迈向两层分级基础设施：一种用于央行数字货币的离线支付系统

数字支付传统上依赖与若干中介（如银行、支付网络和支付处理商）的在线通信，以授权和处理支付交易。尽管这些通信网络被设计为具有高可用性与持续运行时间，但终端用户仍可能在某些时候几乎无法或完全无法访问网络连接。对数字支付形式日益增长的兴趣已促使世界各国央行探索发行一种新型央行货币的可能性，即央行数字货币（CBDC）。为促进 CBDC 的安全发行与转移，我们设想了一种基于两层分级信任基础设施的 CBDC 设计，其使用公钥密码学实现，以央行作为生成数字签名的根证书颁发机构，其他金融机构作为中间证书颁发机构。在此分级信任基础设施下可开发的一项重要的 CBDC 设计特性是离线能力，即通过授权硬件创建安全的点对点离线支付。作为数字现金的 CBDC 离线能力可为消费者与企业创造一个在任何情形下均可交易的弹性支付系统。我们提出了一种用于 CBDC 的离线支付系统（OPS）协议，该协议允许用户在与支付中介（甚至互联网）暂时离线且无法连接时，向另一用户进行数字支付。OPS 可用于在点对点信道上即时完成涉及任意形式数字货币的交易，而无需与任何支付中介通信，从而实现几乎无界的吞吐量与实时交易延迟。