基于批发数字法币(W-CBDC)的支付系统架构: Fnality白皮书解读(上)

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导读

在2018年时,大家都在注意数字代币的价值,到了2019年,大家又把注意力放在摩根大通银行稳定币和脸书Libra上,尤其是自Libra发布白皮书后,世界各地大多数人都在研究Libra,与此同时,世界许多央行也都在研究数字法币(CBDC),有的还宣布要发行数字法币,包括中国央行。但是有一种稳定币,出来时轰动世界,但是很快就悄无声息了,因为Libra影响太大,盖过了这种稳定币。但事实上,这是一个由多国央行研究了3年之久的计划,这就是USC(Utility Settlement Coin)稳定币,由英国Fnality公司发行。

如果对Fnality不熟悉,可以参考“基于批发的CBDC数字货币重建全球金融体系”一文[1],Fnality公司预备发USC, 包括数字美元、欧元、日元、英镑、加拿大币(注意没有人民币)。

今天对数字法币有兴趣的人应该先研究USC,而不是Libra,因为USC是英国Fnality团队长期跟包括英国央行、瑞士央行、加拿大央行和新加坡央行等多个央行和银行讨论和研究得到的结果,基于多家央行研究结果的基础。不论您是否同意他们的主张,都可以有所借鉴。本文就是USC白皮书的译稿,为方便读者理解,我们还加了很多注释。由于白皮书内容是基于多国央行3年研究结果,内容丰富,里面许多设计思想如果没有足够相关背景知识,很难明白一些设计原理,所以注解多,白皮书以2次发布。

这份白皮书是由Fnality公司发布的,给我们提供了许多新的想法。白皮书从英国央行、加拿大央行、新加坡央行在2018年发布的跨境支付研究报告(以下简称3国央行报告)中吸收了大量知识。3国央行报告提到现在金融系统的痛点和造成它们的根本原因 (Root Causes), 以及这些痛点的解决方案。

该白皮书同样看好区块链,认为区块链是现在金融科技一大创新,但不同于以前一些报告只在做宣传,它提出了产业痛点和解决方案,指出这些解决方案能够加速支付交易,节省大量开支,以及增强政府监管。

本白皮书提出一个跨国的稳定币(USC),但是同时又有各国法币的身份证,建立一个跨央行的资金池,提供央行和央行之间、央行和银行之间的良性交互机制。这样的交互机制可以在金融危机的时候,阻止一个国家的金融危机传到另外国家;在平时也可以支持货币流通性。这点是笔者在2016年初和一位英国银行家拜访中国银行时讨论的一个重要话题,该银行家说金融危机发生时,他在某国央行里任职,当时他们央行非常着急,其他央行也很着急。可是当时没有这个机制,以至于他们亲眼看到一国的金融危机,传递给第2个国家,再传给第3个国家……这样一直传到世界各地,而没有办法阻止。可惜当时我们的提议没有被采纳。

今天这一问题在一些地区仍然存在,甚至比2016年时更加严重。所以这样的机制对央行而言非常重要,而Fnality提供这样的机制。这点是Libra不能提供的。

本白皮书提出在交易所使用同一种货币(稳定币),而不是多个货币,使跨境交易速度加快。并且使用共享的资金池,而由参与央行支持,等于建立一个虚拟的跨国交易银行。这样即使一些央行或是银行没有开门,跨境交易还是可以进行,一年365天运行,一天24小时交易,没有休息,而且是在参与国金融监管下进行。Fnality认为这种稳定币符模型合国际货币基金组织(IMF)提出的央行和民间合作建立的合成数字法币(sCBDC)模型,也是多国央行认可的批发数字法币模型。这样的批发数字法币也是和商业银行合作完成。以后这可以开放给非银行机构。

本白皮书大多谈论支付交易设计,实际系统设计没有公开,但是从白皮书简单的叙述中,已经可以看出Fnality系统的设计。这一设计很有智慧,但是也使得现在支付流程有非常大的改变。就好像以前是马车,现在是汽车,城市交通规划必定会大变。

白皮书没有作者姓名,以公司名义发布。发布时间为2019年6月。

介绍

展望未来,想象一下2029年您将负责银行的现金和流动性管理。

作为现金和流动性经理,您在该行业已经工作了25年或更长时间,经历过金融危机,参与了许多优化项目,理顺公司间结算,合理化往来账户,处理臭名昭著的互换问题。多年来,您一直寄予许多希望、梦想和雄心来改变您所处的复杂世界,创造一个简单高效的运营环境,提供即时的现金和流动性管理信息。

您早上走进来,看到墙上的大屏幕显示了您所操作的每一种货币上的现金余额。除此之外,还显示了以每种货币进行的所有交易和结算的进度。

无论是货币市场交易、长期存款还是证券结算,每种货币只有一个往来账户余额来管理您的全部支付需求。作为现金和流动性经理,您会立即注意到,您需要美元资金来完成今天的所有交易。在您的交易屏幕上,您可以看到隔夜美元交易的一个可接受的价格,在不到一分钟的时间里,这笔交易的近端(Near-leg)已经结算。您的现金流预期和结算实现将接近零,并消除了您的信用风险。您的屏幕显示您的较高的和较低的结算余额。

如果读者不细心的话,可能没有发现这白皮书一开始就提出一个想法,“每种货币只有一个往来账户余额来管理您的全部支付需求”。这背后的意义惊人,这将使现在银行交易流程发生改变,也造成系统设计和传统系统非常不同,并且和现在许多区块链应用架构不一样。这会对系统性能有所影响,后面我们将具体分析。

展望未来10年需要一点想象力,从这么长远的角度,提醒我们变革并非一蹴而就。作为未来结算环境的一部分,我们需要的创新已经来了或近在咫尺。代币化(Tokenisation)(第2章)已在进行中,第3章解释了USC(一种“公用事业结算币”)的工作原理,充分理解了新数字交易所(第4章)的潜力。事实上,正如我们所说,USC项目参与了与现有交易所组织就实现这一机会进行的持续讨论。我们有一个非常明确的愿景,希望USC在数字空间成为普遍的支付手段(第5章)。我们知道交易银行或代理银行将如何演变(第7章和第10章)。各国央行和监管机构也可以发挥作用,改变货币流通规则。我们非常清楚需要更广泛的能力,可以持有隔夜USC(第8章和第9章)。

金融服务业对GDP贡献巨大。麻省理工学院的加里·根斯勒(Gary Gensler)最近在Coindesk上发表的一篇文章中正确地指出,如果这一行业占GDP的7.5%,那么它的效率对普通人来说是多么的重要。

金融平台上的DLT和USC有可能成为金融市场领域的颠覆性技术,重塑端到端流程,带来新的经济协调方式。我们相信这是一次激动人心的重要旅程。

代币化列车已经离开车站

“到2030年,数字化将使大多数传统金融公司变得无关紧要”。这是最近Gartner调查报告的一个标题。在所有行业里,分布式账本技术(DLT)和代币化(Tokenisation)被视为未来技术解决方案的一部分,尤其是在金融服务领域。

代币化是新资产和传统资产的新兴标准。ICO和其支持的初创企业一样多。使用DLT或区块链的动力不仅仅是在零售领域,它也已经进入了机构市场。在现有市场中,一些“严肃”的参与者也宣布了他们在批发市场中建立新企业的意向:

基于批发数字法币(W-CBDC)的支付系统架构: Fnality白皮书解读(上)

所有这些举措都预示着未来流程将更快、更便宜。但所有这些先进思想都缺少一样东西:一种能够“链上”交易结算的支付手段。

“所有这些举措都预示着未来流程将更快、更便宜”,这就是我们提出的新型货币竞争4大要素的第一要素。[7]

在商业零售端,要么接受比特币或以太币等加密货币,要么使用新的开放银行标准(PSD2)并使用API从客户在商业银行的账户中借记,这是相当容易的。但没有一项适合机构业务;使用加密货币有市场风险、波动性大,不受央行支持。

也有许多人努力在分布式账本上创造一个法币的等价物,即有担保的代币,其中份额最大的可能是Tether。

最近,ICE、微软和星巴克宣布了在同一领域的合作,IBM的World Wire和Stellar也宣布了合作。还有其他所谓的“稳定币”。

所有这些代币将有助于在DLT上进行支付,满足“支付手段”和“账户手段”的需求,这是货币三大特征中的两个。然而,三大特征中有一个特征是缺失的;它们都涉及至少一种,有时是三种形式的信用风险,这取决于中介机构的数量:第一种是机构的风险,例如Tether不允许审计,从而证明流通中的代币和抵押品之间的关系。第二种风险来自代币背后的银行合伙人。第三种是标的资产。例如,Tether将其美元存放在一家中东银行,该银行将其资金存放在美国的一家商业银行。因此,它们是否是一个可靠的“价值储藏手段”值得怀疑。

Fnality 和我们[9]一样,批评假稳定币,其价值不稳定,账本不公开,不允许审计,违背区块链精神。

这些“稳定币”流动性不好;用户会发现不能立即从一种代币换到另一种代币。也许经纪人会帮您把ICE换成美元,把IBM换成美元。只是也许,而且当然是收费的,外加一些“峰时价格”(Surge pricing)。

然而,目前还没有令人信服的替代方案,因此,毫无疑问,这些“稳定币”将像野草一样生长,像兔子一样繁殖。

我们的观点:

无论我们对DLT和ICOs有什么看法,都有一种动力来使用这种新的通用技术。目前没有适当的机构规模的支付手段。金融机构(FIs)需要迅速解决这一问题。如果进展缓慢,金融机构将不得不与庞大的基数和支离破碎的流动性作斗争。要么颠覆市场,要么被颠覆。

“如果进展缓慢,金融机构将不得不与庞大的基数和支离破碎的流动性作斗争”,这也是我们一直在提的新型货币竞争。[6]要么颠覆市场,要么被市场颠覆,这就是Fnality发出的强烈信号。

什么是Fnality和USC?

在2015年,USC被视为一个研究项目,这是一个银行财团希望探索DLT和区块链上代币化世界的无限可能性,并了解它们对世界的潜在影响。

自2015以来,该财团扩展到16家机构:巴克莱银行、美利坚银行、CIBC、德国商业银行、瑞士信贷、德意志银行、汇丰银行、ING、KBC、MUFG、桑坦德、SMBC、道富、瑞银、威尔斯法戈、CME/NEX。其中12个银行都属于G-SBS集团,由世界上最重要的30家银行组成。

但这只是个开始。2019年5月,USC财团成员对Fnality International(Fnality)进行了下一步投资,其目的是实现发行USC的承诺。

USC的全称是公用事业结算代币(Utility Settlement Coin)。这个想法过去是,现在仍然是,创建一个点对点的数字现金资产,以最终结算代币化价值交易。当然,它必须有多种货币,而且可以跨平台运行。结算资产将是一个数字单位,它代表以央行持有的法定货币形式的抵押品请求权,它将有权利确保在每一个司法管辖区内本地结算被认为是最终的,不能被法院推翻。

财团成员赞助了USC项目,以探索未来的道路。为该项目制定了几项高水平的预期成果或目标,认为这是迈向潜在战略投资的一步。这些目标包括:拥有央行支持、技术可行、银行了解如何与新平台整合。

战略投资回合结束后,Fnality起死回生,继续推动项目工作,并在18个月内使USC投产。

注意一下,Fnality从2015年开始研究该计划,并且和多家央行和银行合作,在过去3年里发现不少问题,而且针对这些问题提出实际解决方案。但是白皮书并没有阐述系统设计,也没有项目细节,应该是出于保密目的。

下面这三篇文章是本白皮书的主要思想来源,虽然白皮书中没有写,但如果查它引用的文章,就知道这确实是其思想来源。

与此同时,各国央行也在积极行动,提出它们认为在分布式账本技术领域应该采取的措施。

1.2018年3月,BIS CPMI发布的关于央行数字货币(Central Bank Digital Currency,CBDC)的论文[12]集中于“批发市场”(the Wholesale Markets),文章提到“引入批发数字法币,它与传统的央行准备金相比,成为银行间支付系统,可以潜在地提高结算效率和风险管理”。

BIS在2018年提出“批发数字法币”(W-CBDC)——一种批发的央行数字货币)[12],这是银行间的一种代币。它和Libra不同,Libra可以说是零售代币。这两种代币方式,解决问题不同,解决方案也不同。虽然都是稳定币,也都有法币支持,但是路径差异非常大。许多央行包括欧洲央行都表示批发数字法币应该先行。读者有没有发觉,欧洲许多央行都反对Libra,但是没有央行指责Fnality。这说明Fnality不是央行的敌人,而且是央行的朋友·。

该“批发”概念注重“银行间支付系统”而不是消费者支付,可以“提高结算效率和风险管理”,这和我们提的速度、安全、监管要素一致[7]。

2. 2018年11月,英格兰银行(译者:就是英国央行)、新加坡金融管理局和加拿大银行(译者:就是加拿大央行)发布了一份非常详细的讨论文件:“跨境银行间支付和结算” (Cross-Border Interbank Payments and Settlements: Emerging opportunities for digital transformation) [13]。这为W-CBDC的建立提供了多种途径。

3国央行(英国央行、加拿大央行、新加坡央行)根据BIS的W-CBDC模型,指出现在金融系统的问题,并且提出解决方案。本白皮书受3国央行报告影响最深。但是Fnality提出来的解决方案和3国央行报告并不完全一样。Fnality采用区块链技术,而3国央行报告还没有决定是否采用。

3. 2018年12月,瑞士联邦政府发表了一篇论文:“瑞士分布式账本技术和区块链的法律框架——以金融业为重点的概述”(Legal Framework for distributed ledger technology and blockchain – An overview with a focus on the Financial sector)[14]。该论文提到了USC (注:该论文有三处提到USC),并明确指出:

1) 支付代币是必要的,创建它将是私营部门的任务;

2) 进行券款对付(Delivery vs. Payment,DvP)需要这样的支付代币;

3)他们可以想象央行货币的代币化。

瑞士报告里提出支持在金融市场使用代币,而且表明应该由私人公司,而不是由央行来开展代币事业。这点和我们提的数字法币3大原则[4]的第一原则是一致的。瑞士报告提到USC,表示瑞士已经和Fnality团队进行过讨论,这项工作有瑞士银行的参与。

可以清楚看出,Fnality团队长期与各国央行开展讨论,追踪央行思想,并且用技术解决具体问题,不只是在宣传技术多么伟大。

以上三份报告,其中又以3国央行报告最为重要。在后面我们还会指出用在Fnality系统中的一些瑞士股票交易所的技术。

批发CBDC模型说明

根据3国央行报告,几个参与管辖区,通过各自的央行或全球多边机构,同意创建一个“通用批发数字法币”(U-W-CBDC)(U 是Universal通用,W是Wholesale批发)。这个U-W-CBDC将由参与的央行发行的一篮子货币支持,但是各家央行负责自己的数字法币。将通过专门创建的交易所发行,以允许此类U-W-CBDC的发行和赎回。

将一个管辖区的货币转换为U-W-CBDC将在该货币和U-W-CBDC之间创建一个汇率。参与的央行共同决定如何管理这一问题。

银行可以使用这些U-W-CBDCS与其他银行来解决对等跨境交易。

W-CBDC平台可以被设计为7×24操作,并与现有的RTGS平台并行操作,使用U-W-CBDC在同一辖区银行和央行之间以及跨辖区银行之间进行交易。

我们的观点:

Fnality international正在推出一个解决方案,该解决方案是按照与结算相关的具体需求而设计的,这些需求是各家央行和CPMI确定的、甚至各国政府都认为是需要的。

Fnality的承诺

今天,在金融机构 (FIs) 中,可用的流动性就像一个大蛋糕,必须被切成片,每一片实际上都被转移到众多的“现金账户”中,这些都是往来账户(Nostros)和托管人(Custodians)。

通常,银行有太多的往来账户和托管人。在最近一个时期,一个USC财团成员仅一个美元账户分支就有200个以上的往来账户。

日常现金管理更多的是一门艺术,而不是一门科学,在这方面相当不精确。结算不是100%可预测的,因此余额是波动的,这意味着资产负债表上的“银行现金”很高。Oliver Wyman的最新报告“日内流动性:获得积极管理的好处”(Intraday liquidity: Reaping the Benefits of Active Management) 使日内流动性的成本非常清楚:一家大银行典型的1000亿流动性储备的10%到30%。需要100个基点的成本,也就是一年至少要花1亿美元。

因此,对于财务主管来说,关注结算基础设施的设计是值得的,因为流动性缓冲金每减少1%,就将换来1千万美元的终生受益。

Fnality用“一个流动资金池,满足所有支付需求”,同时在后面提出“取消往来账户和托管人的单独账户”。采用USC后,流动性从一个必须分片的大蛋糕变成一个小蛋糕(不再分片),降低了流动性成本。在后面图上,他们估计小蛋糕是大蛋糕的60%(6千万和一亿的差异),就是节省40%。

这有几个副作用:

首先,流动性池很大,成本可能很高。当需要外部融资时,流动性缓冲的成本在50到150个基点之间,这取决于长期融资成本和当前回购利率之间的差价。

然后金融机构严重依赖他们的往来账户和托管人提供日内透支。这些透支可能相当不稳定,即使在每一天结束时,余额大部分情况下接近持平。代理银行和托管业务必须承担提供流动性的成本。

CLS在外汇结算中的广泛应用确实帮助改善了往来账户的流动性状况。尽管如此,仍有许多外汇需要作为支付结算,CLS的净融资和融资交易的一方,即所谓的进出口掉期也需要结算。这些交易有助于提高日内透支需求的规模。

持续关联结算(Continuous Linked Settlements,CLS)是全球结算外汇交易的标准,也是业内通过进行同步净额交收以降低外汇结算风险的结算方法。CLS用户必须通过其代理行或往来银行为其空头头寸提供资金。支付需要在特定时间内完成,这就需要“定时支付”。一般来说,相关方根据价值收取这些定时支付。

以上是传统CLS的做法,但是在Fnality的环境下,因为参与的稳定币都有对应的法币存在央行里面,只要有稳定币就可以结算。并且因为日内流动性使用的是一个大池(一个法币一个池),流动性问题比以前小的多。

“一个流动资金池,满足所有支付需求”(One pool of liquidity serving all payments needs)

在Fnality平台上,所有可用资金都存放在一个地方,满足所有支付需求。我们预计,结算将变得更少艺术性,而具备更多的科学性,这取决于我们如何改变模型。

 基于批发数字法币(W-CBDC)的支付系统架构: Fnality白皮书解读(上)

这里,关键要素是“结算的原子性”(Atomic Settlement) 和“互操作性”(Interoperability)。举例来说:您是ABC银行,持有苹果100股,必须交付60股,获得12500美元。这两种要素的结合将使您交易的平台能够保留您想出售的60股苹果股票,然后在Fnality平台上进行沟通,以确定买家是否有资金支付。如果确定,通信协议完成互操作性的最后一步,并确保支付和资产同时转移,没有结算风险。

这项技术今天已经存在,但以有限的形式;瑞士中央证券保管机构(CSD)与瑞士RTGS系统具有互操作性,后者为证券结算DvP提供瑞士法郎。欧洲的证券结算平台TARGET2 Securities(T2S)与此相似,但不完全相同,因为证券结算使用了带有T2的分离的账户。

瑞士是本白皮书经常提到的国家。

这里提到的CSD和RTGS都是国家重要系统,如果系统停顿,国家很大一部分经济活动将会停止。

在第3节里3个引用都是出于央行或政府的报告,说明Fnality框架包含央行系统。这里再度提到瑞士央行。

注意一下,Fnality框架不是一系列的独立概念,而是绑在一起(一个共享资金池+结算的原子性+互操作性+CLS+央行支持)才成为Fnality框架,其中每个都是不可或缺的。但是白皮书没有提供技术细节。

注意这里没有提USC稳定币,因为这些只是Fnality概念,Fnality+USC才是完整的概念。

Fnality将在全球范围(Global Scale)内实现这一目标。随着资产代币化和新市场的发展,USC的使用将是缩小流动性蛋糕(Liquidity Cake)规模的手段。仅仅10%的改善会对您的流动性和管理现金的容易程度和速度产生巨大的影响。真正的改善需要标准和Fnality能够提供共同的流动性池。

请注意,白皮书说“将在全球范围内实现这一目标”,说明这会是全球性的项目。今天任何人“创建只在本地运行的数字货币”将会遭遇全球数字货币的强烈竞争。Libra就是一个例子,在Libra白皮书没有发布之前,很少有人讨论稳定币,许多金融从业者还表示区块链技术一点都不重要,甚至是祸国殃民的技术。但2019年8月后,几乎所有人都认为它很重要,也是新型国际货币竞争的开始。联合国2019年《数字经济报告》还把区块链列为金融科技首位重要技术。

减少流动性和管理现金,等于用更少的资金(流动池)完成交易,而其他资金可以用在别的地方,促进经济建设。

稳定币是另一种选择吗?

已经有很多关于稳定币的讨论,也许太多了。IBM通过Big Blue,宣布他们的World Wire产品具有稳定币的能力,2019年年中似乎是一个考虑银行管道系统将如何受到影响的好时机。

基本上,稳定币应该能保持其价值,一般与基础资产如法币现金保持1:1的对应关系。根据其实际情况,即使发行人是银行,也存在各种风险。

稳定币应该“与基础资产如法币现金保持1:1的对应关系”,说明不采取部分准备金(Fractional Reserve)制度,以减少金融风险。

2018年3月23日,Olaf Ransome在LinkedIn的一篇文章“稳定币的风险”中详细讨论了这些局限性,参见:https://www.linkedin.com/pulse/perils-stablecoins-olaf-ransome/

我们的观点:

Fnality和USC的结合将使金融市场中心化(Centralise),并简化现金管理。取消在往来账户和托管人的单独账户提供了操作的简单性和总体上需要更少流动性的前景。

请注意,白皮书在这里说“中心化”,一直以来,在区块链世界里,“中心化”一词好像就是魔鬼。但是作者直接说中心化,这点非常重要,应该中心化的地方就公开中心化,例如央行难道可以不中心化吗?加拿大央行在2017年报告也持有这一观点,而且认为央行作为货币中心是理所应当的。

以科学眼光来看,中心化的流动性缓冲机制是最有效的。一个资金池如果放在两个账户,每个各放50%,当需要60%资金时,这2个账户单独都不足以支持,但如果放在一个账户就可以。前面提到仅一个机构就有200个往来账户,这样流动性大大降低。分布式或是分权式(decentralization)都不代表没有中心,这是我们5年来一直在谈的重要概念,也是区块链世界的一个大误区。

这里提出“取消往来账户和托管人的单独账户”,不是取消往来账户和托管账户。这是把资金池放在一个大账户里面(而不是分散在许多小账户里面),支持大量的流动性。

央行和监管机构的作用

在我们看来,央行起着举足轻重的作用,其作用不仅仅是一个简单的监管机构,它们积极地通过其RTGS系统使USC成为无风险结算资产,确保抵押物、法定货币现金被安全地存储在会员共同持有的专用账户中。现金抵押品随后被代币化并用于链上结算。

为了获得更高的运营效率,无论是在协调还是在流动性方面,近年来的合理路径都是合并成越来越少的金融市场基础设施(FMIs),并迫使市场参与者参与一些集中化过程。强制交换清算是这种监管强制的一个代表。

这种集中已经引起了监管者的担忧,他们现在担心目前解决这些问题的办法会面临越来越大的系统性风险,无论是在金融还是在技术方面。有两个机构负责为金融市场基础设施制定标准:巴塞尔支付市场基础设施委员会(Basel Committee On Payments Markets Infrastructure)、CPMI和IOSCO(国际证券委员会组织)。这些标准在金融市场基础设施原则(PFMI)中规定。

2018年5月,这两个组织发表了一份关于PFMI在CCPs实施监测的报告。在被调查的19个组织中,风险管理和恢复计划被认为是值得关注的领域。

加拿大央行是世界上第一个使用PFMI来评估区块链在央行里应用(2017年)的央行,后来欧洲央行和日本央行也使用PMFI,许多著名的区块链系统采用PFMI评估都不能通过。我们也在中国使用PFMI来评估区块链系统,并且发文讨论PFMI对区块链和其应用的影响。[10]

监管机构实施了旨在减轻金融服务某些领域风险的新规则,并在别处创造了新的风险;中央结算无疑会提高透明度,但代价是将风险集中到太大而不能倒闭的机构。有一个著名的案例,一个主要的CCP因为集中的风险而停止接受意大利政府债券;“如果出了问题,我们拥有意大利”。

随着金融市场基础设施面临越来越大的风险,需要越来越多的资源来确保安全、稳定和弹性,这形成了一种垄断力量。CCP的情况是一个生动的教训,一个古老的行业谚语是,对于风险,您不能摆脱,只能转移;交易后流程没有根本性的改变,意味着仍然有很多风险存在该系统中。

我们的观点:

监管现在为参与交易生命周期的所有主体设定了必要的界限和义务。今天的世界包括隔离的结算场所和早已建立的结算周期。这些需要必要的合规成本(Cost of Compliance)。DLT提供了一种新的市场协调形式,这将使当前约束可以避免,现在成本不再需要。

这里提到区块链一个中心思想,金融系统不再是“隔离”,而是“连接”,或者说的更正确点,是“链接”。因为隔离,造成高合规成本。这也是我们提“共识经济”的原因。数字货币有共识机制以至于有共识经济,有共识机制之后几乎不用对账。有共识机制就有共识经济。共识经济就是你我都同意之后才能放在账本上,有下面四个特性:

1. 你和我是同一时间达成共识的,不是说昨天你同意,今天我才同意,我们是同一时间同意的。

2.我知道你的数据(而且是和我的数据一致),我也知道你不能修改存在你那里的数据。

3.你知道我的数据(而且是和你的数据一致),你知道我不能修改存在我这里的数据。

4.任何一方加入该共识机制,也得到同一结果。

Fnality和USC——成功的要素

DLT和USC的结合可以使金融市场的端到端处理发生重大变化。要使这些新工具有效,还需要一个要素:监管支持。

Fnality平台将是多种货币业务并存,每个货币都有独立的金融市场基础设施支持。监管机构如何对待USC,以及在不同司法管辖区之间维护一致性是需要的第三件事。

如今,结算与国家支付系统和CSD的运营时间紧密关联。想象一下,您是一家欧洲银行,拥有欧元余额,有些活动采用美元。今天,一旦欧洲金融市场基础设施关闭,如果您需要美元,您不得不依靠信贷市场,您的欧元余额不能用来帮助您;在最简单的解决方案中,您依赖于您的美元往来账户给您信用。这对美国银行来说也是一种信贷风险。

上面这段是3国央行报告里的一个结论,他们发现现在支付系统里存在的一个问题是央行和银行开门时间不同,见下图(原图来自3国央行报告):

基于批发数字法币(W-CBDC)的支付系统架构: Fnality白皮书解读(上)

按照3国央行报告,U-W-CBDC不依赖于国内RTGS。但是交易所的平台和参与银行需要7×24运营。

用U-W-CBDCS实现银行间的对等跨境支付。

•为了实现这一点,必须有一些机制来进行客户尽职调查或在银行之间进行KYC检查以交换对等支付。

•在这一模式中可以建立一个同步结算机制,将结算风险降到最低。

付款时间也是问题,对此3国央行也有分析,如下,

基于批发数字法币(W-CBDC)的支付系统架构: Fnality白皮书解读(上)

有了Fnality平台,就有可能进行差不多7×24小时全天候的运营,连接市场,使抵押品更加有用,并消除信用风险。想象一下,您是同一家欧洲银行,有USC欧元日内余额。同一天晚些时候,您想用美元结算交易。您现在可以用您的USC欧元作为抵押品交换USC美元,并在USC平台进行结算;没有结算风险,没有信用风险——无论是您或您的交易对手。

这框架设计是3国央行提出的,下图是3国央行原文中的图,就是批发数字法币(W-CBDC)加上一个通用的稳定币。

基于批发数字法币(W-CBDC)的支付系统架构: Fnality白皮书解读(上)

在本白皮书里,稳定币就是USC,架构就是Fnality。我们可以清楚看出,该设计思想就是源自于央行,在前面文章里[8]我们提到,“因此这些央行如果审核,等于审核自己原来提出方案是不是真的可以实施”,因为Fnality和USC的主要思想就是源自于2018年的3国央行报告。当英国央行(或是加拿大央行)审批Fnality项目的时候,难道不就是审批自己提出的思想?

但是Fnality比3国央行还要保守,不用准备金。在3国央行报告提到可以使用和传统央行准备金相媲美的批发央行存款准备金。

3国央行报告认为这些效益不会只在支付应用上面。如果非银行机构也能直接参与结算,收益会进一步增加,包括促进利用新技术进行资产转让、认证、记录保存、数据管理和风险管理。也可以在证券交易上使用这一CBDC机制,这样不需要通过商业银行或其他服务提供商提供设施,因为这可以帮助降低金融系统中的交易对手信用和流动性风险。

这说明批发数字法币系统可用在很多金融应用上,不只是股票,还可以用在房地产、艺术品、石油交易上。但也说明商业银行的业务会减少,这和2019年7月IMF报告的结果一致,我们在“十面埋伏,商业银行真的要四面楚歌?——解读2019年IMF的“数字货币的兴起”报告有详细讨论。

3国央行还认为这种机制可以帮助各国央行监控金融活动。这和我们一直提的数字法币可以协助监管的观点是一致的,这也是数字法币的一个要素。

通过Fnality,所有成员都可以在每个货币中拥有一个账户,并拥有在每个货币中持有余额的能力。这种隔夜持有能力需要得到央行允许。与今天情况相比,这是一个很小的进步,今天结算的不精确性导致了往来账户和托管人的余额;任何没有央行账户的银行最终都与一家商业银行通过该货币结余。这些余额通常要求当地机构拥有资本支持杠杆比率分母要求,同时这些余额通常最终放在央行,从而满足高质量流动性资产(HQLA)要求。

USC是有关公用事业和结算的。它并不是一种全球的灵丹妙药,允许任何人将商业银行风险换成央行风险。Fnality也是透明的。也有理由允许非银行机构持有USC币;真实货币的账户,如资产管理经理,甚至影子银行的成员,如对冲基金和潜在的公司为他们的财政业务,这些企业也面临着与结算相关的挑战。监管者总是能够实时地看到谁持有USC的货币。

如果不允许隔夜余额,那么这将降低结算速度,并给银行带来另一个流动性负担。那些拥有央行本币账户的将不得不为那些没有访问权的扮演服务提供者的角色,并充当流动性提供者,这与他们今天为CLS相关的需求所做的类似。这些挑战将类似于三方回购市场中众所周知的问题,解决回购问题的压力给银行带来了巨大压力。

如果允许金融机构隔夜持有USC,即使设有一些上限,也能够加快结算速度,降低当前结构中固有的信贷风险和结算风险。

白皮书里没有系统结构,但Fnality公司提供了系统架构图(见下)。根据该图,每种法币由自己央行托管,但是又允许和其他银行交互,并且借着这些银行和其他央行交互,参与银行可以处理不同法币。按照Fnality公司的解释,每个法币都有自己的区块链系统,这样每个跨境支付都是一个跨链交易。这和笔者在2016年提出的ABC/TBC和熊猫模型类似。

基于批发数字法币(W-CBDC)的支付系统架构: Fnality白皮书解读(上)

但是Fnality并没有解释参与银行如何部署。难道商业银行会参与央行的链?如果是这样的话,他们可以要求参与所有央行的链,因为每家银行可以存各种数字法币。这样隐私性不好,央行可能不会同意,因为所有参与银行可能可以看到央行活动。这可以用其他隐私协议来处理,但是这些隐私协议速度比较慢。

如果银行不参与央行的链,而每家银行都需要有自己的链,这样的模型就是笔者在2016年提出的熊猫数字法币模型。

我们的观点:

FNALITY & USC有潜力成为结算领域的一支强大力量。为了使其高效,USC需要成为一种资产,金融机构可以隔夜持有所有USC货币。这将给银行资产负债表带来重大的缓解。今天的资产负债表是由推动结算所需的非盈利性存款的副作用所造成的。

在系统设计上,他们的观点跟我们提出的观点如出一辙,就是一条链只做一个工作,这是软件工程原则(一条链从事两种或以上工作会使链设计复杂,而且低效率)[9]。他们用一条链来处理一种货币,美金、英镑、日元、欧元、加币都有自己的链。所有交易都是跨链交易,这和笔者提出的 ABC/TBC(账户链、交易链)架构和熊猫数字法币模型类似。

每家央行只处理自己的数字法币,这样既保持各国国家主权,又可以和其他央行和银行交互。这也是3国央行报告里提出的体系。

USC给跨境支付系统带来的改变

USC提出的方法旨在简化和降低结算、交易对手和系统风险。首先系统运行就不一样,客户要做跨境支付,必须先把钱给银行A,根据USC计划,寻求跨境交易的银行将所需金额转移到该国央行。收到后,Fnality发放同等金额的USC给银行A,银行A和跨境银行B都使用USC币交易,因为使用区块链系统,而且都由各自的央行担保,没有风险,即时交易结算。交易后银行A通知客户交易完成,客户得到换回的当地法币。尽管这个系统可能看起来很复杂,Fnality首席执行官Rhomaios-Ram认为,这个过程很可能几乎是瞬间的。

从客户的角度来看,这是3笔交易:

1.用法币换USC币;

2.用USC币跨境交易;

3.用USC币换回法币。

整个流程中所有法币都存在(本国或是国外)央行,没有风险。而且是银行A将 USC币换成法币给客户,银行B都不知道客户存在。银行A使用区块链来做跨境支付,也用区块链来和客户交易。这样交易次数增加。

USC是批发数字法币,数字法币只是到达金融机构(银行)。这原则也在往来账户上出现,“取消往来账户和托管人的单独账户”就是这原则的一个应用。这简化了金融应用系统的复杂度。银行用USC完成交易,这带来系统设计改变,影响到整个系统性能,

如果往来账户有客户账户信息,也都在区块链上,那么区块链系统必定变得超级庞大。例如,一家银行有4亿客户,另一家银行有1亿客户,两家客户信息都上区块链,代表这链需要处理至少5亿账户。这对现在大部分的区块链系统压力都极大,除非有大数据版的区块链,如天德大数据版区块链。但如果这两家往来账户只有银行的账户,只需要2个账户,这样区块链系统复杂度大大减低,绝大多数链都可以承受。在Fnality系统里,现在只有15家金融机构,所以多数链可以解决。

还记得在前面所说“每种货币只有一个往来账户余额来管理您的全部支付需求”?这表示每一种法币只有一条链维护。这会带来对系统设计的其他考量,在银行业数字每增加到一个数量级,系统就需要做相应改变。

在现在Fnality系统设计下,运行延迟却会增加。如果所有账户都在一条链上,一次区块链交易就可以解决,可是现在没有客户信息,所以需要1)银行A和其客户交易;2)银行B和其客户交易;3)银行A和银行B交易。至少需要3个交易,可能需要5个交易(银行交易后,再和客户交易),这点笔者在2016年论文中写过,交易增加,延迟增加。

但是整体上看,整个性能还是大大提高,因为系统不需要那么大,而系统越大越慢,因为共识需要(n2)信息交换,通讯成本非常高。当系统小的时候,性能提高,硬件成本也降低。一个国家所有参与跨境交易的银行都需要往来账户,往来账户数目非常庞大,但是在Fnality系统里面,只有一个往来账户,一个法币一个账户。从成千上万的往来账户成为一个往来账户,流动性和效率都大大提高。

区块链应用系统工程

这份白皮书提供一个非常好的系统工程案例。也是笔者从2016年开始一直提的区块链系统工程,就是区块链系统和应用需要系统工程。山不转水转,当系统遇到难题的时候,问题不会变,只有改变系统架构来克服困难。既然央行必须有监管机制,而且客户多,速度要快,又要防范金融风险,就不能坚持原来系统设计,整体系统要变。

往来账户限制交易,又增加成本,往来账户数目越少越好,于是一个货币一个往来账户,这是最小的数目,不能再少。因为跨境支付应用往来账户还必须要有,所以一个往来账户是最优的系统设计。

既然支付对方可能有风险,而法币存在央行没有任何风险,因此只接受有对方央行100%法币保证的资金,从而一劳永逸解决此风险问题。

这两个解决方案很有智慧,在系统工程里将这样的设计方法称为design-out,也就是设计一个系统体系,让相关问题永远不会再出现。Fnality白皮书给我们提供了两个design-out设计,是好的系统工程范例。

参考文献:

[1]. 蔡维德,姜晓芳,“基于批发的CBDC数字货币重建全球金融体系”,2019.10.01[2]. 蔡维德,姜晓芳,“十面埋伏,商业银行真的要四面楚歌?—解读2019年IMF的‘数字货币的兴起’报告”,[3]. 蔡维德,刘琳,“区块链在金融领域应用的可行性”,2018.05.08,[4]. 蔡维德,“数字法币3大原则: 脸书Libra带来的重要信息”,2019.08.24,[5]. 蔡维德,姜晓芳,“英国央行向第三方支付和数字代币宣战——以英国绅士的方式” ,2019.06.27,[6]. 蔡维德,姜晓芳,“新货币竞争来了?没错!”,2019.06.21,[7]. 蔡维德,姜晓芳,“新型货币竞争4大要素解析”,2019.08.17,[8]. 蔡维德,“真伪稳定币!区块链需要可监管性”,2019.5.28[9]. 蔡维德,姜晓芳,刘璨,“区块链的第四大坑(中)– 区块链分片技术是扩展性解决方案?”, 2018.8.2,[10]. 蔡维德,姜晓芳.“区块链的第五大坑(下)– 从PFMI的角度谈区块链”,2018.8.16,[11]. 蔡维德,姜晓芳,“PFMI系列之二:清算链‘设计之道’”,2019.1.5[12]. BIS CPMI, Central Bank Digital Currency(CBDC),Mar.2018[13]. The Bank of England, MAS, the Bank of Canada, Cross-Border Interbank Payments and Settlements: Emerging opportunities for digital transformation,Nov.2018[14]. The Swiss Federal Government, Legal Framework for distributed ledger technology and blockchain – An overview with a focus on the Financial sector, Dec.2018

作者简介

蔡维德,北航数字社会与区块链实验室主任,天德科技首席科学家,国家科技部重大项目负责人,国家大数据(贵州)综合试验区区块链互联网实验室主任, 天民(青岛)国际沙盒研究院院长, 赛迪(青岛)区块链研究院名誉院长,中国亚洲经济发展协会区块链产业专业委员会会长,北互金区块链专委会主任

姜晓芳,北航计算机学院博士生,特许金融分析师(CFA),北京金融分析师协会发起会员

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