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EIPs: add erc-7291.md

Author: SangIlMo

EIPs/erc-7291.md

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+# PBM Technical Whitepaper
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+## Background
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+CDBC는 새로운 디지털 자산 생태계의 교환 매체(medium of exchange)로써 사용되어질 수 있다.
+
+CBDC와 같은 digital money의 가장 큰 장점은 Programmability Feature를 지원한다는 것이다.
+
+그러나, 이 Programmability로 인해 교환 매체\*로서의 기능을 잃어버려서는 안된다. 화폐의 단일 목적(Singleness)이 보존되어야 하며, Programmability가 화폐의 분배를 제한하거나 시스템의 유동성 조각화를 야기해서는 안된다.
+
+- 교환 매체
+  In economics, a **medium of exchange** is any item that is widely acceptable in exchange for goods and services.
+  현대시대에서 대표적인 교환 매체는 법정 화폐 라고 볼 수 있다.
+
+PBM - Purpose Bound Money: 화폐 자체가 Program될 필요 없이, 구체적인 목적을 위해 만들어진 화폐
+
+다른 원장 기술과 화폐 형태에도 동작할 수 있도록 Common Protocol을 활용한다. 표준화된 포멧을 통해서, 사용자는 원하는 Wallet Provider로 Digital Money에 접근할 수 있다.
+
+## Motivation
+
+- Proliferation of markets and their fragmentation (시장 증식과 조각화)
+
+  - 서로 다른 결제 채널과 방식을 사용함으로써, 상인이나 소비자들이 이에 적응하기위해 소비하는 노력과 자원이 발생함
+    - ApplePay와 같은 페이먼트 시스템을 제공하기 위해서 해당 스펙의 프로토콜을 지원하는 포스단말기, 인앱서비스, 카드사 결제 시스템 등에 업데이트가 필요하다.
+  - 독립적이고 개별화된 시스템들을 하나의 플랫폼으로 구성하면 더 나은 UX와 디지털화의 잠재력을 발휘할 수 있음
+  - 이에 여러 payment 시스템들에 대한 상호작용을 필요로 하게 되며 기업 및 소비자들에게 높은 유연성을 제공해야함
+
+- Programmability and fungibility of money (자산의 프로그래밍 가능성과 대체 가능성)
+  - digital money의 Prgrammability는 큰 차별점이지만, **교환 매체로써의 역할을 상실할 위험**이 있음
+  - 서비스에 따라 필요한 디지털 자산들이 많아지면서 모든 UseCase에 맞는 단일화된 Digital Money를 생성하기는 어려움
+    - 새로운 UseCase를 얻기 위해 의존성에 의해 다시 programming 해야 함
+  - Fungibility 또한 토큰 간의 거래가 자유롭게 이루어질 수 있는 목적에서 중요
+  - 개별 서비스 별 digital money를 만드는 경우, Fungibility 상실 및 유동성이 축소될 수 있음
+
+## Models of Programmability
+
+<img width="50%" alt="models-figure" src="https://github.com/SangIlMo/EIP_opensource/assets/156392700/1de60dfd-b374-477b-b92f-471aed40a3ad">
+
+### Programmable payment
+
+- 미리 설정된 조건을 만족한 경우 결제를 자동화하는 모델
+- API Gateway 형태나 DB Trigger 형태로 구현되며 accounting ledger ↔ client application의 상호작용으로 발생함
+  - 자동이체, 자동납부 등
+- 여러 형태의 화폐에 Programming Logic이나 조건을 적용할 수 있음
+
+### Programmable money
+
+- 자산 자체에 정해진 규칙을 설정하고 사용을 제한하는 모델
+  - 포인트, 쿠폰, 상품권 등
+  - 토큰화된 은행 부채, CBDC
+- Programming Logic을 화폐에 적용한 채로 전송됨
+
+→ Programmble payment는 자산과 Programming Logic이 분리되어 있지만, money의 경우 하나로 묶여 자산 자체를 제한한다고 볼 수 있다.
+
+→ 각 국가별 중앙은행, 시중 은행, 서비스 제공자 들에 대해 각각의 CBDC, 부채, stablecoin 이 발생한다면, 더욱 복잡하고 다양한 금융 landsape이 형성됨 따라서, 하나로 통함할 수 있는 Framework의 필요성이 매우 중요 (서로 다른 digital money간의 상호작용과 현존하는 금융 인프라와 호환성을 가능하게 해야함)
+
+### Purpose Bound Money (PBM)
+
+- 자산이 사용되는 조건을 구체화 할 수 있는 모델
+- 따라서, payment와 money의 각 특징을 모두 구현 가능
+- digital money로서 내재 가치(intrinsic value)와 Programming Logic 을 포함할 수 있음
+  - condition이 성립되면 digital money는 내재 가치가 보존되고, progrmming 조건에서 벗어나게 됨
+- 예시) 디지털 쿠폰
+  - 상품이나 서비스와 교환할 수 있음 (Programmable Payment)
+  - 약관에 따라 양도가 가능함 (Programmable Money)
+  - 다른 점은, Payee가 지불받은 후 digital money로 전환되어 다른 목적으로 사용 가능
+
+<img width="50%" alt="models-compare-table" src="https://github.com/SangIlMo/EIP_opensource/assets/156392700/1418aa35-8f24-4405-b40d-d427ec1b8136">
+
+## System Architecture
+
+|Layer|Examples|
+| --- | --- |
+| Access Layer   | Wallets,    Applications,  Portals |
+| Service Layer  | Lending,    Borrowing,     Derivatives,               Purpose Bound Money |
+| Asset Layer    | CBDC,       Stablecoin,    Tokenised Bank Liability,  Digital Money       |
+| Platform Layer | Execution,  Storage,       Addressing,                Consensus           |
+
+→ PBM 디자인은 다른 유형의 블록체인과 자산에서도 작동하며, 비 원장 시스템에서도 사용 가능하다.
+
+### PBM 요소
+
+- Wrapper: 의도한 목적에 따른 역할 수행
+  - 정해진 조건에 따라서 수행함
+  - 조건 만족시 digital money로 전환되고 recipient에게 전송됨
+  - ERC-1155로 구현 가능함
+- Store of Value: 내재가치를 지속적으로 보유
+  - digital money로서의 가치를 저장함
+  - 상품 가치, 계좌, 환전 매개체
+  - CBDC 가능
+
+<img width="394" alt="pbm-component" src="https://github.com/SangIlMo/EIP_opensource/assets/156392700/b882c587-dd4d-43ae-b295-2a545bb7b907">
+
+### 역할과 상호작용
+
+- PBM Creator
+  → PBM 로직을 정의하고, 발행 및 분배를 담당함
+- PBM Holder
+  → PBM token을 사용하며, 기한이 만료되기 전 PBM 토큰을 상환 가능
+- PBM Redeemer
+  → PBM token의 역할이 완료된 후, digital money를 수령함
+
+### Lifecycle
+
+<img width="691" alt="pbm-lifecycle" src="https://github.com/SangIlMo/EIP_opensource/assets/156392700/f3397baf-79ad-4da5-bd5f-583adf24e793">
+
+예시)
+
+1. Issue Stage
+   - PBM 초기화
+   - PBM Token 생성
+   - PBM Token 발행
+2. Distribute | Transfer
+   - PBM 분배 및 거래(전송)
+3. Redemption Stage
+   - PBM 상환
+4. Expired Stage
+   - Redeem expired PBM Token - 만기로 인한, PBM 사용(전송)불가
+   - Revoke PBM - 만기로 인한, PBM 상환
+
+### components
+
+- PBM Wrapper (Actions)
+  - Mint | Burn | Transfer PBM
+  - Interact with PBM Logic and PBM Token Manager
+- PBM Logic → create complex business conditions
+  - add or remove from whitelist / blacklist
+  - check if PBM can be transferred / unwrapped
+- PBM Token Manager (Type and Balance Management)
+  - create PBM token types
+  - get details of each PBM token type
+  - increase/decrease supply balance
+  - validate PBM token expiry
+
+<img width="521" alt="pbm-smart-contract" src="https://github.com/SangIlMo/EIP_opensource/assets/156392700/ee02f5aa-254f-4bd2-9a92-8e0e040e3983">
+
+## Interface
+
+ERC-1155를 기반으로 PBM-Wrapper를 통해 PBM Token을 생성한다.
+
+ERC-1155는 multiple tokens를 지원하고 각 토큰에 ID 부여가 가능하여 Token Type을 구체적으로 설정할 수 있다.
+
+### PBM Token Details (PBM Token Manager)
+
+- 모든 필수 비즈니스 로직이 TokenType 별로 반드시 기재되어야 함
+
+PBMToken structure에서 다음 요소를 필수로 지정하고 있다. (**MUST**)
+
+- name - token name
+- faceValue - value of underlying token
+  - Wrapping한 Token 수량을 기록
+- expiry - 만료기간
+- uri - metadata uri (display purpose)
+- 이외 모두 Optional이며 필요한 사항은 추가 가능 (**MAY**)
+  - PBM Token이 각 서비스 목적에 따라 사용 될 수 있도록 하기 위해 자율성을 부과
+- PBMToken struct
+
+  ```solidity
+  abstractcontract IPBMRC1_TokenManager {
+  /// @dev Mapping of each ERC-1155 tokenId to its corresponding PBM Token details.
+  mapping (uint256=> PBMToken)internal tokenTypes ;
+
+  /// @notice A PBM token MUST include compulsory state variables (name, faceValue, expiry, and uri) to adhere to this standard.
+  /// @dev Represents all the details corresponding to a PBM tokenId.
+  struct PBMToken {
+  // Name of the token.
+  string name;
+
+  // Value of the underlying wrapped ERC20-compatible sovToken. Additional information on the `faceValue` can be specified by
+  // adding the optional variables: `currencySymbol` or `tokenSymbol` as indicated below
+  uint256 faceValue;
+
+  // Time after which the token will be rendered useless (expressed in Unix Epoch time).
+  uint256 expiry;
+
+  // Metadata URI for ERC-1155 display purposes.
+  string uri;
+
+  // OPTIONAL: Indicates if the PBM token can be transferred to a non merchant/redeemer wallet.
+  bool isTransferable;
+
+  // OPTIONAL: Determines whether the PBM will be burned or revoked upon expiry, under certain predefined conditions, or at the owner's discretion.
+  bool burnable;
+
+  // OPTIONAL: Number of decimal places for the token.
+  uint8 decimals;
+
+  // OPTIONAL: The address of the creator of this PBM type on this smart contract. This field is optional because the creator is msg.sender by default.
+  address creator;
+
+  // OPTIONAL: The smart contract address of the sovToken.
+  address tokenAddress;
+
+  // OPTIONAL: The running balance of the PBM Token type that has been minted.
+  uint256 totalSupply;
+
+  // OPTIONAL: An ISO4217 three-character alphabetic code may be needed for the faceValue in multicurrency PBM use cases.
+  string currencySymbol;
+
+  // OPTIONAL: An abbreviation for the PBM token name may be assigned.
+  string tokenSymbol;
+
+  // Add other optional state variables below...
+      }
+  }
+  ```
+
+PBMToken Type 생성 (**SHOULD**)
+
+- 필수 파라미터 (name, faceValue, expiry, uri) 전달
+- 해당 Token 정보에 대한 Event 발생
+- createPBMTokenType
+
+  ```solidity
+  /// @notice Creates a new PBM Token type with the provided data.
+  /// @dev The caller of createPBMTokenType shall be responsible for setting the creator address.
+  /// Example of uri can be found in [`sample-uri`](/assets/eip-7291/sample-uri/stx-10-static)
+  /// Must emit {NewPBMTypeCreated}
+  /// @param _name Name of the token.
+  /// @param _faceValue Value of the underlying wrapped ERC20-compatible sovToken.
+  /// @param _tokenExpiry Time after which the token will be rendered useless (expressed in Unix Epoch time).
+  /// @param _tokenURI Metadata URI for ERC-1155 display purposes
+  function createPBMTokenType(
+      string memory _name,
+      uint256 _faceValue,
+      uint256 _tokenExpiry,
+      string memory _tokenURI
+  ) external virtual returns (uint256 tokenId_);
+
+  /// @notice Emitted when a new Purpose-Bound Token (PBM) type is created within the contract.
+  /// @param tokenId The unique identifier for the newly created PBM token type.
+  /// @param tokenName A human-readable string representing the name of the newly created PBM token type.
+  /// @param amount The initial supply of the newly created PBM token type.
+  /// @param expiry The timestamp at which the newly created PBM token type will expire.
+  /// @param creator The address of the account that created the new PBM token type.
+  event NewPBMTypeCreated(uint256 tokenId, string tokenName, uint256 amount, uint256 expiry, address creator);
+  ```
+
+PBM Token Info Details (**MUST**)
+
+- PBM 정보를 가져오기 위한 함수
+- getTokenDetails
+  ```solidity
+  /// @notice Retrieves the details of a PBM Token type given its tokenId.
+  /// @dev This function fetches the PBMToken struct associated with the tokenId and returns it.
+  /// @param tokenId The identifier of the PBM token type.
+  /// @return pbmToken_ A PBMToken struct containing all the details of the specified PBM token type.
+  function getTokenDetails(uint256 tokenId) external virtual view returns(PBMToken memory pbmToken_);
+  ```
+
+### PBM Address List (PBM Logic)
+
+- PBM 사용 및 Release(Unwrap)이 가능한 Address 목록을 유지해야 함
+- 해당 인터페이스는, 추가적인 비즈니스 로직과 함께 사용되어질 수 있음 (**MUST**)
+  - isBlacklisted()
+    - Blacklist - event
+  - isMerchant()
+    - MerchantList - event
+- IPBMAddressList
+
+  ```
+  pragma solidity^0.8.0;
+
+  /// @title PBM Address list Interface.
+  /// @notice The PBM address list stores and manages whitelisted merchants/redeemers and blacklisted address for the PBMs
+  interface IPBMAddressList {
+
+  /// @notice Checks if the address is one of the blacklisted addresses
+  /// @param _address The address to query
+  /// @return bool_ True if address is blacklisted, else false
+  function isBlacklisted(address _address)externalreturns (bool bool_) ;
+
+  /// @notice Checks if the address is one of the whitelisted merchant/redeemer addresses
+  /// @param _address The address to query
+  /// @return bool_ True if the address is in merchant/redeemer whitelist and is NOT a blacklisted address, otherwise false.
+  function isMerchant(address _address)externalreturns (bool bool_) ;
+
+  /// @notice Event emitted when the Merchant/Redeemer List is edited
+  /// @param action Tags "add" or "remove" for action type
+  /// @param addresses An array of merchant wallet addresses that was just added or removed from Merchant/Redeemer whitelist
+  /// @param metadata Optional comments or notes about the added or removed addresses.
+  event MerchantList(string action,address[] addresses,string metadata);
+
+  /// @notice Event emitted when the Blacklist is edited
+  /// @param action Tags "add" or "remove" for action type
+  /// @param addresses An array of wallet addresses that was just added or removed from address blacklist
+  /// @param metadata Optional comments or notes about the added or removed addresses.
+  event Blacklist(string action,address[] addresses,string metadata);
+  }
+  ```
+
+### PBMRC - Base Interface (PBM Wrapper)
+
+- Digital Money Wrapping을 통한 PBM Token 발행
+- mint | burn | transfer | revoke | unwrap PBM Lifecycle위한 Action 책임짐
+- IPBMRC1
+
+  ```solidity
+  /// LIST OF EVENTS TO BE EMITTED
+  /// A database or explorer may listen to events and be able to provide indexed and categorized searches
+  /// @title PBM Specification interface
+  /// @notice The PBM (purpose bound money) allows us to add logical requirements on the use of sovTokens.
+  /// The PBM acts as wrapper around the sovTokens and implements the necessary business logic.
+  /// @dev PBM deployer must assign an overall owner to the smart contract. If fine grain access controls are required, EIP-5982 can be used on top of ERC173
+  interface IPBMRC1 is IERC173, IERC5679Ext1155 {
+
+  		// underlying ERC20 토큰의 정보와, Business Logic 컨트랙트 정보 등을 얻어
+  		// PBM Token으로 Wrapping하는 함수
+      function initialise(address _sovToken, uint256 _expiry, address _pbmWrapperLogic) external;
+
+      /// @notice Returns the uri metadata information for the PBM with the corresponding tokenId
+      function uri(uint256 tokenId) external  view returns (string memory);
+
+      function safeMint(address receiver, uint256 tokenId, uint256 amount, bytes calldata data) external;
+      function safeMintBatch(address receiver, uint256[] calldata tokenIds, uint256[] calldata amounts, bytes calldata data) external;
+
+      function burn(address from, uint256 tokenId, uint256 amount, bytes calldata data) external;
+      function burnBatch(address from, uint256[] calldata tokenIds, uint256[] calldata amounts, bytes calldata data) external;
+
+      // 1. buisiness logic check
+      // 2. unwrap function may be called within this function
+      // buisiness logic 조건 만족하는 경우, PBM Token 간 자유롭게 전송 가능해야 하며
+      // 조건 만족시 underlying ERC20 토큰 release를 위해 unwrap 호출 해야 함
+      function safeTransferFrom(address from, address to, uint256 id, uint256 amount, bytes memory data) external;
+      function safeBatchTransferFrom(address from, address to, uint256[] memory ids, uint256[] memory amounts, bytes memory data) external;
+
+      function unwrap(address from, address to, uint256 tokenId, uint256 amount, bytes memory data) internal;
+
+      // PBM Token 만료시 Revoke
+      // 전송 되지 않고, unwrap 되어 underlying ERC20 release 됨
+      function revokePBM(uint256 tokenId) external;
+
+      event PBMrevokeWithdraw(address beneficiary, uint256 PBMTokenId, address sovToken, uint256 sovTokenValue);
+      event TokenUnwrapForTarget(address from, address to, uint256[] tokenIds, uint256[] amounts, address sovToken, uint256 sovTokenValue);
+      event TokenUnwrapForPBMBurn(address from, address to, uint256[] tokenIds, uint256[] amounts, address sovToken, uint256 sovTokenValue);
+      event TokenWrap(address from, uint256[] tokenIds, uint256[] amounts,address sovToken, uint256 sovTokenValue);
+  }
+
+  ```
+
+### Extension of PBMRC1 - Token Receiver
+
+- Token Receiver의 경우, PBM Token을 전송 받고 Unwrap(release) 과정에서 추가적인 로직을 수행할 수 있도록 한다.
+- PBMRC1_TokenReceiver
+
+  ```solidity
+  /// @notice Smart contracts MUST implement the ERC-165 `supportsInterface` function and signify support for the `PBMRC1_TokenReceiver` interface to accept callbacks.
+  /// It is optional for a receiving smart contract to implement the `PBMRC1_TokenReceiver` interface
+  /// @dev WARNING: Reentrancy guard procedure, Non delegate call, or the check-effects-interaction pattern must be adhere to when calling an external smart contract.
+  /// The interface functions MUST only be called at the end of the `unwrap` function.
+  interface PBMRC1_TokenReceiver {
+
+      // PBMToken 수신 후, Unwrap 시에 추가적인 logic 호출 가능
+      // ex) 구입 시 10% 할인 등?
+      function onPBMRC1Unwrap(address _operator, address _from, uint256 _id, uint256 _value, bytes calldata _data) external returns(bytes4);
+      function onPBMRC1BatchUnwrap(address _operator, address _from, uint256[] calldata _ids, uint256[] calldata _values, bytes calldata _data) external returns(bytes4);
+  }
+  ```
+
+### PBMRC2
+
+- PBMRC1과 달리, non preloaded PBM으로 underlying ERC20 amount를 처음부터 할당 하지 않고, 이후에 할당할 수 있는 방식이다.
+- IPBMRC1을 구현하고 있으며 추가적으로 다음 함수를 포함한다.
+  - load() - load underlying ERC20 amount into PBMtoken
+  - unload() - unload amount
+  - 네이버 포인트 등으로 사용 가능할 것 같음
+- PBMRC2_NonPreloadedPBM
+
+  ```solidity
+  interface PBMRC2_NonPreloadedPBM is IPBMRC1 {
+
+    ...
+
+    function load(uint256 amount) external;
+    function unload(uint256 amount) external;
+
+    event TokenLoad(address caller, address to, uint256 amount, address sovToken, uint256 sovTokenValue);
+    event TokenUnload(address caller, address from, uint256 amount, address sovToken, uint256 sovTokenValue);
+  }
+  ```
+
+진행된 PoC - https://github.com/StraitsX/Orchid-PBM
+
+## reference
+
+- [ERC-7291](https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-7291)
+- [PBM poc Implementation](https://github.com/StraitsX/Orchid-PBM)
+- [ERC-7291 Interface](https://github.com/ethereum/ERCs/tree/master/assets/erc-7291/contracts)
+- [ERC-7291 Proposal](https://github.com/ethereum/ERCs/blob/master/ERCS/erc-7291.md)
+- [PBM Technical Report](https://www.mas.gov.sg/-/media/mas-media-library/development/fintech/pbm/pbm-technical-whitepaper.pdf)
+- [Ethereum Magician Discussion](https://ethereum-magicians.org/t/eip-7291-purpose-bound-money/14973)
+- [RFC2119](https://datatracker.ietf.org/doc/html/rfc2119)