摘要
为应对私人数字货币的挑战，央行数字货币正逐渐成为经济学、计算机科学领域的热点研究问题。本文对央行数字货币领域的技术架构研究进行梳理，对央行数字货币与其他支付方式的货币竞争研究进行总结，还归纳了央行数字货币对经济体系影响的有关研究，并据此对未来央行数字货币的研究方向进行展望。未来研究可从如下方面着力：央行数字货币全球竞争的实证研究；发行央行数字货币的经济效应研究；央行数字货币的安全和隐私保护机制研究；央行数字货币的可拓展性研究。
关键词：数字货币 央行数字货币 比特币 稳定币 区块链
央行数字货币创新研究新进展
宋 敏 徐瑞峰
数字货币是目前区块链技术的最热门应用，也是一个创新机遇和风险挑战共存的全新领域，包括以比特币、稳定币为代表的私人数字货币和各国央行发行的央行数字货币。截至2022年6月，全球共有10020项私人数字货币项目。据估计，约25%的比特币用户和44%的比特币交易与非法活动有关。此外，以掩盖使用者身份为目的的比特币混淆器产业不断发展壮大，匿名性更强的门罗币、匿名且币值稳定的各类稳定币也不断出现。为应对私人数字货币带来的风险挑战，央行数字货币的研究逐渐受到重视。美国总统拜登2022年3月9日签署《关于确保负责任地开发数字资产的行政命令》，提出防范数字货币可能带来的金融系统性风险、非法融资风险、国家安全风险，同时积极探索研发央行数字货币以应对上述风险。为了对抗私人数字货币的潜在风险，已有近50家央行推出央行数字货币（CBDC）或其原型设计。世界上超过三分之一的受调查央行表示，发行央行数字货币将成为一种中期可能性。
Broadbent（2016）首次提出央行数字货币的概念，但学术界目前对于央行数字货币的定义存在争议，Ozili（2022）认为，央行数字货币是一种由中央银行发行的数字形式货币，是中央银行的负债。Ward & Rochemont（2019）将央行数字货币定义为不同于传统储备或结算账户余额的中央银行货币的数字形式。Bitter（2020）将央行数字货币定义为一种潜在的有利息、中央银行发行、基于账户、可供公众使用的中央银行负债的数字类型。Kiff et al（2020）认为，央行数字货币是由辖区中央银行或其他货币当局发行的主权货币的数字表示。上文美国总统拜登签署的行政命令将央行数字货币定义为“国家记账单位计价的一种数字货币或货币价值形式，是中央银行的直接负债”。美联储则认为，央行数字货币应当被定义为“中央银行的数字负债，并面向公众广泛可用”。
央行数字货币分为零售型和批发型，批发型央行数字货币仅面向央行与金融机构而不面向公众。根据Auer et al（2020）2022年1月的数据，目前世界上共有66项零售型央行数字货币项目，25项批发型央行数字货币项目。虽然已有不少国家的央行进行了央行数字货币的研究，但世界各主要经济体的央行数字货币项目大部分仍处于实验或试运行阶段，如加拿大的Jasper、欧洲央行的Stella、中国的数字人民币等。目前，学界对央行数字货币的研究主要集中在发行央行数字货币应当使用什么样的技术架构，央行数字货币与私人数字货币的全球竞争，以及发行央行数字货币可能带来的影响与应对措施等。因此，本文首先对央行数字货币的技术架构研究进行梳理，然后总结央行数字货币与私人数字货币的竞争研究有关文献，还就央行数字货币对银行系统、货币政策、支付体系、经济产出和社会福利影响的研究进展进行归纳，最后对央行数字货币未来的研究方向进行展望。
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央行数字货币的技术架构研究
目前仅有巴哈马、尼日利亚和东加勒比央行的央行数字货币项目已正式发行，其余大部分仍处于研究或试运行阶段。在区块链等数字技术日新月异的背景下，应当采用何种技术架构是当下央行数字货币研究的基础。目前，央行数字货币的技术架构研究主要集中于央行数字货币的数据存储架构、呈现形式选择、开源项目研究和互操作性研究。
（一）央行数字货币的数据存储架构：公链、许可链还是完全中心化
普华永道2021年4月发布的央行数字货币全球指数报告显示，各国进入试点阶段的央行数字货币项目中，超过88%采用了区块链技术。不过，虽然主流的私人数字货币均使用公链，但各央行数字货币试点项目大部分倾向于采用许可链。目前，学界对央行数字货币应当使用公链架构、许可链架构还是传统金融机构所采用的完全中心化的数据库进行了大量研究。Cukierman（2020）认为，基于许可链的央行数字货币在多个维度上均优于基于公链的央行数字货币。第一，完全去中心化的公链为防范双花攻击而采取的措施将带来更高的运行成本。第二，一旦遭受黑客攻击，相较于匿名的公链，许可链架构下央行将可以对遭受损失的个人进行补偿，而公链上的损失一般难以追回。第三，不受央行控制、难以监管的公链为获取垄断租金打开了大门，而许可链架构下公众可以通过公众监督、立法和选举对央行进行监督，进而防范此类风险。第四，如果采用完全去中心化的公链，将无法基于公众利益而利用央行数字货币执行货币政策。Keshav（2019）也认为，应当更加关注许可链技术，因为传统的公链无法提供安全性、可验证性、隐私性和公平性，而许可链可以通过降低其分散程度实现这些目标。具体而言，一方面，公链会导致央行数字货币交易数据完全暴露于互联网，进而带来隐私泄露风险；另一方面，若使用公链，一旦发生黑客攻击，央行数字货币将不得不采取硬分叉的模式进行“复原修复”，从而导致央行数字货币出现“分裂风险”。例如“以太坊”在2016年6月即因为其链上的去中心化自治组织The DAO被黑客攻击，导致5000万美元的以太币被移至黑客组织控制的“分身DAO”。以太坊为保护投资人权益取回被盗资金而实施了硬分叉，利用回滚交易保护投资人权益，即强行将黑客的违法转账记录从硬分叉后的新链（ETH）中删除。但由于以太坊使用公链架构，全网节点均备份有全部历史数据，因此部分认为回滚交易违反了区块链不可篡改特性的反对者继续在旧链（经典ETC）上挖矿，引发了以太坊的分裂。
既然许可链优于公有链，各国央行数字货币为何不采用完全中心化的运营方式而抛弃区块链技术？英格兰银行在2020年的央行数字货币讨论文件中曾明确反对央行数字货币依赖于分布式账本技术或区块链。Sveriges Riksbank（2018）也指出，分布式账本技术仍然存在性能和可扩展性不足的问题。乌克兰国家银行（2019）认为，分布式账本技术在集中发行的系统中可能不会提供任何优势。东加勒比央行（2020）更进一步指出，分布式账本技术无法在长时间停电的情况下确保现金般的韧性。
然而，在特定情况下，分布式账本技术在金融市场和支付方面确实具有经济潜力，因为与中心化的验证体系相比，在去中心化的验证网络中实现良好治理的稳健性更强、成本更低。日本央行2020年7月宣布开始试验数字日元后发布的研究报告《央行数字货币：与现金具有同等功能的技术课题》，强调日本央行将会把区块链技术纳入其央行数字货币计划，并指出不包括分布式账本的中心化系统虽然具有更大的容量并且通常速度更快，但会使得一旦出现单点故障，将可能破坏整个系统，而基于区块链的央行数字货币将不受单点故障的影响并具有“韧性”。中国人民银行数字货币研究所前所长姚前（2018）也对区块链分布式账本技术应用于数字人民币予以肯定，提出“在数字人民币系统下，应当利用分布式账本构建一个央行数字货币确权信息副本，并对外通过互联网提供查询服务。”而且，如果央行数字货币的数据完全以中心化的形式集中存储，一旦中心服务器发生故障，或货币投放系统、登记系统的私钥泄露，将可能导致整个央行数字货币系统发生崩溃。普华永道2021年4月发布的央行数字货币全球指数报告则认为，虽然区块链技术在央行数字货币中并非必须，但可带来很多益处。首先，区块链技术带来了智能合约可编程性，从而支持央行数字货币成为一种新形式的可以基于预先设定条件触发自动付款的可编程货币工具。此外，区块链技术还将为央行数字货币带来透明的审计跟踪、可配置的保密功能、通过原子交换提高与其他数字资产的互操作性等优点。Kiff et al（2020）也从安全性、韧性和性能三个方面对央行数字货币分布式和集中式架构的优劣进行了分析。在安全性方面，相较于中央银行安全成熟的集中式数据库，央行数字货币项目的数据公开会带来新的安全问题，而基于分布式账本的平台在多个参与者或“节点”中保留多个数据库副本，将使得恶意尝试更改数据变得更加困难。在韧性方面，虽然集中式平台和基于分布式账本的央行数字货币都没有提供完全的弹性，即两者都面临网络安全风险、硬件问题、电力或网络中断或云服务中断，但分布式账本架构可以通过减少单点故障提供更强的弹性。不过，在性能方面，集中式的平台通常能更快地处理交易。Barr et al（2021）则认为，央行使用分布式账本技术和发行央行数字货币还能够有效推进普惠金融。
（二）央行数字货币的呈现形式选择：基于账户还是基于代币
Kahn & Roberds（2009）首次将支付方式分为“基于账户”和“基于价值（基于代币）”两种呈现形式。此后，国际清算银行支付和市场基础设施委员会将央行数字货币也分为“基于账户”和“基于代币”两种。Lee et al（2021）认为，基于代币的央行数字货币是指通过集中式或分布式结算系统使用代币在数字钱包之间进行交易。而基于账户的央行数字货币是指通过在中央银行或商业银行等其他委托实体开户进行交易。基于账户的央行数字货币将央行数字货币与身份系统联系起来，在该系统中，发送方首先验证接收方是否有账户，然后在进行支付或转账之前验证接收方的身份。相反，基于代币的央行数字货币不依赖于身份系统。具体而言，用户可以在每笔支付交易中验证代币的真实性，而代币是一种数字对象，具有以国家记账单位表示的给定价值，是对中央银行的债权。
学术界对于上述二者的优劣进行了大量研究。Bordo & Levin（2017）认为，基于账户的系统的一个关键优势是，央行数字货币支付实际上可以是即时且无成本的，在该机制下，中央银行将通过简单地从付款人的央行数字货币账户借记并贷记收款人的央行数字货币账户来处理每笔支付交易。不过，Bordo & Levin（2017）认为，虽然央行数字货币账户的初始创建过程需要较为烦琐的KYC验证程序，但是也将使得中央银行能够监控任何异常活动并实施额外的反欺诈保护措施。相比之下，基于代币的央行数字货币的验证成本则更高，因为每个代币的整个所有权链都必须存储在区块链中，并且该账本的副本必须存储在支付网络的每个节点上，而新的支付交易在永久添加到分布式账本之前必须对其进行涉及高度复杂计算的验证。Carstens（2019）则认为，基于代币的央行数字货币比基于账户的版本更容易复制现金的属性。Lee et al（2021）也指出，基于代币的央行数字货币可能具有更多潜力，例如匿名性和离线交易。但是，Carstens（2019）提出，数字代币技术仍然未经广泛测试，而基于账户的央行数字货币技术已经使用了几十年。过去中央银行通常选择不对外提供账户主要是担忧此举对金融体系的影响。
不过，也有学者对上述概念的定义提出了异议。Garratt et al（2020）认为，“基于代币”和“基于账户”的央行数字货币之间的区分是有问题的。Shah et al（2020）提出，虽然央行数字货币的研究通常会在基于账户的架构和基于代币的架构之间做出根本的区分，但二者在最终用户和功能层面的区别并不明显。Armelius et al（2021）也认为，任何央行数字货币都需要一个能够记录央行数字货币的账本，因此与基于账户的央行数字货币相比，基于代币的央行数字货币并没有更强大的能力提供点对点、离线或像现金一样匿名的支付方式。因此，在发行央行数字货币时，虽然一些基于“代币”，另一些基于“账户”，但是还有一些使用两者的组合。中国的数字人民币研发进展白皮书也指出，数字人民币将“兼容基于账户、基于准账户和基于价值等三种方式”。
（三）应用于央行数字货币的区块链开源项目研究
虽然美国、中国等国央行试图自主化研发本国的央行数字货币项目，但并非所有国家都具有独立开发央行数字货币系统的科研实力，因此不少国家考虑使用区块链开源项目作为央行数字货币的技术支撑，而大部分开源区块链项目均提供模块化组件，央行只需在考虑央行数字货币项目的底层逻辑架构后，调用开源项目的相应模块，即可完成央行数字货币项目的构建。因此，学界对可应用于央行数字货币的开源区块链项目进行了大量研究。目前，央行数字货币中使用最广泛的联盟链（许可链）包括Corda、Hyperledger Fabric和Quorum。
Fabric是第一个真正可扩展的区块链系统，可用于运行分布式应用程序，支持模块化共识协议，允许系统针对特定案例和信任模型进行定制。Androulaki et al（2018）基于实验评估发现，Fabric能够实现每秒超过3500笔交易的端到端吞吐量，延迟低于1秒，还能够很好地扩展到100多个对等节点。Gorenflo et al（2020）更进一步重新构建Hyperledger Fabric，将交易吞吐量从每秒3000笔交易增加到20000笔交易。Corda则是区块链企业R3R3于2016年11月30日成立的开源许可链平台。Brown et al（2016）在白皮书中指出，Corda的构建目的是记录和执行注册金融机构之间的业务协议，因此采用了一种独特的数据分发和交易方法，同时保持了分布式账本的特性，而这些特性吸引了大量机构用户参与R3项目。
Valenta & Sandner（2017）对目前使用较广泛的Corda、Hyperledger Fabric和Ethereum（以太坊）开源项目进行了对比。他们认为，虽然以太坊强大的智能合约引擎使其成为几乎适用于任何类型应用程序的通用平台，但以太坊作为公链无许可操作的模式及其完全透明的特性是以性能不能扩展和隐私暴露为代价的，而Fabric的许可链模式解决了性能可扩展性和隐私问题，其模块化架构更进一步允许Fabric针对多种应用进行定制。而与Fabric相比，Corda仅专注于金融服务交易并简化了架构设计。
应用于央行数字货币的区块链开源项目研究是央行数字货币进一步发展的基础，而央行数字货币所具有的金融特殊属性对区块链开源模块提出了更高的要求。因此，该领域研究目前主要集中于如何在提高区块链项目数据处理速度的同时，平衡区块链技术应用于央行数字货币时需要保障的安全性、隐私性以及保障区块链的可拓展性。不过，虽然开源项目的模块组件免费且完全开放，但基于商用目的的使用仍需授权许可，且开源项目的生态建设未来必将深度影响央行数字货币的全球标准制定。在当前以美元为国际储备货币的金融体系仍然强势以及欧元、日元、人民币等货币影响力不断增强的背景下，各国央行应当进一步积极参与开源区块链项目研发，加强国际协作，尽快制定国际通行的央行数字货币标准。在央行数字货币开源项目及其标准制定中抢得先机的国家，将能在即将到来的主权货币数字化浪潮中获得更多话语权并赢得货币竞争。
（四）区块链跨链技术与央行数字货币互操作性研究
自比特币2008年诞生以来，私人数字货币项目不断增多，不同种类数字货币如何兑换的问题逐渐受到重视。中心化的数字货币交易所针对的数字货币兑换会收取一定比例的手续费，且存储于中心化的交易所相当于交由交易所代持数字货币，存在资金安全风险，因此基于智能合约的去中心化交易所Uniswap、JustSwap、SushiSwap等逐渐兴起。这一机制根据智能合约和特定算法智能计算资金池某一时间段内不同数字货币存量比例，并根据比例计算汇率后自动实现不同数字货币之间的兑换。但上述交易仅限于发行于同一公链的代币之间的互相兑换，如要跨链兑换，则需进一步使用其他跨链桥工具。因此，关于跨链技术和数字货币互操作性的研究逐渐受到重视。
数字货币的互操作性需要使用跨链技术。Kan et al（2018）提出了一种创新的基于组件的框架，用于在任意区块链系统之间交换信息，称之为交互式多区块链架构。这一架构为跨链通信创建了多链的动态网络。Qasse et al（2019）将目前的跨区块链通信解决方案归类为侧链、区块链路由器、智能合约和行业解决方案四类，并对其优劣进行了对比分析。其中侧链方案扩展性不足，仅可用于加密货币的跨链交易。智能合约的跨链方案则存在智能合约无法跨链共享的缺陷。行业解决方案的原理是使用验证者验证跨链交易或节点，目前主流的Polkadots和Cosmos均使用了这一架构，但如果验证者出现宕机，则可能出现单点故障。区块链路由器的原理是使用一些区块链节点作为路由器以在不同区块链之间发送请求，但缺陷是目前的研究仍处于早期阶段，仅有原型设计方案而尚未正式投入使用。
虽然目前央行数字货币的发展相比于私人数字货币仍处于初级阶段，但未来随着正式发行的央行数字货币项目不断增加，必然同样存在不同国家央行发行的央行数字货币如何跨链兑换的难题。Boar et al（2020）认为，考虑如何促进mCBDC安排将是一些中央银行迫切关注的问题。Auer et al（2021b）则认为，央行数字货币的互操作性不仅需要考虑其他潜在的央行数字货币项目，还需要考虑现有和正在发展中的支付系统。目前，主流的跨链项目不仅可用于跨链通信，还均提供了开发效率更高的区块链项目开源模块，且具有极高的扩展性和包容性，因此跨链技术在央行数字货币研发领域使用前景广阔，央行数字货币的跨链技术应用研究也必将是未来十分重要的研究方向。
总体而言，应用于央行数字货币互操作性的跨链技术的研究仍然处于初级阶段，虽然有不少学者针对跨链技术应用于央行数字货币进行了展望，但跨链技术的实际应用尚仅限于私人数字货币、数字资产之间。不过，为应对未来的央行数字货币浪潮，跨链技术的研究必将是未来的热点研究方向。俄乌冲突爆发后，西方国家将部分俄罗斯银行剔除出SWIFT结算系统的事实进一步印证了过度中心化的货币间结算系统的潜在风险。以中国、俄罗斯为代表的新兴经济体应当积极参与跨链技术协作研发，并及时掌握跨链桥接跨链桥接指的是，让代币或数据能够从一个链安全地连接和转移到另一个链，尽管它们有着不同的协议、智能合约和治理模式。接口标准制定的主导权，协助发展中国家开发符合中继链接口标准的各国央行数字货币平行链，扩大自主研发的跨链技术使用生态，防范国际货币结算体系过度中心化的风险。
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央行数字货币与全球货币竞争研究
哈耶克1976年在《货币的非国家化》中提出的货币竞争理论为全球货币竞争研究和真正的非国家货币比特币的诞生奠定了基础。2008年比特币诞生后，首先，货币竞争存在于私人数字货币之间，Gandal & Halaburda（2014）对私人数字货币之间的货币竞争进行分析后认为，比特币赢得竞争的原因在于赢家通吃效应在市场早期占主导地位。其次，货币竞争也存在于私人数字货币与各国法定货币之间。Rahman（2018）研究数字货币和法定货币竞争对最优货币政策的影响发现，当数字货币与政府发行的法定货币竞争时，弗里德曼规则下的最优货币政策在社会上将是低效的。最后，随着各国央行数字货币项目不断推进，央行数字货币也加入货币竞争，因此不少学者对央行数字货币之间的全球竞争，央行数字货币与现金及私人数字货币的货币竞争，对私人数字货币存在怎样的风险，央行数字货币相比之下存在怎样的益处，以及这场全球货币竞争的最终结果预测进行了研究。
（一）央行数字货币的全球竞争研究
在中国的数字人民币投入试运行以来，以中国为代表的发展中国家和以美国为代表的发达国家之间的各国央行数字货币竞争正成为最新的热点研究问题，而不少学者已经对中国作为央行数字货币项目进展最快的主要经济体带来的“CBDC鳗鱼效应”及其引发的央行数字货币竞争进行了研究。Cong & Mayer（2022）基于两国博弈模型对法定货币、加密货币和央行数字货币的动态全球竞争进行模拟发现，通过推出央行数字货币，弱势货币可能会挑战强势货币的主导地位。如果它对强势货币的主导地位构成威胁，那么弱势国家发行央行数字货币也会增加强势国家推出央行数字货币的动力，从而产生央行数字货币发行的战略互补性。美国战略与国际研究中心2022年4月的研究报告也认为，中国的数字人民币计划提高了美国、欧盟、日本等国政府对央行数字货币的兴趣。美国拜登政府正在加强对中国数字人民币计划的审查，担心该计划可能会推翻美元作为全球主要储备货币的地位。日本岸田文雄政府则呼吁加快发行本国央行数字货币的速度，因为中国的进步要快得多。Ehrlich（2020）也认为，中国的数字人民币计划对以美元为主导的全球金融体系造成了挑战，因此美国应当积极讨论发行数字美元等措施加以应对。不过，也有学者认为发行数字美元不是应对中国数字人民币的最佳应对措施。美国罗斯福研究所的研究报告《数字美元：中央银行数字货币的关键设计选择和影响》敦促美联储和国会不应该发行数字货币来应对数字人民币的挑战。Chris（2022）也不赞同通过发行数字美元的方式应对数字人民币带来的全球数字货币竞争，而应当采用改善美国现有支付体系的方法。因为如果要推出一种美国央行数字货币以在国际资本市场上与中国的数字人民币竞争，将会对美国国内的银行造成较大干扰。
一些学者还对不同国家央行数字货币竞争策略和竞争结果的异质性进行了研究。Cong & Mayer（2022）研究了各国央行数字货币竞争策略的差异发现，拥有强势但非主导货币的国家（例如中国）最有动力推出央行数字货币，拥有最强势货币（例如美元）的国家开发央行数字货币的战略也较早，目的是将加密货币的增长扼杀在萌芽状态并抵消竞争对手的央行数字货币，而货币最弱的国家放弃实施央行数字货币，转而采用加密货币。
目前，有关各国央行数字货币全球竞争的研究集中于竞争驱动因素、竞争策略研究和竞争结果预测。虽然目前相关研究较少且不充分，但随着开展央行数字货币项目研发的国家不断增多，CBDC Tracker等各类央行数字货币数据库汇总了各国央行数字货币的研发进展数据，研究各国央行数字货币的研发动机、不同国家之间央行数字货币研发创新的溢出效应成为可能。新兴经济体研发央行数字货币是为了对抗现有美元为主导的国际货币结算体系？还是为了赢得与比特币、泰达币等私人数字货币的竞争？中国等新兴经济体应当如何应对央行数字货币的全球竞争？这些疑问需要未来开展进一步实证研究予以回答。
（二）央行数字货币与实物现金的货币竞争研究
不少学者还认为，央行数字货币发行后将面临与实物现金的竞争，因而对央行数字货币与实物现金的优劣进行了比较。首先，央行数字货币相较于现金具有更高的便利性。新冠疫情大流行凸显了零售支付市场在经济刺激资金的分配方面的低效率和央行数字货币的潜在益处。Khiaonarong & Humphrey（2019）认为，央行数字货币要想取得成功，就必须有采用央行数字货币的动力。对于用户来说，这种激励是更大的便利，因为使用央行数字货币将不必前往ATM机或银行分行提取现金。Keister & Sanches（2019）也认为，使用央行数字货币将提高交易效率。
除具有更高便利性外，央行数字货币相较于实物现金还存在货币政策优势。Grasselli & Lipton（2019）认为，负利率政策可以成为宏观经济稳定的有效工具，但是在实践中，实物现金的存在对利率规定了一个下限，因为至少目前对现金征税或废除现金在技术上都是不可行的。而中央银行数字货币的使用将有可能克服这一下限，即现代密码学的成就与计算机能力的大幅提高相结合，使得废除实物现金并用中央银行发行的央行数字货币取而代之成为可能。
此外，央行数字货币还将能够扩大农村地区获得现金和银行服务的能力。在农村地区，获得实物现金并不总是得到保证，因此Alonso（2020）针对西班牙受金融排斥影响最严重的省份之一阿维拉地区的现金获取能力进行了研究，将其量化为“获得现金指数”。研究发现，实施央行数字货币作为现金的替代支付方式受到样本人群的良好接受，75%的受访者表示他们将用央行数字货币代替实物现金，或者至少因此减少对实物现金的使用。
对于央行数字货币与实物现金竞争的结果，学术界倾向于认为实物现金最终将被央行数字货币在内的各种数字支付手段击败。Khiaonarong & Humphrey（2019）认为，央行数字货币本质上是现金的有效替代，而一个国家的现金使用水平和趋势将影响对央行数字货币的需求。在现金使用量已经非常低的国家，对央行数字货币的需求将会疲软。在现金使用量非常高的地方，由于缺乏现金替代品，需求将会更强。他们通过对11个国家的现金使用量进行预测后发现，如果没有数字版本的现金，随着时间的推移，现金的使用可能几乎完全被与私人银行存款相关的替代工具所取代。
（三）央行数字货币与比特币的竞争研究
私人数字货币和央行数字货币的竞争是金融监管机构最为关注的研究问题。2021年7月14日，美联储主席鲍威尔在美国众议院金融服务委员会的听证会上表示，“美国中央银行采用数字货币的主要原因之一是它将削弱对其他加密货币和稳定币的需求”。针对央行数字货币与比特币的竞争，不少学者对比特币和央行数字货币的差异和优劣进行了分析。虽然央行数字货币被认为在技术层面使用了与比特币类似的数字证书体系、数字签名、安全加密存储等技术，但与比特币在匿名性、发行主体、共识算法、能源消耗、验证效率等方面存在较大差异，并因此在货币竞争中具有可控性高、可信度高、耗电量低和验证效率高等优势。
首先，相较于比特币，央行数字货币具有更高的可控性。具体而言，比特币具有大量用于违法交易的风险，且除非有人控制了该网络51%的挖矿能力，比特币网络永远不会被关闭。而比特币不受货币政策的影响，进一步凸显了比特币缺乏任何形式的控制。而且，比特币代表着一种潜在的第三种货币制度，对国家控制的抵抗力要大得多，因为比特币铸造的货币单位不存在于任何实际的地方。所以，目前政府采取强硬监管措施不能从根本上杜绝民众参与私人数字货币有关的不法活动，而当电子商务或社交媒体巨头建立与法定货币竞争的数字货币计划时，央行发行的数字货币将会是最后手段。目前，世界各国央行发行央行数字货币的动机包括打击利用私人数字货币进行的洗钱、恐怖主义和逃税等违法活动。鉴于比特币和地下经济的高度关联性及其高度匿名性，发行央行数字货币的工作进展在地下经济规模更大的国家发展得更快。显然，匿名和缺乏中央权威不符合央行数字货币的要求。考虑到洗钱和其他非法金融活动的可能性，任何中央银行都极不可能采用完全匿名的工具。而央行数字货币同时需要以某种方式解决隐私和透明度之间固有的紧张关系，一方面保护用户数据免遭滥用，另一方面有选择地允许为终端用户、政策制定者以及执法调查和干预提供数据挖掘。具体而言，有限匿名形式的央行数字货币的引入将减轻与实物货币相关联的犯罪，因为央行数字货币能帮助中央银行捕获必要的数据，从而更容易发现逃税、恐怖主义融资和洗钱等非法活动。综上所述，学界一般认为，央行数字货币相较于比特币的可控性优势能够在实现金融便利化和有限匿名的同时，更好地遏制利用数字货币进行违法交易。
其次，相较于比特币，央行数字货币具有更高的可信度。因为如果加密货币和它们的点对点交易是通过中央发行人进行的，并且受到各自政府的监管，那么消费者可能更信任加密货币和它们的点对点交易。Lee et al（2021）也认为，央行数字货币能够有助于对抗私人数字货币的大规模采用是因为它得到了受信任的政府的支持。研究发现，央行数字货币在与比特币的竞争中还将具有能耗优势。Leshno & Strack（2020）提出，任何数字货币协议要么在某种程度上放弃去中心化，要么放弃类似比特币的挖矿奖励机制。而Cong et al（2021）认为，在比特币方案中，矿池机制将显著增加区块链的能源消耗。也就是说，坚持比特币去中心化特质的数字货币将必然因为基于挖矿奖励计划的矿池机制而增加能源消耗。具体而言，比特币的货币生成系统是基于POW（工作量证明）机制，该机制存在耗电量大、验证过程复杂、交易成本高、记账拥挤等问题。在比特币运行早期，部分程序员使用普通个人电脑的算力即能赢得记账权，并挖矿获取大量比特币。但随着比特币价格的上涨和更多投资者的进入，比特币挖矿难度不断上升，挖矿难度值从2010年2月5日的1.00增长至2022年5月11日的最高值31.25×1012，共增长31万亿倍。根据剑桥大学计算矿机综合效率和综合电力效率而估算出的当前算力水平下比特币挖矿年电力消耗量CBECI（剑桥比特币电力消耗指标），比特币年耗电估值从2014年12月1日的2.12太瓦时增长至2021年5月13日的143.85太瓦时，增长了67.85倍。中国正力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，而基于POW机制的货币投放系统明显不符合该目标。此外，Auer（2019）还发现，在POW机制下，随着区块奖励不断降低，加密货币的流动性将不断下降。虽然闪电网络等解决方案将可能解决这一问题，但唯一的根本性补救措施是取消加密货币工作量证明的机制。
相比之下，央行数字货币多采用耗电量低的区块链共识机制。Zhang et al（2021）认为，相较于传统的区块链共识机制，PBFT（实用拜占庭容错）共识算法和DPOS（委托权益证明）共识算法更适用于央行数字货币的应用场景。因此，不同于比特币采用POW机制，现阶段大部分央行数字货币主要由央行在许可链架构下直接投放，使用一般更适用于私有链和联盟链（许可链）的PBFT共识算法，而选择PBFT的原因主要是央行数字货币的数据存储机制需要具有非公开的性质，同时也为了节省资源消耗。不同于传统的POW，PBFT机制不需要挖矿，也不需要权益计算，所以通过它达成共识的时间更快，也无须消耗大量电力。
在货币竞争中，央行数字货币的验证效率较之于比特币也更高。国际清算银行2018年的经济报告指出，加密货币具有交易速度慢、成本高、容易拥堵等问题，而且无法随需求扩展。Lee（2021）也认为，公链系统缺乏任何能够筛选攻击者流量的中央运营商，且每笔交易通常都需要费用，而博弈论模型已证明此类区块链在没有交易费用的情况下是不可行的。而且，如果无法向矿工提供足够的交易费，交易等待时间往往更长。根据统计，42%的交易在出现1小时后仍未纳入区块链，20%的交易在30天后仍未纳入区块链。而且，勒索软件等违法活动的交易也进一步引发区块链拥塞事件，并导致交易费用增加。相比之下，目前正式发行和试运行的央行数字货币均无手续费，用于央行数字货币技术架构的PBFT算法交易速度也更快。经过测算，对于每字节数据的处理时间，改进版的POW需要30微秒，而PBFT仅需0.2微秒。
（四）央行数字货币与稳定币的竞争研究
不少学者认为，央行数字货币未来主要的竞争对手将是稳定币，因为不同于币值波动较大的比特币，稳定币已大量用于黑市交易、洗钱等违法活动，对各国货币主权构成挑战。2021年7月19日，美国财政部长耶伦与总统金融市场工作小组举行会议讨论稳定币问题时强调，“需要迅速采取行动，确保为这些数字资产建立适当的美国监管框架”。目前，稳定币主要包括Tether（USDT）、USD Coin（USDC）、Binance USD（BUSD）等抵押型稳定币和DAI、MIM、FRAX、UST（TerraUSD）等算法稳定币。抵押型稳定币基于中心化的智能合约发行，与法币1∶1兑换，定期公布审计报告，因此稳定性更高，但存在过度中心化的缺陷。而算法稳定币是基于智能算法动态调控加密货币与稳定币之间的供需变化以保持币值稳定，去中心化程度更高，但没有独立储备来支持其价值。
不过，在央行数字货币与稳定币的竞争中，已有学者对稳定币的“稳定性”提出了质疑。Eichengreen（2019）认为，币值稳定的稳定币试图弥补比特币价值波动的缺陷，但稳定币能否成功扩容并保持稳定值得怀疑。Lyons & Viswanath- Natraj（2021）发现，与央行干预最接近的稳定币发行机制对稳定Tether币价的作用有限。Naez- Alonso et al（2021）也认为，稳定币可能无法提供价值稳定性，并可能涉及其他风险。2022年5月，主流的算法稳定币UST（TerraUSD）价格暴跌，丧失了和美元的兑换比例，更加剧了上述担忧。民众对央行数字货币的信心更高被认为是相较于稳定币更加稳定的主要原因。Bindseil（2019）认为，家庭对稳定币的信心不一定与对央行数字货币的信心相同。Naez- Alonso et al（2021）更进一步认为，相较于稳定币，由中央银行支持的央行数字货币将是一种新形式的无风险货币，它由中央银行发行，因此将履行货币的所有基本功能。
还有不少学者对稳定币的本质是什么进行了讨论，并认为稳定币的挤兑风险、隐私泄露风险和影响货币政策执行的风险较之于央行数字货币更高，因此呼吁加强对稳定币的监管，并使用央行数字货币取而代之。实证研究结果显示，目前最大的稳定币USDT与所有其他主要加密货币呈负相关关系，体现出完全不同的特性。Gorton & Zhang（2021）认为，稳定币发行人实际上是“基本上不受监管的银行”，而且由于稳定币发行人对其承担的风险了解有限，存在大多数存款持有人突然挤兑的风险，因此他们提出应当用央行数字货币取代稳定币，并且对现有稳定币实施监管。还有学者提出，阿姆斯特丹银行早期的运营框架类似于稳定币，而该银行1780年的垮台说明刚性稳定不适合作为现代货币体系的基础，而央行发挥作用、主权国家的财政支持及其财政可持续性在货币体系中至关重要。此外，稳定币还因其难以监管的特性可能对央行货币政策的执行带来风险，还存在隐私数据和个人信息滥用的可能。尽管目前稳定币Tether对新兴经济体市场的影响相对较小，但Tether公司已于2019年9月9日正式宣布发行离岸人民币稳定币，未来将给包括中国在内的世界各国金融稳定带来潜在风险。因此，政府必须具备工具、技能和能力用于识别基于稳定币进化或创造的技术，并建立适当的监管框架。美国总统金融市场工作组2021年11月发布的《稳定币报告》更进一步指出，稳定币作为支付手段的潜力不断增加的趋势引发了一系列担忧，比如导致支付系统运行不稳定甚至中断，导致经济权力过度集中的担忧。为了应对稳定币风险，该报告建议美国国会迅速采取行动，制定立法，确保稳定币受到全面的联邦监管框架的约束。不过，Ayuso & Conesa（2020）认为，稳定币的威胁本身不足以成为发行央行数字货币的理由，央行数字货币发行还具有其他潜在的深远影响，需要进行详细分析，以便适当评估这方面任何决定的利弊。
（五）央行数字货币和私人数字货币的竞争结果：长期竞争还是走向共存
虽然不少学者已经针对央行数字货币与私人数字货币之间的竞争关系进行了研究，认为央行数字货币在竞争中具有诸多优势并呼吁使用央行数字货币取代私人数字货币，但也有学者认为央行数字货币和私人数字货币未来将走向共存。2022年1月11日，美联储主席鲍威尔在议院银行委员会听证会上表示，得到有效监管的私人稳定币可以与央行数字货币共存。国际清算银行2021年3月发布的研究报告也认为，央行数字货币未来极有可能与私人数字货币共存。Adrian & Mancini- Griffoli（2021）提出，虽然通过实施更加严格的监管，央行数字货币取代私人数字货币是可能的，但央行数字货币和私人数字货币共存或互补也是可能的，这一点可以通过央行在设计上做出某些选择以及调整其监管框架来实现。他们还认为，虽然私人数字货币创新性更强、更加方便、对用户更友好、适应性更强，但私人货币实际上和公共货币存在一种共生关系，即私人货币可以被兑换成完全安全且流动性好的公共货币，而且私人发行的货币只有在能够兑换成央行货币的情况下，才能够成为一种高效的支付手段。他们还指出，一个仅有私人货币的体系风险太高，而一个仅有央行货币的体系则可能错过重要的创新机会，所以只有私人货币和公共货币相互促进的双重货币体系才能真正发挥有益的作用。
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发行央行数字货币对经济体系的影响研究
虽然学界已对央行数字货币的技术架构和全球竞争进行了大量研究，但政策制定者更关心央行数字货币的发行将对经济体系带来何种影响。目前，该领域的研究主要集中于央行数字货币对银行系统、货币政策、跨境支付、经济产出和社会福利的影响。
（一）央行数字货币对银行系统的影响
央行数字货币向消费者提供了直接在中央银行开设银行账户的可能，因此可能对银行系统产生深远影响，即缩小公民与中央银行之间的距离，并消除公众将存款存入商业银行的需要。不少学者对发行央行数字货币对银行系统带来的影响进行了研究，但大多认为这种影响将是负面的。发行央行数字货币首先将使得中央银行成为存款垄断者，从商业银行部门吸引所有存款，从而可能会危及期限转换。Carapella & Flemming（2020）也认为，央行数字货币的引入可能对银行存款数量、货币政策和金融稳定带来影响。Keister & Sanches（2019）则认为虽然数字货币倾向于提高交换效率，但它也可能挤出银行存款、提高银行的融资成本并减少投资。还有学者认为，法定数字货币将是一个坏主意，因为它使中央银行负责整个货币供应，虽然央行数字货币的发行有可能解决货币政策实施的零下限约束，但会加大银行挤兑风险。
不过，也有部分学者对上述负面影响持反对意见，认为央行数字货币的引入对商业银行的存贷款业务没有不利影响，在某些情况下甚至可以起到促进作用，因为央行数字货币所带来的竞争压力将迫使银行提高存款利率，进一步导致银行存款的扩张。经过测算，央行数字货币的引入将会使得银行贷款增加1.53%。还有学者进一步指出上述影响存在异质性，Agur et al（2022）将央行数字货币分为存款型与现金型，并提出存款型的央行数字货币会抑制银行信贷和产出，而现金型的央行数字货币可能会导致现金的消失。
不少批评者还担心，央行数字货币的发行会因此影响现有货币市场的稳定性。Lee et al（2021）提出，如果公众可以不受限制地直接获得央行数字货币，商业银行的存款或准备金需求将减少，银行将面临流动性短缺，并在市场恐慌的情况下引发银行挤兑，从而增加金融不稳定的风险。Schilling et al（2020）进一步提出央行数字货币的三重困境假说，即效率（实现社会最优配置）、金融稳定性（无挤兑）和价格稳定，央行数字货币最多只能够同时满足两个。但Niepelt（2020）认为，外部货币对内部货币（如存款）的边际替代不会影响宏观经济结果。发行央行数字货币并不一定意味着信贷紧缩，也不一定破坏金融稳定。
目前，有不少学者已经提出了几项建议来控制发行央行数字货币后可能因资产负债表收缩而导致的银行业去中介化。Panetta（2018）建议对每个用户的央行数字货币持有量施加限制。Kumhof & Noone（2018）提出了一种更激进的方法，即限制商业银行提供按需将存款转换为央行数字货币的能力。由此可见，目前学界就央行数字货币对银行系统影响的研究存在争议。在上述潜在风险尚不明确的背景下，各国发行的央行数字货币应当首先进行充分的实验试点，积极开展压力测试，基于本国实际情况预估央行数字货币可能对银行系统的实际影响，强化央行数字货币的闭环性，分阶段限定用户持有央行数字货币的额度，同时将央行数字货币暂时继续维持在M0范围内，避免出现央行数字货币M1化、M2化并进而与银行存款业务展开过度竞争从而影响金融稳定。
（二）央行数字货币对货币政策的影响研究
央行数字货币的引入还可能会影响货币政策的传导。首先，计息的央行数字货币可以用作直接的货币政策工具，让央行更直接地控制货币供应量。其次，计息的央行数字货币还能够进一步允许政策利率大幅度地为负，不过这需要在实物现金完全禁止的情况下才能实现，而且深度负利率可能会引起公众的批评，并严重削弱公众对中央银行的信心。Davoodalhosseini et al（2020）则认为，央行数字货币的引入改善货币政策传导的渠道主要有三个：一是有息且普遍可及的央行数字货币将通过允许非线性转移和更直接的实施和传输来改善货币政策。二是在同时禁止实物现金的情况下，引入央行数字货币可以允许货币政策突破利率下限，有效执行负利率政策。三是发行央行数字货币还能通过减少公众采用替代支付方式的动机来帮助维持货币政策的有效性。这是因为广泛采用不以本国货币计价的竞争性支付手段（包括外币和加密货币）可能会危及央行实现其当前货币政策目标的能力。Bergara & Ponce（2018）认为，中央银行还可以利用实时和更精细的支付元数据来加强货币政策的制定和宏观经济预测。Lee et al（2021）也认为，央行数字货币的采用可以帮助央行更准确地核算货币供应量、结构、速度、乘数、时间和空间分布，从而提高货币政策操作的准确性。此外，央行数字货币还将以不可预测的方式改变对基础货币的需求及其构成，也可能改变货币需求对利率变化的敏感性。不过，也有学者对央行数字货币提升货币政策传导效率持反对意见。例如，Mancini- Griffoli et al（2018）认为，货币政策传导不太可能因为央行数字货币的发行而受到重大影响。
（三）央行数字货币对跨境支付的影响研究
央行数字货币即使只用于国内用途，也将超越国界。这使得不同央行发行的数字货币的协调工作至关重要，如果协调成功，央行数字货币将可能会被用来提高跨境支付的效率。具体而言，通过互操作央行数字货币，形成多种央行数字货币（multi- CBDC）安排，将能够改善跨境支付效率低下的问题。发行央行数字货币还可以缓解当前跨境支付的摩擦。Carstens（2021）也认为，区块链技术应用于央行数字货币能够降低跨境支付的成本。经过测算，通过央行数字货币结算，跨境银行间交易可以将交易成本降低51%。数字货币还可能引发国际货币体系的剧变，即与邻国在社会或数字上融合的国家可能面临货币数字化。因此，Lu & Zhang（2021）认为在央行数字货币跨境流通之前，应提前考虑立法和监管方面的问题，主要集中在构建监管合作，遵守双边货币转移协议，执行宏观审慎监管以及修改货币结算的法律框架四个方面。
（四）央行数字货币对经济产出和社会福利的影响研究
发行央行数字货币还被认为能够提高经济产出，Barrdear & Kumhof（2016）建立了具有粘性价格和调整成本的DSGE模型，以研究央行数字货币对宏观经济的长期和周期性影响，发现央行数字货币的引入能够降低利率和扭曲性税收，从而增加长期GDP。Barrdear & Kumhof（2016）测算后认为，发行央行数字货币可以将GDP永久提高多达3%。Chiu et al（2019）也在测算后发现，发行央行数字货币将使得美国的经济产出提高0.108%。
除经济产出外，学术界对发行央行数字货币的福利效应也进行了大量研究。Kim et al（2020）的模拟结果显示，引入央行数字货币将使得消费者福利人均提高0.60~1.63加元。但Williamson（2019）认为，尽管央行数字货币增加了无银行账户家庭的福利，但降低了有银行账户家庭的福利，除非他们也选择在其投资组合中持有央行数字货币。Davoodalhosseini（2018）也认为，同时拥有现金和央行数字货币可能会导致福利低于只有现金或只有央行数字货币可用的情况。由于Williamson（2019）的分析是基于支付利息的央行数字货币，因此虽然有息的央行数字货币能够给央行带来额外的政策工具，但在前景尚不明朗时，应当审慎考虑向央行数字货币附加利息，以防止可能带来的福利损失。
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结论与展望
为应对私人数字货币的挑战，世界各国央行纷纷开展央行数字货币研究项目，央行数字货币研究也逐渐成为经济学、计算机科学领域的热点研究问题。因此，本文对央行数字货币的技术架构研究进行梳理，接着总结央行数字货币与实物现金、私人数字货币的竞争研究相关文献，还对央行数字货币对银行系统、货币政策、跨境支付、经济产出和社会福利影响的研究进展进行归纳。
央行数字货币技术架构研究是央行数字货币的研究基础。对于使用公链、私链还是许可链的问题，一般倾向于认可区块链技术对央行数字货币的益处，同时认为公链架构将带来隐私性和安全性方面的问题，因此许可链架构被认为更适合于央行数字货币。在使用基于代币还是基于账户的争论中，基于代币的央行数字货币被认为更具前景，而基于账户的央行数字货币更具安全性，因此研究结论和具体实践中倾向于使用二者的组合。此外，应用于央行数字货币的开源区块链项目能够让研发能力有限的国家更高效地研发央行数字货币，而该领域的研究主要集中于如何在提高区块链项目数据处理速度的同时，平衡区块链技术应用于央行数字货币时需要保障的安全性、隐私性和可拓展性。跨链技术领域的研究则主要聚焦于未来如何服务于央行数字货币跨境结算以及不同类型跨链解决方案的优劣。总体而言，目前央行数字货币技术架构领域的最新研究均强调了央行数字货币的特殊性，即一方面需要考虑到区块链等新兴数字技术应用带来的益处，另一方面也要考虑到央行数字货币国家背书、交易量大、不能侵害货币主权、安全与隐私要求更高等不同于私人数字货币的特性。
1976年哈耶克的货币竞争理论和2008年比特币的诞生为央行数字货币与全球货币竞争的研究奠定了基础。针对央行数字货币之间的全球竞争，研究主要集中于中国数字人民币试运行后引发的“鳗鱼效应”，对不同国家央行数字货币竞争策略和竞争结果的异质性影响，以及央行数字货币全球竞争背后的驱动因素。研究发现，中国的央行数字货币研发加快了发达国家发行央行数字货币的进度。在这场央行数字货币竞争中，强势央行的策略是发行央行数字货币，也更可能赢得这场竞争，弱势央行将拥抱私人数字货币，并可能在竞争中被边缘化。央行数字货币与实物现金的竞争研究发现，央行数字货币相较于现金具有更高的便利性和货币政策优势，还能够扩大农村地区获得现金和银行服务的能力，而央行数字货币与实物现金竞争的结果将会是现金被击败。央行数字货币还被认为在与比特币的竞争中具有可控性高、可信度高、能耗低和验证效率高等显著优势，而比特币价格剧烈波动和稳定币币值稳定的特点使得学界一般认为稳定币才是央行数字货币最具威胁的竞争对手。不过，在央行数字货币与稳定币的竞争中，有学者对稳定币的“稳定性”提出了质疑，对稳定币的本质是什么进行了讨论，并认为稳定币相较于央行数字货币而言具有更高的挤兑风险和隐私泄露风险，其影响货币政策执行的风险也更高，因此呼吁加强对稳定币的监管，使用央行数字货币取而代之。此外，也有学者认为央行数字货币和私人数字货币未来将走向共存模式，且该模式优于仅有央行数字货币或仅有私人数字货币的体系。
随着投入试运行的央行数字货币项目不断增多，不少学者还对央行数字货币发行后可能对银行系统、货币政策、跨境支付、经济产出和社会福利的影响进行了研究。研究发现，央行数字货币可能挤出商业银行存款，加大银行挤兑风险，并因此影响现有货币市场的稳定性，但也有学者对此持反对意见。还有一些学者针对这些负面影响提出了对央行数字货币的持有数量施加限制、增加银行存款向央行数字货币转化的摩擦和成本等解决方案。此外，央行数字货币还被认为将提高货币政策的有效性，让负利率政策成为可能并提升货币政策传导效率。不过也有学者对央行数字货币提升货币政策传导效率持反对意见。最后，央行数字货币更高的拓展性被认为将提高跨境支付的效率，但前提是做好法律安排与国际协作。通过DSGE模型，央行数字货币发行后，还被认为将提高经济产出和改善福利。
本文系统梳理了央行数字货币领域的最新研究进展，由于各国央行数字货币大部分仍处于实验或试运行阶段，目前央行数字货币的理论与实证研究尚处于初级阶段。但本文认为，随着各国主权货币数字化的不断推进，未来央行数字货币的研究重点将存在于以下领域：（1）央行数字货币全球竞争研究，利用博弈论等方法进一步研究央行数字货币全球竞争的竞争策略、均衡结果、驱动因素和对全球货币体系的影响。（2）发行央行数字货币的经济效应研究，使用DSGE等模型预测发行央行数字货币对各类宏观经济指标的影响，利用既有数据库探究央行数字货币研发的信号事件对资本市场的影响。（3）央行数字货币的安全和隐私保护机制研究，探究央行数字货币应当如何权衡防范非法交易风险和保护用户隐私。（4）央行数字货币的可拓展性研究，探究未来基于央行数字货币发行各类金融衍生品会给银行系统和宏观经济带来哪些益处或风险。
（注和参考文献略）
宋敏、徐瑞峰，武汉大学经济与管理学院，邮政编码：430072，电子邮箱：fmsong@ whu.edu.cn。
来源：《经济学动态》2022年第5期
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