隨著加密資產市值的攀升和全球資本的愈加關注，各國政府不僅出臺相關政策以監管加密市場，同時也展開對加密資產中底層技術的探索和實踐。自2016年起，新加坡金融管理局（Monetary Authority of Singapore, MAS），即新加坡中央銀行，聯合新加坡交易所、10家商業銀行、8家技術公司和6家學術機構，共同發起Project Ubin，探索分佈式賬本技術（Distributed Ledger Technology，DLT）在清算結算中的實際應用。
根據清華大學金融科技研究院區塊鏈研究中心《一文了解各國央行數字貨幣現狀》文章中所整理的數據統計，在全球25家中央銀行中，計劃推出中央銀行數字貨幣（Central Bank Digital Currency, CBDC）的央行有7家，有9家正在探索中，有6家已發行CBDC，有3家表示暫不考慮。其中正在探索CBDC的央行在官方公告中多數只提及DLT，而非加密世界熟知的區塊鏈。其背後的原因可能是，DLT與區塊鏈在技術層面的目標有所不同。DLT更關注數據權限、精確性和訪問控制，而區塊鏈關注安全性、去中心化的共識性機制問題。即是說，DLT相對於區塊鏈的概念更為寬泛，DLT可以基於區塊鏈技術，也可以不是。
同時，DLT也具有區塊鏈類似的如不可篡改、可追溯、弱中心化等特性。DLT的這些特性可能解決現有的清算結算體系中存在的問題，如加快清算結算流程，降低資金成本和系統性風險，提高交易安全性和合規性，改善客戶體驗等。由於DLT可能為清算結算帶來的上述優點，商業銀行、國際清結算組織、各國央行積極研究其應用，其中MAS在研究開始時間和研究深度這兩個維度上，均走在探索DLT的清結算應用隊伍的前列。
從2016年至今，Project Ubin總共對外發布了四份報告，分別是《Project Ubin 基於分佈式賬本的SGD》、《Project Ubin：重構RTGS》、《Project Ubin: 基於DLT的DvP券款對付》和《跨境銀行間支付和結算：數字化轉型的新機遇》。每份報告包括但不限於介紹項目需要解決的問題、原型的規則設計、原型對現實世界帶來的影響以及進一步完善項目時未來需要考慮的問題。Project Ubin整體的研究層次遞進，其總體規劃為六個階段，分別是SGD新加坡法定貨幣數字化探索，國內銀行間結算探索，基於DLT的DvP探索，跨境銀行間支付結算探索，目標運營模式和跨境支付結算的DvP探索。目前Project Ubin完成到第四階段，即跨境銀行間支付和結算。
圖1：Project Ubin整體規劃
本文由Project Ubin發佈的上述四份報告內容編譯改編而成，嘗試概括Project Ubin的前四階段報告內容和成果。
階段一：基於DLT的SGD
階段一在2016年11月14日到12月23日進行。主要目的是使新加坡金融管理局和金融機構能夠對分佈式賬本技術有更好的理解，並且對現行金融系統的更可靠和更高效的代替方案進行可行性研究。階段一應用以太坊技術進行概念驗證（Proof of Concept, PoC），測試央行發行的與SGD等價的數字貨幣用於跨行支付的可行性。
原型採用“可重用存款憑證（Continuous Depository Receipt）”的模型。MAS引入SGD-on-Ledger的新概念，以區分現有形式的中央銀行存款，即銀行持有的用於在MEPS+（MAS Electronic Payment System，MAS電子支付系統）上支付的中央銀行存款。SGD-on-Ledger相當於具有特殊用途的通票，在特定使用條件下與SGD實現1:1兌換，在此處僅用於銀行間支付。
圖2：MEPS+和分佈式賬本系統中賬戶關係
在階段一的原型設計中，MEPS+與分佈式賬本是分別獨立的兩個賬本系統，二者之間只有賬目的同步，沒有資金的轉移，並通過SWIFT[1]虛擬器連接。階段一設立CAS現金賬戶、大額實時結算系統（Real Time Gross System, RTGS）賬戶、存託憑證（Depository Receipts，DR）監護賬戶，以及分佈式賬本中的DR賬戶，實現MEPS+系統與分佈式賬本系統的對接和功能實現。在分佈式賬本系統中，MAS節點上運行智能合約和監控工具，管理分佈式賬本內的貨幣和觀測分佈式賬本內銀行餘額變動和交易情況。
圖3：Project Ubin階段一原型架構
階段一的原型實現了以下功能：追蹤記錄機構的銀行存款餘額，在分佈式賬本中實時生成、轉賬和銷燬機構存款餘額，交易時間擴展到7/24，以及整合DLT和現行的央行結算系統。並提出若干研究觀點和未來考量。如該項目組認為，項目中設計的數字貨幣的轉移不會產生信用風險，也沒有引入新的流動性風險。
未來需要考慮設立合適的法律條款保障數字貨幣轉賬和法幣轉賬的一致性，以及考慮設計無需先把現金存入中央銀行，直接實現銀行間互借數字貨幣的拆借市場，並進一步考慮該拆借市場帶來的信用風險和流動性風險問題。
階段二：重構RTGS
階段二在2017年10月5日，由MAS和ABS聯合十一家金融機構和五位技術合作夥伴，宣佈完成三種不同模式的原型開發，其目的是研究如何運用DLT實現具有流動性節約機制（Liquidity Saving Mechanism, LSM）的大額實時結算系統RTGS，以及瞭解DLT下RTGS如何保護交易的隱私性。
三種原型分別基於Corda、Fabric和Quorum設計而成。三者需要實現的重點功能是實時資金轉賬、排隊機制和流動性阻塞解決方案。另外從報告中可以對比三種原型的私密性、規模化和效率、特殊情況處理、高可用性，以及交易最終確認等方面性能。
圖4：階段二DLT下RGTS原型所需實現的功能
三者實現資金轉賬功能的方式各有不同。Corda採用UTXO（unspent transaction output, 未使用交易輸出）數據結構，類似於比特幣的交易流程，在雙方交易中加入公證人角色，實現點對點方式的資金轉移; Fabric為轉賬建立渠道，系統裡的每兩個銀行都需建立雙向渠道，資金轉移發生在發送方和接收方的雙向渠道中; Quorum是建立在以太坊基礎上的專門支持交易和合約私密性的區塊鏈技術平臺，利用私有和公有智能合約執行轉賬。
設計的排隊機制也有差別。Corda在交易狀態中設置“債務”狀態，以應對需要排隊的問題，根據先進先出和優先級的原則，定時週期性地嘗試執行隊列裡的任務完成交易；Fabric在渠道中也設置類似的“已排隊交易”狀態，由chaincode程序根據特定時間觸發，刷新執行隊列裡的交易；Quorum中每個銀行都維護著私有的未完成交易列表，系統維護全局可見的隊列，記錄所有銀行的未完成交易列表。
在流動性阻塞解決方面，流動性阻塞LSM是指因為銀行初始餘額不足，如果按順序執行，一系列的互相轉帳交易不能完成。LSM的解決方法就是通過交易淨額結算來避免流動性阻塞。傳統的LSM都是通過中間系統來管理，因為LSM首先需要單一的整合視角來計算所有的交易情況。階段二中，Corda提出了自己創新的解決算法“循環解決方案(Cycle-solver)”，Fabric和Quorum沿用現有的解決算法EAF2。Corda循環解決方案是在交易開始前列出所有交易的可能阻塞循環，根據算法找出結算後餘額都不為負數的、債務總額最大的循環。
階段二在三個平臺上實現了傳統中心化RTGS的處理過程和功能。包括大額跨行交易結算，沒有單點故障的分佈式架構，支持不同優先級、暫停、取消的統一交易隊列處理系統，只有相關的交易參與者才能看到交易細節，交易一經完成就不可篡改，支持交易淨額結算的流動性節約機制。
Project Ubin階段三、階段四的報告內容將在下一篇文章中展開，敬請關注。清華大學金融科技研究院區塊鏈研究中心將持續跟蹤和研究各國央行CBDC的進展。
[1] SWIFT，是一家全球安全金融信息傳遞服務提供商。
附錄
關於新加坡金融管理局
新加坡金融管理局（MAS）是新加坡的中央銀行和綜合金融監管機構。作為中央銀行，金管局通過實施貨幣政策和密切的宏觀經濟監督和分析，促進持續的非通脹經濟增長。它管理著新加坡的匯率，官方外匯儲備以及銀行業的流動性。作為一名綜合金融監管機構，MAS通過對新加坡所有金融機構，銀行，保險公司，資本市場中介機構，財務顧問和證券交易所的審慎監管，培養健全的金融服務業。它還負責運作良好的金融市場，健全的行為和投資者教育。MAS與金融業合作，將新加坡作為一個充滿活力的國際金融中心。它促進了基礎設施的發展，技術的採用和金融業技能的提升。
關於新加坡交易所
新加坡交易所（SGX）是亞洲領先且值得信賴的市場基礎設施，經營權益，固定收益和衍生品市場，達到最高監管標準。作為亞洲最具國際性的多資產交易所，新交所提供上市，交易，清算，結算，存管和數據服務，約40％的上市公司和80％以上的上市債券來自新加坡境外。
SGX是全球最具國際性的中國，印度，日本和東盟基準股票指數的離岸市場，並提供商品和貨幣衍生產品。新加坡證券交易所總部位於新加坡AAA級，因其風險管理和清算能力而享譽全球。
MEPS+
MEPS+全稱MAS Electronic Payment System，即MAS電子支付系統。MEPS +是一種特殊功能的RTGS，支持大額本地貨幣銀行間資金轉賬，以及支持MEPS +的參與者間的新加坡政府證券（Singapore Government Securities, SGS）的結算，參與者取決於資金和證券的用途。
MEPS +能夠實時和不可撤銷地轉移資金和SGS。主要功能包括：
• 使用SWIFT消息格式來提高互操作性
• 參數化隊列管理，為參與者提供更好的流動性和結算管理
• 自動化抵押的日內流動性設施，使參與者（特別是流動性較低的銀行）能夠更快地結清更多的付款
• 自動生成僵局解決方案，可檢測並解決多方支付網格鎖，以防止或減少支付隊列，並提高支付流程的整體效率
SGD-on-Ledger
MAS引入SGD-on-Ledger的新概念，以區分現有形式的中央銀行存款，即銀行持有的用於在MEPS+上支付的中央銀行存款。SGD-on-Ledger相當於具有特殊用途的優惠券，在特定使用條件下與SGD實現1:1兌換，在此處僅用於銀行間結算。
SGD-on-Ledger有三個特點：
• 不具有利息。與銀行賬戶中的資金不同，SGD-on-Ledger不持有利息，沒有利息的計算降低管理支付系統的複雜性；
• 用SGD進行1：1支撐。每個SGD-on-Ledger都有相同數量的SGD支撐，這意味著整體貨幣供應量不受發行分類賬等價物的影響；
• SGD-on-Ledger是可以設計附加功能的工具，例如可加入防止濫用的安全功能。
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