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Bank of England 数字英镑 POS 机可行性证明实验报告（2024年5月）

1. 背景与目的：

   • 英国央行正在推进数字英镑的研发，进入设计阶段。此阶段的目标包括降低未来建设时间表、评估技术和政策影响。
   • 本报告针对“点对点（PoS）可行性证明”实验，旨在验证现有英国POS硬件（包括传统终端、手持式终端、软件POS应用）可否在不修改硬件的情况下发起数字英镑支付。
   • 主要目标还包括技术上验证离线支付功能的可行性。

2. 技术实现：

   • 支付流程：实验实现了三种支付流程（PASSTHRU、DIRECT、PEER）：
     • PASSTHRU：POSMerchant 请求支付，Payer 认证，请求通过Merchant PIP传递给BoE API及相关方，最后更新钱包。此流程适用于在线支付。
     • DIRECT：类似PASSTHRU，但请求直接发送给BoE API，绕过了Merchant PIP。此流程要求终端全连接至BoE API（增加负载）且使用特定加密方式。
     • PEER：允许设备间无网络连接（脱机）付款。引入Controller（启动端）和Server（目标端）概念。此流程需要修改POS软件。
   • 认证机制：采用两种方法，CDCVM（通过嵌入式指纹验证，非强制性）和Online PIN，后者依赖共享密钥加密确保安全性。
   • 硬件与应用：使用EMV合规的SIM卡结合定制开发的应用程序，或引入新的非EMV应用来支持离线余额存储。

3. 主要结果与发现：

   • 在线支付：所有三种支付流程均能在不修改硬件的情况下，在模拟测试中成功实现。现有POS硬件可支持数字英镑在线支付。
   • 离线支付：PEER流程证明技术上可行，不需要BoE API即时连接，但需修改POS软件加载特定应用。
   • 挑战：DIRECT流程导致BoE API管理大量密钥；PEER流程因SDK限制未在手持POSMach上实现，且修改POS软件是必要条件。
   • 设计空间：报告明确多个设计假设（如卡片类型、余额归属地、认证机制）尚未最终确定，技术可行性以外的运营、法律、商业因素将是未来设计决策的关键。

4. 结论与下一步：

   • 证明现有POS系统在线上支付的技术可行性。
   • 初步验证了POSMerchant端支持脱机支付的可能性。
   • 呼吁继续研究，考虑多种设计选择和技术路径的总拥有成本。
   • 强调此POC验证了可行性，但不等于数字英镑系统最终设计。未来工作将包含更多技术探索和POC。
   • 依赖私有伙伴关系（如Consult Hyperion）提供专家咨询。

总结：英国央行的PEP点解（POSPC可行性证明）初步证实，通过扩展现有POS技术采用EMV标准和开发定制软件，英国POS终端可以在不修改硬件的情况下发起数字英镑在线支付，并具备在软件层面实现脱机支付的技术潜力。但在线到离线的过渡、选择适度不同的支付路径、加密密钥管理（PEER流程）以及不同的认证方法仍面临挑战，并构成了未来设计需要仔细权衡参数的重要考虑因素。