想象一下，你在买一杯咖啡。但你不需要在钱包里翻找皱巴巴的纸币或信用卡，而是可以通过手机上的数字钱包应用程序向店主发送一些数字美元。支付将是即时的，而且与 Venmo 不同的是，你不需要通过——甚至不需要拥有——私人银行账户。这就是一种名为央行数字货币（CBDC）的新型货币所承诺的功能。
这些央行数字货币将是政府发行的货币的数字表示，可以通过政府制造的钱包应用程序访问，许多国家一直在探索这一想法的可行性。巴哈马已经推出了数字沙元，而中国正在对其数字人民币进行后期试点。
波士顿联邦储备银行和麻省理工学院于 2020 年首次宣布合作，调查美国可能如何构建央行数字货币。今天，他们发布了“哈密尔顿项目”的第一个白皮书，这是他们技术研究的成果。他们将初步研究结果归类为“第一阶段”项目，并通过麻省理工学院的开源许可证在Github上提供了他们在此项目下开发的模型的软件代码。
波士顿联储执行副总裁 Jim Cunha 在新闻发布会上表示：“据我所知，这是美联储首次发布开源许可证下的代码。”“我们认为这很重要，这样其他人可以从这项工作中学习，同时也能对该代码库的优缺点发表评论并做出贡献。”
研究人员还可以利用这个平台收集数据，并在未来将其与类似的系统进行性能比较。
麻省理工学院和波士顿联储目前构建的还不是一个完整的系统。它更像是一个处理引擎，可以存储和转移数字货币。“我们构建的核心是一个用于中心化数字货币的高速交易处理器，以展示能够支持美国规模支付经济的系统的吞吐量、延迟和弹性，”麻省理工学院数字货币研究中心主任 Neha Narula 在一份新闻稿中表示。“这个项目并不评论美国是否应该发行央行数字货币……它提供了一个创建和比较更可行设计的平台，并为更先进的数字货币功能提供了实验和协作的场所。”
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创建和运行这样的技术模拟可以帮助决策者在决定推出正式的央行数字货币项目时，思考哪种模型是最好的。“我们还不知道央行数字货币是否是正确的前进方向。但我们相信，进行中立、负责任的研究是我们评估问题并得出明智答案的唯一途径，”Narula 说，她承认虽然央行数字货币可以创建一个更具包容性的金融体系，但也存在其他替代方案。“理想情况下，我们所做的工作将是对政策讨论的补充。”
第一阶段项目测试了两个不同的代码库，采用两种不同的设计，这说明了在可扩展性、隐私性和可审计性之间可能需要做出的权衡。在这两种设计中，用户都收到了数字钱包。钱包有公开密钥，用于指示资金去向，并可以创建加密签名来授权支付。钱包用于与中心化交易处理器交互。
在试运行时，哈密尔顿交易处理器（作为中央银行的代表）将加密的支付（包含价值并与公开密钥相关联）存储为未花费的中央银行资金。当钱包对交易进行签名时，它会销毁发送方账户中的资金，并在接收方账户中创建等额的新资金。交易处理器会验证交易。波士顿联邦储备银行在其执行摘要中解释道：“在我们目前的工作版本中，除了公开密钥之外，没有中间商、费用或身份。”
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比特币和以太坊用于铸造新币和验证交易的工作量证明（Proof-of-work）会消耗惊人大量的电力。由于哈密尔顿系统是中心化的，它“不需要使用挖矿、工作量证明、权益证明或加密货币中使用的任何其他技术，”Narula 说。“基于我们迄今为止实现的技术构建的系统将使用极少的能源。我们认为其电力消耗将与信用卡、Venmo、Zelle 或 Cash App 等典型的中心化支付处理器相当。”
其中一种设计使用单个账本按处理顺序记录所有交易，就像大多数加密货币区块链一样。经过验证的交易必须通过一个排序服务器，该服务器将它们分组到批次中，但这导致了每秒 170,000 笔交易的瓶颈。这种设计更容易审计。然而，美联储在一份报告中指出，“存储交易历史意味着中心化交易处理器可以重建交易图，这可能与其他数据源结合，从而泄露敏感的用户信息。”
另一种设计速度更快，每秒可处理 170 万笔交易。它在多个计算机上并行处理交易，并且交易数量可以随着更多服务器计算机的增加而线性扩展。
该团队表示，即使失去两个数据中心位置，这两种系统仍然可以正常运行，这考虑到了自然灾害或互联网中断等意外事件。
Cunha 表示：“接下来，我们将定义一系列侧重于不同设计和潜在政策问题的用例。”这不仅能让他们看到当智能合约和离线支付等更复杂的组件被添加进来时系统的表现，还能让他们理解政策和设计可能在哪里发生冲突。“例如，如果一个政策目标是最大化隐私，而另一个目标是阻止犯罪活动，那么从技术角度来看，这会在系统设计上产生冲突。”
