區塊鏈:如何支持數字貨幣的雙離線支付：央行和工商銀行準備了三套方案

文丨互鏈脈搏

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中國央行數字貨幣漸行漸近。包括IDC、BusinessInsider等機構都判斷中國央行數字貨幣2020年發行。2月17日，中國銀行前行長李禮輝近期在接受中國日報采訪時表示，“在當前防控疫情的情況下，數字貨幣應該可以加快發行。”

去年Libra白皮書的出爐，某種程度上促成了央行數字貨幣加快研發。2020年開年，就連美聯儲、日本央行、歐洲央行都在考慮數字貨幣，相互的競爭可能會加快國家間數字貨幣的發行。

然而，擺在央行數字貨幣前面的一個技術難題就是“雙離線支付”，相比Libra或者其他國家已經發行、正在研發的數字貨幣，中國央行數字貨幣是唯一明確要求“雙離線支付”。互鏈脈搏查詢專利發現，央行曾提出過一套方案。工商銀行也為央行數字貨幣雙離線支付準備了兩套方案，一個用區塊鏈，另一個不用。

央行的雙離線支付

中國人民銀行支付結算司副司長穆長春在《科技金融前沿：Libra與數字貨幣展望》課程中提到，央行數字貨幣能夠像紙鈔一樣實現“雙離線支付”，即在收支雙方都離線的情況下仍能進行支付，未來只要兩個人都安裝了央行數字貨幣的數字錢包，不需要網絡，也不需要信號，只要手機有電，兩個手機相互碰一碰就能實現實時轉賬。

Coinbase Wallet推出交易模擬功能，可了解智能合約代碼如何處理加密資產:金色財經報道，據 Coinbase Wallet 社交媒體賬戶透露，Coinbase Wallet 已推出交易模擬功能，通過自動模擬兼容 EMV 網絡上授權交易時將執行的代碼，用戶可以了解哪些資產將離開自己的錢包，以及收回相關資產的近似估值。Coinbase 表示，該功能的主要目的是讓用戶清楚地了解區塊鏈應用程序或智能合約將如何處理他們的加密資產。[2022/11/21 7:52:42]

而目前支付寶、微信的離線支付是“單離線”：對用戶離線、對商戶在線。其做法是，在支付寶、微信客戶端上生成一段標識碼，可以標示該支付寶用戶。商戶獲取該標識碼后，并向支付寶后臺申請在該標識碼對應的支付寶賬戶中扣款。

支付寶、微信支付這種單離線支付，商戶為了確保用戶的支付結果可信賴，必須要自己的終端或者系統從支付公司獲得支付結果，而不能以消費者的支付結果憑證作為結論。以傳統POS業務舉例，商戶必須要看到POS機打出支付成功單據后才認為支付有效。

Curve社區討論如何分配Synthetix跨資產交易費:根據YFI創始人Andre Cronje此前發布的鏈接，在Curve用900萬USDT兌換895.3萬枚sUSD，隨后利用這些sUSD在Synthetix交易所完成交易，獲得6689.94枚sETH。有社區成員指出，26859美元的費用收入將分配給Synthetix（SNX）質押者。

Curve團隊成員向社區征求意見，Curve跨資產互換將Synthetix作為橋梁，Synthetix將小部分交易費返給Curve，如何分配這些費用？其中列出四個選項：veCRV持有者、LP、兩者都分配、兩者都不分配。[2021/1/21 16:41:10]

這種單離線支付尚有一個可信任的機構做記賬計算，這個機構可以了解離線方賬戶的余額、信用、以及通過另一連線方獲取實時的交易行為，在相對安全的情況下促成交易的完成。

而雙離線支付是點對點的支付，雙方如何達成信任，其難度驟然提升。

紙幣時代，紙幣造假層出不窮，相比紙幣，數字貨幣就是一串數字，更容易偽造，如果不能夠解決雙離線支付的安全性問題，那央行數字貨幣發行將出現問題。

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根據公開資料，央行數字貨幣的研究始于2016年，其也探索了雙離線支付的辦法。2016年3月，中國人民銀行印制科學技術研究所申請了一項專利“使用數字貨幣芯片卡進行離線支付的方法及系統”。

4年前的央行就提出了數字貨幣雙離線的特征要求包括：

1.安全性：能防止商務中的任意一方更改或非法使用數字貨幣；

2.不可重復花費性：數字貨幣只能使用一次，重復花費能被容易地檢查出來；

3.可控匿名性：銀行和商家相互勾結也不可能跟蹤數字貨幣的使用，要求系統無法將電子現金的用戶的購買行為聯系到一起，從而隱藏數字貨幣用戶的購買歷史，但數字貨幣的發行方可跟蹤數字貨幣的使用；

聲音 | 微軟李國平：應用區塊鏈技術應多思考如何賦能、少談顛覆:據經濟觀察網12月6日消息，微軟中國金融行業總監李國平表示，第一，今天應用區塊鏈技術，應該多思考如何賦能，少談顛覆。他認為其實在從傳統業態向數字生活，數字經濟邁進的過程中，有很多行業場景存在痛點和短板，在整個信息化進程中如何補足現有實體經濟中的這些問題，賦能現有業務，提高效率，降低成本，是區塊鏈應用最應該思考的問題；第二，科技向善。今天的區塊鏈技術、人工智能技術等，公眾是存在認知差的。出現了認知差，就存在炒作的空間，就可能有泡沫，還包括新技術濫用數據等問題。因此在應用新的技術時，要在態度上端正，敬畏監管，敬畏客戶，敬畏可持續發展，這樣才能走的更遠，更穩；第三，從網絡效應原理來看，網絡是越大價值越大。從最早的局域網到以太網到現在整個互聯的世界，網絡的效應是需要擴大的。因此今天談公有鏈，鏈與鏈之間有沒有標準？全球有沒有標準？中國有沒有標準？很多企業資產能不能鏈互鏈？思考和解決這些問題，有助于區塊鏈的應用范圍和價值的擴大。[2019/12/7]

4.不可偽造性：用戶不能偽造假的數字貨幣；

聲音 | 奧斯汀市雇員退休制度CIO：應關注加密資產如何適應現有的投資組合:據coindesk消息，今日在彭博社舉辦的Institutional Crypto會議上，美國德州奧斯汀市雇員退休制度首席投資官（CIO）David Veal表示：“我不確定加密資產是否需要被定位為可替代資產，我們應該看看它如何適應現有的投資組合。加密資產可以通過使如此多事物獲得流動性來消除非流動性。我們的投資組合多樣化正慢慢受到侵蝕，而加密可以帶來回報。”[2018/10/16]

5.公平性：支付過程是公平的，保證要么雙方交易成功，要么雙方都沒有損失，防止某一交易方在交易中蒙受損失；

6.兼容性：央行數字貨幣系統中的數字貨幣發行流程與流通環節盡可能參照實物貨幣發行與流通。

2019年開始，央行數字貨幣的特點陸續對外披露，都不外乎上述要求。值得注意的是，此專利的發明牽頭人是“姚前”，后來擔任央行數字貨幣研究所所長，現任證監會科技監管局局長。

但是在此專利中，“雙離線”支付的實現是通過一種“芯片卡”。根據專利中的描述，交易雙方的離線支付是通過NFC、紅外或者藍牙等近場通訊手段實現。要求交易終端需要數字貨幣芯片卡，芯片卡的形態包括了可視藍牙IC卡、IC卡、手機-eSE卡、手機-安全SD卡、手機-SIM卡等。

這種芯片卡具有驗證數字貨幣真偽、交易合法性等功能。應該是一種加密的，具有強大抗破解能力的芯片卡。根據專利的說明，需要有資質的廠商生產這種芯片卡，然后投放到商業銀行及個人終端。

換句話說，央行通過標準統一的芯片，建立了一套離線支付體系。但這個成本也是巨大的，即要求所有的支付節點都要安裝這個芯片。這可能是該方法現在沒有采用的原因。

但央行數字貨幣的原則卻一直沒有改變。

工行的雙離線支付的兩套方案

如今，央行數字貨幣已經快要“寶劍出鞘”，據互鏈脈搏了解，工商銀行參與到了央行數字貨幣系統的建設中。

工商銀行為了支持央行數字貨幣雙離線支付，準備了兩套方案。2018年10月，工商銀行申請了一項專利“基于數字貨幣的離線支付方法、終端及代理投放設備”。

根據這項專利的說明，其發明背景就是：“中國人民銀行大力推進數字貨幣的研究和發展，以加快數字貨幣進入流通領域，數字貨幣作為未來支付方式中的生力軍，既需要支持基于網絡的在線支付，又需要支持收付款雙方均處于未連接到網絡的離線狀態下的離線支付。”

工商銀行的這個專利構建了一套完整的雙離線支付方案，其主要實現更多來自軟件模塊，其硬件更多的采用了當下已經存在的可信硬件比如SIM卡。如此便可以不需要升級硬件而大規模鋪開。

據專利說明，其實現方式是向付款終端發送收款用戶標識、收款用戶公鑰以及收款用戶的數字證書，并接收所述付款終端發送的付款用戶標識、付款用戶公鑰以及付款用戶的數字證書；如果所述數字證書在有效期內，則接收付款終端發送的經過付款用戶私鑰簽名的交易信息，所述交易信息包括付款用戶支付的離線數字貨幣，所述離線數字貨幣經過所述收款用戶公鑰加密；利用所述付款用戶公鑰驗證所述交易信息的合法性，并利用所述收款用戶私鑰驗證所述離線數字貨幣的有效性；如果所述交易信息合法且所述離線數字貨幣有效，則通知所述付款終端扣款；當接收到所述付款終端發送的扣款成功通知，登記離線交易記錄，增加賬戶中的離線數字貨幣計數。

值得注意的是，該專利“透露”了數字貨幣要包含的信息。專利說明指出，數字貨幣的代理會負責生成幣編號、面值、幣種、單位、版本號、前手幣編號、代理投放機構標識、數字簽名等要素組裝，并通過加密機加密生成數字貨幣加密字符串，即為數字貨幣。

除了這套方案外，2019年8月，工商銀行申請了另一項離線支付的專利“基于區塊鏈的離線支付系統及方法”。

此方案和前述方案最大的不同是使用到了區塊鏈。其做法是：由各銀行主節點組成區塊鏈主干網絡，用戶輕節點接入區塊鏈主干網絡，通過非對稱加密技術對付款方轉賬信息進行加密傳輸保障資金安全和通信安全，由付款方輸入轉賬金額，用戶錢包對用戶信息、轉賬金額等信息進行非對稱加密及簽名并發送到主干網中進行交易驗證，驗證通過即把交易信息進行區塊打包加入到區塊鏈中，若干后繼區塊產生后即完成交易，可達到防篡改的目標，從而達到了現實世界中離線快捷支付。

具體來說就是錢包地址、轉賬金額、約定隨機數、時間錯等信息通過區塊鏈公鑰生成加密信息以及數字證書，同時可以鎖定簽名信息、轉賬加密信息、轉賬簽名信息、將這些信息生成付款二維碼。收款方就可以掃碼對上述信息生成數字簽名。當有網絡的時候，上傳到區塊鏈主節點。

但這種方案多基于二維碼，其使用范圍較前一方案窄。并且此方案需要協同各個銀行節點加入到一個區塊鏈網絡中，其系統復雜性也高于方案一。

中國央行數字貨幣雙離線支付，能夠惠及更廣大的人群，適用更多的場景，不管最后選擇怎樣的方案，其技術探索也是史無前例的，很可能會成為全球性的標桿。

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