數字債券長期演進體系構想

■王延昭 范皓 唐華云 李榮 趙栓

一、引言

數字技術引領了經濟、社會和信息系統的深刻變革，數字經濟已成為各國推動經濟社會轉型、拉動經濟增長、更新商業模式、優化市場結構的關鍵引擎。在新冠肺炎疫情全球肆虐的背景下，各國經濟大幅下行，多數行業萎靡不振，而數字經濟逆勢迅猛增長，展現出了強大的韌性和發展潛能[1，2]。中國信通院發布的《中國數字經濟發展白皮書（2021年）》顯示，2020年我國數字經濟占GDP比重為38.6%，數字經濟增速達到GDP增速3倍以上。2021年10月，習近平總書記在二十國集團領導人第十六次峰會上的講話提到“共擔數字時代的責任，促進數字技術同實體經濟深度融合，幫助發展中國家消除數字鴻溝”。中國金融學會原會長、中國人民銀行原行長周小川多次提到“金融業就是一種IT 產業，金融業需要不斷嘗試IT新技術”等觀點。

圖1 我國數字經濟規模圖

近年來，我國為了增強個人信息保護[3]，分別從行業規范、部門監管以及立法等層面，先后出臺了多部法規，如《中華人民共和國網絡安全法》（以下簡稱《網絡安全法》）《中華人民共和國個人信息保護法》（以下簡稱《信息保護法》）《App 違法違規收集使用個人信息行為認定方法》《數據安全管理辦法》等，對債券市場參與方的業務創新合規性、隱私數據安全性等提出了更高的要求。

目前，我國債券市場尚未完全實現互聯互通，幾大金融基礎設施仍然面臨著業務條線割裂、聯通模式有爭議等突出問題。2019年8月，中國人民銀行（以下簡稱人民銀行）印發的《金融科技（FinTech）發展規劃（2019—2021年）》明確提出破解金融行業信息壁壘，打通信息融合使用通道，消弭金融業信息孤島，發揮金融數據的信息匯聚和增效作用，持續增強金融結構合規水準與金融監管能力。2020年7月，人民銀行、中國證券監督管理委員會（以下簡稱證監會）聯合發布公告，同意銀行間債券市場與交易所債券市場相關基礎設施機構開展互聯互通合作。當前，平衡發展數字經濟的強烈需求和保護數據安全的監管需要成為債券市場面臨的重要問題。

因此，本文提出數字債券長期演進體系（Digital Bond Long Term Evolution，DB-LTE），討論數字債券的定義、特點及意義，并從建設方案、建設目標、系統和核心技術四個層面分階段討論數字債券演進過程中的關鍵問題。

二、數字債券

（一）數字債券定義及特點

債券是發債人為籌措資金而向投資者出具的，承諾按票面標的面額、利率、償還期等給付利息和到期償還本金的債務憑證。債券本質是債權債務關系的商事契約證明，并且具備突出的“券”性特征，即償還性、流動性、安全性和收益性四大特征，同時具有發行額度、償還期限、票面利率、付息方式、發行價格、償還方式、信用評級這七類基本內容。傳統上債券劃分多是以發行主體信用差異為界，大抵有政府債、金融債和企業債三大類別。近年來也有從債券資金用途的細分實現對某一類項目或特定產業進行支持投資的目的主題類債券，例如社會責任債券（Social Bond）、可持續債券（Sustainability Bond）和綠色債券（Green Bond）。現行債券系統均采用賬戶范式，賬戶范式下的交易通過發送標準報文格式的指令并各自更新自己維護的賬本來實現，實際上是電子化的復式記賬；賬戶由中心化受信任的中央證券存管（Central Securities Depository，CSD）開設、管理和更新，交易所債券市場實行二級托管體制，投資人通常通過證券公司代理交易，銀行間債券市場實行一級、二級綜合托管賬戶模式。

盡管債券系統實現無紙化和電子化已有多年，數字債券這一概念在央行數字貨幣（Central Bank Digital Currencies，CBDC）概念流行前仍然鮮有使用[4—6]，原因可能是現行債券系統較大程度為參照手工業務操作、應用信息技術升級而來，并未充分發揮數字化優勢。因此，本文認為數字債券應順應數字經濟時代的發展趨勢，重視其技術屬性和運行特征，在確保依法合規、隱私安全的前提下充分運用金融科技降低債券交易和信任成本，提高服務實體經濟的效率和范圍。

數字債券的技術屬性由其采用的核心技術來決定，包含但不限于密碼學、區塊鏈、隱私計算、大數據和人工智能等[7]。相較于傳統債券由多個參與方各自復式記賬并采用標準報文發送指令的賬戶范式，本文認為數字債券所沿用的是更貼近于CBDC的通證范式[8]，將債券數字化為按規則定義的狀態變量，允許在不同賬戶地址之間轉移而總量不變，通過共識算法和智能合約等技術手段[9，10]實現交易的不可篡改并避免雙重支付，且有天然的跨境優勢。這類數字債券同樣具備償還性、流動性、安全性和收益性特征，并且通過高度數字化獲得更強的流動性，通過密碼學、共識算法和智能合約獲得更好的安全性[11]，而償還性和收益性要求數字債券僅把區塊鏈作為技術基礎而非價值基礎，可充分發揮區塊鏈上債券交易、結清算的券款對付、可追溯等優勢[12]，同時價值基礎需要通過和鏈外價值掛鉤來實現。

數字債券的運行特征由其數字化形式和數字債券網絡決定，相較于部分電子化債券的發行和交易系統需要經歷耗時較長、成本較高的異步清結算和對賬，數字債券資金流與數據流天然融合，處理過程高度自動化。以數字化形式發行、流通和儲存的數字債券具備無限可分割的特征，同時支持債券市場數據要素的整合協同，實現數據流轉的高度透明化，降低監管成本。數字債券在償還性和收益性的需求下，仍然需要中心化的信任機構，而且要從傳統的單中心化發展為數字化形勢下的多中心化，構建跨市場跨業務的信任機制。數字債券要符合三個基本規則：一是將傳統意義的債券作為鏈上通證的儲備資產，基于儲備資產等量發行通證并確保其具備一致的償還性；二是CSD 需要確保數字債券通證和標的資產可雙向等量兌換；三是鏈上需要包含監管部門并實現全量實時的信息報送，同時確保隱私數據不會泄露到其他業務參與方。

數字債券的業務流程可參照現行各類債券管理辦法，在業務人員易接受的原則下盡量較少改變或不改變原有債券業務流程，并在發揮IT 系統高效性、安全性的原則下設計新增債券業務流程，最終在數字債券長期演進過程中形成“技術、業務、管理”三位一體并行發展，合力促進我國債券市場的數字化發展。例如發行公司債券審核周期通常在一到三個月，大部分時間消耗在《公司債券發行與交易管理辦法》第二十四條到二十六條所規定的證券交易所、證監會之間的信息審核和報送過程中。債券數字化后，可在遵守《公司債券發行與交易管理辦法》對債券發行和交易轉讓、信息披露、債券持有人權益保護、監督管理和法律責任等方面要求的前提下，提升債券審核效率，通過鏈上數據實時流轉實現高效報送及回復、建立專用業務通道提高審批效率、引入光學字符識別（Optical Character Recognition，OCR）功能以實現部分格式內容自動化處理，契合證監會深入推進債券發行監管改革以及顯著增加債券融資規模的重點工作任務。對于擬定新開展的債券業務例如跨境債券、主題類債券，可嘗試充分發揮新一代數字債券的技術優勢，多后臺并行處理鏈上審核、多市場信息穿透監管、多機構點對點價值流轉，實現更高效、更安全、更便捷的數字債券業務流程。

（二）數字債券意義

現行債券市場金融基礎設施具有以下特點：一是均以賬戶范式為基礎。二是按照監管部門和業務職能條線進行分割，流通性和協同性較差。三是系統模仿手工操作設計，系統建設與運行成本較高。四是僅有部分債券系統可提供實時全額結算，例如中央債券綜合業務系統（Central Bond Gross System，CBGS）以國際通用報文標準與大額跨行支付的實時全額結算系統（Real-Time Gross Settlement，RTGS）逐單發送支付指令并全額結算，另一部分系統按金融業慣例實行定時凈額交收、結算。五是中央國債登記結算有限責任公司（以下簡稱中債登）、中國證券登記結算有限責任公司（以下簡稱中國結算）和上海清算所（以下簡稱上清所）承擔中央證券存管和證券結算系統（Securities Settlement System，SSS）功能，中國結算和上清所分別承擔交易所債券市場和銀行間債券市場的中央對手方（Central Counterparty，CCP）角色，這三大后臺是債券市場的重要金融基礎設施。

針對上述現行債券系統特點，研究DB-LTE 有以下意義：一是研究債券市場從賬戶范式向通證范式逐步過渡的可行性和必要性，破除資金流和數據流的壁壘[13]，推進數字債券全面實現券款對付，并基于智能合約、共識算法等自動化流程降低清結算成本和人工操作導致的錯誤率[14]。二是實現債券市場的互聯互通，廣泛連接銀行間債券市場、交易所債券市場的各參與方，拓展信息披露渠道，提高投資人信息獲取時效性，并為監管部門提供全量實時債券數據，為“事前預警、事中處置、事后追溯”全流程監管提供可行渠道。三是通過債券全生命周期的數字化，系統性地提升業務參與方資金周轉率和債券市場效率，降低債券系統成本。四是拓展信用邊界，通過智能合約賦予數字債券可編程特性，通過共識算法賦予鏈上成員技術背書資格，有效拓展信用范圍，降低信任成本，重塑信任機制。五是探索將CCP 轉變為記賬節點的可行性和優劣勢，應對中央對手清算機制中可能存在的CCP 破產或極端情況下其順周期效應對債券市場帶來的沖擊，這也有助于解決我國法律層面CCP 內涵、地位和法律關系不清晰的現狀[15，16]。六是支持債券業務創新，通過數據可信交互和數字債券聯邦[17]賦予數字債券多元化創新應用場景，這有助于開展聯合債券違約風險監測、聯合反洗錢、聯合債券用戶畫像等創新應用，促進債券市場數智化轉型。七是通過新型信任機制和境外機構統一接入的標準化出入口拓展跨境債券業務范圍，提升中國央行數字貨幣（Digital Currency Electronic Payment，DC/EP）的流通范圍和流通效率[18]，提高人民幣的網絡外部性，從而推進人民幣國際化進程。

圖2 區塊鏈在金融領域成本節約估計圖

三、數字債券長期演進體系

本部分介紹DB-LTE 的四個階段，分別為分布式債券賬本、分布式債券聯盟鏈、多中心化數字債券聯盟鏈和數字債券生態。長期演進采取少量多批的形式進行，逐步實現賬戶范式到通證范式的改變和信息網絡到價值網絡的升級，并最終構建數字化、智能化的數字債券生態。

（一）1.0——分布式債券賬本

數字債券長期演進體系的第一階段為構建分布式債券賬本（Distributed Bond Ledger，DBL）。參與方可包含國務院金融穩定發展委員會（以下簡稱金融委）、人民銀行、中國銀行保險監督管理委員會（以下簡稱銀保監會）、證監會、中債登、中國結算和上清所，如圖3所示。

圖3 分布式債券賬本

此階段目標為初步構建囊括債券市場主要基礎設施和監管部門的信息共享平臺，為債券市場實現由復式記賬法到分布式賬本[19，20]的升級。構建分布式債券賬本：一是為解決當前銀行間債券市場及交易所債券市場之間數據流通程度較低、三大債券市場金融基礎設施面臨的數據孤島等問題，以實現多方信息安全共享。二是為監管部門提供穿透式監管渠道，在鏈上可實時全量獲取債券市場重要信息，助力監管系統數字化升級，從數據層面為債券市場金融風險防范提供實現“事前預警、事中處置、事后追溯”的全流程監管可行渠道。三是以少量多批迭代的方式為債券市場三大后臺和監管部門提供技術儲備及可行性驗證的時間和空間，在充分利用現行中央存管、二級托管的債券市場體系的同時為未來數字債券體系的進一步升級夯實技術基礎。四是可作為數字債券的試點沙箱，率先在債券市場金融基礎設施及監管部門之間開展合作，在發展金融科技和維護金融穩定之間尋求平衡點，集思廣益及早發現并解決新體系可能存在的系統性金融風險及信息技術問題，助力數字債券體系高效、穩定、安全發展。

系統層面，本階段的DBL 使用賬戶范式構建信息網絡，鏈上各機構與自身運營的業務或監管系統對接，采用報文傳輸與業務處理分離的運營模式。以中債登為例，其運營的中央債券綜合業務系統通過支付報文傳輸平臺（Payment Message Transfer System，PMTS）和PMTS 前置機以標準報文格式與第二代支付系統（The 2nd Generation China National Advanced Payment System，CNAPS2）或人民幣跨境支付系統（Cross-border Interbank Payment System，CIPS）進行對接，具有系統松耦合、可擴展性強、建設難度低等優點。在構建分布式債券賬本階段也可采用同樣的方案，以標準化的應用程序接口（Application Programming Interface，API）聯通CBGS 和DBL，通過標準化報文實現數據上鏈存儲及讀取等功能，完成多方信息共享，具備報文與業務分離、安全性強、容錯率高、規范性強、推廣難度小等優點。

核心技術層面，本階段的DBL 需要使用分布式賬本技術和數據加密技術，構建具備立體化隱私數據保護體系[21]的分布式賬本，確保鏈上債券業務數據的分享過程符合《網絡安全法》《信息保護法》等法律法規的要求。一是通過構建密文策略屬性基加密系統（Ciphertext-Policy Attribute-Based Encryption，CP-ABE）支持不同層級的鏈上債券數據披露機制，CP-ABE 加密策略包含在密文中，屬性包含在密鑰中，只有密鑰中的屬性滿足密文中的策略才解密出原文。例如中債登上傳數據時可以對監管機構披露全部屬性的數據增強合規性，對其他機構分層披露部分屬性的數據，減低數據泄露風險，保障數據隱私安全。二是通過構建密鑰策略屬性基加密系統（Key-Policy Attribute-Based Encryption，KP-ABE）對鏈上債券數據進行加密，實現隱私數據的字段級細粒度訪問控制。KP-ABE 加密屬性包含在密文中，策略包含在密鑰中，只有密文中的屬性滿足密鑰中的策略才能解密出原文。例如中債登上傳數據時可以對債券數據的每個字段分配一個屬性，每個字段的數據在對應的屬性下進行加密，實現字段級的訪問權限控制，其他機構只能訪問其密鑰中具備的特定字段的隱私數據。三是通過信創安全系統改造全面使用國家密碼局認定的國產密碼算法，聚焦國產化、自主化和信息化，提升DBL安全性、穩定性和高效性，確保核心技術自主可控。

（二）2.0——分布式債券聯盟鏈

數字債券長期演進體系的第二階段為構建分布式債券聯盟鏈（Distributed Bond Consortium Blockchain，DBCB）。聯盟鏈主鏈參與方可包含金融委、人民銀行、銀保監會、證監會、中債登、中國結算和上清所，此外還包含債券業務鏈，上述各部門、機構和其他債券市場參與方共同組成債券聯盟鏈。主鏈和業務鏈通過作為共同節點的中債登、中國結算和上清所這三大基礎設施進行鏈上數據交互，本階段DBCB如圖4所示。以債券登記發行業務為例，中債登的簿記建檔發行業務作為業務鏈A，鏈上成員包含監管機構、中債登、簿記管理員、發行人、承銷商、投資人等，在具體業務1 開展時將業務參與方分配在同一通道（通道1）中，使用符合業務場景的智能合約和共識算法[22]開展債券簿記建檔發行業務，在使用不同簿記管理員的業務2開展時使用包含業務2全部參與方通道2，不同通道之間進行數據物理隔離，防范業務數據泄露；中國結算的債券招標發行業務作為業務鏈B，鏈上成員包含監管機構、中國結算、發行人、承銷商、直接投資者、間接投資者代理等，間接入場投資者通過有開展業務資格的代理將數據上鏈。出于簡潔作圖的考慮，圖4 在業務鏈中存在的通道、間接投資者代理、不同業務對應的監管方、其他業務角色等方面均有一定程度的省略。

圖4 分布式債券聯盟鏈

此階段目標為逐步接入現有債券業務系統，承接上一階段信息互聯的成果，為債券市場業務系統實現價值互聯。構建分布式債券聯盟鏈：一是為解決當前銀行間債券市場和交易所債券市場之間業務連通性差、跨市場交易難的問題，中債登、中國結算和上清所三大后臺作為主鏈和各自業務鏈的共同節點，可支持跨市場的債券全局登記確權和交易清結算，實現債券市場的價值互聯。二是為落實《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》（以下簡稱《規劃建議》）提出的“加強數字社會、數字政府建設，發展數字經濟”的數字化戰略目標，在債券市場進行數字化轉型探索，支持數字時代債券市場的質效增長，更好地服務于實體經濟。三是以多鏈并存和通道隔離的方式構建業務鏈，為債券市場數字化演進創造多技術路線并行試點和比較的良性競爭環境，便于后期擇優并統一標準，賦予DB-LTE穩健性強、可檢驗性好、技術成熟度高等優勢。四是為降低DB-LTE 發展所需的經濟成本。此階段復用現有債券市場金融基礎設施并通過接入業務鏈數據的方式實現債券市場價值互聯，無需對現有債券清結算體系和三大后臺運營的業務系統進行大規模組織合并和系統研發，而是通過部署區塊鏈節點和接入標準化API 的方式逐步接入，具備可行性強、時間和經濟成本低、可靠性強、可復用性高等優點。

系統層面，本階段的DBCB依舊使用賬戶范式，但從信息網絡升級為價值網絡，具有多鏈并存的特點，各業務鏈存在于核心后臺提供的區塊鏈系統上，不同后臺使用的多種技術路線可并行發展，同時業務鏈中具備通道隔離的設計。以中債登為例，CBGS中包括國債招投標系統、人民銀行債券發行系統、企業債券簿記建檔發行系統和企業債券招標發行系統，分別為國債、地方政府債、政策性金融債、央票、企業債和鐵道債提供招標服務和簿記建檔發行服務，中債登可對于每個業務建設一條業務鏈，業務鏈上的不同角色處于不同業務通道中，從而實現物理上的數據隔離，確保債券業務數據的隱私安全。本階段的業務鏈由對應后臺自主設計，再嵌入到CBGS 等原有業務系統中，各參與方部署節點、遵守共識并安裝符合業務特性的智能合約，延續標準化API和標準格式報文的通信模式。監管部門是否加入業務鏈取決于監管部門擁有的技術能力和對該業務實時監管需求的大小。目前來看，金融科技的迅猛發展有利于債券市場轉型升級、國家新基建戰略、數字經濟發展、經濟雙循環戰略、供給側改革等戰略性舉措的落地實施，監管部門盡早介入可為DBLTE體系帶來更高的可靠性、合規性、安全性和規范性，具有較為重要的戰略意義。

圖5 跨鏈技術發展過程圖

核心技術層面，本階段的DBCB 需要研發跨鏈交互技術、通道隔離技術和私鑰派生技術，以滿足各后臺主導的業務鏈同主鏈之間債券業務信息可信流轉的需求，確?？缡袌鰝瘶I務的安全性、便捷性和合規性。一是通過公證人機制（Notary Schemes）、哈希時間鎖定協議（Hashed-Timelock Agreements，HTLAs）、側鏈（Sidechain）和中繼（Relay）等關鍵技術研發主鏈和異構/同構業務鏈之間的可信數據流轉、多機構跨鏈事務管理、多鏈協議適配、數字資產跨鏈安全保障等功能。二是通過研發鏈上多通道隔離技術實現符合債券業務需求的區塊鏈結構，每條通道中僅包含該業務所需要的必要成員，并部署契合該業務特性的智能合約，賦予業務鏈更強的安全性和處理能力，減少數據同步的時間，壓縮數據的存儲空間，實現債券業務數據隱私保護，提高業務鏈并行處理的效率。三是在一階段DBL 的屬性基加密系統上進一步研發私鑰派生技術，為同一機構不同部門提供訪問權限控制功能，以有效控制越權訪問行為。對于CP-ABE系統研發分層級屬性加密算法實現采用“機構密鑰中心→機構中間部門→機構下層部門”的多層私鑰派發結構，實現私鑰對應屬性集合嚴格遞減、下層訪問權限嚴格遞減，防止參與機構下層部門冗余權限或越權等帶來鏈上債券數據泄露風險，提高鏈上債券數據安全性。對于KP-ABE 系統研發分層級密鑰加密算法實現類似功能，通過增加下層部門訪問樹的限制條件增加葉子結點的閾值要求，達到派生密鑰權限更小、訪問策略更嚴格的效果，賦予DBCB更高的安全性和靈活性。

（三）3.0——多中心化數字債券聯盟鏈

數字債券長期演進體系的第三階段為構建多中心化數字債券聯盟鏈（Multi-Centered Digital Bond Consortium Blockchain，MC-DBCB）。MC-DBCB 主鏈參與方可包含金融委、人民銀行、銀保監會、證監會、中債登、中國結算、上清所、中國銀行間市場交易商協會（以下簡稱交易商協會）、中國外匯交易中心暨全國銀行間同業拆借中心（以下簡稱交易中心）、北京金融資產交易所（以下簡稱北金所）、上海證券交易所（以下簡稱上交所）、深圳證券交易所（以下簡稱深交所）、中國金融期貨交易所（以下簡稱中金所）、機構間私募產品報價與服務系統（以下簡稱報價系統）。此外還包含債券業務鏈，由上述各部門、機構和其他債券市場參與方組成，如圖6 所示。MC-DBCB 階段的特點是主鏈和業務鏈高度融合，且主鏈從賬戶范式改變為通證范式，以便于在主鏈成員之間實現券款對付。以債券清結算業務為例，中債登的債券清結算業務作為業務鏈A，鏈上成員包含監管機構、中債登、交易中心、直接投資者、間接投資者代理等，使用符合業務場景的智能合約和共識算法開展債券托管結算業務，間接入場投資者通過有開展業務資格的代理將數據上鏈；中國結算的債券清結算業務作為業務鏈B，有類似的鏈上成員結構，兩條業務鏈技術架構無須完全一致，起到“并行試點”“多鏈選優”的作用。出于簡潔作圖的考慮，圖6有一定程度的省略。

圖6 多中心化數字債券聯盟鏈

此階段目標為建設分布式多中心化的新型債券市場金融基礎設施，實現賬戶范式到通證范式的轉變，鏈上債券以通證形式全面數字化，通過相關業務的智能合約進行流轉，實現DVP。此時，原有的中央對手方無須再介入清結算，而是轉變為中央記賬方（Central Bookkeeper，CBK），通過共識算法和維護分布式賬本來履行金融基礎設施的職責。中央存管方則繼續履行托管職責并與交易對手方通過智能合約進行DVP 交易。建設通證范式的分布式多中心化債券市場金融基礎設施：一是為債券市場提供通證范式的新型金融基礎設施，拓展金融基礎設施服務范圍和運營模式，消弭銀行間市場與交易所市場的界限，打破地域和業務條線的隔閡，為所有債券市場機構及監管部門提供便捷、安全、高效、全覆蓋的服務。二是通過通證和智能合約在主鏈的債券市場主要參與方之間廣泛實現DVP，降低市場機構本金和結算風險，提升債券市場清結算效率。交易所市場的二級托管模式能否在此階段實現DVP 則取決使用的區塊鏈系統吞吐量能否滿足業務需求。三是通過將CCP 轉變為CBK 來解決中央對手清算機制中可能存在的CCP 破產或極端情況下其順周期效應對債券市場帶來的沖擊，這有助于解決我國法律層面CCP 內涵、地位和法律關系不清晰的現狀，同時原有CCP 以記賬管理的方式繼續履行職責，以確保債券市場核心位置不會出現權責真空。四是通過高度數字化提升金融基礎設施運行效率，進而提高債券市場效率。MC-DBCB 主鏈囊括了債券市場主要參與方，實現了鏈上債券數據跨市場、跨機構實時流轉，在為市場機構簡化業務流程的同時，為不同監管部門聯合建立全量實時的風控系統提供了統一的數據出入口。

系統層面，本階段的MC-DBCB 使用通證范式構建價值網絡，債券發行后以通證形式高度數字化存于鏈上，期滿贖回后則銷毀通證，且發行、交易、回收全生命周期皆通過各方認可并部署的智能合約進行，此時主鏈和業務鏈均需要進行技術改造以支持通證，而區塊鏈之外的業務系統則改動較小或幾乎不需要改動，符合分批迭代演進中的成本最小化原則。MC-DBCB 支持多條不同技術架構的業務鏈并行試點，主鏈節點成員囊括監管部門、金融基礎設施等債券市場重要參與方，主鏈成員之間在債券清結算中使用通證實現DVP；業務鏈則由對應業務條線的金融基礎設施、監管和業務參與方組成，現行的二級托管模式下業務參與方主要是證券公司，銀行間市場業務鏈成員之間可直接依靠智能合約實現基于通證的DVP結算，而交易所市場業務鏈由于交易筆數峰值可能超出區塊鏈最大吞吐量[23]，可考慮實現分時段DVP結算。在MC-DBCB運行穩定時引入中國信息通信研究院、銀行卡檢測中心等專業機構進行技術測評，參考網絡安全等級保護制度2.0標準、人民銀行《金融分布式賬本技術安全規范》、隱私保護相關法律法規、《商用密碼管理條例》等要求，針對不同業務場景擇優訂立標準和技術規范，確保不同場景業務鏈均在依法合規的前提下使用符合業務場景特性的共識算法、智能合約、跨鏈協議、密碼學算法等核心技術方案。

核心技術層面，本階段的MC-DBCB 需要研發可信執行環境（Trusted Execution Environment，TEE）技術[24]、共識算法優化技術和區塊鏈性能優化技術，確保通證范式的數字債券體系具備密鑰安全存儲、智能合約安全執行、共識算法高效可靠和區塊鏈高吞吐量等技術優勢，支撐債券市場穩定高效運轉。一是通過AMD 平臺安全處理器（Platform Security Processor，PSP）、AMD 內存加密（Memory Encryption）、ARM安全解決方案（TrustZone）、x86系統管理模式（System Management Mode，SMM）、Intel 管理引擎（Management Engine，ME）、Intel 軟件防護擴展（Software Guard Extensions，SGX）等TEE技術實現完全隔離的安全區，在其中執行數字債券鏈上參與方密鑰存儲、管理和智能合約，有效拒止其他程序、操作系統和主機所有者的窺探或篡改，防止代碼泄露或隱私數據外流，賦予MC-DBCB高可靠性、高安全性和高穩定性。二是通過主動恢復機制、模型分類算法、節點聚類算法等技術進行區塊鏈共識算法優化，解決區塊鏈網絡中通信時間和帶寬開銷較大、共識時延較長的問題，增強MC-DBCB 的性能以更好地服務于債券市場。三是通過基于緩存技術的單鏈事務性能優化方法、基于多版本并發控制（Multi-Version Concurrency Control，MVCC）的多鏈事務性能優化方法和無鎖并發的緩存樹等關鍵技術提升MCDBCB 的并發性能、降低底層數據操作的時間復雜度和通信時延，提升主鏈和業務鏈吞吐量，同時提供高可擴展性和高穩定性的鏈上債券數據存儲方案。

（四）4.0——數字債券生態

數字債券長期演進體系的最終階段為構建數字債券生態（Digital Bond Ecosystem，DBE）。DBE由一條主鏈和多條通道組成，主鏈參與方可包含金融委、人民銀行、銀保監會、證監會、中債登、中國結算、上清所、交易商協會、交易中心、北金所、上交所、深交所、中金所、報價系統、直接投資者、間接投資者代理、鏈上服務提供者和對外接口，其中鏈上服務提供者和對外接口也可以由鏈上其他成員兼任，如圖7所示。DBE 階段的特點是原業務鏈并入主鏈成為業務通道，而主鏈囊括了直接參與債券市場的多方機構和鏈上技術服務的提供者，服務范圍可從債券業務延展到風控、反洗錢、客戶分析、聯邦建模、債券數據安全交互、數字資產可信流轉、跨境數字資產流通服務等眾多領域[25]，實現數字化債券生態。例如中債登可聯合其他銀行間市場的金融基礎設施開展債券違約風險預警業務，成為圖7 中的示例聯邦通道，通道成員包含交易中心、上清所、北金所、鏈上服務提供者等，采用橫向聯邦構建模型為債券違約風險預警業務提供全量銀行間債券市場數據，在各參與方數據不出本地的前提下實現聯合建模，解決數據分散導致的非獨立同分布問題，并在依法合規的前提下助力債券市場應用創新、服務事前預警的監管需求；中國結算的債券清結算業務成為圖7 中的示例業務通道，通道成員包含監管部門、中國結算、各交易所、直接投資者和間接投資者代理等，通道內共識算法設計成以監管和CBK為主，通過智能合約實現點對點的DVP結算。出于簡潔作圖的考慮，圖7有一定程度的省略。

圖7 數字債券生態

圖8 數字債券生態

此階段目標是圍繞債券市場構建數字生態共同體，聯合監管部門、金融基礎設施、頭部證券公司和科技公司形成合力優勢，在基礎設施數字化、債券業務系統開放化、產品服務智能化等多層次共同合作輸出債券市場數智化解決方案。構建數字債券生態：一是有助于在監管部門全程參與的情況下為債券市場引入金融科技服務，在債券數據安全流轉，金融科技平臺構建，創新債券產品服務設計、聯邦模型訓練、金融科技人才培養等方面優勢互補，打造全市場互通、全業務協作、全客戶共享的數字債券生態環境。二是完善我國債券市場金融基礎設施的對外接口，為跨境、離岸債券業務開展形成規范化出入口，拓展債券市場雙向開放的寬度和廣度，建立擁有健全監管機制、有助于防范系統性金融風險的跨境數字債券流通體系，深化金融開放創新戰略，提升跨境投融資質量和效能。三是推進DC/EP 國際化進程。我國低債務率和償債率的優勢使得熊貓債等我國債券在國際市場具有較強的吸引力，中債登托管境外機構債券面額從2017年10月的9213.32億元快速增長到2021年10月的35167.44 億元，通過DBE 囊括我國債券市場主要參與方的信任機制和境外機構統一接入的標準化出入口，能夠大幅拓展DC/EP 的流通范圍和流通效率，提高人民幣網絡外部性，制衡環球同業銀行金融電信協會或環球銀行間金融通信協會（Society for Worldwide Interbank Financial Telecommunications，SWIFT）系統和美元清算體系，對推進人民幣國際化、去美元化具有重要戰略意義。四是有助于支撐數字金融，在DBE中可逐步推進擔保品數字化、股票數字化，拓展各類數字資產、數字衍生品的流通范圍，支撐數字金融形成規模效應，復用DBE 取得成本低、安全性好、便捷性強、隱私性高和可監管性強的優勢。

系統層面，本階段的DBE使用通證范式構建價值網絡，數字債券和其他數字資產的發行、交易、回收全生命周期皆通過智能合約實現，上一階段中的業務鏈在經過技術評估后按照標準規范形成對應智能合約和共識算法，并入主鏈成為其中的業務通道。主鏈節點成員除監管部門、債券市場金融基礎設施、投資者等債券市場參與方之外，還可能包含提供鏈上服務的頭部科技公司和維護DBE 對外接口的專門機構，這兩個角色也可由鏈上其他機構兼任。DBE 系統建設的核心問題是通道，例如中債登可基于多方安全計算框架[26]研發債券市場可信計算方案，組成多方安全計算通道，在保障數據可用不可見的同時依法合規地同其他金融基礎設施開展數據聯合統計、聯合查詢等債券業務；涉及離岸、跨境債券業務的金融基礎設施和金融機構等可結合DC/EP建設跨境債券業務通道，探索境外金融機構安全接入方式；監管部門可與鏈上服務提供者聯合建設監管通道，使用鏈上全量實時數據對債券發行主體進行風控分析，進而構建包含事前風險預警、事中實時處置、事后追溯分析的基于多源多模態數據的精細化全流程風控體系。

核心技術層面，本階段的DBE重點研發聯邦學習（Federated Learning，FL）技術[27—29]和多方安全計算（Secure Muti-Party Computation，MPC）技術，保護多方機構在敏感數據無暴露風險的前提下實現信息交互計算[30—31]，支撐數字債券生態內業務模型參數不泄露，構建業務數據價值安全釋放的金融科技平臺，并在保證數據安全和隱私保護的基礎上構建債券市場開放共享環境和債券服務互聯互通生態。一是通過橫向樣本聯合、縱向特征聯合及聯邦遷移學習技術[32—34]，分布式協同訓練構建全局最優模型。其中，橫向樣本聯合[35]適用于具有相近業務而服務于不同客戶的同市場間金融基礎設施和從業機構，各方使用隱私數據本地訓練并通過服務器聚合形成全局聯邦模型，縱向特征聯合[36]適用于具有不同業務而服務于相同客戶的機構，各方通過加密樣本對齊和模型加密訓練在避免數據暴露的同時協同提升模型的準確度，聯邦遷移學習[37]適用于將其他領域的成熟模型遷移至債券市場，使用債券數據遷移學習后助力債券業務開展。二是通過不經意傳輸（Oblivious Transfer，OT）、零知識證明（Zero-Knowledge Proof）、同態承諾協議、同態加密（Homomorphic Encryption，HE）、秘密分享（Secret Sharing，SS）、混淆電路（Garbled Circuits，GC）等技術構建債券市場多方安全計算框架[38]，研究Bloom 過濾器構造低通信復雜度計算非平衡私有集合交集基數降低DBE 在參與方數據非平衡狀態下的計算和通信開銷、研究星型拓撲網絡結構和星型-路徑網絡結構優化多方隱私計算協議，研究安全客戶端——服務器架構（Secure Client Server，S-CS）、安全外包計算（Secure Outsourced Computation，S-OC）和安全聯邦學習（Secure Federated Learning，S-FL）框架實現數字債券機器學習建模時的安全保護，增強DBE 的安全性、高效性、適用性、可擴展性。

四、總結與展望

國家層面，二〇三五年遠景目標建議及“十四五”規劃對于提高金融惠民程度與增加金融科技創新能力給出了具體需求，2021年和2022年的《政府工作報告》以及《關于2021年進一步推動小微企業金融服務高質量發展的通知》等政策文件均對金融科技發展、金融機構數字化轉型提出了要求。地方層面，上海、北京、深圳、杭州、廣州和蘇州等城市均積極出臺促進金融科技創新、推進金融科技中心建設的相關政策，致力于打造金融科技中心，深化金融科技配套政策體系。行業層面，云計算、人工智能、區塊鏈聯盟鏈和大數據融合處理等技術在金融科技領域快速發展，有多項應用落地并部署實施，為傳統金融業務模式革新提供了新鮮的技術血液，推動了債券市場的發展與變革。債券市場作為我國金融體系中重要的組成部分，需要進行數字化轉型以適應外部環境的不斷變化和順應數字基礎設施的高速發展。在數字債券長期演進體系的具體實施中，可以通過結合聯邦學習、多方安全計算、分布式賬本和可信執行環境等技術推進債券市場數據治理、數據保護、數據資產化，打造全平臺聯動、全服務共享、全業務協作、全市場互聯的債券生態體系。■