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

每当你通过手机支付咖啡或给朋友转账时，你都在依赖一个复杂的数字系统，该系统必须平衡三个相互竞争的需求：保障你的资金安全、保护你的个人隐私，以及确保符合金融世界的规则。几十年来，这些系统主要由银行和政府控制，但在过去的十五年里，出现了新的价值转移方式。其中一些新方法，例如巴西使用的即时支付网络，由能够查看每一笔交易的中央机构运行。另一些则如公共区块链网络，由一群分散的用户运行，没有单一的管理者，且交易通常隐藏在难以追踪的代码背后。第三类被称为中央银行发行的数字货币，目前正在被构建，试图结合两者的优点。当今世界面临的重大问题是，如何设计这些系统，使其既安全高效，又不会牺牲过多的隐私，或者让犯罪分子有机可乘。

来自葡萄牙和巴西大学的一个研究小组致力于解决围绕这些不同系统的困惑。他们收集并分析了 2014 年至 2025 年间发表的 50 项高质量研究，涵盖了从巴西的 PIX 系统到各种区块链网络以及中央银行正在测试的数字货币等方方面面。研究人员并没有将这些技术视为独立的孤岛，而是创造了一种新的方法，将它们全部绘制在一张统一的图表上。这张图表使用三个简单的问题来描述任何支付系统：谁拥有修改规则的权力？交易信息对公众或当局的可见程度如何？以及法律规则是预先内置在系统中的，还是事后才进行检查的？通过为每个系统回答这些问题，研究人员可以准确地看到其中的权衡之处，以及哪些设计可能最适合不同的需求。

研究发现，没有任何一种系统能完美适用于所有情况，但它们确实可以归纳为三种截然不同的模式。第一种模式是研究人员称之为“监管清晰度模型”的模式，这正是巴西 PIX 系统的工作方式。在这种设置下，单一的中央银行掌握着所有的权威。它制定规则，运营该系统的银行必须严格遵守。由于规则从一开始就内置在系统中，因此当局非常容易阻止非法活动并确保每个人都遵守法律。然而，这种安全与秩序的代价是隐私；该系统的设计使得当局可以查看几乎发生的一切，几乎没有留给用户隐藏其财务习惯的空间。

在光谱的另一端是“自主模型”，这描述了像比特币或以太坊这样的公共区块链网络。在这里，没有单一的个人或银行在掌权。规则由庞大的用户社区设定，且修改规则的过程困难且缓慢。这种设计提供了高度的自由，并使任何人几乎不可能审查一笔交易。然而，这种自由对于监管者来说是一个显著的弊端。由于该系统没有内置用于检查非法活动的规则，当局只能在人们将数字货币兑换回常规现金的边缘环节执行法律。这造成了一个漏洞，使得非法交易可以在不被察觉的情况下发生，而修复这些漏洞通常需要复杂的国际合作，而非简单的系统更新。

处于中间位置的是“混合治理模型”，这是许多中央银行为其数字货币探索的路径。这些系统试图融合两个极端。中央银行保留设定货币政策和确保稳定的最终权力，但利用分布式的银行和中间机构网络来处理交易。这实现了一个中间地带，即可以保护小额日常消费的隐私，同时仍允许当局监控大额、高风险的转账。研究人员发现，在综合考虑欺诈预防、速度和用户信任等因素时，这条中间路径的表现通常是最好的。这表明，数字货币的未来可能不在于是在完全控制与完全自由之间做出选择，而在于寻找一种能够兼顾两者的平衡设计。

研究人员还密切关注了用于保护隐私的技术，例如数学工具，这些工具允许某人在不透露发送者是谁或发送了多少金额的情况下证明交易的有效性。虽然这些工具功能强大，但研究发现，它们目前的处理速度还无法应对像巴西这样规模的国家每天处理的海量交易。PIX 系统每月处理超过 30 亿笔交易，而研究中测试的隐私工具若要在不进行大规模硬件升级的情况下跟上这种速度，将会非常吃力。这意味着，尽管我们拥有隐藏细节的技术，但我们尚未解决如何在全世界范围内快速实现这一目标的工程问题。

最终，研究结论指出，我们不能简单地复制一种系统并将其应用于所有地方。最佳的设计完全取决于一个社会在特定时刻最看重什么。如果一个国家优先考虑打击犯罪并确保每笔交易都符合法律，那么一个具有内置规则的中心化系统是最有效的选择。如果一个社会优先考虑个人自由和抵制控制，那么去中心化系统则是更优的选择，即便这会让监管变得更加困难。看来，最有前景的路径是混合方法，它试图提供中央权威的安全性和分布式网络的灵活性。研究人员提出了一套新的衡量标准，以帮助政府和银行在未来公平地比较这些系统，确保我们在构建下一代货币时，是基于明确的证据而非猜测来做出选择。