央行數字貨幣的災害應對機制：以巴哈馬沙元為例

鄧穎

高雪馨

當前全球氣候異常狀況頻發，如何能在各類災情發生后迅速恢復和重建成為各國政府需考量的重要問題。現今在線支付手段不斷發展，現金支付已經逐漸減少，民眾手中持有的現金數量也逐漸減少。在災害發生后，民眾往往因為銀行等設施停擺而無法使用正常的支付手段來恢復生活，政府救助措施也難以迅速到位。巴哈馬就是這樣一個常年遭受颶風等自然災害侵襲的國家，災后如何迅速恢復正常支付成為巴哈馬推出央行數字貨幣——沙元（Sand Dollar）的重要原因。

多里安颶風災害推動巴哈馬沙元落地

巴哈馬的居民和企業分布在加勒比地區的大約 30 個島嶼上，該國的銀行系統與其地理位置一樣支離破碎。隨著實體銀行數量的減少，政府必須向一些較小的島嶼運送大量現金，以便企業和居民能夠支付賬單。但是，在廣闊的海洋中運輸和管理這些實物貨幣成本較高，這使得一些居民無法獲得最基本的金融服務。同時，對企業來說，實物貨幣也面臨著被盜竊的風險。2019年，當巴哈馬群島遭受颶風多里安襲擊時，該國群島北部的阿巴科島鏈遭受了特別嚴重的打擊，之后該風暴繼續襲擊了東部更知名的大巴哈馬島。然而政府的援助難以高效快速地落實，人們既無法獲得現金，也無法依賴實體或電子銀行基礎設施進行災后重建。

多里安颶風災害造成的后果成為巴哈馬率先推出世界上第一個官方發行的央行數字貨幣（Central Bank Digital Currency，簡稱CBDC）——沙元（Sand Dollar）的最大推手。除了使用地域不受限制外，沙元無須依賴互聯網連接進行支付轉移，僅僅通過令牌技術在設備上進行驗證，這無疑是一種非常便捷的支付和存儲方式。即使在銀行無法觸達的情況下，比如在多里安侵襲阿巴科島鏈和大巴哈馬島后的幾天或幾周內，數字錢包支付系統依然可以正常運行。

巴哈馬沙元的發展歷程

巴哈馬沙元是一種中央銀行數字貨幣，是巴哈馬元（B$） 的數字版本。它屬于零售型的數字貨幣，是一種集中的、受監管的、穩定的、私密的和安全的記賬單位和交換手段。與現金一樣，沙元由巴哈馬中央銀行通過授權金融機構 (Authorised Financial Institutions，簡稱AFI) 發行。居民可以通過手機應用程序或使用實體支付卡訪問數字錢包，來享受沙元帶來的靈活性和便利性。沙元項目是巴哈馬支付系統現代化計劃的延續，其目標是在金融包容性和準入方面進行改善，使整個群島的支付系統更加高效、平等，從而建立其在金融服務領域的領先地位。

在謹慎選擇技術合作伙伴和并先行示范區進行試點推廣之后，2020 年 10 月 20 日，巴哈馬中央銀行在全國范圍內發行沙元，使公眾可以使用央行數字貨幣。2021年3月5日，當地授權金融機構加勒比支付(巴哈馬)有限公司（CaribPay (Bahamas) Ltd.）發行了卡努（Kanoo）數字錢包，成為世界上第一家將央行數字貨幣完全集成到其系統中的金融機構，實現了CBDC系統的互操作性，為確保所有巴哈馬人都能使用沙元進行交易奠定了基礎。

巴哈馬沙元的災害應對機制

由于巴哈馬的多災害特性，災害應對機制是CBDC系統中尤為重要的組成部分。沙元的運行系統如圖1所示，在沙元進行個人之間、企業之間以及其他支付業務的過程中，其離線交易功能和預付卡等功能在災害應對方面產生了重大的作用。

圖1 巴哈馬沙元的生態系統示意圖

緊急無線通信與央行數字貨幣配合可快速恢復金融服務

沙元試點測試過程中，巴哈馬中央銀行在阿巴科島提前部署了數字貨幣和密鑰，并測試了緊急無線通信功能，確認了這些功能在自然災害后迅速恢復金融服務的可行性。另外，在颶風災害到來之后，該地區的零售企業可以很快地恢復交易，這為此后巴哈馬維護災后的社會經濟穩定帶來了巨大的貢獻。

數字貨幣的交易安全性

在巴哈馬群島遭受颶風多里安襲擊期間，該國發生了幾起搶劫事件，在阿巴科地區尤其嚴重。因此，如何保證交易安全、避免沙元被盜和搶奪是至關重要的。在線上以及離線支付時，沙元消費者需要進行系統提供的多重身份驗證，比如密碼、面部識別以及其他生物識別手段來訪問沙元APP，這在相當程度上保證了交易的安全性和隱私性。用戶需要在交易時提供固定密碼和隨機生成的驗證碼這兩重密碼，錢包加密技術保證了每個錢包都可憑借一組獨特的加密數據來確保隱私和機密性。當然，沙元的交易并非匿名而是保密，如果發生了非法交易行為，中央銀行也會對其進行追溯，從而提供線上、離線交易的多方位安全保障。此外，包括央行在內的所有提供沙元服務的金融機構，都必須進行網絡安全評估。這些金融機構的網絡安全態勢以及專有移動應用程序是整個CBDC系統的安全保證，因此需要經過嚴格且獨立的評估，以確保它們符合國際安全標準。

數字貨幣的離線交易功能

有彈性的CBDC系統應該在運行故障和中斷、自然災害、電力中斷等問題上具備極強的恢復力。如果各類災害發生時系統無法連接網絡，終端用戶也可以通過CBDC系統的離線交易機制進行離線支付。沙元同樣支持“離線功能”，在巴哈馬CBDC系統的災害應對機制中，數字錢包為離線支付功能提供了重要支持。沙元錢包依賴于中央銀行建立的系統以及銀行和支付服務提供商批準的KYC（充分了解你的客戶，Know Your Customer，簡稱KYC）系統。用戶可以通過銀行、支付服務提供商將數字錢包APP下載到移動設備上，然后通過授權服務提供商完成數字賬戶的設置過程。在CBDC數字錢包系統技術的支持之下，即使巴哈馬各個島嶼之間的通信斷開，由于CBDC系統內置安全措施的存在，用戶可以在數字貨幣交易系統的通信中斷時預先設定支付金額，一旦通信重新建立，錢包將立即更新交易。

數字貨幣預付卡功能

美國萬事達卡公司也意識到了數字支付對于災后重建的重要意義。為了讓巴哈馬人更容易使用沙元，數字支付平臺Island Pay（Island Pay Group Ltd.）與萬事達卡公司合作發行了第一張與CBDC相關的預付卡，該卡不僅包含幾乎所有傳統銀行支付卡的功能，還能讓客戶可以隨時隨地將沙元轉換為傳統的巴哈馬元，從而可以在巴哈馬和接受萬事達卡的任何地方進行消費。萬事達數字貨幣預付卡可以用來租車和訂酒店，客戶可以在服務結束之后進行最終付款。此外，該卡還可用來進行分期付款和定期付款，當付款計劃設置好后，即使遇到了斷網的情況，系統也可以按照事先設定好的程序進行交易。

災害應對機制成為央行數字貨幣設計中的重要方針

沙元的實踐表明央行數字貨幣對大型自然災害后金融服務的恢復工作起到十分重要的作用。各機構也敏銳地發現了CBDC這一重要優勢，許多央行和公司也開始有所行動。

日本CBDC項目關注離線支付

日本央行2020年10月發布的關于央行數字貨幣的方針文件中，特別關注了CBDC離線支付交易的概念驗證功能，強調了離線交易功能的必要性。由于日本的地理特性，地震、海嘯、洪水、臺風等各種自然災害頻發。考慮到日本出現自然災害的概率，為了使CBDC可以隨時隨地使用，在系統和網絡故障、停電時支持CBDC離線交易的設計就顯得至關重要。盡管沒有詳細說明如何應對此類災害事件，但報告中提出的一些構想可以通過基于區塊鏈等技術支持的數字貨幣方案來解決潛在電力或網絡故障。其中包括基于長波無線電發射器的網狀網絡開發，以及區塊流（Blockstream）的衛星網絡等，后者可通過太空傳輸完成數字貨幣交易。

多邊央行數字貨幣橋（Mbridge）研究項目

2021年2月24日，中國人民銀行數字貨幣研究所連同香港金融管理局、泰國中央銀行、阿拉伯聯合酋長國中央銀行，宣布聯合發起“多邊央行數字貨幣橋研究項目”，探索CBDC在跨境支付領域中的應用。央行數字貨幣面臨的災難不僅僅是自然災害，也可能是網絡及云端系統的崩潰，因此，定期進行災后恢復的測試和演練是非常有必要的。報告指出CBDC跨境交易系統的開發應考慮各種災難場景，如IT設備故障、自然災害以及與人類相關的威脅；另外，使用故障轉移和備份系統的程序、設置應急程序等措施也可以應對需關閉系統節點的突發事件（災難）。此外，報告要求災后建議恢復的目標時間為一分鐘甚至更短。

多邊央行數字貨幣橋項目開發的系統中建立了一種可持續運行的災難恢復程序，以支持系統在中斷的情況下快速恢復運營。這種恢復機制可以保證在多節點操作過程中，當一個節點發生故障時，整個系統能夠持續運行。其次，為了應對各種災難場景，多邊央行數字貨幣橋平臺服務具有完全的恢復能力，毀壞節點的交易操作將立即被鏈上的其他節點所捕捉，且不會導致交易數據丟失，同時損壞節點的服務可以通過利用云架構設計中的高可用性和恢復性來非常迅速地填補漏洞。另外，庫伯內茨（Kubernetes）的自動部署特性也是該項目的一大亮點，Kubernetes是用于自動部署、擴展和管理容器化應用程序的開源系統。它將組成應用程序的容器組合成邏輯單元，以便于管理和服務。在多邊央行數字貨幣橋項目中，Kubernetes的自動部署特性是災害恢復功能的重要部分。

數字人民幣的雙離線機制

在極端大型自然災害下，通信網絡中斷，電子支付無法使用，但央行數字貨幣仍可以進行正常的交易結算，也就是所謂的“雙離線支付”。其中，數字人民幣雙離線支付可以完全模擬現鈔支付模式，在收付雙方都離線的情況下，終端電子錢包會先記賬，等到能做安全驗證時再進行扣款。對于實現離線支付的技術路線大致包括兩個，一個是電子存儲技術路線，另一種方法是采用區塊鏈技術。這對災區在災后的經濟重建和社會穩定來說有著至關重要的作用。

東加勒比發行CBDC以進行災后重建

DCash是東加勒比中央銀行發行的央行數字貨幣，該項目進行了世界上第一個關于央行數字貨幣用于自然災害后重建的案例研究。該CBDC由全球金融科技公司比特（Bitt Inc.）開發，由東加勒比中央銀行于2021年7月上旬在受火山襲擊的圣文森特和格林納丁斯地區發行。2021年初，休眠數十年的蘇弗雷火山噴發，自4月以來，東加勒比地區的居民一直處于恢復基礎設施的過程之中。在重建經濟的關鍵任務明確之后，比特公司和加勒比中央銀行迅速開展工作以促進DCash的推出，造福災區的居民。比特公司的首席執行官布賴恩·波佩爾卡表示，“免費的個人間跨境（Peer to Peer ，簡稱P2P）DCash交易以及現金與DCash之間的交換功能將很快改變那些受到火山爆發影響的災區人民的生活。目前，東加勒比中央銀行已將DCash擴展到聯邦的另外兩個國家：多米尼克和蒙特塞拉特。現在，八個成員國中已有七個推出了DCash。

Visa公司提出離線支付系統模型

Visa公司在2020年底發表的文章中為CBDC提出了一個離線支付系統（Offline Payment System，簡稱OPS）協議，該協議允許用戶在兩個用戶暫時離線且無法連接到支付中介（甚至互聯網）的情況下向另一個用戶進行數字支付。OPS可用于即時完成涉任何形式的數字貨幣點對點交易，而無須與任何支付中介進行通信，從而實現近乎無限的吞吐量和實時交易延遲。該OPS協議通過依賴可信執行環境（Trusted Execution Environment，簡稱TEE）生成的數字簽名來防止詐騙，這些數字簽名可以在智能手機和平板電腦等大多數計算機設備上使用。由于OPS系統需要幾個加密協議來進行多個支持TEE設備之間資金的安全交換，因此離線支付的功能實現需要一個可靠的金融生態系統來支持大規模的CBDC交易安全運行。

問題與展望

在自然災害面前，CBDC系統通過離線的點對點支付提高了用戶消費的便利性，這種設計允許離線交易和與現有支付系統的互操作性，并可以通過簡化數字支付的訪問來促進金融包容性。未來，巴哈馬的試點項目將會促使中央銀行改進設計，以進一步降低金融穩定性風險和網絡安全風險。但由于安全控制（如“鎖定”被盜資金或查詢可疑交易）在分布式系統上實現的困難性，建立額外的安全措施來應對欺詐風險也是十分必要的。另外，允許離線交易設置上限對于解決安全問題來說無疑是有利的，然而，在出現長期操作問題（如自然災害）時，離線封頂的設定也可能會產生一定限制，從而降低系統的彈性。不過，如果系統可以針對不同情況去調整離線數字錢包交易的限額，這或許對解決安全問題和災后恢復是一個不錯的解決方案。

目前，巴哈馬央行針對數字貨幣設立的法律法規已經能保證CBDC在國家層面進行大范圍的合規交易。但法規草案是否完善合理仍然需要等待實踐的檢驗。尤其是當國家在遭受自然災害和經濟損失時，央行數字貨幣是否能夠得償所愿地為災后的經濟重建發揮重大作用還需要拭目以待。