デジタル決済の再考:オフラインユーロ
オフラインデジタルユーロのメリットを探る、セキュアな取引のために。
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目次
デジタル決済方法は一般的になってきたけど、いくつかの大きな欠点があるんだよね。まず、常にインターネット接続が必要で、停電やネットが悪い地域だと困るし。あと、現金と比べてプライバシーが守られないことが多い。気候変動の影響で極端な天候が増えてるから、停電の問題ももっと大きくなりそう。だから、オフラインで使えるデジタル決済の解決策を見つけることが重要だと思う。
オフラインデジタル決済の必要性
今のデジタル決済システムには主に2つの問題がある。1つは、取引を完了させるためにオンライン接続が必要ってこと。もしネットがダウンしたり、サーバーに問題があったら、決済できない。オンラインサービスに依存してるから、これらのシステムは脆弱なんだよね。もう1つはプライバシーの欠如。ほとんどのデジタル決済は、銀行や第三者に見られることがあるから、ユーザーは自分の支出が監視されるリスクがある。
この問題を解決するためには、中央銀行がバックアップするデジタルユーロみたいなオフラインデジタル通貨の導入が考えられる。こういう通貨はプライバシーを守りつつ、オンラインに接続しなくても取引できるようになる。
現在のデジタル決済システム
今のデジタル決済システムは主に3つのカテゴリーに分けられる:銀行決済、暗号通貨、eキャッシュ。
銀行決済
銀行決済は今一番一般的に使われてる方法。誰かがデビットカードやクレジットカードを使って支払うと、その人の銀行のサーバーが取引を確認するんだ。これには、支払いが通る前に口座残高をチェックすることが含まれる。もし銀行のサーバーがダウンしてたり、ネットが使えなかったら、取引は完了できない。さらに、銀行は詳細な取引記録にアクセスできるから、プライバシーに問題がある。もしそのデータが漏れたら、個人の財務情報が暴露される可能性もある。
暗号通貨
ビットコインのような暗号通貨は、ブロックチェーンっていう技術で動いてる。各取引は公開された台帳に記録されて、誰でもアクセスできるんだ。これによって、ユーザーの身元が特定の取引に結びつけられる可能性がある。もっとプライバシーが高い暗号通貨、たとえばZcashみたいなのでも、ユーザーはオンラインで取引を準備しなきゃいけなくて、そこが制限になることもある。
eキャッシュ
eキャッシュは、よりプライベートに使えるデジタルキャッシュの形態なんだ。ユーザーは取引をする前に銀行からeキャッシュを引き出す必要があって、これで自分の身元を明かさずに使える。eキャッシュはユーザー間で直接移動できるけど、今のeキャッシュシステムのほとんどはオンラインバンキングのインフラにリンクしてる。
現行システムの欠点
今のデジタル決済システムには、ユーザーに影響を与える大きな欠点がいくつかある。最も重要な問題は以下の通り。
オンラインサービスへの依存: 現在のすべてのデジタル決済ソリューションは、取引を完了させるために接続が必要。これがあると、ネットがダウンしたりサーバーに問題があると全く使えなくなっちゃう。
プライバシーの欠如: 現行のシステムはデジタルトレイルを残しがちで、第三者に取引が監視されることがある。これがユーザーのプライバシーを脅かす要因になってる。
二重支払い: eキャッシュのような、匿名性が高いシステムでは、ユーザーが同じデジタルトークンを何度も使ってしまうリスクがある。これを防ぐ必要がある。
複雑さと使いやすさ: 多くの既存のシステムは複雑でユーザーフレンドリーじゃないから、簡単な取引がしづらくなってる。
オフラインデジタル通貨のコンセプト
オフラインデジタル通貨がこれらの問題を解決できるかもしれない。この通貨の目的は、ユーザーがインターネットに接続することなく取引を行えるシステムを作ること。これによって、決済の信頼性が向上し、プライバシーも強化される。暗号的な証明方法を使うことで、ユーザーは安全かつ匿名で取引を完了できる。
プライバシー保護メカニズム
ユーザーのプライバシーを守るオフライン通貨を作るには、慎重な設計が必要。システムは、取引が個人に結びつけられないようにしなきゃいけない。1つのアプローチは、ユーザーの身元を保護しつつ、不正行為のケースでは法的な管理ができるデジタルペンネームの利用かもしれない。
マネーロンダリングの問題にも対処するために、銀行と法執行機関が協力するアプローチが取られるかも。これにより、必要に応じて取引を解読できるけど、通常の取引中はユーザーの身元はプライベートに保たれる。
提案するオフラインデジタルユーロ
この提案では、ヨーロッパ全体で使えるオフラインデジタルユーロのデザインを紹介するよ。この目標は、ユーザーのプライバシーを守りつつ完全にオフラインで取引をサポートする決済プロトコルを開発すること。これに含まれる主な特徴は以下の通り。
ゼロ知識証明: これは、1方の当事者が他方に実際の値を明かさずに、その値を知っていることを証明できる暗号技術。デジタルユーロの場合、ユーザーは取引を完了するのに十分な資金があることを証明できるけど、口座残高や取引履歴は明かさない。
ユーザープライバシー: デジタルペンネームを使うことで、ユーザーは自分の身元をさらけ出すことなく取引ができる。
二重支払い検出: システムはオフラインで取引を完了させながら、二重支払いを防ぐように設計されてる。これは、デジタルユーロに関連するすべての取引の記録を保つことで実現されて、支出が追跡されて検証される。
オープンソース実装: このデジタルユーロの作業プロトタイプが開発されて、オープンソースソフトウェアとして提供されている。これにより、公的な監視と改善が可能になる。
デジタルユーロが解決する問題
オフラインデジタルユーロは、既存のデジタル決済システムにある重要な問題に取り組もうとしてる。具体的には以下の通り。
1. オンラインサービスへの依存度の低減
インターネット接続やサーバーアクセスなしで取引が行えるようにすることで、オフラインデジタルユーロはユーザーがいつでもビジネスを行えるようにして、決済システムの耐障害性が満たされる。
2. ユーザープライバシーの向上
提案されたシステムは、ユーザーが第三者に監視されることなく、痕跡を残さずに支払いができるようにする。これにより、従来の銀行方法で失われたプライバシーを取り戻せる。
3. 二重支払いの防止
プロトコルには二重支払いを検出し、防ぐためのメカニズムが含まれてる。オフラインで取引が行われても、各デジタルユーロの履歴を追跡できるから、取引が最終的に完了する前に検証できる。
実装に対する課題
利点がある一方で、オフラインデジタルユーロの実装にはいくつかの課題がある。具体的には以下の通り。
匿名性と不正防止のバランス: ユーザーのプライバシーと不正防止の必要性のバランスを取るのは難しい。eキャッシュシステムは、設計が適切でないと悪用されるリスクがある。
トークンの認識: ユーザーが過去の取引からeキャッシュトークンを認識するかもしれなくて、プライバシーリスクに繋がる可能性がある。この認識を隠す方法を見つけるのが重要だ。
システムの整合性: ハードウェアに依存せずにシステムの整合性を確保するには、システムを悪用する試みに耐えられる強力なソフトウェアソリューションを開発する必要がある。
ユーザー教育: 多くの潜在的なユーザーがデジタルユーロシステムの使い方を知らないかもしれない。成功裏の採用には十分な教育とサポートが必要だ。
今後の方向性
オフラインデジタルユーロを実現するためには、さらなる研究とテストが必要だ。今後の研究では以下のことを探ることができる。
暗号技術の改善: ゼロ知識証明や署名アルゴリズムのもっと効率的な方法を開発して、システムの使いやすさを向上させる。
性能の最適化: サイズ、性能、安全性のバランスをとるための最適な楕円曲線を特定する。
ユーザー体験デザイン: ユーザーフレンドリーなインターフェースを作成して、ユーザーが新しいシステムを理解し、信頼できるように教育する。
現実のシナリオでのテスト: 異なる環境で試験を行って、さまざまな条件下でシステムがどう機能するかを観察する。
結論
オフラインデジタルユーロは、既存のデジタル決済システムが直面している課題に取り組む革新的なアプローチを提供している。インターネットアクセスなしで機能し、ユーザーのプライバシーを守る通貨を作ることで、より信頼性が高く安全なデジタル決済環境が実現できる。解決可能な課題と進行中の研究があるから、オフラインデジタルユーロは、金融取引の未来において重要な役割を果たす可能性があるよ。もっと安全でユーザーフレンドリーな取引ができるようになるかもね。
タイトル: Offline Digital Euro: a Minimum Viable CBDC using Groth-Sahai proofs
概要: Current digital payment solutions are fragile and offer less privacy than traditional cash. Their critical dependency on an online service used to perform and validate transactions makes them void if this service is unreachable. Moreover, no transaction can be executed during server malfunctions or power outages. Due to climate change, the likelihood of extreme weather increases. As extreme weather is a major cause of power outages, the frequency of power outages is expected to increase. The lack of privacy is an inherent result of their account-based design or the use of a public ledger. The critical dependency and lack of privacy can be resolved with a Central Bank Digital Currency that can be used offline. This thesis proposes a design and a first implementation for an offline-first digital euro. The protocol offers complete privacy during transactions using zero-knowledge proofs. Furthermore, transactions can be executed offline without third parties and retroactive double-spending detection is facilitated. To protect the users' privacy, but also guard against money laundering, we have added the following privacy-guarding mechanism. The bank and trusted third parties for law enforcement must collaborate to decrypt transactions, revealing the digital pseudonym used in the transaction. Importantly, the transaction can be decrypted without decrypting prior transactions attached to the digital euro. The protocol has a working initial implementation showcasing its usability and demonstrating functionality.
著者: Leon Kempen, Johan Pouwelse
最終更新: 2024-07-01 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2407.13776
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2407.13776
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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