日本央行的Stella项目,旨在研究分布式账本技术在金融市场基础设施中的应用,评估现有支付体系的特定功能是否能够在分布式账本技术环境下安全高效地运转。目前看,学术界的热点也大多是基于价值的法定数字货币,亦即央行加密货币的研究。

应该说,以比特币为代表的去中心化数字货币实验为我们的研究提供了一个有益的技术参照。一方面不要硬性把央行数字货币和分布式账本技术捆绑起来,这不是一个必须的选项,央行数字货币并不必然采用区块链技术。另一方面,也不要将金融行业熟悉的账户概念与加密代币、区块链技术对立起来。从演化路径看,央行发行法定数字货币其实是从账户(Account)向央行代币(Token)延伸的过程;而加密代币从公有链到联盟链,再到私有链,则可看作是从代币往账户方向的推进。这里账户与(代)币(Currency or Token)其实是一个不断融合的关系。因此,央行发行法定数字货币,个人以为CBDA(Central Bank Digital Account,央行数字账户)、CBDC(Central Bank Digital Currency,央行数字货币)、CBCC(Central Bank Crypto-Currency,央行加密货币)混合的思路比较稳妥。