ธนาคารกลางสหรัฐฯ ประจำบอสตัน (The Federal Reserve Bank of Boston) ร่วมกับศูนย์เงินดิจิทัลของ MIT เปิดรายงานการวิจัยเงินดิจิทัลธนาคารกลาง โดยนำเสนอสถาปัตยกรรมเงินดิจิทัลที่เป็นไปได้ 2 รูปแบบ พร้อมปล่อยซอร์สโค้ดเป็นโครงการ OpenCBDC ให้ทดสอบได้

OpenCBDC ทดสอบรูปแบบของเงินดิจิทัลโดยธนาคารกลางที่เป็นระบบรวมศูนย์ ธนาคารกลางเป็นผู้ดูแลระบบทั้งหมด แต่ระบบต้องกระจายตัว (distributed) เพื่อให้แน่ใจว่าไม่ล่ม สามารถรันระบบกระจายไปตามภูมิภาคต่างๆ และหากมีศูนย์ข้อมูลใดล่มไปก็กู้กลับมาได้ภายในเวลาต่ำกว่า 10 วินาที

สถาปัตยกรรมที่ OpenCBDC นำเสนอมี 2 แบบ ได้แก่

• Atomizer เรียงลำดับการโอนตามเวลาหน้าหลังทุกธุรกรรม ทำให้ไล่ย้อนได้ทั้งหมด แต่มีข้อจำกัดคือการเรียงลำดับนี้จะไปคอขวดที่ระบบเดียว ทำให้การประมวลผลได้ประมาณ 100,000 ธุรกรรมต่อวินาทีเท่านั้น และการกระจายข้อมูลใช้เวลาประมาณ 3 วินาที
• Two-phase commit ไม่ได้เรียงลำดับทุกธุรกรรม แต่เรียงลำดับเฉพาะธุรกรรมที่เกี่ยวข้องกันเท่านั้น ทำให้กระจายตัวได้โดยไม่มีคอขวด รองรับธุรกรรมได้ 1.2 ล้านธุรกรรมต่อวินาที ใช้เวลาต่อธุรกรรมน้อยกว่า 1 วินาที

ทั้งสองแบบจะให้ผู้ใช้ทั่วไปเชื่อมต่อผ่านทางเกตเวย์ที่เรียกว่า Sentinel มีหน้าที่ตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรมล่วงหน้า ทั้งฟอร์แมตของข้อมูลและตรวจว่ามีเงินพอทำธุรกรรมหรือไม่ ส่วนระบบฐานข้อมูลภายในจะตรวจสอบกรณีที่มีความพยายามจ่ายเงินซ้ำ (double spending)

รายงานระบุว่าการออกแบบ CBDC มีตัวเลือกจำนวนมากที่ต้องตัดสินใจ ขึ้นกับเป้าหมายที่ต้องการและประสิทธิภาพว่าต้องการประมวลผลธุรกรรมระดับใด และการทดสอบครั้งนี้ใช้ระบบหาข้อตกลง (consensus) ที่ชื่อว่า Raft ที่ถือว่าโหนดในระบบไม่ได้มุ่งร้าย เพราะทุกโหนดดำเนินการโดยธนาคารกลาง หากปล่อยให้ผู้ให้บริการภายนอกรันโหนดด้วยก็อาจจะต้องสำรวจกระบวนการหาข้อตกลงอื่นๆ ในกลุ่ม Byzantine fault tolerant (BFT)

ที่มา - Boston Fed

สถาปัตยกรรม Two-phase commit ที่เสนอในโครงการ