最佳以前:个人损失恢复离线数字现金

许多央行寻求设计数字现金替代品，以促进线下支付(七国集团央行2020年)离线支付能力似乎是确保央行数字货币能够满足所有人的交易需求的关键特征，包括那些生活在网络连接较差的偏远地区的人，以及世界银行(2019年)估计无法使用电力的10%左右的世界人口。离线支付功能也是确保弹性的一个有用功能，因为它可以在中断发生时作为支持，包括由自然灾害、网络攻击和地缘政治冲突引起的中断。

数字现金替代品的一个具有挑战性的设计问题是如何在不允许“双重消费”的情况下实现离线支付功能。重复消费指的是用户多次成功消费相同余额的能力。使用实物现金，有一个简单的机制可以防止双重消费:一旦你用纸币支付，你就不再拥有纸币的实物所有权。实现存储在支付卡或手机芯片上的离线数字现金余额的相同简单属性并非没有安全挑战。

失去数字现金

一个有问题的方面是，在线下支付系统中排除双重支付所必需的特性也会导致数字货币余额受到损失事件的影响。为了了解原因，让我们考虑以下两个属性，即为了防止重复支出，可用于线下支付的余额需要满足:独特性和(2)分离．

的独特性属性要求可用于线下消费的数字货币余额必须唯一地存储在单个设备中。很容易看出这样做的必要性。如果反过来是正确的，那么一个人可以同时在两个不同的离线设备上存储一个数字货币余额。两个人可以分别拿着这两种设备中的一种，在两家不同的线下商店支付。根据定义，线下商店无法在中央账本中验证这些资金之前是否被花费过。

的分离属性要求离线数字货币余额与可以在没有离线设备的情况下使用的潜在资金隔离。这可以防止有人试图通过将资金转移到离线设备，然后在没有设备的情况下在线消费相同的余额，最后在离线位置的设备上消费余额来重复消费资金。

唯一性和分离属性意味着，一个完全防止重复消费的系统必须只在用户的设备上存储离线消费余额，而不是在其他地方。因此，用户可能会因设备意外丢失、被盗或故障而失去离线数字货币余额。甚至连备份都不允许。恶意用户可以假装丢失了带有离线数字现金的设备，并使用备份来恢复第二台设备上的余额，这将违反唯一性属性。

线下支付三难困境

我们通过假设一个离线支付的三难困境来总结前面的讨论(图1)。一个支付方案只能具有以下三个属性中的两个:离线支付能力，没有重复支出，当设备丢失时没有资金损失。实体现金可以进行线下支付，防止重复消费，但丢失纸币意味着资金消失了。纸质支票也允许线下支付。虽然丢失纸质支票并不意味着资金立即消失，但也不能完全防止重复消费，因为有人会试图用一张未加盖的支票付款。典型的借记卡确实可以防止重复消费，但它要求支付终端必须在线。

图1线下支付的三难困境

个人损失追偿

对用户来说，失去存储在设备上的数字现金的前景并不是特别有吸引力。对用户所承受的成本进行精确估计是困难的，但调查证据表明，消费者丢失其存储在支付卡或手机安全元素中的离线数字现金余额的年概率可能在8%至16%之间(Kahn et al. 2021)。在低利率环境中，与Baumol-Tobin-like库存模型中通常考虑的现金需求损失利息的机会成本相比，即使是这个范围的低端也会对消费者造成巨大的成本

在最近的一篇论文中(Kahn et al. 2021)，我们探索了一个可以大幅降低潜在数字现金损失用户成本的功能:在到期日期自动恢复个人损失。启用该功能的消费者的数字现金在到期后不能离线消费。然而，到期后，这些消费者将自动收到等额的资金回到他们的在线账户，而无需提交索赔。由于到期后仍未使用的数字现金在未来无法使用，因此中央银行完全没有偿还所有者的风险。为了进一步简化最终用户的体验，当用户的设备连接到网络或用于在网络连接的销售点终端支付时，到期日期可以在数字现金到期之前自动刷新(图2)。

图2带有个人损失恢复的CBDC应用程序的屏幕模型

数字现金需求

在一个正式的经济模型中，我们表明，提供个人损失赔偿的选项可能对消费者对数字现金的需求产生实质性的积极影响。原因很简单:一旦丢失的数字货币到期，就可以补偿个人损失，将损失成本从全额降低到暂时无法使用资金的不便(直到它们到期)。

然而，到期时间的长短起着关键作用。到期日期太早是不方便的——线下商店可能会拒绝即将到期的数字现金——但到期日期过晚会减缓对损失的数字现金的补偿，因为央行需要等到到期日期之后。我们的模型还表明，在设置最佳有效期方面存在很强的不对称性。如果过期日期短于最佳期限，则会产生较高的成本，而如果过期日期略长于最佳期限，则成本是有限的。换句话说，央行宁可在未来太遥远的到期日上犯错，也不要在未来太近的到期日上犯错。

结束语

我们的分析表明，在到期日自动恢复数字现金的损失可以为消费者带来巨大的好处。我们在论文中考虑的一个潜在的重要方面是支付中的隐私(Garratt和Van Oordt 2021, Borgonovo 2021)。虽然我们的模型没有明确解释隐私偏好，但我们论文的结果确实表明，尽管损失补偿较弱，但提供更多隐私的数字现金可能会实现更高水平的社会福利。最后，一些消费者可能会因为我们的经济模式之外的原因，对即将到期的数字现金感到不舒服。因此，考虑提供一种选择，允许用户自行承担财务风险，选择不接受自动损失赔偿，可能是有益的。

作者注:所表达的观点不一定反映加拿大银行的官方立场。图2中的屏幕模型部分基于图像22864711VectorStock / Sergeyyy。

参考文献

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尾注

1)关于中央银行数字货币的其他重要设计选择的讨论，请参见Bech和Garratt (2017)， Agur等人(2020)，Allen等人(2020)，Miedema等人(2020)，Minwalla (2020)， Auer和Böhme (2021)， Bofinger和Haas (2021)， Fatás (2021)， Grothoff和Moser(2021)和Niepelt(2021)。

2) Alvarez和Lippi(2009)在他们的库存模型中估算持有现金的成本时，将现金盗窃的概率——这是现金损失的一个潜在来源。Kosse(2013)提供了关于感知安全性和现金使用之间关系的实证证据。