DLT:支付系统：分布式账本环境中的流动性节约机制

本文专注于分布式账本技术及Stella项目的运行效果。分布式账本技术是一套记录数据的工具，如资产持有量或金融交易，允许计算机网络在没有单一中央管理系统的情况下进行验证和存储更新。在2016年12月，日本银行和欧洲中央银行宣布启动了一个名为"Stella"的联合研究项目用以评估DLT的适用性及解决方案在金融市场基础设施领域的适用性。本报告是双方合作的第一个成果，Stella项目对正在进行的关于DLT在金融市场基础设施中的可用性的广泛讨论做出了贡献，这项联合研究旨在促进更安全、更快速和更经济的金融交易。该项目在所述的有限范围内具有探索性质，目前只注重于实际测试，而成本效率、市场整合和监督等领域留待未来研究。中国人民大学金融科技研究所对论文的核心内容进行了编译。

作者|EuropeanCentralBank&BankofJapan

联合分析的主要结果

本报告详细介绍了联合分析的主要结果，归纳如下：

美国财长耶伦：加密货币可以为美国支付系统带来健康的创新:金色财经消息，在最近接受CNBC采访时，美联储前主席、现任财政部长珍妮特·耶伦（Janet Yellen）表示，加密货币在一定程度上是有益的，尽管她对其持怀疑态度。耶伦认为，如果使用得当，加密货币可以带来某些好处。特别是，耶伦承认，这对于美国使用的支付系统的创新可能很有益处。

晚间消息，耶伦表示，对加密货币持怀疑态度，对非法使用表示担忧。（U.Today）[2022/3/26 14:18:45]

1.基于DLT的解决方案可以满足实时全额支付系统的性能需求：

分析发现，在欧元区和日本地区，DLT应用可与流向RTGS系统的请求量相媲美。考虑到这两个集中式支付系统的平均流量）以及交易的处理时间平均不到一秒。然而当RPS增加到250时，分析证实了流量和性能之间的权衡是不可忽视的。更广泛地说，测试证明了在DLT环境中实施标准LSM的处理逻辑和在DLT环境中的可行性。

东加勒比地区CBDC支付系统DCash新增两个实施地区:12月9日消息，东加勒比地区中央银行（ECCCB）于12月7日向多米尼加联邦和英国海外领地蒙特塞拉特（Montserrat）推出了其数字支付系统DCash，在计划实施该系统的八个国家中，目前只剩下安圭拉还未实施。据悉，ECCB在2021年3月与DCash合作向安提瓜和巴布达、格林纳达、圣克里斯托弗（圣基茨）和尼维斯以及圣卢西亚推出了中央银行数字货币（CBDC）。8月，它被扩展到圣文森特和格林纳丁斯。DCash是一个专门设计用于数字EC货币的支付系统。（Cointelegraph）[2021/12/9 13:01:01]

2.DLT的性能受到网络规模和节点之间距离的影响：

该分析证实了众所周知的网络规模和性能之间的权衡。增加节点的数量导致了支付执行时间的增加。此外，节点之间的距离对性能的影响取决于网络配置：只要达到共识所需的最小节点数足够接近，那么在网络的其他部分的分散对延迟的影响是有限的。尽管如此，网络外围的节点仍可能会产生与法定人数不一致的情况。如果法定人数足够分散，对延迟的影响就会更大。

小米：接受加密数字货币支付系合作伙伴在葡萄牙当地自主经营行为:小米公司发言人在微博表示，今日我们关注到海外社交平台上出现关于Mi Store Portugal接受加密数字货币支付的信息。经查，该信息系葡萄牙第三方小米专卖店授权合作伙伴Mi Store Portugal自行发布，该合作伙伴系在当地自主经营和小米公司运营并无关联。[2021/8/6 1:38:51]

3.DLT解决方案有可能加强复原力和可靠性:

该分析虽然并不详尽，但表明DLT网络有经受住问题考验的能力，如验证节点故障及不正确的数据格式。关于节点故障，据观察，只要共识算法所需的节点数量是可操作的，系统的可用性就不会受到影响。测试还证实，无论停机时间长短，验证节点都能恢复。

然而，也应该考虑到所选择的DLT设置包括一个单一认证机构。这是一个单点故障可能会破坏分布式验证的优势。此外，使用不正确的数据格式的测试表明，该系统能够检测到不正确的数据格式而不影响整体性能。

美联储主席：CBDC可改善美国支付系统:金色财经报道，美联储主席鲍威尔（Jerome Powell）周一在由国际货币基金组织（IMF）主持的关于跨境支付的小组讨论中承认，中央银行数字货币（CBDC）可能会改善美国的支付系统。鲍威尔说，CBDC可以帮助实现更快、更便宜的支付交易，还可以帮助实现支付基础设施的现代化，并覆盖金融机构服务不足的消费者。鲍威尔称，全球约有80％的中央银行正在探索CBDC概念，但美联储不急于发行自己的CBDC。[2020/10/20]

有关效率的研究结果

1.网络规模对效率的影响：

我们进行了测试以验证增长的验证节点对性能的影响，并分别在简单智能合约和LSM智能合约的情况下，进行了测试。

基于简单智能合约的结果如下：

动态 | 委内瑞拉市民无法使用新支付系统购买汽油:据CCN报道，委内瑞拉总统尼古拉斯?马杜罗启动重大货币改革，市民们在加油站安装新的销售系统时遇到了麻烦。人们在加油站排起了长队，因为司机无法使用支付系统购买汽油。[2018/9/11]

图1

基于LSM智能合约的结果如下：

图2

2.节点之间的距离对效率的影响：

我们进行了测试，以评估验证节点在以下情况下的性能，并探讨了两种情况，每种情况都基于四个节点。

图3

图4

在集中的情况下得到的结果表明由于节点之间的距离越近，性能受到的影响较小；在各节点间测得的延迟与没有延迟的基线方案相当。然而，在这种情况下，与其他节点分开的节点则显示出大的延迟或者在没有参与的情况下出现赶不上其他节点的迹象，分散的情况下显示出了更高的延迟。这是由于各组节点之间的距离较长，与基线方案相比延迟增加了67%。而从这两个场景中得出的结果表明，平均而言，当需要进行交互的结点时共识的形成会更快当节点分开，需要远处的节点参与以达成共识则需要更多的时间。

对安全问题的潜在影响

1.验证节点失败：

由于内部故障或网络断开，一个或多个验证节点无法参与共识的形成，因此需要制定程序让重新连接的节点能够赶上其他验证节点的状态。

我们进行了测试以评估假设一个验证节点失败的后果。具体来说，总共四个节点中的一个被关闭了一定的时间?，然后重新启动并测量该节点赶上其他节点所需的时间与其他节点的时间。

2.证书授权失败：

对参与者和交易进行注册和认证是确保系统安全的关键。系统的安全。Fabric通过一个证书授权机构来确保这一点。尽管交易验证在设计上是分布式的，但Fabric会给系统引入了一个单点故障。为了确定Fabric如何处理CA不可用的情况，我们停止了CA然后再重新启动，同时验证节点继续发送和处理交易的能力。

测试结果显示，只要CA不可用，交易就会被拒绝，提醒发送方注意Fabric的不可用的情况。一旦CA再次可用，交易处理就开始启动，没有任何其他系统干预的预警发出。

3.对不正确格式的请求的复原力：

确保DLT系统弹性的挑战之一是确保在提交大量格式不正确的交易请求时，它能够继续运作。例如，存在系统中的参与者的无意行为，这些格式不正确的信息触发了智能合约中嵌入的错误检测机制。测试表明，无论格式不正确的信息比例如何，系统在处理具有正确格式的交易时都没有困难。

总结与结论

欧洲央行和日本央行，作为重要市场基础设施服务的运营商，决定进行深入的实验，以确定其各自支付系统的特定现有功能是否可以在DLT环境中运行。

有关效率的研究结果表明，就目前测试的RTGS服务的具体方面而言，基于DLT的解决方案可以满足当前大额支付系统的性能需求。鉴于DLT的性质，其中验证交易和达成共识的过程比集中式系统更复杂，这是令人鼓舞的结论。该项目还证实了众所周知的网络规模和性能之间的权衡：增加验证节点的数量会导致支付执行时间的增加。此外，验证节点之间的距离对性能也有影响：处理交易所需的时间随着验证节点组之间的距离而增加。

测试结果还表明，在设计DLT安排时，需要考虑到一系列的节点配置和系统参数。正如本报告所讨论的，节点的数量以及这些节点之间的距离对性能有着至关重要的影响。同样地，系统参数，如在一个区块中分组的交易数量和创建一个新区块所需的最小间隔(超时)都可能影响整体的延迟。节点配置和参数也应考虑在内。这取决于应用程序的需求。

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