三探央行数字货币：透过专利看“超级货币”蓝图.pdf

请仔细阅读本报告末页声明 证券研究报 告 | 行业专题研究 2020 年 04 月 07 日 区块链 三探央行数字货币 ： 透过 专利 看 “超级货币” 蓝图 央行研究法定数字货币已久 ， 推出在即 。 中国人民银行 （以下简称“央行”）自 2014 年起 开始 研究法定数字货币 ， 2019 年底 ， 财经 称 ， 中国央行数字货币 （ Digital Currency Electronic Payment,DCEP）正在深圳试点，即将步入生活应用场景。 2020 年 1 月，央行称已基本完成法定数字货币 顶层设计、标准制定、功能研发、联调测试 等工作 ， 4 月更表态称要坚定推荐 DCEP研发 。 我们在前两篇 DCEP 专题报告中分析了 DCEP 的定位和对电子支付产业的影响 ，本篇聚焦于 央行 专利。 根据我们的统计 ， 自 2016 年 ， 央行 旗下的 3 家机构 已为数字货币申请 97 项专利 ， 从中 可以 发现： 有支付经验和牌照的服务商有望成为 DCEP 钱包运营商 。 市场认为 ， DCEP采用 “央行 -商业银行”的双层运营体系，商业银行之外的机构无法参与。根据央行专利，我们发现，存放 DCEP 的 “钱包”或可不直接依赖银行账户而实现转账、支付等功能。我们认为，有支付经验和牌照的服务商有望介入DCEP 产业链 ， 有望收取支付服务手续费 。 DCEP 可能加载智能合约功能 ， 以实现定向发行与监测 。 市场认为， DCEP只是数字化的法币。我们认为，市场低估了 DCEP 的愿景与可能的落地效果。央行数字货币的定位是数字现金，其发行的目的之一是解决实物现金 难以被监测的问题，根据央行提交的专利，为了实现该目的， DCEP 可能加载智能合约功能，使 DCEP 只有在满足特定条件 （例如特定的经济状态、时点、利率、流向主体） 的情形下才生效 。 DCEP 的载体可能包括芯片智能卡 。 市场认为， DCEP 的载体只是 App。 根据央行专利 ， 我们认为 ， 央行也可能考虑芯片智能卡等载体 ，尤其是在央行印制科技研究所提交的方案中。果真如此，含有安全存储的芯片厂商也会受益。 DCEP 在交易安全 、 应用开发等方面的机会不容忽视 。市场认为， DCEP 产业链的投资机会只在身份认证 、 支付服务等领域 。 我们认为 ，交易安全、 应用开发等方面的机会同样不容忽视 。 例如 ， 由于 DCEP 比商业银行存款安全性更高 ， 但面值相同 ， 坊间可能形成有关 DCEP 的场外市场 ， 这一风险值得重视 。另外，根据央行数字货币研究所所长姚前等领导的论述和央行有关专利， DCEP 或将参与撮合投融资或其他应用场景 ， 厂商需高度关注此类机会 。 投资建议 ： 紧扣产业链， 把握“银行 IT”“身份认证”与“支付服务”三大主线 ： 1） 银行 IT。不管是为央行还是商业银行开发数字货币系统，不管是为数字货币添加特定字段还是开发用户访问、应用系统， DCEP 都无法离开银行 IT 服务商。例如 ，科蓝软件、长亮科技、四方精创等。 2） 身份认证 。在人民银行申请的与数字货币有关的专利中，身份认证是不可缺失的一环，与之相关的技术是加密技术与身份认证（ CA）资质。我们看好拥有相关储备的公司，例如，卫士通、数字认证、格尔软件等。 3） 支付服务 。尽管 DCEP采用“中央银行 -商业银行”双层运营体系，但从专利中，我们发现，商业银行以外的“钱包服务商”或许也会扮演重要角色，而拥有电子支付经验或牌照的厂商有望入围试点。例如，新大陆 、 海联金汇 、恒宝股份 等 。 风险提示 ： 央行数字货币研发放缓，央行数字货币落地进度不达预期。 增持 （ 维持 ） 行业 走势 作者 分析师 宋嘉吉 执业证书编号： S0680519010002 邮箱： songjiajigszq 研究助理 孙爽 邮箱： sunshuanggszq 相关研究 1、区块链：美议员提议补助金用“数字美元”，币安收购区块链数据网站 CMC 2020-04-06 2、通信： 5G 集采、建设提速，短期分歧不改长期景气 2020-04-05 3、区块链：区块链助力城市治理，推动社会管理智能化 2020-04-01 2020 年 04 月 07 日 P.2 请仔细阅读本报告末页声明 内容目录 1 投资要件 . 4 1.1 背景 . 4 1.2 不同于市场的观点 . 4 1.3 投资建议 . 5 1.4 风险提示 . 5 2 专利概述： 3 年 3 家机构共提交 97 项专利，风格各异 . 5 3 理解央行数字货币专利，把握两条关键线索 . 7 3.1 数字化 智能化 ，可定向流通、可追踪 . 7 3.2 央行负债 比银行存款安全；只有央行能确权 . 9 4 专利详解：央行视角 . 9 4.1 DCEP 如何发行与回笼？ 动用准备金 . 9 4.2 DCEP 如何流通？ 可定向，可追溯，更精准 . 10 5 专利详解：用户视角 . 10 5.1 如何开通、登陆、查询钱包并支付？ 钱包由银行或其他机构创建 . 10 5.1.1 账户行模式：数字货币钱包由商业银行创建 . 11 5.1.2 钱包 服务商模式：数字货币钱包与银行账户不直接相关 . 12 5.2 DCEP 和实物现金与银行存款如何兑换？ 需前往商业银行网点 . 14 5.3 DCEP 允许付款方追踪资金流向 可用于赈灾、扶贫等场景 . 15 5.4 如何使用 DCEP 投资、融资？ 可对接投、融资双方 . 15 6 专利详解：技术视角 . 15 6.1 哪些环节用到了区块链？ UTXO、智能合约、非对称加密等 . 15 6.1.1 UTXO（未花费交易输出）模式 . 16 6.1.2 智能合约 . 16 6.1.3 非对称加密 . 16 6.1.4 其他场景举例 . 16 6.2 DCEP 如何实现离线支付？ 暂时可实现用户端离线 . 17 7 投资建议：把握“银行 IT、身份认证、支付服务”三条投资主线 . 18 8 风险提示 . 20 附录：中国人民银行数字货币相关专利列表 . 20 图表目录 图表 1：三家专利研发机构 2016-2019 年专利申请概况 . 6 图表 2：中国人民银行数字货币研究所申请专利功能分类情况 . 6 图表 3：中国人民银行印制科学技术研究所专利功能分类 . 7 图表 4：中钞信用卡产业发展有限公司 . 7 图表 5：中国央行数字货币相关专利欲解决的痛点分类 . 7 图表 6：中国央行数字 货币表达式结构 . 8 图表 7：央行数字货币系统可能的付款策略 . 8 图表 8：央行数字货币的发行与回笼 . 10 图表 9：一种可能的中国央行数字货币与银行账户基本体系 . 12 图表 10：数字货币钱包开通的可能路径（账户行模式） . 12 图表 11：数字货币钱包与银行账户的绑定（账户行模式） . 12 图表 12：数字货币钱包开通的可能路径（钱包服务商模式） . 13 2020 年 04 月 07 日 P.3 请仔细阅读本报告末页声明 图表 13： DCEP 可能采用的支付方式 . 13 图表 14：现金兑换为 DCEP 的流程 . 14 图表 15： DCEP 兑换为现金的流程 . 14 图表 16：数字货币兑换存款的流程 . 15 图表 17：使用数字货币芯片卡进行离线支付的方法及系统 . 18 图表 18：一种可能的央行数字货币产业链 . 18 图表 19：与央行数字货币可能相关的标的 . 19 图表 20：中国人民银行数字货币研究所专利 . 20 图表 21：中国人民银行印制科学技术研究所专利 . 23 图表 22：中钞信用卡产业发展有限公司数字货币专利统计 . 25 2020 年 04 月 07 日 P.4 请仔细阅读本报告末页声明 1 投资要件 1.1 背景 央行研究 法定数字货币 已久 ， 推出在即 。 中国人民银行 （以下简称“央行”） 自 2014 年起组织专家成立专门的法定数字货币研究团队 。 2019 年 底 ， 财经 称 ， 中国央行数字货币 （ Digital Currency Electronic Payment,DCEP） 正在深圳试点，已处于“诞生前夜”，即将步入生活应用场景 。 2020 年 1 月，央行称已 基本完成法定数字货币 顶层设计、标准制定、功能研发、联调测试 等工作 。 2020 年 4 月，央行在 2020 年全国货币金银和安全保卫工作电视电话会议 中提出， 要 加强顶层设计，坚定不移推进法定数字货币研发工作，系统推进现金发行和回笼体系改革，加快推进钞票处理业务、发行库守卫和发行基金押运转型。 DCEP 或 正 测试中 。在财经 报道的 DCEP 试点计划中 ， DCEP 监管机构与试点计划已经明确 ： 1） 监管机构 ： DCEP 由央行货币金银局牵头，央行数字货币研究所具体落实。央行货币金银局旗下的数字货币与防伪管理处是与 DCEP 相关的唯一官方处室。 2） 试点机构 ：包括工、农、中、建四大国有商业银行和移动、电信、联通三大运营商。 3） 试点场景 ：包括交通、教育、医疗、消费等，将触达 C 端用户，试点银行可根据自身优势选择试点场景。 4） 试点地点 ： DCEP 正在深圳试点，还有望在苏州落地，日前央行旗下长三角金融科技有限公司正在急招区块链相关人才。四大行均在北京设立了 DCEP 封闭开发项目组。 5） 试点计划 ：分为两阶段， 2019 年年底小范围场景封闭试点， 2020 年在深圳大范围推广。 5） 试点进度 ： DCEP 相关标准与支付系统接入等测试工作在同步推进。 推出 DCEP 有多重原因 。根据央行官员的公开发言，可以发现，推出 DCEP 的主要 原因包括 ： 1、 顺应数字经济浪潮 ， 助推数字经济发展 。 2、 现有纸钞体系有若干问题 。 例如，（ 1）发行、印制、回笼和贮藏等环节成本较高，流通体系层级多；（ 2）携带不便；（ 3）易被伪造、匿名不可控，存在被用于洗钱等违法犯罪活动的风险。 3、 有利于抑制公众对私有加密数字货币的需求， 捍卫国家数字货币主权 。 4、 为负利率创造空间 ， 将从机制上解决居民提取现金对负利率政策的制约问题 。 1.2 不同于市场的观点 有支付经验和牌照的服务商有望成为 DCEP 钱包运营商 。 市场认为 ， DCEP 采用 “央行 -商业银行”的双层运营体系，商业银行之外的机构无法参与。根据央行专利，我们发现，存放 DCEP 的 “钱包”或可不直接依赖银行账户而实现转账、支付等功能。我们认为，有支付经验和牌照的服务商有望介入 DCEP 产业链 ， 有望收取支付服务手续费 。 DCEP 可能加载智能合约功能 ， 以实现定向发行与监测 。 市场认为， DCEP 只是数字化的法币。我们认为，市场低估了 DCEP 的愿景与可能的落地效果。央行数字货币的定位是数字现金，其发行的目的之一是解决实物现金难以被监测的问题，根据央行提交的专利，为了实现该目的， DCEP 可能加载智能合约功能，使 DCEP 只有在满足特定条件 （例如特定的经济状态、时点、利率、流向主体） 的情形下才生效 。 DCEP 的载体可能包括芯片智能卡 。 市场认为， DCEP 的载体只是 App。 根据央行专利 ，我们认为 ， 央行也可能考虑芯片智能卡等载体 ，尤其是在央行印制科技研究所提交的方案中。果真如此，含有安全存储的芯片厂商也会受益。 DCEP 在交易安全 、 应用开发等方面的机会不容忽视 。 市场认为， DCEP 产业链的投资机会只在身份认证 、 支付服务等领域 。 我们认为 ，交易安全、 应用 开发等方面的机会同2020 年 04 月 07 日 P.5 请仔细阅读本报告末页声明 样不容忽视 。 例如 ， 由于 DCEP 比商业银行存款安全性更高 ， 但面值相同 ， 坊间可能形成有关 DCEP 的场外市场 ， 这一风险值得重视 。另外，根据央行数字货币研究所所长姚前等领导的论述和央行有关专利， DCEP 或将参与撮合投融资或其他应用场景 ， 厂商需高度关注此类机会 。 1.3 投资建议 我们建议紧扣产业链，把握“银行 IT”“身份认证”与“支付服务”三 大主线： 1） 银行IT。不管是为央行还是商业银行开发数字货币系统，不管是为数字货币添加特定字段还是开发用户访问、应用系统， DCEP 都无法离开银行 IT 服务商。 例如，科蓝软件、长亮科技、四方精创等。 2） 身份认证 。在人民银行申请的与数字货币有关的专利中，身份认证是不可缺失的一环，与之相关的技术是加密技术与身份认证（ CA）资质。我们看好拥有相关储备的公司，例如，卫士通、数字认证、格尔软件等。 3） 支付服务 。尽管 DCEP采用“中央银行 -商业银行”双层运营体系，但从专利中，我们发现，商业银行以外的“钱包服务商”或许也会扮演重要角色，而拥有电子 支付经验或牌照的厂商有望入围试点。例如，海联金汇、新大陆等。 另外，工农中建四大商业银行承担向公众提供数字货币的责任，而中国移动、中国电信、中国联通三大电信运营商或将参与银行 IT 系统的改造升级工作，服务于前述大型银行和运营商的机构在 DCEP 的发展中也有潜力一展宏图。 1.4 风险提示 央行数字货币研发放缓，央行数字货币落地进度不达预期。 2 专利概述： 3 年 3 家机构共提交 97 项专利 ， 风格各异 提出与数字货币 相关的专利 的央行系研发机构 主要有三家：中国人民银行数字货币研究所、中国人民银行印制科学技术研究所以及中钞 信用卡产业发展有限公司 （在杭州和北京均设有 研究所 ）， 它们在 2016-2019 年间共提交了 97 项专利 。 其中， 中国人民银行数字货币研究所 是三家机构中专利数量最多的，从 2017 年到 2019 年间共申请了 65 项专利（占总数的 67%），主要集中在 2017 年，共申请了 48 项专利，两个重要的是时间节点是 6 月 26 日（ 35 项）和 12 月 28 日（ 13 项）， 2018、 2019 年分别申请了 4 项和 13项专利，时间跨度较长； 中国人民银行印制科学研究所 申请的 22 项专利（占 23%）都集中在 2016 年 3 月 25 日，非常集中； 中钞信用卡产业发展有 限公司 的两家研究所申请的与 DCEP 相关的专利最少，共有 10 项（占 10%），但是时间跨度较大，在 2016-2018年间都有覆盖。 2020 年 04 月 07 日 P.6 请仔细阅读本报告末页声明 图表 1： 三家专利研发机构 2016-2019 年专利申请概况 （数字单位：个） 资料来源： 中国人民银行， 国盛证券研究所 从功能分类来看，中国人民银行数字货币研究所的专利多集中在顶层设计（ 11 项）、用户层面上（ 34 项），其中交易兑换 15 项、钱包设计 19 项，占到了总专利数量的 69%，还分别有两项设计和银行间结算、区块链相关，还有一些专利与身份管理等技术相关。 图表 2： 中国人民银行数字货币研究所申请专利功能分类情况 资料来源： 中国人民银行， 国盛证券研究所 中国人民银行印制科学技术研究所的专利主要集中在用户层面（ 19 项），其中与兑换和支付相关的 7 项，数字货币芯片卡相关的 12 项，是三家机构中唯一研发数字货币芯片卡的机构。其他的专利与数字货币系统以及产生数字货币相关。中钞的两家研究所分别是杭州研究所（ 6 项）和北京研究所（ 4 项），其功能定位主要与区块链应用于 DCEP 管理相关（ 6 项），其他专利的功能还包括使用技术管理钱包、以及基于钱包和金融 IC 卡的交易。 0 48 4 13 22 0 0 0 1 4 4 0 01020304050602016年 2017年 2018年 2019年 中国人民银行数字货币研究所 中国人民银行印制科学技术研究所 中钞信用卡产业发展有限公司 11, 17% 19, 29% 2, 3% 2, 3% 15, 23% 16, 25% 顶层设计 钱包设计 银行间结算 区块链 交易和兑换 其他功能 2020 年 04 月 07 日 P.7 请仔细阅读本报告末页声明 图表 3： 中国人民银行印制科学技术研究所专利功能分类 图表 4： 中钞信用卡产业发展有限公司 资料来源： 中国人民银行， 国盛证券研究所 资料来源： 中国人民银行， 国盛证券研究所 央行数字货币主要是为了解决现有法币 体系 的痛点 。 从发行想要解决 的 问题看， 央行与数字货币有关的 97 项专利主要是为了解决比特币、以太坊等加密数字货币以及现有法币体系中存在的各种问题 （详见附录） ， 其中，后者占 51%。央行在专利中指出，数字货币 的出现 是大势所趋 ， 当前的私人部门数字货币（如比特币、以 太坊）存在洗钱风险高、价格波动大等问题，并且与现有的传统金融体系难以兼容，而已有的 法币数字钱包对银行账户的依赖程度较高，独立性、本地安全性不足，并且不支持央行数字货币，需做若干改造。 图表 5：中国央行数字货币相关专利欲解决的痛点分类 资料来源： 中国人民银行专利， 国盛证券研究所 需要注意的是 ， 央行数字货币专利中并未使用 DCEP或 DC/EP（ Digital Currency Electronic Payment） 的说法 ， 而是运用的“数字货币”统称或 D-RMB 等名称 ， DC/EP 这一称谓 散见于央行数研所领导发言与撰文 ， 为了表达的统一性 ， 下文将其统称为 DCEP。 3 理解央行数字货币 专利 ，把握 两条关键线索 3.1 数字化 智能化，可定向流通、可追踪 中国央行数字货币不是简单的人民币的电子化 ， 还是智能化货币 ， 可加载智能合约 ， 可定向流通 ， 可追踪 ， 是 “超级货币”。 DCEP 是由中央银行担保并签名发行的代表具体金额的加密数字串 ， 根据 央行 数字货币研究所提交的专利 ， 其本质是对货币主要属性及12, 55% 7, 32% 1, 4% 2, 9% 数字货币芯片卡 兑换和支付 顶层设计 数字货币系统 6, 60% 3, 30% 1, 10% 区块链 钱包管理 金融 IC卡端交易 2020 年 04 月 07 日 P.8 请仔细阅读本报告末页声明 权属的加密处理 ， 由 多个可扩展的可变长字段组成，这些字段包括以下的一种或多种：货币金额（最小金额为 1 分，无上限）、 编号、发行者标识、所有者标识 、货币管 理属性、货币安全属性、货币应用属性 。 不同权限方仅可以在权限范围内解密相应内容。无权方无法查看数字货币属性。 数字货币表达式本质上是对货币主要属性及权属的加密处理，在具体交易的时候，可以做到“一次一密”，是数字货币系统安全运 转的基础。 DCEP 可能加载智能合约 。 DCEP 的字段中 ， 编号 唯一； 所有者标识 可以 匿名， 但对数字货币系统后台实名， 可以通过系统后台与真实用户对应 ，其可以基于账户，也可以基于类似于比特币的未花费的交易输出（ UTXO， Unspend Transaction Output）来记录货币转移过程 ； 货币管理属性 为支持货币当局对货币发行、流通进行管理的字段； 货币安全属性 是与数字货币安全加密相关的一组字段，能够实现数字货币不可伪造、不可篡改、不可抵赖、保护隐私、保护交易安全等功能； 货币应用属性 是数字货币满足应用场景和增值服 务需要的一组字段，能够实现对资金流的控制、智能合约 （达到预设条件可自动执行的脚本） 的执行等功能。 为了便于管理生产出的数字货币， 央行数字货币系统 预先在数据库中设臵了数字货币的 登记状态属性 字段，并设臵了登记状态属性的可选取值 ，比如： 生产中、锁定、可用、销毁和回笼状态。 图表 6：中国央行数字货币表达式结构 资料来源： 中央银行数字货币原型系统实验研究（姚前， 2018）， 国盛证券研究所 DCEP 交易 的具体方式取决于字符串预设匹配规则 ， 预设匹配规则可以是 最多数字货币策略 ， 也可以是最少数字货币策略 ， 或者是最少差额策略 ， 最少差额策略还可以与另外两种组合 。 图表 7：央行数字货币系统可能的付款策略 匹配策略 详情 ： 数字货币系统按照纸钞金额单位（如 100、 50、 20、 10、 5、 1 元等）作废付款端数字货币的顺序 举例 （ 假设付款方的数字货币保管箱中有金额分别为 100、 50、20、 20、 10、 5 以及 5 的数字货币字串，付款金额为 47 元，来源币为 ） 最少数字货币 从大到小 金额为 100 的数字货币字串 最多数字货币 从小到大 金额分别为 20、 20、 10、 5 以及 5 的数字货币字串 最少差额 接近需付款金额 金额为 50 的数字货币字串 资料来源： 央行数字货币研究所专利“一种银行间数字货币结算的方法和系统”和“数字货币的流通方法和装臵”， 国盛证券研究所 2020 年 04 月 07 日 P.9 请仔细阅读本报告末页声明 3.2 央行负债 比银行存款 安全 ；只有央行能确权 不同于使用现金交易无需央行确认 ， 数字化后的央行负债 央行数字货币的交易必须经由央行确权 。 也正因此 ，央行数字货币的分发机构是商业银行还是其他机构并不那么重要，也就是说，两种途径都可以存在。 现有纸币的发行与回笼为“央行 商业银行”双层体系，其发行是从发行基金调拨入央行发行库，再从央行发行库出库转入银行机构业务库，然后从银行机构业务库进入流通领域。 DCEP 也 采用 “中央银行 -商业银行”双层运营体系 。这沿用了现行的纸币发行流通模式，即： 1）中央银行将数字货币发行至商业银行； 2）商业银行向公众提供数字货币存取等服务。和中央银行直接向公众发行数字货币的模式相比，双层运营体系的好处是： 1）更容易在现有货币运行 框架 下 让法定数字货币逐步取代纸币 ，而不颠覆现有货币发行流通体系； 2） 可以 调动商业银行积极性 ，共同参与法定数字货币发行流通，适当分散风