数字人民币硬件钱包与双线下支付详解

随着消息的不断曝光，以软件钱包和硬件钱包两种形式出现的数字人民币逐渐出现。基于移动应用的软件钱包早已清晰呈现，那么如何理解基于“芯片”的硬件钱包呢？

原题：佘云峰撰写的数字人民币“硬件钱包”和“双线下支付”详解

10月30日，华为mate 40系列手机CEO于承东宣布，根据中国人民银行数字货币研究所的统一标准，mate 40系列手机支持“数字人民币硬件钱包”功能。这是国内**支持数字人民币硬件钱包的智能手机。

从试点情况看，数字人民币有软件钱包和硬件钱包两种形式。软件钱包是以往活动体验中的“数字人民币”钱包，以手机app的形式存在；硬件钱包是指基于“芯片”的钱袋，如智能卡、手机ese等

因此，可以肯定的是，未来消费者不仅可以通过手机app进行数字人民币的兑换和使用，还可以通过上述硬件钱包的形式使用数字人民币。但是，随着数字人民币的研发和应用不断更新和发展，以下仅是从现有的市场情况和专利描述中推断出来的，并不代表数字人民币最终的具体形式，仅供参考。

关于数字货币芯片卡

根据业内人士近期的了解和央行公布的专利明细，硬件钱包概括为“数字货币芯片卡”（以下简称“数字货币”，即数字人民币），而数字货币芯片卡可以具体包括可视蓝牙IC卡，IC卡、手机ese卡、手机SD卡和手机SIM卡等5种形式。

上述分类总结在一系列专利中，如央行的“使用数字货币芯片卡进行离线支付的方法和系统”因此，从移动支付网络的角度来看，硬件钱包的形式意味着承载数字货币的载体无论是智能卡芯片还是手机芯片，都是不同于软件的物理设备。 

从以上五种形式来看，可视蓝牙IC卡和IC卡主要是智能卡，而手机ese卡、手机SD卡和手机SIM卡属于手机形式。 

可视蓝牙卡一般是指具有屏幕显示交易金额、余额等信息的智能卡。它可以通过蓝牙等方式与智能手机进行交互，也可以与手机app配合进行查询和账户信息同步。IC卡包括普通智能卡、超薄卡等多种形式。它没有主动交互能力。它只能通过与接收终端交互来使用。

以太坊数字人民币显卡被某机构测试

手机ese卡、手机SD卡和手机SIM卡通常是指基于手机全终端、NFC SD和NFC SIM卡三种不同的NFC模式，将安全信息存储在不同的Se芯片中，然后通过手机的NFC与接收终端进行交互，当然也有可能通过蓝牙或其他方式。

华为mate 40系列手机支持的硬件钱包就是上述手机ese表单。

论资金的转移与清算

中央银行的数字货币系统包括一种货币、两个仓库和三个中心。数字货币注册中心需要验证交易数字货币的合法性，记录交易流程，更正对应数字货币的新所有者，并登记其他所需信息。

两家银行分别指央行数字货币发行库和数字货币商业银行库。商业银行以向中央银行支付等额准备金的形式交换数字货币，这些储备储存在商业银行银行，并在中央银行登记中心登记。 

当用户打开数字货币钱包，从商业银行的存款账户兑换一定数量的数字货币时，首先，商业银行需要检查数字货币银行库中是否有足够的数字货币，并提供将存款转换为数字货币的操作充分条件下的用户。商业银行向中央银行反馈操作信息后，中央银行登记中心记录动态账户，并将相应数字货币的所有权从商业银行变更为用户。

当钱包中的数字货币用于交易时，以“数字芯片卡”为例。在终端上，用户首先通过非受理卡与用户进行交易，并通过非受理卡与用户进行交互。获得交易金额后，将交易信息发送至受理终端（交易信息包括数字芯片卡信息和交易金额）数字货币等值物。

然后接收终端与商业银行数字货币系统建立网络连接，将交易信息发送给商业银行数字货币系统。在请求被发送到中央银行的数字货币系统后，更改属于数字货币系统。中央银行数字货币系统在收到所有权变更请求后，将数字货币的所有权变更为终端设备对应的商户代码。

以上是央行数字货币在交易过程中的基本流通情况。事实上，这种“数字货币所有权变更”的方式类似于现金的交易形式，即我们前面讨论过的基于代币的utxo模，但也面临着“货币价值”和“变化”的问题。但是，我们在之前试点的数字人民币红包经验中并没有发现这个问题。因此，我们可以得出这样的结论：央行之前的测试并没有完全采用utxo模式，或者央行优化了原有的“货币价值”和“变化”问题，这使得用户没有意识到。稍后将详细讨论这个问题。

撇开数字货币的基本流动路径不谈，这其中就涉及到一个问题：如果商家开设的数字货币钱包账户和用户的数字货币钱包账户不是同一个运营机构，其背后的资金流应该是什么？例如，用户a在中国银行开了一个数字货币钱包，从工行个人银行账户兑换100元，然后通过数字钱包支付给商户B。商户B收取的电子钱包在工行开立，并兑换回工行在B的个人银行账户。

然后，具体的资金流向可以是：中国银行首先确认其数字货币银行的资金存量，并将信息反馈给央行登记中心后，中央银行将100元数字货币的所有权从中行国库变更为用户a；当用户a向钱包运营商B、B工商银行支付100元时，中央银行将100元数字货币所有权变更为用户a工行首先确认其数字货币银行国库库存，并将信息反馈给央行登记中心。登记中心将100元数字货币的所有人由用户a变更为用户B，当用户B将100元存入工行银行账户时，工行将信息反馈给中央银行登记中心，然后由中央银行向中央银行登记中心发送100元，人民币数字货币将被注销工商银行数字货币银行备案，恢复工商银行100元人民币兑换限额。 

由于数字货币在银行间流动，自然会出现“清算”问题。从目前的信息来看，移动支付网推测，“清算”的作用是央行自己发挥的。当然，从近期央行数字货币研究院与城市银行、中国农村信用银行清算机构签署的战略合作协议来看，未来中小银行将不再承担外汇业务职能，但它们可能需要这些清算机构实现互联互通的能力，才能参与数字人民币的流通和后期的资金流动。

关于双重线下支付？

上面的例子展示了数字芯片卡的支付过程，但它只是基于受理终端联网状态下的单笔离线支付。只有在接收终端与商业银行的数字货币系统交互后，才能反馈给中央银行，改变数字货币的所有权。

那么当接收终端和支付设备都离线时，如何解决这个问题呢？

事实上，在整个交易过程中并没有本质的改变，但是网络化过程被适当地延迟了。根据该专利，数字人民币系统中定义的离线支付是指近场支付，接收者事后需要在线确认收款。

与上述交易流程一样，收款终端可以通过“插件”形式验证收到的数字货币的真实性，验证用户身份，但无法验证是否重复支付，即“双花”问题。因此，它必须等待网络进行验证。 

根据该专利，设计思路是在客户端电子钱包程序（如POS机）中，将需要重复支付验证的数字货币标识为“重复支付验证”POS机联网后，自动向数字货币系统申请重复支付验证。收到验证申请后，数字货币系统将执行相应操作，在登记中心记录交易流程，更新数字货币所有者。

也就是说，双倍线下支付后，“待反复支付验证”的交易资金在网上验证前不能流通到市场。例如，a通过数字人民币双下线支付向B转账100元。虽然B收到100元的交易信息，但这100元将被标记为“待重复支付验证”，不能再由B消费。只有在网络验证完成后才能重新使用。

不过，据某行业人士介绍，线下二次流通也可以实现。如果没有在线验证，至少需要本地验证，也可以实现二次循环。然而，如何将其应用于数字人民币还不清楚。

从以上信息来看，移动支付网推断，数字人民币的“双下线”支付将受到诸多限制。

首先，交易双方都必须是硬件钱包，并且必须内置se安全芯片来实现一定程度的安全加密。硬件钱包包括智能卡、手机等多种形式，并不是所有这些形式都用于双离线支付，但只要是双离线支付，就一定是硬件钱包。

其次，由于双倍线下支付需要内置se，接收终端也必须进行相应改造。据移动支付网介绍，在此前的数字人民币网上支付试点中，受理终端只需升级软件即可支持。

**，从目前来看，双线下支付只支持NFC交互，但会有其他方案。

此外，根据移动支付网通过参与内部测试的参与者，“双下线”支付将有相应的“下线交易时间”和“下线交易次数”的限制。据其披露，nfc sim卡双线下支付模式内部测试显示，线下交易时限为24小时，交易次数为10次。另外，用户可以在线下支付范围内，将小额支付设置为1000元以下。 

同时，要采取事后问责机制，将不良记录记入征信系统进行处罚。联网后进行验钞处理时，如果系统判断硬件钱包内有假币或双花，则可将钱包列入黑名单，将钱包状态设置为禁用状态，并通过紧急处理关闭硬钱包介质。

论货币价值与变动

如前所述，我们已经谈到了数字人民币的资本流动和所有权变动，这将导致“货币价值”和“变化”的问题。事实上，央行在其专利中也有相关描述。

数字人民币是由中国人民银行以法定货币形式设立和发行，并由中国人民银行作为最终贷款人，在国家标准框架内参与交换、交换和消费的担保。它是一串与实际流通中的“面值”具有相同货币价值含义的代码。数字货币模拟中央银行纸币的发行和管理过程，根据中央银行在数字货币发行库中的数字货币发行量，一次性生成数字货币。

在数字货币系统的设计中，可以根据最小单位面额、用户具体取款金额、流通中的实物货币面额生成货币价值。具体方式可在初始过程中通过系统参数设定。为了贴近实际，专利说明书采用“流通固定面额”的形式，即发行库中的数字货币完全模拟流通中的面值，“印刷”产生“1元、5元、10元、20元、50元、100元等。，加密文本代表一种具有面值的数字货币。

以这种形式产生的数字人民币必然面临“变”的问题。虽然它可以通过自动匹配软件工具来优化**的变更方法，甚至可以将后台连接到数字货币系统中，在匹配变更之前对零钱进行拆分和交换，但呈现给用户的体验可能很难实现思考状态。当然，也可以采取“货币价值最小单位面额”的形式，即所有货币价值均为1分。这样，就可以避免变革的问题。不过，目前还不知道制度和经验是否会出现其他问题。

因此，移动支付网推测，此前深圳市数字人民币红包网上支付试点可能不会采用“定面额”货币价值的形式，甚至不采用utxo模式，而是直接采用基于代币的账户余额模式。这样做的好处是不存在货币价值和兑换问题。您可以直接通过数字货币系统更改相应钱包账户的余额。 

不过，“双下线”支付方式可能有所不同。双线下支付面临更高的安全要求，每一笔线下支付都需要经过验证才能重复支付。这样，基于utxo的模式似乎更适合双线下支付。

后记

无论同时采用何种形式甚至多种形式，整个交易过程都不会有太大变化。数字人民币的交易信息需要通过中央银行数字货币登记中心进行记录。双下线带来的问题，无非是核查延误可能引发的双花问题。

如专利中所述，在目前双线下交易的情况下，几乎所有电子现金系统的双倍支付检查都是延迟的，即在支付过程完成之后进行。因此，我们只能通过拖延重复的付款检查，或者限制付款规则的形式来完善整个流程，从而找到并追究责任。 

当然，随着移动互联网的发展，互联网已经无处不在。“双下线”支付并不是一种正常的支付方式，而是在一些特殊情况下不可或缺的补充。因此，希望业界和公众能够冷静对待，避免过度夸大和炒作。