テクノロジー |中央銀行のデジタル通貨の全体的な枠組みとアーキテクチャ実装モデルを1つの記事で理解する

出典: ブロックチェーンベースキャンプ

著者: パン・ユシオン

ブロックチェーン技術の導入は、社会信用コストの削減と社会信用環境の改善に大きな意義を持っています。現在、国内商業銀行におけるブロックチェーン技術の応用はまだ応用探索段階にあるが、国内商業銀行がこの技術に対する理解を深めるにつれて、必然的にブロックチェーン技術を使用する商業銀行が増えるだろう。

銀行間の競争がますます激しくなる中、市場で確固たる地位を築き、着実に発展するためには、ブロックチェーン技術の応用と発展の動向を注視し、国際および国内の銀行技術金融の状況を十分に把握し、発展戦略を調整し、適時に有効な対策を講じる必要があります。商業銀行におけるブロックチェーン技術の研究と応用には実用的な意義があります。

この記事は、まず中央銀行のデジタル通貨の全体的なフレームワークとアーキテクチャ実装モデルを理解するのに役立ちます。

中央銀行デジタル通貨の全体的な枠組み

1. 中央銀行デジタル通貨の運用枠組み

中央銀行デジタル通貨の運用フレームワークには 2 つのモードがあります。1 つは、中央銀行がデジタル通貨を一般の人々に直接発行する方法です。もう1つは、伝統的な中央銀行と商業銀行の二元モデルに従うことです。最初のケースでは、中央銀行が法定デジタル通貨の発行、流通、維持サービスを社会全体に直接提供します。 2番目のケースでは、現在の紙幣発行・流通モデルが引き続き採用され、つまり、中央銀行が商業銀行の業務データベースにデジタル通貨を発行し、商業銀行は中央銀行から委託を受けて一般大衆に合法的なデジタル通貨入出金サービスを提供し、中央銀行と協力してデジタル通貨発行・流通システムの正常な運営を維持する。

中央銀行の経営陣は後者を好む。理由は簡単です。

まず、既存の通貨発行・流通システムを破壊することなく、既存の通貨運用の枠組みの中で法定デジタル通貨を徐々に紙幣に置き換えることが容易になります。

第二に、商業銀行の熱意を結集し、法定デジタル通貨の発行と流通に共同で参加し、リスクを適切に分散し、サービスの革新を加速することができます。

バイナリモデルでは、中央銀行がデジタル通貨の発行と検証監視の責任を負います。商業銀行は中央銀行にデジタル通貨を申請した後、社会と直接向き合い、デジタル通貨流通サービスとアプリケーションエコシステム構築サービスを提供する責任を負います。

プロトタイプ システムは、バイナリ モデルの全体的な設計原則に従って、CBDC (中央銀行デジタル通貨) の運用を 3 層システムに分割します (下図を参照)。

第一層の参加者には中央銀行と商業銀行が含まれ、商業銀行間でのCBDCの発行、引き出し、送金に関与します。プロトタイプシステムの第1段階では、中央銀行から商業銀行への閉ループが完成します。つまり、発行と引き出しを通じて、CBDCは中央銀行の発行ライブラリと商業銀行の銀行ライブラリの間で転送され、社会全体のCBDCの総量が増減する一方で、メカニズムにより中央銀行が発行する通貨の総額は変わらないことが保証されます。

2番目の層は、商業銀行から個人または法人ユーザーへのCBDCの入出金です。 CBDC は、商業銀行の金庫と個人または法人ユーザーのデジタル通貨ウォレット間で転送されます。

3番目の層は、個人または法人ユーザー間のCBDCの循環であり、CBDCは個人または企業のデジタル通貨ウォレット間で転送されます。

中央銀行デジタル通貨の運用図

2. 中央銀行デジタル通貨システムの中核要素

中央銀行のデジタル通貨システムの中核となる要素は「1つの通貨、2つの銀行、3つのセンター」である。

1 つの通貨は CBDC を指します。これは、中央銀行によって保証され署名された、特定の金額を表す暗号化されたデジタル文字列です。 2つの金庫とは、中央銀行の発行金庫と商業銀行の銀行金庫を指し、流通市場で個人または機関ユーザーがCBDCを使用するために使用するデジタル通貨ウォレットも含まれます。 3つのセンターとは、認証センター、登録センター、ビッグデータ分析センターを指します。

認証センター：中央銀行は、中央銀行デジタル通貨機関およびユーザーの身元情報を一元的に管理します。これはシステム セキュリティの基本コンポーネントであり、制御可能な匿名設計の重要な部分です。

登録センター: CBDC と対応するユーザー ID を記録して所有権登録を完了します。取引を記録して、CBDCの生成、流通、在庫確認、消滅の全プロセスの登録を完了します。

ビッグデータ分析センター：マネーロンダリング防止、支払い行動分析、規制管理指標分析など。プロトタイプシステムはCBDCの表現形式を模索し、その上で中央銀行デジタル通貨システムと商業銀行の社内システムを構築し、それぞれ中央銀行の発行ライブラリと商業銀行の銀行ライブラリの機能を実現します。プロトタイプシステムの第 1 フェーズでは、主に中央銀行から商業銀行へのクローズド ループを解決するため、この段階ではデジタル通貨ウォレットの内容は考慮されません。

段階的な進歩の原則に従い、プロトタイプシステムの第1フェーズでは、登録センターに重点を置き、CBDCの発行、譲渡、引き出しの全プロセスの所有権登録を実現し、CBDCの取引プロセスを記録すると同時に、登録センターを拡張してオンライン所有権照会サービスを提供します。認証センターは、プロトタイプ システムの最初のフェーズで、主に商業銀行の ID 認証と管理を担当します。ビッグデータ分析センターはプロトタイプシステムの第 1 フェーズには関与しません。

3. 発行および引き出しの仕組み

口座モデルに基づく既存の中央銀行通貨システムは、商業銀行が中央銀行に電子預金口座を開設することで、中央銀行による通貨の発行と引き出しを実現している。新たな通貨であるCBDCについては、中央銀行が発行する通貨の総額を変えずに既存の電子口座通貨と交換できる仕組みを設計するとともに、既存の金融運営の枠組みの中でCBDCの発行・引き出しが可能な仕組みを検討する必要がある。

CBDC発行とは、中央銀行が商業銀行所有のCBDCを発行し、商業銀行に送付するプロセスを指します。 CBDC の引き出しとは、商業銀行が CBDC を預け、中央銀行が CBDC を無効にするプロセスを指します。発行と引き出しによって中央銀行が発行する通貨の総額が変わらないようにするため、プロトタイプシステムでは、商業銀行の預金準備金とCBDCを等しく交換する仕組みを設計した。

発行段階では、CBDCは商業銀行の預金準備金を差し引いた同額で発行されます。 CBDCが廃止された後の撤退段階では、商業銀行の預金準備金が同額増加される。プロトタイプシステムは、預金準備金の増減を伴うため、中央銀行会計データ集中システム（以下、中央銀行会計システムと呼ぶ）に接続して実装される。

発行プロセスを下の図に示します。商業銀行デジタル通貨システムは、中央銀行デジタル通貨システムへの申請を開始します。中央銀行デジタル通貨システムはまず管理と承認を行います。このステップでは、中央銀行が監督を実施するための拡張機能を確保します。その後、中央銀行の会計システムに対して預金準備金控除指示が開始され、商業銀行の預金準備金が控除され、デジタル通貨発行基金が同額増加します。

控除が成功すると、中央銀行デジタル通貨システムは商業銀行所有のCBDCを生成し、それを商業銀行デジタル通貨システムに送信し、商業銀行は銀行金庫への入庫操作を完了します。

中央銀行デジタル通貨発行プロセス

引き出し手順を下図に示します。商業銀行のデジタル通貨システムは、中央銀行のデジタル通貨システムへの入金申請を開始します。中央銀行デジタル通貨システムが管理・承認を行った後、預託されたCBDCはまず無効化され、その後、中央銀行会計システムに対して預託準備金増加指示が開始されます。中央銀行の会計システムはデジタル通貨発行基金を差し引きます。同時に、商業銀行の預金準備金も同額増加される。完了後、中央銀行のデジタル通貨システムは商業銀行に引き出しが成功したことを通知します。

中央銀行デジタル通貨の引き出しプロセス

アーキテクチャ実装パターン

プロトタイプシステムのハードウェアおよびソフトウェアインフラストラクチャ、アプリケーション機能、ビジネスデータなどの複数のレベルを統一的に検討することにより、現在のCBDC運用フレームワークに準拠したサポート機能と技術検証を備えたプロトタイプシステムが形成されます。全体のシステムは、中央銀行に関連する中央銀行デジタル通貨プロトタイプシステムと中央銀行会計テストシステム、プロトタイプ実験に参加する商業銀行の社内システム、CBDC移転実験シナリオとして機能するデジタル紙幣取引プラットフォームの3つの部分に分かれています。

中央銀行デジタル通貨プロトタイプシステムは、以下の部分で構成されています。

（1）登録センター：CBDCの発行とCBDCの所有権情報を記録し、CBDCの発行、譲渡、引き出しの全プロセスの登録を完了します。主な機能コンポーネントには、発行登録、権利確認リリース、権利確認クエリWebサイトアプリケーション、分散型台帳サービスが含まれます。発行登録には、CBDCの発行、引き出しのプロセス、所有権が記録されます。所有権確認リリースは、発行登録の所有権情報を非感応化し、CBDC所有権確認分散型台帳に公開します。権利確認照会ウェブサイトは、商業銀行にオンライン権利照会サービスを提供します。分散型台帳サービスは、中央銀行と商業銀行間の CBDC タイトル情報の一貫性を保証します。

（２）認証センター：CBDC利用者のID情報の集中管理は、システムセキュリティの基本的な構成要素であり、制御可能な匿名性設計の重要な部分である。主な機能には、認証管理と CA 管理が含まれます。プロトタイプシステムの第 1 フェーズでは、機関検証機能と証明書管理機能を提供します。将来的には、IBC (Identity-based Cryptography) などのテクノロジーに基づいて、エンドユーザー向けの認証サポートを構築できます。

（３）ビッグデータ分析センター： KYC（顧客確認）、AML（マネーロンダリング対策）、決済行動分析、規制指標分析などの機能が含まれます。 CBDCのリスク管理と事業管理の基礎となります。プロトタイプシステムの第1フェーズのビッグデータ分析センターの機能はまだ実装されていません。

（4）CBDC基本データセット：CBDCの発行と引き出しの業務プロセスで生成されるデータ、および送金プロセス中に生成されるデータを含む、中央銀行デジタル通貨システムの完全なデータリソースを維持する。分散型台帳サービスを活用した所有権情報登録実験を実施し、CBDC発行登録業務やデータ分析業務へのデータ支援を行う。

（５）運用管理システム：中央銀行デジタル通貨プロトタイプシステム全体の運用における構成、管理、監視などの機能を提供する。

（6）中央銀行デジタル通貨システムフロントエンド：商業銀行が中央銀行デジタル通貨プロトタイプシステムにアクセスするための入り口であり、商業銀行のコア業務システムと中央銀行デジタル通貨プロトタイプシステム間の情報転送サービスを提供する。主な機能には、署名の受信、転送、署名、検証が含まれます。

（７）発行登録サブシステムノード：デジタル紙幣取引所が中央銀行デジタル通貨プロトタイプシステムに接続するためのエントリポイントです。主な機能としては、CBDC取引確認、デジタル紙幣システム分散型台帳の中央銀行ノードとの通信、その他の操作などが含まれます。

（８）デジタル紙幣分散型台帳の中央銀行ノード：デジタル紙幣分散型台帳における中央銀行デジタル通貨プロトタイプシステムのフロントノードであり、CBDCスマートコントラクトを発行し、デジタル紙幣取引DVP（Delivery Versus Payment）を実現する。

中央銀行デジタル通貨プロトタイプシステムは、中央銀行の会計テストシステムに接続することで、CBDCの発行および引き出しの仕組みを実現します。商業銀行とデジタル手形交換所は、プロトタイプシステムの実験における重要な参加者です。その中で、商業銀行はコアシステムを変革し、銀行金庫を設立してCBDCを保管し、中央銀行と共同で分散型台帳を設立してCBDCの所有権情報を登録する必要がある。

デジタル紙幣取引所のデジタル紙幣分散型台帳に中央銀行ノードを追加し、分散型台帳に基づいてCBDCとデジタル紙幣間のDVP取引を実現します。