姚前是中国证券登记结算有限责任公司总经理、央行数字货币研究所原所长。
编者注：
区块链这个原本主要在IT、金融领域广泛讨论的概念，由于中共中央政治局的集体学习，迅速成为老百姓的高频词和“网红”。中国。 一时间，与区块链相关的概念、技术和产业受到前所未有的关注。
其中，区块链、数字货币、电子支付等概念之间的关系是关注的焦点。 “黄金和白银不是天然的货币，但货币天然就是黄金和白银。” 那么，区块链作为不可篡改、不可伪造的分布式数据库，与数字货币是否也有这种关系呢？ 区块链和数字货币有什么联系？ 未来央行数字货币将朝什么方向发展？
对此，中国证券登记结算有限责任公司总经理、央行数字货币研究所原所长姚前向新京报记者讲述了区块链和数字货币的由来。
1 区块链的密码学起源与演变
现代密码学的革命性突破是解决对称密码算法在大规模信息加密传输中无法普及的问题。 对称密码算法是指加密和解密共用一个密码，也称为单密钥密码算法。
1976年，（）和（）提出将原始密钥拆分为两对密钥，一对密钥用于加密，一对密钥用于解密。 加密密钥是公开的，称为公钥。 解密密钥不能公开。 只有您自己保密，其他人无法得知。 它称为私钥。 例如，如果张三想要向李四发送消息，张三需要使用李四的公钥来加密该消息。 只有李四的私钥可以解密该消息，其他人都无法解密。
1978年，（）、（）和（）提出了RSA密码算法，首次实现了非对称密码算法。 非对称密码算法除了解决开放系统中大规模密钥分发的问题外，还带来了原始对称密码系统所没有的功能，这是非常独特的认证功能。 举个例子，如果张三要给别人发一条消息，张三不仅用对方的公钥对消息进行加密，还用张三的私钥对其进行签名，这样其他人就可以使用张三的公钥验证签名并确定消息。 消息是张三发来的吗？
哈希算法是现代密码学的又一次飞跃。 也称为信息摘要。 最早的SHA哈希算法由美国国家安全局设计，并于1993年发布。2010年，中国国家密码管理局公布了中国商用密码哈希算法标准：SM3密码哈希算法。
与对称加密和非对称加密不同，哈希函数是一种快速收敛的算法。 从输入到输出的计算速度非常快，并且值很快收敛，不需要消耗巨大的计算资源。 然而，从输出到输入逆向工作几乎是不可能的。 。 基于这些优良的特性，哈希函数得到了广泛的应用。 我们习惯的人民币前缀数字可以理解为是通过哈希算法生成的。
在数字货币领域，哈希算法被广泛应用。 例如，哈希算法经常被用作数字货币交易挖掘、交易区块链接、钱包地址压缩生成的工具。
2 数字货币的起源
神秘动物学家一直有一个想法。 既然电子邮件可以加密签名，那么你手上的现金是否可以像邮件一样加密签名在数字信封中，然后从一端发送到另一端呢？ 这就是数字现金最早的想法的由来。
1982年，David Chaum在密码学顶级学术会议USC上发表了论文《不可追踪支付系统的盲签名》。 论文提出了一种基于RSA算法的新的密码协议——盲签名。 利用盲签名构建匿名、不可追踪的电子现金系统，是最早的数字货币理论，也是最早可以实现的实验系统。 得到了学术界的高度认可。
不过，Chaum当时建立的模式仍然是传统的“银行、个人、商家”的中心化模式。 随着交易量的增加，花费的数字货币序列号的数据库将变得越来越大，验证过程将变得越来越困难。
2008年，中本聪发表经典论文《比特币：一种点对点的电子现金系统》，提出了一种新的去中心化电子现金系统。 其核心思想之一是消除对点对点网络交易的需求。 依托单中心，实现点对点交易，同时将已花费的数字货币序列号数据库转换为未花费的数字货币序列号（UTXO）数据库，控制数据规模，使用哈希算法来标记时间并垂直连接。 这样就可以构建一个新的基于全网共识的分布式账本，将通常意义上的中心化记账拆分为大约每十分钟一次的分布式记账。 记账权由全网通过竞争的方式选出。 数据按时间顺序连接并在整个网络中广播。 任何节点都可以同步到网络上的所有记账记录，并且可以投入计算资源参与记账权的竞争。 如果攻击者没有控制全网50%以上的计算资源，就无法攻击这个记账（链接）系统。
通过这样的设计，过去人们跨越万里水山无法进行的点对点交易，现在可以不依赖银行等中介机构，只依靠分布式账本来实现。
3 区块链的创新
从系统架构来看，区块链技术是一种全新的信息网络架构，打通了传统中心化系统的围墙。 每个节点既可以是客户端，也可以是服务器。 这大大增强了C端客户的自主控制能力和在系统中的话语权。
从记账角度来看，它是一种全新的分布式账本技术（DLT），采用了新的记账方式：人人都可以参与，所有参与者共享和共享账本信息，并且可以检测和验证账本信息。 。 与传统账本技术相比，DLT账本技术的优势在于不易伪造、难以篡改、公开透明、可追溯。 审计很容易。 不仅保证多方账本的一致性，还能实时自动完成账本一致性。 持续的。 从技术可行性的角度来看，即时资产负债表准备可能成为可能。
从账户角度来看，这是一个全新的账户体系。 传统上，我们所有的金融服务都是围绕银行账户进行的。 现在，私钥是在本地生成的，并且非常保密。 由此衍生出公钥并转换钱包地址。 您可以自己开户，无需中介，账户体系发生了变化。 这是金融史上一个非常重大的变化。
从资产交易的角度来看，它是一种全新的价值交换技术。 基于这项技术，我们可以创建一种新的金融市场模式：作为信任机器，资产交易可以去中介化。
从组织行为的角度来看，它使有效的分布式协同工作真正成为可能：没有董事会，没有公司章程欧易交易所，没有严格的上下级制度，没有中心化的管理者，大家一起共建共享，这是一个经济活动组织形式上的变化。
从经济学角度看，它创造了一种新的算法经济模式，其特点是去中介化、开放性，强调和尊重市场交易的自愿原则，发挥市场价格的激励协调机制，计划与市场相结合。 该机制的优点在于它是一种更贴近市场的经济模式。
4 区块链的缺点
一是性能问题。 区块链技术的理念之一就是分布式共享，但如果近万个节点要共享数据，速度自然会变慢，效率也不高。 目前，比特币交易至少要等待10分钟，有时甚至超过一个小时，这是很多人无法忍受的。
二是隐私保护。 比特币的整个账本是公开的，隐私保护已成为区块链技术的研究热点。 一些解决方案已经出现，比如采用零知识证明、同态加密等技术手段。
三是安全问题。 目前，智能合约仍处于起步阶段。 一旦出现漏洞，就会受到攻击，可能产生重大风险。 它们的安全性还需要在技术上进一步提高。 形式验证是一种可能的解决方案。 私钥的安全保护是一个至关重要的问题。
四是治理缺失。 当社区面临重大决策事件时，如何让社区参与进来，通过某种机制形成社区意见，最后在区块链上表达出来。
第五是互操作性问题。 区块链作为新一代价值互联网，并没有通用的协议。 它仍然是一个社区自组织模型。 跨链互操作没有统一规范，极大限制了应用创新。
5 区块链技术发展方向
共识协议是区块链的关键技术，其核心指标包括共识协议的健壮性、高效性和安全性。 目前共识协议最大的问题是如何在安全性和效率之间取得平衡。 在保证安全的前提下，提升性能的思路大概有几个：一是新的共识协议； 第二，新的数据结构； 第三，不改变共识协议的系统改进； 第四，硬件和计算能力的提高； 第五，分层分片技术。
现在的链有很多种：公有链、联盟链、私有链。 当不同组织之间发生业务交互时，不同的链如何交互将成为一个大问题。 跨链技术是区块链技术下一步发展的重点。
区块链本身就是一个天然的投票系统。 此前，许多国家的监管机构倾向于将首次代币发行（ICO）中的代币定义为证券。 为此，证券通证的区块链系统需要考虑如何将监管机构提出的合规要求嵌入到系统中。 总体思路是从技术上搭建监管接口，改造公链，建立监管联盟链，为监管机构提供客户身份识别、反洗钱、反恐融资、项目尽职调查、风险评级等监管功能、信息披露、风险监控。
区块链使自主身份成为可能。 它本身可以作为去中心化的公钥基础设施（PKI），使公钥系统更加有用和安全。
区块链技术创造了一种新的隐私保护模式：用户无需转让数据权利，个人数据可以自主掌控。 例如，用户独立生成本地公私钥，通过公钥计算发布有效钱包地址，隔离钱包地址与钱包持有者真实身份的关联，通过控制私钥独立完成区块链网络上的交易。
在数字钱包方面，数字钱包目前正在尝试从简单的钱包服务转向数字资产生态入口，希望获得更大的市场份额并开发更丰富的资产管理服务，主要包括资产管理、资产交易、信息聚合、DApp分发等和其他方向。 随着数字资产行业的不断发展和生态系统的不断完善，数字钱包的场景功能将变得越来越重要。 其未来发展重点关注三个方面：一是保证钱包服务的安全性、开放性和便捷性； 二是围绕资产增值需求打造数字资产管理平台，为用户提供多种金融产品，提高用户转化率； 三是打通数字资产与现实世界的连接，丰富数字资产应用场景，构建数字资产生态系统。
基于智能合约的自组织商业应用将有助于提升区块链技术的价值，扩大可编程经济模型的范围和范围。 对于智能合约的应用，一方面需要从技术层面保证其安全性； 另一方面，其合规性需要从法律层面予以明确。 由于智能合约天然具有确定性，不具备普通合约的灵活性和可选性，因此在特定场景下，需要建立允许代码暂停或终止的干预机制。
在与其他技术的融合方面，经常提到的云计算、大数据、人工智能、区块链技术等本质上都是“算法+数据”的体现，它们的融合是必然的。 例如，在资产证券化的背景下，底层资产的信息需要不断公开，还需要实现大规模的分布式文件存储。 区块链技术可以通过交易签名、共识算法和跨链技术来保证交易各方分布式账本的一致性，从而在保证交易后台真实性的基础上自动实时完成信息披露，从而实现一致记账账目一致，账目一致，大大提高了可交易产品的信用等级，显着降低了成本。 将区块链技术与分布式文件系统、大数据分析、云计算、人工智能等相结合是未来发展的重要方向。
加密货币与第三方支付的 6 个区别
支付宝的数据传输过程是加密的，但并不意味着它是加密货币。 两种账户系统之间存在根本差异。 如果把支付宝的技术比作4G，那么通过加密货币进行支付更像是5G。
就普惠金融而言，当前的支付体系是多级账户体系以及相应的专用信息传输通道。 成本巨大，尤其是跨境支付，导致金融服务收费和门槛较高，金融发展严重失衡，损害金融服务。 包括的。 同时，支付机构实际上控制着用户的支付流程，其封闭的体系和商业竞争可能会限制和影响用户自主选择的权利。 通过加密货币支付，节省了“铺路架桥”的成本，并且不受传统账户体系和封闭私人网络的限制。 它直接重用现有的互联网基础设施。 任何有互联网连接的人都可以参加。 所有相关方在技术上都是等效的。
在用户隐私保护方面，第三方支付属于传统中心化模式。 个人无法完全控制自己的数据。 中心节点很容易滥用用户数据并成为攻击目标。 风险一旦爆发，将对个人和平台造成巨大伤害。 5000 万用户的数据遭到泄露。 然而，区块链技术创造了一种不依赖中心、多方共享环境、基于密码学、用户自主可控的隐私保护新模式。 数据不存储在第三方组织的单点，而是由用户独立可控地处理。 个人数据是匿名的，无需转让数据权利。 换句话说，用户可以独立控制数据对谁透明、透明程度以及是否可追踪。
7 央行数字货币未来发展方向
Libra不是简单地复制比特币和比特币，也不是简单地模仿支付宝，而是推出了新的概念，表明真正代表未来技术发展方向的数字货币很可能不仅吸收了先进成熟的数字货币技术，而且还具有合理性。传统货币长期演变的内涵是继承下来的。
我认为央行加密货币（CBCC）是央行数字货币研发的重要方向之一。 我国央行的研究起点是CBCC。 过去十年欧易交易所，数字技术在支付、清算和结算领域取得了重要的新发展。 加密货币代表了这一浪潮的前沿。
中国法定数字货币的雏形概念可以在笔者2016年写的一篇文章中看到，文章提到要充分吸收和学习国际先进成熟的知识和经验，深入剖析数字货币的核心技术。 一方面从理论出发，梳理国内外学术界关于加密货币的研究成果，构建我国法定数字货币的理论基础； 另一方面，从实际出发，对运行中的各种典型电子、数字货币系统进行深入研究。 分析并构建中国法定数字货币的基本原型。
目前各国开展的央行数字货币实验，如加拿大央行项目、新加坡金管局Ubin项目、欧洲央行和日本央行项目等，大多是基于区块链技术的加密数字货币实验，但仍仅限于批发（机构）终端）应用场景。 这是因为央行一直被认为不擅长零售业务。 人们担心，当数字货币发行并向公众流通时，央行可能面临巨大的服务压力和成本。
我们的数字货币原型系统探索了区块链的应用，但并不完全依赖该技术。 设计上，利用分布式账本不可篡改、不可伪造的特点，构建基于区块链的CBCC权威确认账本，通过互联网向外界提供查询服务，相当于一张网络“货币探测器”。 这种设计不仅对核心发行登记账本与外界进行了隔离和保护，而且利用分布式账本的优势，提高了确权查询系统和数据的安全可信性。 另一方面，交易处理仍然由传统分布式架构的发行登记系统完成，分布式账本仅用于提供外部查询访问。 交易处理子系统和确认查询子系统分离，采用不同的技术路线，可以有效避免现有分布式账本中交易处理的性能瓶颈。
同时，原型系统还采用了“主/分行双层账本结构”，既减轻了央行的压力，又保证了央行的整体控制能力。
目前学术界的热门话题大多是基于区块链技术的央行加密货币研究。
8 Libra与各国央行数字货币对比
虽然都使用了加密货币技术，但技术路线相似。 但发行主体、技术平台、可追溯性、匿名性、与银行账户耦合程度、是否支持资产发行等方面存在差异。
从货币层面来看，央行货币处于M0水平，银行存款等传统信用货币处于M1、M2水平，Libra处于更高的货币水平。 最新统计数据显示，我国M0与M2的比例约为4%。 与数字M0相比，数字M1、M2...Mn更富有想象力。
从创新角度来看，央行数字货币实验基本上是一个相对隐秘的“曼哈顿”项目。 这种方式可能无法满足现代开源开放社区的发展需求。
Libra项目的代码按照.0标准开源。 任何人都可以按照开源协议标准查看、复制和部署Libra底层源代码，也可以根据自己的想法提交修改开源代码的建议。 一旦获得 Libra 协会批准，修改将纳入生产系统。 根据开源社区十年来的运营经验，这种开放、众智的方式充分体现了绝大多数参与者的利益，保证了项目的凝聚力，促进其快速发展壮大，也充分促进了项目的发展和壮大。技术体系和市场需求。 这种匹配和整合最终将培育出一个技术先进、市场认可的数字货币生态系统。
任何数字货币都必须经过市场的考验和竞争。
新京报记者 张树新 程伟淼
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