Security and Privacy in Digital Payments: Blockchain, PIX, and Central Bank Digital Currencies (CBDCs)

Jedes Mal, wenn Sie Ihr Telefon an eine Zahlstelle halten, um einen Kaffee zu bezahlen oder Geld an einen Freund zu senden, verlassen Sie sich auf ein komplexes digitales System, das drei konkurrierende Anforderungen in Einklang bringen muss: Ihr Geld sicher zu halten, Ihre persönlichen Daten privat zu halten und sicherzustellen, dass die Regeln der Finanzwelt eingehalten werden. Jahrzehntelang wurden diese Systeme hauptsächlich von Banken und Regierungen kontrolliert, aber in den letzten fünfzehn Jahren sind neue Wege entstanden, um Werte zu bewegen. Einige dieser neuen Methoden, wie etwa die Instant-Payment-Netzwerke, die in Brasilien genutzt werden, werden von zentralen Behörden verwaltet, die jede Transaktion sehen können. Andere, wie öffentliche Blockchain-Netzwerke, werden von einer verstreuten Gruppe von Nutzern betrieben, bei denen niemand allein verantwortlich ist und Transaktionen oft hinter Codes verborgen sind, die sie schwer rückverfolgbar machen. Eine dritte Gruppe, bekannt als digitale Währungen, die von Zentralbanken ausgegeben werden, wird derzeit entwickelt, um zu versuchen, das Beste aus beiden Welten zu vereinen. Die große Frage, vor der die Welt heute steht, ist, wie man diese Systeme so gestaltet, dass sie sicher und effizient sind, ohne zu viel Privatsphäre zu opfern oder Kriminelle durch die Maschen gleiten zu lassen.

Ein Team von Forschern aus Universitäten in Portugal und Brasilien hat sich zum Ziel gesetzt, die Verwirrung um diese verschiedenen Systeme zu lösen. Sie sammelten und analysierten fünfzig hochwertige Studien, die zwischen 2014 und 2025 veröffentlicht wurden, und untersuchten dabei alles – von Brasiliens PIX-System bis hin zu verschiedenen Blockchain-Netzwerken und den digitalen Währungen, die von Zentralbanken getestet werden. Anstatt diese Technologien als getrennte Inseln zu behandeln, entwickelten die Forscher eine neue Methode, um sie alle auf einer einzigen Grafik abzubilden. Diese Grafik nutzt drei einfache Fragen, um jedes Zahlungssystem zu beschreiben: Wer hält die Macht, die Regeln zu ändern? Wie viele Informationen über eine Transaktion sind für die Öffentlichkeit oder die Behörden sichtbar? Und sind die rechtlichen Regeln von vornherein in das System eingebaut oder werden sie erst im Nachhinein überprüft? Indem sie diese Fragen für jedes System beantworteten, konnten die Forscher genau sehen, wo die Kompromisse liegen und welche Designs für unterschiedliche Bedürfnisse am besten funktionieren könnten.

Die Studie ergab, dass kein einzelnes System perfekt für jede Situation ist, aber sie lassen sich in drei deutliche Muster einteilen. Das erste Muster ist das, was die Forscher das „Modell der regulatorischen Klarheit“ nennen, und es entspricht exakt der Funktionsweise des brasilianischen PIX-Systems. In diesem Aufbau hält eine einzige Zentralbank die gesamte Autorität. Sie legt die Regeln fest, und die Banken, die das System betreiben, müssen diese strikt befolgen. Da die Regeln von Beginn an in das System integriert sind, ist es für die Behörden sehr einfach, illegale Aktivitäten zu stoppen und sicherzustellen, dass jeder die Gesetze einhält. Der Preis für diese Sicherheit und Ordnung ist jedoch die Privatsphäre; das System ist so konzipiert, dass die Behörden fast alles sehen können, was geschieht, wodurch wenig Raum bleibt, damit Nutzer ihre Finanzgewohnheiten geheim halten können.

Am anderen Ende des Spektrums steht das „Autonomie-Modell“, welches öffentliche Blockchain-Netzwerke wie Bitcoin oder Ethereum beschreibt. Hier ist niemand, weder eine einzelne Person noch eine Bank, verantwortlich. Die Regeln werden von einer großen Gemeinschaft von Nutzern festgelegt, und eine Änderung dieser Regeln ist schwierig und langsam. Dieses Design bietet ein hohes Maß an Freiheit und macht es nahezu unmöglich, dass jemand eine Transaktion zensiert. Diese Freiheit bringt jedoch einen erheblichen Nachteil für die Regulierungsbehörden mit sich. Da das System nicht über eingebaute Regeln verfügt, um illegale Aktivitäten zu prüfen, können Behörden Gesetze nur an den Schnittstellen durchsetzen, an denen Menschen ihr digitales Geld wieder in reguläres Bargeld umtauschen. Dies schafft eine Lücke, in der illegale Transaktionen stattfinden können, ohne bemerkt zu werden, und das Schließen dieser Lücken erfordert oft komplexe internationale Zusammenarbeit statt einfacher Systemaktualisierungen.

Dazwischen liegt ein „Hybrides Governance-Modell“, welches der Weg ist, den viele Zentralbanken für ihre eigenen digitalen Währungen verfolgen. Diese Systeme versuchen, die beiden Extreme zu vermischen. Eine Zentralbank behält die letztendliche Macht, die Geldpolitik zu bestimmen und Stabilität zu gewährleisten, nutzt aber ein verteiltes Netzwerk von Banken und Vermittlern, um die Transaktionen abzuwickeln. Dies ermöglicht einen Mittelweg, auf dem die Privatsphäre bei kleinen, alltäglichen Einkäufen geschützt werden kann, während die Behörden dennoch große, risikoreiche Überweisungen einsehen können. Die Forscher fanden heraus, dass dieser mittlere Weg oft am besten abschneidet, wenn man eine Kombination von Faktoren wie Betrugsprävention, Geschwindigkeit und Nutzervertrauen betrachtet. Dies deutet darauf an, dass die Zukunft des digitalen Geldes nicht darin bestehen könnte, zwischen totaler Kontrolle oder totaler Freiheit zu wählen, sondern in einem ausgewogenen Design, das beides bietet.

Die Forscher untersuchten auch genau die Technologie, die zum Schutz der Privatsphäre eingesetzt wird, wie etwa mathematische Werkzeuge, die es ermöglichen, die Gültigkeit einer Transaktion zu beweisen, ohne offenzulegen, wer sie gesendet hat oder wie viel gesendet wurde. Obwohl diese Werkzeuge leistungsstark sind, stellte die Studie fest, dass sie derzeit zu langsam sind, um das enorme Transaktionsvolumen zu bewältigen, das ein Land wie Brasilien täglich verarbeitet. Das PIX-System wickelt über drei Milliarden Transaktionen pro Monat ab, und die in den Studien getesteten Privatsphäre-Tools würden bei dieser Geschwindigkeit ohne signifikante Hardware-Upgrades Schwierigkeiten haben, Schritt zu halten. Das bedeutet, dass wir zwar die Technologie besitzen, Details zu verbergen, aber das technische Problem noch nicht gelöst haben, dies schnell genug für den weltweiten Gebrauch zu leisten.

Letztendlich kommt die Studie zu dem Schluss, dass wir nicht einfach ein System kopieren und überall anwenden können. Das beste Design hängt ganz davon ab, was eine Gesellschaft zu einem gegebenen Zeitpunkt am meisten schätzt. Wenn ein Land darauf Wert legt, Verbrechen zu stoppen und sicherzustellen, dass jede Transaktion den Gesetzen folgt, ist ein zentralisiertes System mit eingebauten Regeln die effektivste Wahl. Wenn eine Gesellschaft individuelle Freiheit und Widerstand gegen Kontrolle priorisiert, ist ein dezentrales System überlegen, selbst wenn dies die Regulierung erschwert. Der vielversprechendste Weg scheint der hybride Ansatz zu sein, der versucht, die Sicherheit einer zentralen Instanz mit der Flexibilität eines verteilten Netzwerks zu verbinden. Die Forscher schlagen eine neue Reihe von Messgrößen vor, die es Regierungen und Banken helfen sollen, diese Systeme in Zukunft fair miteinander zu vergleichen, um sicherzustellen, dass wir bei der Gestaltung der nächsten Generation des Geldes Entscheidungen auf der Grundlage klarer Evidenz statt auf bloßem Raten treffen.