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

コーヒー代を支払うためにスマートフォンをかざしたり、友人に送金したりするたびに、あなたは、お金の安全を守ること、個人の詳細情報をプライバシーとして保つこと、そして金融界のルールを確実に遵守することという、3つの相反するニーズのバランスを取らなければならない複雑なデジタルシステムに依存しています。数十年の間、これらのシステムは主に銀行や政府によって制御されてきましたが、この15年間で、価値を移動させるための新しい方法が登場しました。ブラジルの即時決済ネットワークのように、中央当局がすべての取引を把握できるものもあれば、公開型のブロックチェーンネットワークのように、特定の管理者が存在せず、取引は追跡を困難にするコードの背後に隠されているものもあります。さらに第三のグループとして、中央銀行が発行するデジタル通貨が、これら両方の良いところを組み合わせようとして現在構築されています。今日、世界が直面している大きな問いは、プライバシーを過度に犠牲にしたり、犯罪者が隙間から入り込んだりすることなく、いかにして安全で効率的なシステムを設計するかということです。

ポルトガルとブラジルの大学の研究チームは、これら異なるシステムを取り巻く混乱を解決するために取り組みました。彼らは、ブラジルのPIXシステムから様々なブロックチェーンネットワーク、そして中央銀行によってテストされているデジタル通貨に至るまで、2014年から2025年の間に発表された50件の高品質な研究を集め、分析しました。研究者たちは、これらの技術を別々の島として扱うのではなく、それらすべてを一つのチャート上にマッピングする新しい方法を作り出しました。このチャートは、あらゆる決済システムを記述するために3つの単純な質問を使用します。「誰がルールの変更権限を持つのか？」「取引に関する情報は、公衆や当局に対してどの程度可視化されているのか？」「そして、法的ルールは最初からシステムに組み込まれているのか、それとも事後的にチェックされるものなのか？」という質問です。それぞれのシステムに対してこれらの質問に答えることで、研究者たちはどこにトレードオフが存在するのか、そしてどのような設計が異なるニーズに対して最適であるのかを正確に把握することができました。

研究の結果、あらゆる状況に完璧な単一のシステムは存在しないものの、それらは3つの明確なパターンに分類されることが分かりました。第一のパターンは、研究者が「規制明確性モデル（Regulatory Clarity Model）」と呼ぶもので、これはまさにブラジルのPIXシステムの仕組みです。このセットアップでは、単一の中央銀行がすべての権限を保持します。中央銀行がルールを設定し、システムを運営する銀行はそれらを厳格に遵守しなければなりません。ルールが最初からシステムに組み込まれているため、当局は違法活動を阻止し、全員が法律を遵守していることを確認することが非常に容易です。しかし、この安全性と秩序の代償はプライバシーです。このシステムは、当局が起こっているほぼすべての事象を把握できるように設計されており、ユーザーが自身の金融習慣を隠しておく余地はほとんどありません。

その反対のスペクトラムにあるのが、「自律モデル（Autonomy Model）」であり、これはビットコインやイーサリアムのような公開型ブロックチェーンネットワークを説明しています。ここでは、単一の人物や銀行が責任を負うことはありません。ルールは大規模なユーザーコミュニティによって設定され、それを変更することは困難で時間がかかります。この設計は高度な自由を提供し、誰かが取引を検閲することをほぼ不可能にします。しかし、この自由には規制当局にとって重大なデメリットが伴います。システムに違法活動をチェックするための組み込みルールがないため、当局は人々がデジタル通貨を通常の現金に換える「端の部分」でのみ法律を執行できます。これにより、不正な取引が行われても気づかれないという空白が生じ、これらの空白を修正するには、単純なシステム更新ではなく、複雑な国際協力が必要になることがよくあります。

その中間には「ハイブリッド・ガバナンス・モデル（Hybrid Governance Model）」があり、これは多くの中央銀行が独自のデジタル通貨のために模索している道です。これらのシステムは、これら両極端を融合させようとするものです。中央銀行は通貨政策を策定し安定性を確保するための最終的な権限を保持しますが、取引を処理するために分散型の銀行や仲介者のネットワークを利用します。これにより、日常的な少額の購入についてはプライバシーが保護される一方で、大規模でリスクの高い送金については当局が把握できるという、中間的な領域が可能になります。研究者たちは、この中間的な経路が、不正防止、速度、ユーザーの信頼といった要因を組み合わせた際に、最も優れたパフォーマンスを示すことを発見しました。これは、デジタルマネーの未来が、完全な統制か完全な自由かの選択ではなく、両方を提供するバランスの取れた設計を見出すことにあることを示唆しています 있습니다。

研究者たちはまた、誰が送ったか、あるいはいくら送ったかを明かすことなく取引が有効であることを証明できる数学的ツールなど、プライバシーを保護するための技術についても詳しく調査しました。これらのツールは強力ですが、研究によれば、ブラジルのような国が毎日処理する膨大な量の取引を扱うには、現在は遅すぎるとのことです。PIXシステムは月に30億件以上の取引を処理していますが、研究でテストされたプライバシーツールは、大幅なハードウェアのアップグレードなしには、その速度に追いつくのに苦労するでしょう。これは、詳細を隠すための技術は存在するものの、世界中で利用できるほど迅速に行うためのエンジニアリング上の問題はまだ解決されていないことを意味しています。

最終的に、本研究は、一つのシステムを単にコピーしてどこにでも適用できるわけではないと結論付けています。最善の設計は、その社会がその時点で何を最も重視するかによって完全に決まります。もしある国が、犯罪を阻止し、すべての取引が法律に従うことを優先するのであれば、組み込みルールを持つ中央集権的なシステムが最も効果的です。もしある社会が、個人の自由とコントロールへの抵抗を優先するのであれば、たとえ規制が難しくなったとしても、分散型のシステムが優れています。最も有望な前進の道は、中央当局の安全性と分散型ネットワークの柔軟性の両方を提供しようとするハイブリッドなアプローチであるようです。研究者たちは、将来、政府や銀行がこれらのシステムを公平に比較するための新しい測定基準を提案しており、次世代の通貨を構築する際に、推測ではなく明確な証拠に基づいて選択を行えるようにしています。