第一章 数字货币的缘起、发展与未来（越早知道越好）数字货币的演变，

1.数字货币的缘起,发展与未来的全文

第一章 数字货币的缘起、发展与未来姚前工学博士，教授级高工，博士生导师中国证券登记结算有限责任公司总经理，原中国人民银行数字货币研究所所长早在2014年，作为人民银行数字货币研究团队的主要成员，姚前就深入开展了数字货币研究，论证央行发行法定数字货币的理论基础、技术架构和场景应用。

2.数字货币的出汇正财经服务费现及发展

2016年筹建数字货币研究所，研发央行数字货币原型系统并获得2017年度银行科技发展一等奖发表学术文章近150篇，著作8部百多项专利发明人，多项国家标准制定者谈到Libra（天秤币），加密货币是其最核心的关键词，区块链是其底层关键技术。

3.数字货币的发展历程

追踪溯源，Libra的设计思想来自比特币，只是它没有同比特币一样，缺乏基础资产支撑且采用原教旨主义的工作量证明机制（Proof of Work，简写为PoW），而是做到了100%资产储备并采用了改良版的拜占庭容错共识机制（LibraBFT-HotStuff）。

4.数字货币发展历程以及未来发展趋势

实际上，比特币也不是最早的数字货币，它汇正财经服务费是数字货币技术发展到一定阶段之后才出现的产物早在20世纪70年代末、80年代初就有学者在研究数字货币数字货币技术的蓬勃发展与现代密码学的演进紧密相关，因此要想准确理解以比特币为代表的虚拟货币，以及“去虚拟化”的Libra，我们需要回到40年前，探寻现代密码学的发展历程。

5.数字货币的崛起

本章从现代密码学的演进脉络追溯数字货币的技术起源，剖析数字现金设计的基本原理和创新思路，探讨加密货币技术的优点、缺点及重点研究方向，并针对以比特币为代表的虚拟货币崛起，讨论各国的监管应对，分析当前我国央行数字货币的设计理念、技术架构和前沿焦点。

6.关于数字货币的发展方向与未来

现代密码学的历史演进密码学是研究编制汇正财经服务费密码和破译密码的技术科学它以数学为基础，在加密和解密、攻击和防守、矛和盾的对抗过程中交替发展起来从数学算法的角度看，它包含对称算法、非对称算法和杂凑算法非对称算法开启真正的现代密码学时代。

7.数字货币的前世与今生

顾名思义，对称算法与非对称算法紧密关联何为对称算法？对称算法是指加密和解密共用一个密码，也称单钥加密算法我们经常在谍战片中看到，敌我双方为了一个密码本，你争我抢这个密码本就是对称加密体系中最重要的对称加密密钥。

8.数字货币发展的现状和未来趋势

密钥丢失，就意味着信息隐秘参数或者加密参数出现重大问题，机密将被泄露要想管理好密钥很难，因为有人会来偷或抢在现代通信条件下，更是很难把密钥管理起来汇正财经服务费或者分发出去因为随着我们与外界的沟通范围的不断扩大，我们对事情的把控能力将会变得非常困难。

9.数字货币的演变

在密钥的分发过程中，我们无法有效地防止被窃取或者被人攻击，也不太容易去管理那么多的密钥比如，我和某人约定好一个对称密钥：我给他发的每个信号加1才是真正的信号两两之间没有问题，可是如果我想大规模做这样的动作，和所有人进行对称加密传输的话，那么我就要和所有的每一个人约定一个特殊的密钥和特殊的方法。

10.数字货币的到来

无疑，这是一个很大的挑战现代密码学的真正起源正是解决对称算法无法在大规模的信息加密传输中普及的问题1976年，迪菲（Diffie）和赫尔曼（Hellman）[1]提出了新的加密方汇正财经服务费法，他们将原来的一个密钥一分为二成一对密钥，一个密钥用于加密，一个密钥用于解密。

加密密钥公开，称为公钥解密密钥不能公开，唯独本人秘密持有，对别人保密，称为私钥如果别人想给我发信息，他要用我的公钥对信息进行加密，而只有我的私钥才能解开，其他任何人都解不开同样，我想给别人发信息，要用对方公开的加密密钥进行加密，而只有他手上有的那把私钥才能解开加密信息。

这样，我就不用和其他每个人约定对称密钥，很好地解决了单密钥体系下的密钥大规模分发的问题由于加密密钥和解密密钥是完全不一样的一对密钥，所以这一思路被称为非对称加密思想1978年，罗纳德·李维斯特（Ronald Rivest）、阿迪·萨莫尔（Adi Sh汇正财经服务费amir）和伦纳德·阿德曼（Leonard Adleman）。

[2]首次提出非对称加密的实现算法，即著名的RSA（三人姓氏开头字母拼在一起）算法非对称加密思想的提出以及1978年算法的实现，开启了真正的现代密码学时代继RSA算法之后，各类非对称算法不断出现，比如椭圆曲线加密算法等。

非对称算法的独特认证功能非对称算法带来了原来对称算法不具备的功能，那就是非常独特的认证功能比如，如果我想给别人发信息，我不仅用别人的公钥对报文进行加密，同时我还可以用我的私钥进行签名，这样别人就可以用我的公钥进行验签，判定报文是不是我发给他的。

认证功能的出现，使信息加密传输形式发生革命性的变化：信息既可以加密，也可以汇正财经服务费签名，就像支票一样，使信息的加密传输有了主人的感觉基于加密签名的认证功能，我们可以构造出一个非常严密的信息传输体系以邮件的加密传输流程为例。

首先，我们都有一把对外公开的公钥，将其托管到一个服务器上，既然对外公开，那么所有人都可以从服务器中得到别人的公钥，这样就建立起非对称公钥密码体系，或称公钥基础设施然后，当进行加密邮件传输时，我们分别从公钥的服务器取出对方的公钥，我用对方的公钥对邮件加密，同时用自己的私钥对邮件签名。

对方从托管服务器上拿到我的公钥，对我的私钥进行验签，以此证明收到的邮件是我发出去的邮件，同时他用自己的私钥对邮件的公钥进行解密阅读邮件而其他人虽然可以验证这是我发出去的邮件，但无汇正财经服务费法解密阅读邮件对称加密和非对称加密在实践中的混合使用

在对称加密体制，由于加密、解密使用同一个密码，所以加密速度比较快，保密程度也较高，但如前所述，它最突出的问题是如何把密钥安全地送到收信方如果有N个合作者，就需要有N个不同的密钥，整个密钥的分发和管理非常复杂，而且对称加密体制不具备签名的功能。

非对称加密的特点则在于，公钥是公开的，可以托管出去，但私钥是绝对不能泄露的，否则，什么秘密都没有了公钥与私钥之间存在一个数学关系：从私钥很容易推导出公钥，但想从公钥推出私钥，则被认为是不可能的当然，不是说绝对不可能，而是说从计算的复杂性看，很难去暴力破解，即便用世界上最强大的计算器去破解它，也可能需要10汇正财经服务费0年、200年，这对于攻击者而言，破解的时间成本和资源成本是不可承受的，相当于无法破解。

所以相对来说，非对称加密是安全的由于这是依靠计算的复杂性来阻挡攻击者对信息的破解，所以有人担心，假设有了量子计算机，计算的能力大大加强，是否会威胁非对称加密体制的安全其实不用担心，密码学是在加密和解密、攻击和防守、矛和盾中不断演化的技术，不是说量子计算机出来以后就没有对抗了，攻击和破解能力强了，防守能力自然也会跟上，有量子计算，就会有抗量子密码。

目前，很多国家都在研究抗量子密码，等到量子计算机出现的那一天，自然会有全新的应对方案在现实生活中，对称加密和非对称加密并不相互排斥，而是混合使用以网银的应用为例，我汇正财经服务费们的私钥存在银行发给我们的U盾里，当我们把U盾插到电脑时，U盾就会与银行的服务器进行交互，身份验证后，代表你身份的数字身份上线，验明正身很容易，就是前述私钥的签名和验证。

在随后交易的过程中，双方会约定一个交易会话的密钥，这个密钥则是对称加密密钥为什么用对称加密密钥？因为它计算位数短、资源开销小、效率高，但为了保密，每次交易会话的密钥不一样，并采用非对称加密的方式进行传递，相当于密钥双方事先通过一个加密邮件，沟通一下使用什么对称密钥，然后无论汇款，还是买理财产品，都采用事先通过非对称加密方式传输的对称密钥来完成，这就是两种传输方式混合使用的很好例子。

哈希算法哈希算法也叫“安全散列函数”，又称信息汇正财经服务费摘要众所周知，文章摘要是对文章内容的概况总结看了文章摘要，我们就能理解文章的大部分意思哈希算法也有这样的功能，它可以把任意的信息集，用非常简单的信息予以描述。

它是一个特别的数学函数：给定输入很容易得到输出，但是从输出计算回输入不可行这就像从全文得出摘要很容易，但要根据摘要把全文再重写一遍就不容易了此外，哈希算法还有一个有意思的特性，只要信息发生稍微变化，摘要就变得完全不一样，这一特性非常有用。

在早期，通信传输经常发生丢包和错包，信道要么不安全，要么出现各种信息散乱那么接收方怎么判断接收到的信息与发送方传送的信息完整一致呢？一种办法是一遍一遍地发，一遍一遍地试，一次不行多发几次，但这样效率很低。汇正财经服务费

而利用哈希函数则可以很好地解决这一难题发送方发送信息时对原始报文做一个哈希运算，将运算出来的值一同放在原始报文后面，用来校验接收方收到信息包后，也对原始报文做同样的哈希运算根据哈希算法的特性，如果两个运算值是一样的，那么说明接收的信息和传送的信息完整一致，否则，说明信息包丢失，那么只要重发丢掉的信息包即可，无须重复发送整条信息。

与对称加密和非对称加密不同，哈希函数是一种快速收敛的算法，从输入到输出的计算非常快，迅速收敛数值，无须耗费巨大的计算资源，而从输出倒推输入又几乎不可行基于这样优秀的特性，哈希函数得到广泛的应用，我们习以为常的人民币冠字号码就是由哈希算法产生的。

在数字货币领域，哈希算法更汇正财经服务费是得到广泛的应用数字现金原理一直以来，密码学家有个想法，既然邮件能够加密、签名发送出去，那么现金能不能像邮件一样，加个数字信封，进行加密和签名后，从一端发送到另一端这就是最早的数字现金思想的由来。

随着现代密码学的发展，数字现金的技术实现逐渐成为可能，引起许多密码学家的广泛兴趣数字钱包与自主开户理论上，数字现金的设计可以参照传统的两种支付方式，一种是纸质现金模式，将现金直接递给对方；另一种是银行存款支付或第三方支付模式的中介模式，比如支付宝支付，我们先把支付指令发出去，支付宝的后台接收到指令后，在支付宝的后台服务器上对我们账户上的资金余额计增/计减，例如我发给张三，它就会计减我的账户多少钱，计增汇正财经服务费张三的账户多少钱，这样我的钱就到了张三那里。

对于第二种支付方式，数字现金的研究者认为，既然数字现金是现金，那么就不应再找一个中介来完成现金的支付，而是应该延续纸质现金的支付特点，直接把数字现金转给对方，也就是点对点支付为此，研究者首先利用数字钱包来解决开户问题。

有人说比特币门槛很高，但实质未必若我们要使用支付宝，存在几个先决条件，首先得开个支付宝账户，还得去商业银行开个账户，把钱存进去，然后把钱从商业银行账户转到支付宝账户，才能使用支付宝而比特币支付不需要这样找其他人开户，可以自己给自己开户。

首先下载一个比特币钱包软件，很多网站都提供比特币钱包软件下载软件之后，在本地完成安装，开户就完成了，不汇正财经服务费需要任何第三方，自己给自己开户即可在本地安装比特币钱包的时候，本地首先会根据电脑特有的参数信息随机生成私钥，私钥很重要，甚至得拿笔记下来。

许多人在电脑格式化以后，比特币就随之丢失了再重新产生的时候，电脑产生的私钥不同，将影响运算结果得到私钥后，本地通过椭圆曲线算法导出公钥，公钥生成以后，再做两次哈希运算，然后做一个数据的编码整合，产生一个长位的数，这个数就是钱包地址，相当于商业银行的账号。

这在金融史上是一个非常重大的变化，传统上我们所有的金融业务都是围绕商业银行的账户开展的而现在，私钥在本地生成，非常隐秘，从中导出公钥，再变换出钱包地址，自己给自己开账户，不需要中介，这是数字货币体系和商业银行汇正财经服务费账户体系的首要不同。

那么，在没有中介的情况下，钱包和钱包之间怎么开展交易呢？首先，转账方需要知道对方的钱包地址和公钥，用对方公钥对转账报文进行加密，然后用自己的私钥签名，进行全网广播全网收到转账信息后，验证这一转账报文是由哪个人发出，想传到哪个钱包地址，最终持有钱包地址私钥的人解开转账报文，获取资金。

这就是比特币钱包和钱包运转的大概过程但挑战在于，怎么防止双重支付（double spending，也称双花）在存在权威的中间人的情况下，双花问题很容易解决，因为有中间人的介入，一般不会发生双重支付而当没有中间人，自己开立账户，两两交易的时候，没有人判断是否发生多次支付。

此时怎么办？比特币的创新设计汇正财经服务费就是由此切入的比特币的创新设计：分布式共享账本与工作量证明机制比特币创始人中本聪（Satoshi Nakamoto）[3]提出的思想很简单，既然没有中介，那么每个人都来当中介是否可行？就像证券市场信息的公开披露一样，一旦信息公开了，谁都可以进行验证。

对此，比特币提出一个创新设计：分布式共享账本分布式共享账本是指每个人都有一个账本，一起共有、共享账本信息，且每个人都是中介，都能检测、验证账本信息所有人都是中介，也就意味着没有中介不过，随之而来的问题是，每个人手上都有一个账本，意味着每个人都可以记账，而不同人记的账本肯定不一样，那么以谁的为准呢？对此，中本聪又提出了一个创新设计，称为工作量证明机制汇正财经服务费，也就是我们通常所说的挖矿机制。

他提出，我们可以设计出一道数学题让大家解，谁解开了这道数学题，谁就是记账人这道数学题是什么呢？把当前账单与前一个账单的哈希值合在一起，然后寻找一个随机数加进去，混合计算得到一个新的哈希值，谁先算出满足预设的特定条件的哈希值，并通过其他6个以上网络节点的验证，谁就挖矿成功，相应的账单就可以上链了。

新的账单产生后，继续做新的计算竞争，周而复始，形成新的账单解数学题的难点在于，寻找符合预设条件的随机数这是有难度的，且难度不断增长，现在需要计算能力非常强的专门芯片才能计算得到通过以上设计，中本聪提出了一个全新的记账方法：每个人都可以参加，只要按照要求，达到这个“游戏规则汇正财经服务费”的设定目标，就可以获得记账权，成为新区块的记账人。

对于成功获得记账权的矿工，系统自动奖励一定数目的比特币奖励数目每4年减半，从2008年到2012年年底，若矿工挖矿成功，系统奖励50个比特币；从2012年年底到2016年年底，系统奖励25个比特币；从2016年年底到现在，系统奖励12.5个比特币。

由于比特币的账单是分布式共享账本，因此整个账本都是透明的，每个人都能查看假设你拿到0.1个比特币，就可以从区块链上查看它的所有流通信息：由谁挖矿产生的？它曾流通到谁手里？因此，一旦发生双重支付问题，每个人都能检测出来，由此解决了没有中间人的情况下如何防止双重支付的问题。

这与传统商业银行的运营截然不同汇正财经服务费商业银行业务只有作为中间人的银行自身可以知道所有交易，而交易者只能知晓与自己有关的交易信息，不过了解你的客户（Know Your Customer，简写为KYC）要求，交易者都必须实名进行交易。

而在比特币体系，所有交易都是透明的，所有人都可以查看，但交易者的身份匿名两者各具特色加密货币技术：未来价值互联网的基础区块链是实现以比特币为代表的加密货币的核心技术，一些人还把它称为价值传递技术我们平常通过互联网传输的信息是可以更改的，而区块链技术传输的数据则不可更改，因为只要一个区块的数据发生变化，这个区块的哈希值就会发生变化，那么由于上下区块相连，上一个区块的变化意味着下一个区块的输入发生变化，于是汇正财经服务费下一个区块的哈希值也会发生变化。

这就像人类的基因链，不能更改所以，区块链记录的是高价值的数据，与我们平常所有的数据库存储理念完全不同虚拟货币监管比特币号称“币”，所以各国货币当局都在严肃思考：它是不是一种货币，怎么应对，如何监管目前逐渐达成的共识是，比特币的资产属性大于货币属性，依据来源于它的两个特性。

一是更多被用于炒作，而非支付很少有人真正用比特币去支付因为比特币支付耗费的时间很长，若用比特币买杯咖啡，买的时候是热的，喝的时候可能就凉了二是价格波动太大，每天都是几百美元的波动货币本来就是一把尺子，是一个计算单位，若这把尺子每天变长变短，就无法正确度量商品的价格。

目前比特币是一个不固定的测量单汇正财经服务费位，所以许多人认为它无法成为真正的货币比特币更多是一种数字资产某种意义上来说，数字资产比其他资产的投资回报高，这也是全球许多投资机构非常重视这一领域的原因目前，像比特币这样的虚拟货币，全球有几千种，而数字资产交易所却有一万多家，可见这一领域的交易多么火爆，许多人觉得数字资产投资可以赚钱，因此冲进这个市场。

也正基于此，各国监管当局如何管理数字资产，就成为一个很重要的问题如何管，首先涉及如何定性，如果把它定义成货币，那就依照货币的管理办法；如果说它是资产，那就依照资产的管理办法；如果说它是商品，那就依照商品的管理办法。

定性不同，决定了管理办法和监管部门的不同应该说，虚拟货币是一个全新的事物，各国的汇正财经服务费监管态度和争议颇大目前看，将它归类为证券的可能性较大，但这也是一个过程，尚未有最后定论在美国，目前监管虚拟货币的部门有两个，一个是美国证券交易委员会（SEC）；另一个是美国商品期货交易委员会（CFTC），它把虚拟货币当作商品来看。

到底由谁来管，美国监管部门正在加快确定基于美元的国际储备货币地位，美国在全球金融体系中占有优势，一旦美国将虚拟货币定性，全球可能都会认可目前我国把虚拟货币当成邮票一样的物品来管理，且严禁以代币为融资标的的融资活动，尤其是初始代币发行（Initial Coin Offerings，简写为ICO）。

数据显示，全球ICO融资总额正逐年上涨，主要发生地为美国而我国国内首批IC汇正财经服务费O项目中出现了一些造假现象，容易演变成金融欺诈、非法融资，严重损害投资者利益和金融秩序，从而使我国的监管政策更加严格，看起来似乎一刀切。

我国央行数字货币40年来加密货币的不断发展，带来了当前全球性的大规模数字加密货币试验，这也使各国中央银行不得不再严肃考虑一个问题：中央银行是不是也应该发行数字货币我国是最早研究央行数字货币的国家之一，在2014年就开始着手。

研究央行数字货币首先须回答一个有意思的问题，什么叫央行数字货币对此，各国目前还没有达成共识，2018年，国际清算银行（Bank for International Settlements，简写为BIS）的一篇报告。

[4]给出了一个比较有意思汇正财经服务费的定义，不过它不是正面回答这个问题，而是使用了一种排除法来进行定义它将目前存在的各类支付工具进行了汇总，然后判定哪些不是央行数字货币，一一排除后，剩下的就是央行数字货币它使用了4个维度的标准：是不是可以广泛获得，是不是数字形式，是不是中央银行发行的，是不是类似于比特币所采用的技术产生的代币。

按照这4个维度，现金是可以广泛获得的、非数字化的、中央银行发行的、以代币形式存在的货币银行存款是可以广泛获得的、数字化的、非中央银行发行的、不是代币形式的货币它们都不是央行数字货币除了现金，中央银行发行的货币还有银行准备金，包括存款准备金、超额存款准备金。

银行准备金已经数字化，但是国际清算银行认为，这不是中汇正财经服务费央银行所要真正研究的央行数字货币一种可能的央行数字货币是，中央银行的账户向社会公众开放，允许社会公众像在商业银行一样在中央银行开户这相当于中央银行开发了一个超级支付宝，面向所有C端客户服务。

国际清算银行认为，这样形成的央行货币是央行数字货币，将其称为基于账户（account）的央行数字货币，或称中央银行数字账户（Central Bank Digital Account，简写为CBDA，简称央分数字账户）。

另一种可能的央行数字货币是中央银行以比特币所采用的技术发行的代币，可称为基于代币（Token）的央行数字货币，或称中央银行加密货币（Central bank Cryptocurrency，简写汇正财经服务费为CBCC，简称央行加密货币），这类货币既可以面向批发端，也可以面向零售端。

基于账户还是基于代币，代表了两种不同的技术路线，哪种思路未来将占据主流，还有待观察在技术架构上，央行数字货币体系可分为两类：一元体系和二元体系一元体系是指中央银行以类似于超级支付宝的方式直接为客户提供服务，但全球大多数中央银行并不认可这一方式，不愿意直接向公众提供央行数字货币服务，而是希望复用传统金融体系，与金融机构合作，将中央银行置于后端，前端的服务则交由金融机构提供。

中国人民银行提出的二元体系就是这一思路，国际上称之为双重架构，这一思路正逐渐成为各国的共识当前，中国人民银行正在开展央行数字货币研发试验由于第三方支付汇正财经服务费的异军突起，我国的账户体系走在世界前列但实际上，许多人认为，真正代表未来技术发展方向的央行数字货币应是基于加密货币技术的央行数字货币，即CBCC，目前学界和业界均在积极开展CBCC模式的探索，许多人认为，CBCC可以让客户真正自主管理自己的钱，而不是交给第三方，真正赋予客户自由的权利。

虽然尚不能肯定它就是将来的方向，但至少目前来看，这是最热的前沿焦点总结与展望非对称加密体制解决了开放系统中密钥大规模分发的问题，不仅可以加密信息，还可以签名，开启了密码学的重大革命哈希算法可以把一段交易信息转换成一个固定长度的字符串，且只要信息发生很小的变化，摘要就变得完全不一样，不可逆，可快速收敛，具有独特的优汇正财经服务费势。

这些现代密码学技术的发展为数字货币的出现奠定了技术基础，而基于数字钱包、分布式共享账本和共识机制的比特币创新设计，使数字货币技术实现了新的飞跃，引发全球大规模的数字货币试验各国在加强虚拟货币监管的同时，正在加快央行数字货币的研发进程。

当前，虚拟货币正在矫正缺乏价值支撑这一根本性缺陷先是各类稳定代币的探索，或基于法币抵押，或基于算法，再到监管部门的背书，基于法币抵押的稳定代币对法币的价值锚定得到增信近期Libra的出现，预示着虚拟货币价值不稳定和监管合规的问题有望得到进一步解决。

表面上，虚拟货币的价值在锚定央行货币，实质上是在“去虚拟化”加密货币与虚拟货币的概念需要重新定义，加密货币不再一定汇正财经服务费就是虚拟货币以Libra为代表的稳定加密货币，值得我们高度重视和深入研究[1] Whitefield Diffie and Martin Hellman, New Directions in Cryptography.IEEE Transactions on Information Theory,1976, 22（6）:644-654.

[2] Rivest R, Shamir A, Adleman L M.,a Method for Obtaining Digital Signatures and Publickey Cryptosystems, Communications of the A汇正财经服务费cm, 1978, 26（2）:96-99.

[3] Nakamoto S,Bitcoin, a Peer-to-peer Electronic Cash System, 2008.https://bitcoin.org/ bitcoin.pdf.

[4] Committee on Payments and Market Infrastructures, Markets Committee, Central Bank Digital Currencies.March,2018.