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、Business Insider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採訪時表示，“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，不需要網路，也不需要訊號，只要手機有電，兩個手機相互碰一碰就能實現實時轉賬。
而目前支付寶、微信的離線支付是“單離線”：對使用者離線、對商戶線上。其做法是，在支付寶、微信客戶端上生成一段標識碼（通常是二維碼），可以標示該支付寶使用者。商戶獲取該標識碼後，並向支付寶後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，商戶為了確保使用者的支付結果可信賴，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後才認為支付有效。
這種單離線支付尚有一個可信任的機構（支付寶、微信支付）做記賬計算，這個機構可以瞭解離線方賬戶的餘額、信用、以及透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。
根據公開資料，央行數字貨幣的研究始於2016年，其也探索了雙離線支付的辦法。2016年3月，中國人民銀行印製科學技術研究所申請了一項專利“使用數字貨幣晶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徵要求包括：
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.不可重複花費性：數字貨幣只能使用一次，重複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使用者的購買行為聯絡到一起，從而隱藏數字貨幣使用者的購買歷史，但數字貨幣的發行方可跟蹤數字貨幣的使用；
4.不可偽造性：使用者不能偽造假的數字貨幣；
5.公平性：支付過程是公平的，保證要麼雙方交易成功，要麼雙方都沒有損失，防止某一交易方在交易中蒙受損失；
6.相容性：央行數字貨幣系統中的數字貨幣發行流程與流通環節儘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”，後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”支付的實現是透過一種“晶片卡”。根據專利中的描述，交易雙方的離線支付是透過NFC、紅外或者藍芽等近場通訊手段實現。要求交易終端需要數字貨幣晶片卡，晶片卡的形態包括了可視藍芽IC卡、IC卡、手機-eSE卡、手機-安全SD卡、手機-SIM卡等。
這種晶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晶片卡。根據專利的說明，需要有資質的廠商生產這種晶片卡，然後投放到商業銀行及個人終端。
（央行離線支付領卡流程 來源：該專利申請書）
換句話說，央行透過標準統一的晶片，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晶片。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”，據互鏈脈搏瞭解，工商銀行參與到了央行數字貨幣系統的建設中。
工商銀行為了支援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“基於數字貨幣的離線支付方法、終端及代理投放裝置”。
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，既需要支援基於網路的線上支付，又需要支援收付款雙方均處於未連線到網路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體模組，其硬體更多的採用了當下已經存在的可信硬體比如SIM卡。如此便可以不需要升級硬體而大規模鋪開。
據專利說明，其實現方式是向付款終端傳送收款使用者標識、收款使用者公鑰以及收款使用者的數字證書，並接收所述付款終端傳送的付款使用者標識、付款使用者公鑰以及付款使用者的數字證書；如果所述數字證書在有效期內，則接收付款終端傳送的經過付款使用者私鑰簽名的交易資訊，所述交易資訊包括付款使用者支付的離線數字貨幣，所述離線數字貨幣經過所述收款使用者公鑰加密；利用所述付款使用者公鑰驗證所述交易資訊的合法性，並利用所述收款使用者私鑰驗證所述離線數字貨幣的有效性；如果所述交易資訊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傳送的扣款成功通知，登記離線交易記錄，增加賬戶中的離線數字貨幣計數。
（該專利離線支付方法的一種流程圖）
值得注意的是，該專利“透露”了數字貨幣要包含的資訊。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，並透過加密機加密生成數字貨幣加密字串，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“基於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幹網路，使用者輕節點接入區塊鏈主幹網路，透過非對稱加密技術對付款方轉賬資訊進行加密傳輸保障資金安全和通訊安全，由付款方輸入轉賬金額，使用者錢包對使用者資訊、轉賬金額等資訊進行非對稱加密及簽名併傳送到主幹網中進行交易驗證，驗證透過即把交易資訊進行區塊打包加入到區塊鏈中，若干後繼區塊產生後即完成交易，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、時間錯等資訊透過區塊鏈公鑰生成加密資訊以及數字證書，同時可以鎖定簽名資訊、轉賬加密資訊、轉賬簽名資訊、將這些資訊生成付款二維碼。收款方就可以掃碼對上述資訊生成數字簽名。當有網路的時候，上傳到區塊鏈主節點。
（該專利離線支付方法的一種流程圖）
但這種方案多基於二維碼，其使用範圍較前一方案窄。並且此方案需要協同各個銀行節點加入到一個區塊鏈網路中，其系統複雜性也高於方案一。
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，不管最後選擇怎樣的方案，其技術探索也是史無前例的，很可能會成為全球性的標杆。
