新加坡金融管理局詳解目的綁定貨幣技術白皮書

引言

數字資產是價值的數字化表現形式,如對金融資產或實體經濟資產的所有權。數字資產生態系統有潛力促進更高效的交易,提高金融包容性,解鎖經濟價值。中央銀行數字貨幣、代幣化的銀行負債以及受良好監管的穩定幣,再加上一套精心設計的智能合約,可以作爲這個新數字資產生態系統的交換媒介。

盡管初步試驗顯示出潛力,但這些新形式的數字貨幣仍需證明其實用性超越了現有電子支付系統。數字貨幣的一大優勢是支持編程功能,但這仍是一個爭論的話題。運營商需要確保編程性不會損害數字貨幣作爲交換媒介的能力。應保持貨幣的單一性,編程性不應限制貨幣的分發,避免系統內流動性的碎片化。

本文提供了目的綁定貨幣(PBM)概念的技術概述,它使貨幣可以被指向特定目的,而無需對貨幣本身進行編程。PBM採用通用協議,設計用於與不同帳本技術和貨幣形式配合使用。通過標準化格式,用戶將能夠使用他們選擇的錢包提供商訪問數字貨幣。本文將在新加坡金融管理局Orchid項目基礎上,描述如何將PBM概念擴展到更廣泛的應用場景。

背景和動機

近年來,旨在提高運營效率和提升用戶體驗的數字化舉措已取得顯著勢頭。然而,金融領域的數字化工作並非沒有挑戰。

市場的擴散和碎片化

支付方案和平台的增多增加了用戶在採用數字金融服務時可能面臨的復雜性和挑戰。支付運營商經常爲不同方案運行具有不同特點的分銷渠道。讓方案所有者將商戶納入專有平台耗費資源。同時,向其他平台集成會增加商戶的運營成本,需要培訓零售員工處理不同的支付方案。

私人、獨立的努力試圖將這些計劃整合到單一平台,以簡化用戶體驗,實現數字化潛力。然而,這些努力需要進一步確保在所有計劃中開放和互操作。這些平台不應僅限於訂閱其生態系統的消費者和商家使用。互操作支付系統將爲企業和消費者提供更大的靈活性和無縫支付體驗。

貨幣的編程性和可替代性

與傳統基於帳戶的帳本系統不同,數字貨幣提供了將獨特特性編程到個體承載資產中,並決定如何使用數字貨幣的可能性。然而,直接在數字貨幣上實施編程邏輯會修改其作爲交換媒介的屬性和接受度。雖然這種方法擴展了數字貨幣功能,但如果使用條件多樣且動態,就會限制數字貨幣作爲可行交換媒介的使用。它還需要在每次需要新條件或用例時,對所有流通中的數字貨幣進行重新編程。

另一種方法是數字貨幣發行者提供多個版本的數字貨幣,每個貨幣都有不同的編程邏輯。然而,這種方法可能不實用,因爲這些數字貨幣不能互相替換,會使市場的流動性碎片化。爲了理解如何保持數字貨幣的可替代性,本文研究了不同的編程模型。

編程模型

可編程支付指一旦滿足預定義條件就自動執行支付。例如,可以定義每日消費限額或定期支付,類似於直接扣款和常規訂單。可編程支付通常通過設置數據庫觸發器或API網關實現,位於帳本和客戶端應用程序之間。這些編程接口與傳統帳本互動,根據編程邏輯調整銀行帳戶餘額。

可編程貨幣指在價值存儲本身內部嵌入規則,定義或限制其使用的可能性。例如,可以定義規則使價值存儲只能發送到白名單錢包,或在完成交易級別篩選後轉帳。可編程貨幣的實施包括代幣化的銀行負債和中央銀行數字貨幣。與可編程支付不同,可編程貨幣是自包含的,包含編程邏輯並作爲價值存儲。當可編程貨幣被轉移時,邏輯和規則也被移動。

可編程支付的優勢在於可以定義一套應用於各種貨幣形式的編程邏輯或條件。同時,可編程貨幣具有自包含性,可以進行點對點的條件邏輯轉移。隨着全球金融機構探索不同的數字貨幣設計,預計未來金融格局將更加多樣化。因此,需要一個通用框架來與不同形式的數字貨幣互動,並確保與現有金融基礎設施的互操作性。

第三種模型 - 目的綁定貨幣(PBM),在新加坡金融管理局Orchid項目初期進行了探索,它基於可編程支付和可編程貨幣的概念和能力。PBM是指定使用底層數字貨幣條件的協議。PBM是無記名工具,可以點對點轉讓。PBM包含數字貨幣作爲價值存儲,以及基於編程條件標識其用途的編程邏輯。一旦滿足條件,數字貨幣就會被釋放,變得無約束。

這可以用PBM作爲數字優惠券的例子來說明。優惠券附帶預定義的使用條件集。持有者可以在參與商家處使用優惠券換取商品或服務(可編程支付功能)。在某些情況下,優惠券方案允許人們之間進行轉讓(可編程貨幣功能)。因此,消費者可以購買基於PBM的禮品券,並將其轉讓給可能在參與商家處使用的人。

然而,與普通優惠券不同,PBM限制了付款人如何使用PBM,但對收款人沒有限制。當消費者使用PBM支付時,如果滿足使用條款,數字貨幣將從PBM中釋放,並轉給商家。此後,商家可以無約束地將數字貨幣用於其他目的(如向供應商支付)。

目的綁定貨幣

本節考察PBM的生命週期和構成PBM的不同組件。概述了關鍵實體及其交互,強調它們在PBM生命週期中的角色。

系統架構概覽

PBM協議參考了四層模型來描述基於數字資產網路中使用的技術棧。網路組件可分爲四個不同層:接入層、服務層、資產層和平台層。PBM的編程邏輯可視爲服務層,而數字貨幣位於資產層。當數字貨幣被綁定爲PBM時,它橫跨服務層和資產層。

PBM的設計是技術中立的,旨在跨不同類型的帳本和資產工作。預計PBM可以在分布式和非分布式帳本上實現。

接入層

接入層是用戶通過各種接口與不同服務進行交互的層。

服務層

服務層提供與數字資產相關的各種服務。它通常在資產層之上運行,使用戶能夠管理和利用數字資產。

資產層

資產層支持創建、管理和交換數字資產。

平台層

平台層提供執行、存儲和達成交易共識的底層基礎設施。

組件

PBM由兩個主要組件組成:定義預期用途的包裝器;和作爲抵押品的底層價值存儲。這種設計允許現有數字貨幣在不改變其本地屬性的情況下,被部署用於不同目的。一旦PBM被用於預期目的,數字貨幣可以在沒有任何條件或限制的情況下使用。數字貨幣發行者保持對數字貨幣的控制,防止了碎片化,確保了易於維護。

PBM包裝器

以智能合約代碼形式實現的PBM包裝器,指定了底層數字貨幣可用的條件。PBM包裝器可以被編程,以使PBM只能用於預期目的,例如在特定時間段內、特定零售商、預定面額中有效。一旦滿足PBM包裝器中指定的條件,底層數字貨幣將被釋放並轉移到接收者。例如,PBM包裝器可以實現爲ERC-1155多代幣智能合約。

數字貨幣

被PBM綁定的底層數字貨幣作爲PBM的抵押。當PBM的條件得到滿足時,底層數字貨幣被釋放,所有權轉移到目標接收者。數字貨幣必須滿足貨幣的功能,即作爲價值的良好儲存、記帳單位和交換媒介。數字貨幣可以以中央銀行數字貨幣、代幣化銀行負債或受到良好監管的穩定幣的形式存在。舉例來說,數字貨幣可以以ERC-20兼容的可替換代幣智能合約的形式實現。

角色與互動

角色作爲一種靈活的抽象,可以以多種方式實現。一個實體可以持有多個角色,或者一個角色可以由不同實體執行。

PBM創建者

此實體負責定義PBM內的邏輯,鑄造和分發PBM代幣。

PBM持有者

此實體持有一個或多個PBM代幣。該實體可以兌換未過期的PBM代幣。

PBM兌換者

當PBM代幣被轉移時,此實體會收到底層的數字貨幣。

生命週期

無論使用的編程語言或網路協議如何,PBM的設計都有一致的生命週期階段,確保在不同技術實現中的兼容性。本節提供了PBM的預期功能和相關生命週期階段的概述。

發行

PBM生命週期從發行階段開始。在這裏,創建了PBM智能合約,並鑄造了PBM代幣。數字貨幣的所有權被轉移到PBM智能合約。數字貨幣現在受到PBM智能合約的約束,這可以使用ERC-1155或等價物來實現。數字貨幣的使用受到PBM智能合約中指定的條件的約束,並且只有在滿足所有條件後才會被釋放。

分發

在PBM代幣鑄造後,它們由PBM創建者分發給預期的實體(即,PBM持有者)進行使用。PBM持有者以其包裝形式接收PBM代幣,並且只能按照PBM創建者設定的原始條件兌換代幣。

轉移

在此階段,PBM代幣可以根據其編程規則,以其包裝形式從一個實體轉移到另一個實體。轉移階段是可選的,取決於用例。在政府發放(例如,學習資助)中,PBM代幣可能無法轉移到其他公民。而在商業憑證(例如,零售商場憑證)中,PBM代幣可以轉移到其他消費者。

兌換

在滿足PBM中指定的所有條件後,會發生兌換階段。此時,PBM代幣被解包,底層數字貨幣代幣的所有權轉移到接收實體。實體可以自由使用數字貨幣代幣,其使用僅受數字貨幣發行者指定的條件約束。

過期

過期階段指的是在PBM中指定的某個條件被明確違反或過期(例如,過期日期)的情況,使PBM代幣對PBM持有者永久無法使用。過期的PBM代幣可以被