新加坡金管局详解目的绑定货币技术白皮书

引言

数字资产是价值的数字化表现形式,包括对金融资产或实体经济资产的所有权。数字资产生态系统有望促进更高效的交易,提高金融包容性,释放经济价值。中央银行数字货币(CBDCs)、代币化银行负债以及受良好监管的稳定币,结合精心设计的智能合约,可以作为这个新数字资产生态系统的交换媒介。

虽然初步试验显示出潜力,但这些新形式的数字货币仍需证明其在实用性上超越了现有的电子支付系统。数字货币的一大优势是支持编程功能,但这仍是一个争议话题。运营商需要确保编程性不会损害数字货币作为交换媒介的能力。应保持货币的单一性,编程性不应限制货币的流通,避免系统内流动性碎片化。

本文提供了目的绑定货币(PBM)概念的技术概述。PBM使货币可以指向特定目的,而无需对货币本身进行编程。PBM采用通用协议,可与不同账本技术和货币形式配合使用。通过标准化格式,用户将能使用自选钱包提供商访问数字货币。本文将在新加坡金管局Orchid项目基础上,描述如何将PBM扩展到更广泛应用场景。

背景和动机

近年来,旨在提高运营效率和用户体验的数字化举措势头显著。但金融领域的数字化工作也面临挑战。

市场扩散和碎片化

支付方案和平台的增多增加了用户采用数字金融服务时的复杂性。例如,支付运营商常为不同方案运行特定分销渠道。将商户纳入专有平台很耗资源。同时,与其他平台集成会增加商户运营负担,需培训员工处理不同支付方案。

私人独立努力试图将这些方案整合到单一平台,以简化用户体验。但这些努力需确保在所有方案中开放和互操作。这些平台不应仅限于生态系统内的消费者和商家使用。互操作支付系统将提供更大灵活性,为企业和消费者带来无缝支付体验。

货币编程性和可替代性

与传统基于账户的账本系统不同,数字货币可将独特属性编程到个别承载资产,并决定如何使用数字货币。但直接在数字货币上实施编程逻辑会改变其交换媒介属性和接受度。虽然这扩展了数字货币功能,但如果使用条件多样且动态,会限制数字货币作为交换媒介的使用。每次需要新条件或用例时,还需对所有流通中的数字货币重新编程。

另一种方法是数字货币发行者提供多版本数字货币,每个都有不同编程逻辑。但这可能不实际,因为这些数字货币不能互换,会导致市场流动性碎片化。为理解如何保持数字货币可替代性,使其可自由交换,本文研究了不同编程模型。

编程模型

可编程支付指一旦满足预定义条件,就自动执行支付。例如,可定义每日消费限额或定期支付,类似直接扣款和常规订单。可编程支付通常通过设置数据库触发器或API网关实现,位于会计账本和客户端应用之间。这些编程接口与传统账本交互,根据编程逻辑调整银行账户余额。

可编程货币指在价值存储内部嵌入规则,定义或限制其使用。例如,可定义规则使价值存储只能发送到白名单钱包,或在完成交易级筛选后转账。可编程货币的实施包括代币化银行负债和中央银行数字货币。与可编程支付不同,可编程货币是自包含的,包含编程逻辑并作为价值存储。当可编程货币转移到另一方时,逻辑和规则也随之移动。

可编程支付的优势在于能定义一套适用于各种货币形式的编程逻辑或条件。可编程货币的优点是自包含,可在各方之间点对点转移条件逻辑。随着全球中央银行、商业银行和支付服务提供商探索不同的CBDC、代币化银行负债和稳定币设计,未来金融格局将更加多样化。因此,需要一个通用框架与不同数字货币交互,并确保与现有金融基础设施互操作。

第三种模型 - 目的绑定货币(PBM),在新加坡金管局Orchid项目初期进行了探索,基于可编程支付和可编程货币的概念和能力。PBM是指定可使用底层数字货币条件的协议。PBM是无记名工具,可点对点转让。PBM包含数字货币作为价值存储,以及基于编程条件标识其用途的编程逻辑。一旦满足条件,数字货币就会释放,再次变得无约束。

这可用PBM作为数字优惠券的例子说明。优惠券附带预定义使用条件集。持有者可将其提供给参与商家,换取商品或服务(可编程支付功能)。某些情况下,优惠券方案条款允许人们之间转让(可编程货币功能)。因此,消费者可购买基于PBM的礼品券,并转让给可能在参与商家使用的其他人。

然而,与普通优惠券不同,PBM限制付款人如何使用PBM,但对收款人没有限制。当消费者用PBM支付购物时,如果满足使用条款,数字货币将从PBM释放并转给商家。此后,商家可无约束地将数字货币用于其他目的(如向供应商付款)。

目的绑定货币

本节将考察PBM的生命周期和构成PBM的不同组件。概述了关键实体及其交互,强调它们在PBM生命周期中的角色。

系统架构概览

PBM协议参考四层模型描述基于数字资产网络的技术栈。网络组件可分为四层:接入层、服务层、资产层和平台层。PBM的编程逻辑可视为一种服务,而数字货币位于资产层。当数字货币被绑定为PBM时,它横跨服务层和资产层。

PBM设计技术中立,旨在跨不同类型账本和资产工作。预计PBM可在分布式和非分布式账本上实现。

接入层

用户通过各种接口与不同服务交互的层。

服务层

提供与数字资产相关的各种服务。通常在资产层之上运行,使用户能管理和利用数字资产。

资产层

支持创建、管理和交换数字资产。

平台层

提供执行、存储和达成交易共识的底层基础设施。

组件

PBM由两个主要组件组成:定义预期用途的包装器;和作为抵押品的底层价值存储。这种设计允许现有数字货币在不改变本地属性的情况下,用于不同目的。一旦PBM用于预期目的,数字货币可无任何条件或限制使用。数字货币发行者保持对数字货币的控制,防止碎片化,确保易于维护。

PBM包装器

以智能合约代码形式实现的PBM包装器,指定底层数字货币可用条件。可编程使PBM只能用于预期目的,如在特定时间段内、特定零售商、预定面额中有效。一旦满足PBM包装器指定条件,底层数字货币将释放并转移到接收者。例如,PBM包装器可实现为ERC-1155多代币智能合约。

数字货币

被PBM绑定的底层数字货币作为PBM抵押。当PBM条件满足时,底层数字货币释放,所有权转移到目标接收者。数字货币必须满足货币功能,即作为良好的价值储存、记账单位和交换媒介。数字货币可以CBDC、代币化银行负债或受良好监管的稳定币形式存在。举例来说,数字货币可以ERC-20兼容的可替换代币智能合约形式实现。

角色与互动

角色作为灵活抽象,可多种方式实现。一个实体可持有多个角色,或一个角色可由不同实体执行。

PBM创建者

负责定义PBM内逻辑,铸造和分发PBM代币。

PBM持有者

持有一个或多个PBM代币。可兑换未过期PBM代币。

PBM兑换者

PBM代币转移时,接收底层数字货币。

生命周期

无论使用何种编程语言或网络协议,PBM设计都有一致的生命周期阶段,确保不同技术实现的兼容性。本节概述PBM预期功能和相关生命周期阶段。

发行

PBM生命周期从发行阶段开始。创建PBM智能合约,铸造PBM代币。数字货币所有权转移到PBM智能合约。数字货币受PBM智能合约约束,可使用ERC-1155或等效方式实现。数字货币使用受PBM智能合约指定条件约束,只有满足所有条件后才会释放。

分发

PBM代币铸造后,由PBM创建者分发给预期实体(即PBM持有者)使用。PBM持有者以包装形式接收PBM代币,只能按PBM创建者设定的原始条件兑换代币。

转移

PBM代币可根据编程规则,以包装形式从一个实体转移到另一个实体。转移阶段可选,取决于用例。政府发放(如学习资助)中,PBM代币可能无法转移给其他公民。商业凭证(如零售商场凭证)中,PBM代币可转移给其他消费者。

兑换

满足PBM指定所有条件后发生兑换。PBM代币解包,底层数字货币代币所有权转移到接收实体。实体可自由使用数字货币代币,使用仅受数字货币发行者指定条件约束。

过期

指PBM中指定条件被明确违反或过期(如过期日期),使PBM代币对PBM持有者永久无法使用。过期PBM代币可聚合并销毁或"焚烧",将底层数字货币退回PBM创建者。或者,PBM可无限期暂停,防止PBM持有者与过期PBM交互。

序列流程

PBM实施可在设计、方法和技术上有所不同。本节探讨一种设计,PBM分为三个部分。此实现中,已为数字货币释放定义以下条件:(1)通过白名单和黑名单进行访问控制;(2)PBM包装器到期日期;(3)PBM代币类型到期日期。

PBM代币管理器

如采用ERC-1155多代币标准,PBM创建者可在同一PBM包装器中创建