在移動支付時代下，老齡群體、中小學學生群體以及入境人士群體存在使用智能手機進行移動支付相對不便的情況。對于老齡人而言，移動支付并未普及，智能手機與支付App更新太快、種類太多，造成老年人學習屏障越來越高。在中小學教育場景下，教育部明確規(guī)定印發(fā)《關于加強中小學生手機管理工作的通知》，原則上不允許學生帶手機進入校園，造成了學生日常線下消費時移動支付工具的缺口。跨境場景下的短期旅游或工作入境人士，需要完成開戶開卡手機驗證并下載App等一系列流程才能體驗手機移動支付，存在諸多不便。銀行應依據(jù)優(yōu)勢進一步挖掘銀發(fā)場景客群、教育場景客群和跨境場景客群，打造更加貼近客群需求的產(chǎn)品，為多場景客戶提供更優(yōu)質的金融服務。而數(shù)字人民幣硬錢包的出現(xiàn)，可解決上述客群面臨的現(xiàn)實問題，提供更便捷的支付體驗。

一、硬件錢包助力數(shù)字人民幣推廣

數(shù)字人民幣錢包體系較為豐富。按照載體可分為軟件錢包和硬件錢包，其中硬件錢包為存儲數(shù)字人民幣的實體介質，基于安全芯片等技術實現(xiàn)數(shù)字人民幣相關功能，依托IC卡、手機終端、可穿戴設備、物聯(lián)網(wǎng)設備等為用戶提供服務。

數(shù)字人民幣硬件錢包的類型多樣，按照實現(xiàn)模式來說可以分為以下三類：

一是基于價值模式。該模式的數(shù)字人民幣硬件錢包，幣串存儲于本地安全芯片中，通過芯片和算法進行硬件錢包之間的幣串交換，實現(xiàn)數(shù)字人民幣點對點價值轉移，支持雙離線支付。

二是基于賬戶模式。數(shù)字人民幣軟件錢包和硬件錢包一體化綁定，共享余額，支持線上聯(lián)機交易，支持掃碼支付。

三是基于準賬戶模式。準賬戶模式和價值模式的區(qū)別在于，準賬戶模式硬件錢包的幣串存儲于運營機構的后臺服務器系統(tǒng)中，收款設備需要聯(lián)網(wǎng)，僅支持單離線支付。其和賬戶模式的數(shù)字人民幣軟件錢包一樣，受理邏輯仍然是賬戶形式。冬奧會場景下流通發(fā)行的數(shù)字人民幣硬錢包，便是基于準賬戶模式的產(chǎn)品實踐。

目前央行正在積極探索基于賬戶模式的數(shù)字人民幣硬錢包，從技術和標準建立等方面也推出了更多的規(guī)范。在目前互聯(lián)網(wǎng)培養(yǎng)的用戶習慣下，掃碼支付早已成為主流，未來相當長一段時間，難以有其他支付手段顛覆和取代，并且動態(tài)二維碼付款對于機具升級要求低、兼容能力強。因此在可以預見的數(shù)字人民幣支付體系中，基于賬戶模式的二維碼支付也將成為主要方式。本文據(jù)此探索賬戶模式數(shù)字人民幣硬錢包的實現(xiàn)方式，研究物聯(lián)網(wǎng)技術賦能技術和業(yè)務需求落地。

二、物聯(lián)網(wǎng)賦能賬戶模式硬錢包

基于上文提及的賬戶模式數(shù)字人民幣硬錢包優(yōu)點，中國銀行通過挖掘老齡人、中小學生、入境游客等在使用智能手機移動支付和賬務查詢時存在相對不便的客群需求，開發(fā)出墨水屏移動硬錢包讓移動支付安全、簡單且便捷。硬件錢包主要包含移動支付、電子存折和應用擴展三大功能，客戶在硬件錢包上完成指紋身份識別通過后，即可使用出示二維碼或者NFC近距拍卡的方式完成數(shù)字人民幣收付款，也可以通過墨水屏查看賬戶的當前余額，最近交易流水，交易用途附言等。另外，硬錢包也支持空中升級擴展功能，例如健康碼展示、金融產(chǎn)品營銷等功能。

墨水屏移動硬錢包加入了物聯(lián)網(wǎng)設備接入、低功耗通信、低功耗墨水屏、硬件加密、3D打印以及區(qū)塊鏈交易加密等新技術，滿足通過物聯(lián)網(wǎng)云管邊端來實現(xiàn)統(tǒng)一接入、統(tǒng)一管理、快速投放、空中擴展的要求，同時也具有高安全低功耗長續(xù)航的特點，符合日常使用的場景。

1.低功耗電子墨水屏

電子墨水屏又被叫做電子紙顯示技術。由于它像多數(shù)傳統(tǒng)墨水一樣，表面附著著很多的體積很小的“微膠囊”，而封裝了帶有負電的黑色顆粒還有帶有正電的白色顆粒，在通電時就會通過改變電荷來使得不同得顏色的顆粒進行有序排列，從而呈現(xiàn)出我們所看到的黑白分明的像墨水一樣的可視化效果。電子墨水屏可以保持畫面常亮時處于零耗電狀態(tài)，經(jīng)過實驗測算，在戶外的情況下，電子墨水屏功耗僅為液晶顯示屏的0.8%，而室內(nèi)情況下，電子墨水屏功耗則為液晶顯示屏的3.3%。此外，電子墨水屏陽光下可視，并沒有藍光傷害，使使用者可以達到舒適護眼的閱讀效果。

2.低功耗LTE Cat.1通信模組

Cat.1的全稱是LTE UE-Category 1，其中UE是指User Equipment，是對于LTE網(wǎng)絡下用戶終端設備的無線性能的一種分類。LTE Cat.1是低成本LPWAN低功耗廣域網(wǎng)技術。它是NBIoT的補充技術，速度更快，延遲時間更低，且與NBIoT在其他方面有所不同：LTE Cat.1以及Cat.M1支持蜂窩塔式越區(qū)切換，因此可與移動應用程序配合使用，例如資產(chǎn)跟蹤和車隊管理。它還支持物聯(lián)網(wǎng)應用程序中的語音功能，例如醫(yī)療警報和家庭報警。該標準具有足夠的吞吐量將固件、軟件和其他安全更新傳輸?shù)皆O備，而NBIoT無法做到。LTE Cat.1以及LTE Cat.M1的常見應用案例包括可穿戴設備，如健身腕帶、智能手表和自動柜員機，以及資產(chǎn)跟蹤、健康監(jiān)視器和警報。

3.物聯(lián)網(wǎng)硬件芯片級加密

硬錢包涉及到移動終端認證信息密鑰的數(shù)據(jù)存儲和加密算法程序代碼的安全問題。以上問題可以用硬件芯片級加密的方式解決（如圖1所示）。存儲加密算法代碼和相關運行數(shù)據(jù)存儲器分別在MCU和本地安全芯片加密，通信數(shù)據(jù)與設備數(shù)據(jù)物理隔離存儲，并使用金融標準硬加密傳輸。

圖1 硬件芯片級加密示意

4.物聯(lián)網(wǎng)金融設備管理

物聯(lián)網(wǎng)設備管理可提供對數(shù)字人民幣硬錢包進行設備認證、設備鑒權、設備配置接入和規(guī)則引擎轉發(fā)等，并使流程自動化。物聯(lián)網(wǎng)設備管理也可以對這些連網(wǎng)設備執(zhí)行數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)路由和邊緣計算等任務的安全性和正常運行時間進行保障。當數(shù)字人民幣硬錢包出現(xiàn)異常時，運維人員通過物聯(lián)網(wǎng)管理應用程序安全可靠地對這些設備進行故障排除、更新固件等。

三、未來展望

墨水屏移動硬錢包加入了物聯(lián)網(wǎng)設備接入、低功耗通信、低功耗墨水屏、硬件加密、3D打印以及區(qū)塊鏈交易加密等新技術，滿足通過物聯(lián)網(wǎng)云管邊端來實現(xiàn)統(tǒng)一接入、統(tǒng)一管理、快速投放、空中擴展的要求，同時也具有高安全低功耗長續(xù)航的特點，符合日常使用的場景。

墨水屏移動硬錢包產(chǎn)品在數(shù)字人民幣普及推廣之際，挖掘老齡人、入境游客以及中小學學生群體等使用智能手機存在相對不便的客戶群體需求，實現(xiàn)移動支付、電子存折和應用擴展三大功能，讓移動支付普及到各個客群，踐行普惠金融。未來將結合對產(chǎn)品使用的分析評估，收集用戶的反饋和建議，繼續(xù)開展研究數(shù)字人民幣在移動硬錢包應用的可行性分析，最終實現(xiàn)優(yōu)化產(chǎn)品、豐富功能、解決痛點的目標。

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