ارزهای دیجیتال بانک مرکزی: یک بررسی جامع و تحلیل

فهرست مطالب

• 1.1 مقدمه
• 1.2 طبقه‌بندی طراحی CBDC
• 1.3 تحلیل تطبیقی
• 1.4 پیاده‌سازی فنی
• 1.5 نتایج تجربی
• 1.6 کاربردهای آینده
• 1.7 تحلیل اصلی
• 1.8 مراجع

1.1 مقدمه

ارزهای دیجیتال بانک مرکزی (CBDC) نمایانگر تحولی چشمگیر در چشم‌انداز مالی هستند که در پاسخ به بحران مالی سال ۲۰۰۸ و ظهور متعاقب ارزهای دیجیتال خصوصی مانند بیت‌کوین پدیدار شده‌اند. بر اساس تعریف بانک تسویه‌های بین‌المللی (BIS)، CBDC به عنوان «شکل جدیدی از ارز دیجیتال، برحسب واحد پول ملی و مستقیماً منتشرشده توسط بانک مرکزی» تعریف می‌شود. این بررسی، ۱۳۵ مقاله تحقیقاتی منتشرشده بین سال‌های ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۵ را تحلیل می‌کند تا بینش جامعی در مورد طراحی سیستم و چارچوب‌های پیاده‌سازی CBDC ارائه دهد.

1.2 طبقه‌بندی طراحی CBDC

چارچوب هرم طراحی CBDC، عناصر کلیدی معماری را به اجزای سلسله‌مراتبی سازماندهی می‌کند. این طبقه‌بندی شامل موارد زیر است:

• مدل‌های معماری: سیستم‌های دو لایه در مقابل تک لایه
• فناوری دفتر کل: پیاده‌سازی‌های فناوری دفتر کل توزیع‌شده (DLT)
• مدل‌های دسترسی: رویکردهای مبتنی بر توکن در مقابل مبتنی بر حساب
• مکانیسم‌های اجماع: اثبات کار، اثبات سهام و مدل‌های ترکیبی

1.2.1 انتخاب مکانیسم اجماع

انتخاب مکانیسم‌های اجماع از یک رویکرد بهینه‌سازی ریاضی پیروی می‌کند. معیار عملکرد برای اجماع را می‌توان به صورت زیر بیان کرد:

$P_c = \frac{T_{throughput}}{L_{latency}} \times S_{security} \times E_{energy}$

که در آن $T_{throughput}$ نشان‌دهنده توان عملیاتی تراکنش، $L_{latency}$ نشان‌دهنده تأخیر شبکه، $S_{security}$ سطح امنیت را کمّی‌سازی می‌کند و $E_{energy}$ بازده انرژی را اندازه‌گیری می‌کند.

1.3 تحلیل تطبیقی

این مطالعه تحلیل تطبیقی دقیقی را در چهار بعد انجام داد: معماری سیستم، فناوری دفتر کل، مدل دسترسی و حوزه کاربرد. یافته‌های کلیدی نشان می‌دهد:

• پیکربندی متداول‌ترین: معماری دو لایه (۷۸٪)، DLT (۸۵٪)، دسترسی مبتنی بر توکن (۶۷٪)
• حوزه‌های کاربرد: روند غالب خاصی پدیدار نشد و تغییرات قابل توجهی در بین پیاده‌سازی‌ها وجود داشت
• تمرکز بر مرزهای فرامرزی: تحقیقات اخیر افزایش ۴۵ درصدی در کاربردهای پرداخت فرامرزی را نشان می‌دهد

1.4 پیاده‌سازی فنی

1.4.1 یکپارچه‌سازی کیف پول دیجیتال

پیاده‌سازی کیف پول دیجیتال به مدیریت امن کلید و اعتبارسنجی تراکنش نیاز دارد. در زیر شبه‌کدی ساده‌شده برای پردازش تراکنش CBDC آورده شده است:

class CBDCTransaction:
    def __init__(self, sender, receiver, amount):
        self.sender = sender
        self.receiver = receiver
        self.amount = amount
        self.timestamp = time.now()
        self.transaction_id = self.generate_hash()
    
    def validate_transaction(self):
        # بررسی موجودی فرستنده
        if self.sender.balance >= self.amount:
            # تأیید امضاهای دیجیتال
            if verify_signature(self.sender.public_key, self.signature):
                return True
        return False
    
    def execute_transaction(self):
        if self.validate_transaction():
            self.sender.balance -= self.amount
            self.receiver.balance += self.amount
            return "تراکنش موفقیت‌آمیز"
        return "تراکنش ناموفق"

1.4.2 چالش‌های پرداخت آفلاین

پرداخت‌های آفلاین CBDC چالش‌های فنی قابل توجهی از جمله جلوگیری از خرج مضاعف و مسائل همگام‌سازی را ارائه می‌دهند. مدل امنیتی برای تراکنش‌های آفلاین را می‌توان به صورت زیر نشان داد:

$S_{offline} = \frac{R_{revocation} \times V_{verification}}{T_{timeout} + D_{delay}}$

1.5 نتایج تجربی

تحلیل ۲۶ سیستم CBDC ویژگی‌های عملکرد متمایزی را در پیکربندی‌های معماری مختلف نشان داد:

1.6 کاربردهای آینده

توسعه آینده CBDCها بر چندین حوزه کلیدی متمرکز است:

• پرداخت‌های فرامرزی: پروژه‌های مرکز نوآوری BIS مانند mBridge برای کاهش زمان تسویه از روزها به ثانیه امیدوارکننده هستند
• پول برنامه‌پذیر: یکپارچه‌سازی قرارداد هوشمند که پرداخت‌های شرطی و سیاست پولی خودکار را امکان‌پذیر می‌سازد
• شمول مالی: CBDCهای قادر به کار آفلاین برای جمعیت‌هایی با دسترسی محدود به اینترنت
• قابلیت همکاری: توسعه استانداردها برای سازگاری بین سیستمی و تسویه‌های بین‌المللی

1.7 تحلیل اصلی

این بررسی جامع از تحقیقات CBDC، چشم‌اندازی به سرعت در حال تحول را نشان می‌دهد که در آن نوآوری فناوری با اهداف سیاست پولی تلاقی می‌کند. تسلط معماری‌های دو لایه با پایه‌های DLT منعکس‌کننده رویکردی عملگرا است که کنترل بانک مرکزی را با مزایای سیستم‌های توزیع‌شده متعادل می‌سازد. این پیکربندی، که در ۷۸٪ از سیستم‌های تحلیل‌شده مشاهده شد، بازتابی از الگوهای معماری ترکیبی دیده شده در سایر حوزه‌های تحول دیجیتال است، مشابه دوگانگی مولد-ممیز در پیاده‌سازی‌های CycleGAN که در آن اعتبارسنجی متمرکز همزیستی با پردازش توزیع‌شده دارد.

تأکید فزاینده بر پرداخت‌های فرامرزی (افزایش ۴۵ درصدی در تحقیقات اخیر) با ابتکارات جهانی مانند پروژه Dunbar مرکز نوآوری BIS همسو است که پلتفرم‌های چند-CBDC را برای تسویه‌های بین‌المللی نشان داد. این روند بازتاب شناختی است که CBDCها می‌توانند به ناکارآمدی هزینه سالانه ۱۲۰ میلیارد دلاری در پرداخت‌های فرامرزی که توسط بانک جهانی شناسایی شده است، بپردازند. بهینه‌سازی ریاضی مکانیسم‌های اجماع، به ویژه مصالحه بین $T_{throughput}$ و $S_{security}$، بازتاب چالش‌های مشابه در تحقیقات سیستم‌های توزیع‌شده است، که در آن انواع تحمل خطای بیزانس برای برآورده ساختن الزامات بخش مالی تکامل یافته‌اند.

قابل توجه است که عدم وجود حوزه‌های کاربرد غالب نشان می‌دهد که CBDCها در درجه اول ابزارهای سیاستی و در درجه دوم راه‌حل‌های فناورانه باقی می‌مانند. این در تضاد با اکوسیستم‌های رمزارز است که در آن قابلیت‌های فناورانه اغلب موارد استفاده را هدایت می‌کنند. یکپارچه‌سازی فناوری‌های تقویت‌کننده حریم خصوصی، به ویژه اثبات‌های دانش صفر که در ۳۵٪ از طراحی‌های اخیر به آن اشاره شده است، نشان‌دهنده توجه فزاینده به نگرانی‌های مربوط به حقوق اساسی است که توسط سازمان‌هایی مانند بنیاد مرزهای الکترونیکی مطرح شده است. با بلوغ تحقیقات CBDC، همگرایی با سایر چارچوب‌های هویت دیجیتال و حفاظت از داده برای پذیرش عمومی بسیار مهم خواهد بود.

چالش‌های پیاده‌سازی فنی، به ویژه در مورد پرداخت‌های آفلاین، تنش بین دسترسی‌پذیری و امنیت را که مشخصه بسیاری از زیرساخت‌های عمومی دیجیتال است، برجسته می‌سازد. مدل امنیتی $S_{offline}$ باید بین قابلیت‌های لغو و محدودیت‌های قابلیت استفاده تعادل برقرار کند، چالزی که در سیستم UPI هند و پلتفرم پرداخت فوری Pix برزیل نیز مشاهده شده است. طراحی‌های آینده CBDC احتمالاً درس‌هایی از این سیستم‌های پرداخت بزرگ‌مقیاس موجود را دربرمی‌گیرند و در عین حال به الزامات منحصر به فرد پول بانک مرکزی می‌پردازند.

1.8 مراجع

1. Bank for International Settlements. (2023). Annual Economic Report. BIS Publications.
2. Zhu, J. Y., Park, T., Isola, P., & Efros, A. A. (2017). Unpaired Image-to-Image Translation using Cycle-Consistent Adversarial Networks. ICCV.
3. World Bank Group. (2022). Payment Systems Worldwide. World Bank Publications.
4. BIS Innovation Hub. (2023). Project mBridge: Connecting Economies through CBDC. BIS Papers.
5. Narayanan, A., Bonneau, J., Felten, E., Miller, A., & Goldfeder, S. (2016). Bitcoin and Cryptocurrency Technologies. Princeton University Press.
6. European Central Bank. (2022). Digital Euro: Functional Scope and Design Considerations. ECB Occasional Paper Series.
7. Financial Stability Board. (2023). Regulatory Approaches to Crypto-assets and Stablecoins. FSB Publications.