01
Ostateczność offline
Strona przyjmująca decyduje na miejscu, bez sieci. Nie store-and-forward, gdzie ryzyko jest odroczone i ponosi je później ktoś inny — lecz prawdziwa, lokalnie ostateczna akceptacja.
Geneza
Twierdzenie w rodzaju „nie jest znany żaden inny system” warte jest dokładnie tyle, ile stojące za nim wyszukiwanie. Dlatego poniżej idą miara, źródła i wynik — wymienione po kolei, z nazwy.
Siedem właściwości, każda rozstrzygalna z osobna, wobec których można zmierzyć dowolny system — konstrukcję akademicką, produkt przemysłowy, pilotaż banku centralnego, patent. Pierwszych sześć jest falsyfikowalnych: wystarczy wskazać jeden system spełniający wszystkie sześć, a twierdzenie upada.
01
Strona przyjmująca decyduje na miejscu, bez sieci. Nie store-and-forward, gdzie ryzyko jest odroczone i ponosi je później ktoś inny — lecz prawdziwa, lokalnie ostateczna akceptacja.
02
Argumentacja bezpieczeństwa nie opiera się na odpornym na manipulację komponencie w urządzeniu użytkownika. Zwykły smartfon, bez sprzętu zabezpieczającego. Opcjonalne użycie takiego komponentu jest dopuszczalne; twierdzenie, które bez tego układu się rozpada — już nie.
03
Cyfrowy banknot idzie dalej offline, z ręki do ręki — co najmniej dwa przeskoki bez powrotu do emitenta. To właśnie różnica między kartą pieniądza elektronicznego a gotówką: z karty wartość trafia do sprzedawcy i tam się zatrzymuje, a banknot idzie dalej.
04
Tożsamość podwójnie wydającego da się kryptograficznie odtworzyć ze śladów obu płatności. Żadna zaufana strona trzecia niczego nie odpieczętowuje i żaden organ niczego nie ocenia — wydaje ją matematyka, a sprawdzić może każdy.
05
System wskazuje dokładnie pierwotnego oszusta, a każdy inny, uczciwy uczestnik łańcucha zachowuje anonimowość — nie ujawniają się ani uczciwi posiadacze sprzed oszusta, ani ci po nim, i nie stają się nawet podejrzani.
06
Formalne twierdzenie, że przeciwko uczciwemu użytkownikowi nie da się wytworzyć ważnego dowodu podwójnego wydania — ani przez nieuczciwego emitenta, ani przez zmawiających się uczestników łańcucha. Literatura nazywa to exculpability albo non-frameability. To właśnie oddziela prawdziwą rozliczalność od samej możliwości oskarżenia.
07
Wersjonowana specyfikacja, implementacja referencyjna, działający demonstrator, zmierzone rozmiary i zmierzone czasy działania, nazwany wybór krzywej, działająca warstwa bazowa oraz ramy regulacyjne i naprawcze. Konstrukcja poprawna na papierze, ale nieużyteczna przy kasie, nie jest systemem płatniczym.
Zwykły zarzut wobec każdej miary brzmi, że autor skroił ją pod siebie. Warto więc zauważyć, że całkowicie niezależna systematyzacja mierzy piątą właściwość dokładnie tak samo. Jedna z kolumn pracy SoK: Offline Payment Systems z marca 2026 roku (Uniwersytet w Innsbrucku, Uniwersytet Wiedeński, SBA Research; arXiv:2603.16320, trzydzieści sześć systemów) to „privacy revocation”, zdefiniowana tak: DS, jeśli ujawnienie następuje wyłącznie w przypadkach podwójnego wydania, oraz U, jeśli prywatność uczciwych użytkowników może zostać ujawniona niezamierzenie, jako efekt uboczny wykrycia podwójnie wydającego. Autorzy oznaczają U na czerwono, jako właściwość wyraźnie niepożądaną. Spośród systemów w pełni zdolnych do pracy offline dokładnie dwa dostają U — te same dwie konstrukcje, które powyższa miara wskazuje jako kontrprzykłady. Kryterium nie jest zatem wynalazkiem Pacteny.
Cztery dekady, pozycja po pozycji, każda z tym, co dała i ile kosztowała. Czytany po kolei, nurt ma swój kształt: każdy krok, który zdobył jakąś właściwość, płacił za nią gdzie indziej.
1982
Chaum: podpis ślepy.
Idea anonimowej cyfrowej gotówki, w konstrukcji na tyle eleganckiej, że do dziś pozostaje fundamentem.
Online. Sprzedawca musi zadzwonić do banku przy każdej pojedynczej płatności, żeby dowiedzieć się, czy banknot nie został już wydany. Offline nie do użycia, a przekazywania nie ma w ogóle.
1988
Chaum–Fiat–Naor: gotówka elektroniczna offline.
Narodziny samoujawniającego się podwójnego wydania. Tożsamość wydającego jest wpisana w banknot tak, że jedna płatność nie ujawnia niczego, a dwie pozwalają bankowi wyliczyć nazwisko oszusta.
Jeden przeskok. Użytkownik płaci sprzedawcy, sprzedawca deponuje. Żadnej wędrówki z ręki do ręki. I jedna rzecz warta dokładnego wypowiedzenia: praca nie zawiera dowodu niemożliwości zapobiegania. Zawiera decyzję projektową — opiera się na wykrywaniu zamiast na zapobieganiu, bo offline zapobiegania dać się nie da.
1990–1992
Okamoto–Ohta: pierwsza przekazywalna gotówka elektroniczna.
Pieniądz, który może iść dalej między dowolną liczbą użytkowników.
Anonimowość jest słaba. Nawet bez żadnego podwójnego wydania da się rozstrzygnąć, czy dwie płatności wykonał ten sam użytkownik. Literatura nazwała to później weak anonymity.
1993
Chaum–Pedersen: wynik negatywny.
Dowód, że przekazywany banknot z każdym wręczeniem nieuchronnie rośnie, a obserwator o nieograniczonych zasobach zawsze rozpozna banknot, który wcześniej miał u siebie.
To twierdzenie wisi nad całym późniejszym nurtem. Każda przekazywalna konstrukcja musi płacić za przeskok. Otwarte pozostaje tylko pytanie, ile.
2005
Camenisch–Hohenberger–Lysyanskaya: Compact E-Cash.
Przełom w efektywności wypłaty — wiele banknotów w jednej operacji, w niewielkim zasobie. Od tego czasu szeroko używany element składowy.
Nieprzekazywalna. Od użytkownika do sprzedawcy i na tym droga się kończy.
2008
Canard–Gouget: model formalny.
Pierwsza formalna systematyzacja pojęć anonimowości dla gotówki przekazywalnej oraz dowód, że najsilniejsze wyobrażalne pojęcie jest nieosiągalne. Autorzy podają też konstrukcję spełniającą każdą osiągalną właściwość.
Słowami samej literatury „completely impractical” (całkowicie niepraktyczna): opiera się na ogólnych redukcjach z teorii złożoności, jest więc dowodem koncepcji, a nie systemem, który da się zbudować.
2009
Fuchsbauer, Vergnaud i współautorzy: gotówka przekazywalna o stałym rozmiarze.
Zgrabne obejście granicy wzrostu: historia łańcucha nie jedzie w banknocie, lecz jest przechowywana w pokwitowaniach u użytkowników. Rozmiar pozostaje stały.
To najbardziej pouczająca cena w całej tej historii. Przy podwójnym wydaniu zaufany podmiot śledzący mógł ujawnić tożsamość uczciwych posiadaczy, przez których ręce skażony banknot przeszedł później — niewinni płacili za winnego, choćby tylko wobec jednej uprzywilejowanej strony. Dwa uczciwe doprecyzowania: anonimowość nie ginie publicznie, a jedynie wobec tej zaufanej strony, a proces jest interaktywny i wymaga pozyskania pokwitowań od użytkowników. Wedle powyższej miary właściwość i tak nie jest spełniona: uczciwi posiadacze stają się zidentyfikowani i stają się podejrzani.
2011
Blazy i współautorzy: anonimowość z sędzią.
Naprawa braków poprzedniej pracy, z przywróceniem anonimowości uczciwemu użytkownikowi.
Potrzebuje wszechwidzącego sędziego. Ten klucz nie tylko identyfikuje oszusta: pozwala w dowolnej chwili prześledzić dowolny banknot i dowolnego użytkownika. Cena nie spadła, tylko zmieniła kształt — jeden klucz otwierający anonimowość całego systemu.
2015
Baldimtsi–Chase–Fuchsbauer–Kohlweiss: w pełni anonimowa gotówka przekazywalna.
Pierwsza konstrukcja celująca we wszystkie trzy pojęcia anonimowości z literatury bez zaufanej strony trzeciej. Cel projektowy autorzy opisują tak: „it needs to ensure that the right user is accused while the anonymity of honest owners … will be preserved” (trzeba zapewnić, by oskarżony został właściwy użytkownik, a anonimowość uczciwych posiadaczy została zachowana) — w istocie piąta właściwość powyższej miary, z 2015 roku.
Dwie ceny. W dowodzie najsilniejszego pojęcia anonimowości znaleziono później błąd — zrobili to autorzy następnego rozdziału. Druga to ocena samej literatury: konstrukcja jest „hardly practical” (ledwie praktyczna), a jej elementy składowe „far from being implementable on constrained mobile devices” (dalekie od możliwości implementacji na urządzeniach mobilnych o ograniczonych zasobach).
W 2021 roku Balthazar Bauer, Georg Fuchsbauer i Chen Qian przedstawili na konferencji PKC pracę Transferable E-Cash: A Cleaner Model and the First Practical Instantiation. Ich konstrukcja spełnia wszystkie sześć falsyfikowalnych właściwości. Ostateczność offline, brak zaufania do sprzętu, nieograniczona głębokość przekazywania, samoujawniające się podwójne wydanie, przypisanie oszczędzające niewinnych oraz formalne twierdzenie o niemożliwości fałszywego oskarżenia — to ostatnie naraz wobec nieuczciwego banku i zmawiających się uczestników łańcucha. Wszystkie trzy pojęcia anonimowości z literatury są udowodnione, łącznie z najsilniejszym. Potwierdza to niezależna systematyzacja z 2026 roku, umieszczając ich po stronie „only in cases of double-spending”.
Możliwość realizacji tej kombinacji właściwości pokazali więc oni. To nie podlega dyskusji. Reszta tej strony jest sprawdzalna właśnie dlatego, że źródło koncepcji jest nazwane — i że równie dokładnie nazwane jest to, co do niej dołożono.
To, czego nie zrobiono, jest ściśle kategorią faktu i ma trzy elementy: nie ma opublikowanej implementacji, nie ma zmierzonego czasu działania i nie ma wyboru krzywej. Potwierdzają to trzy niezależne źródła — cytująca tę pracę publikacja z ACNS 2026 („the performance of Bauer et al. is not reported”), tabela SoK z 2026 roku, w której komórki implementacji, transakcji na sekundę i opóźnienia są puste, oraz własna rozprawa doktorska pierwszego autora, w której przeszukanie pełnego tekstu pod kątem czasów działania, rozmiarów w bajtach, prototypu czy krzywej nie daje żadnego istotnego trafienia.
We view this as practical by current standards.
| Miara | Bauer–Fuchsbauer–Qian 2021 | Pactena v8 |
|---|---|---|
| Pakiet płatności przekazany odbiorcy, po wypłacie | 19 248 bajtów | ~456 bajtów |
| Przyrost na jedno przekazanie | +7 392 bajty | +48 bajtów |
| Najgłębszy łańcuch | nieograniczona głębokość | ~956 bajtów (dziesięć przeskoków) |
| Weryfikacja offline | niezmierzona | ~12 ms |
| Implementacja, benchmark, wybór krzywej | nic nie opublikowano | implementacja referencyjna i działający demonstrator |
Liczby w tabeli pochodzą z analizy efektywności tej pracy, która podaje rozmiary jako abstrakcyjne liczby elementów grupowych. Po przeliczeniu na krzywą badaną przez samych autorów — przeliczenie to wykonała także cytująca literatura, dochodząc do tego samego wyniku — liczby te dają powyższe rozmiary w bajtach. Ich banknot ma świeżo około dziewiętnastu kilobajtów i przy każdym wręczeniu rośnie o mniej więcej siedem kilobajtów; po łańcuchu dziesięciu kroków jest rzędu dziewięćdziesięciu kilobajtów. To nie jest błąd autorów: to cena najsilniejszego pojęcia anonimowości, którą wzięli na siebie świadomie i uzasadnili w pracy. Porównanie prowadzi się na pakietach płatności, a nie na dowodach, bo ich dowód winy ma 96 bajtów i nie rośnie z głębokością — mierzone rozmiarem dowodu, oba systemy byłyby nie do odróżnienia.
Różnica to świadomy kompromis w dwóch punktach. Głębokość przekazywania w Pactenie jest ograniczona — dziesięć przeskoków, jako konfigurowalny parametr — a u nich nie jest. Prywatność w Pactenie jest transakcyjna i rozdzielona na granicy emitenta, a nie systemowa: sprzedawca nie dowiaduje się, kto zapłacił; odbiorca weryfikuje stojącą przed nim stronę, ale o wcześniejszych posiadaczach nie dowiaduje się niczego; emitent zna wyłącznie własnego klienta i tego emitenta, z którym ma się rozliczyć. Pośredni użytkownicy łańcucha nie ujawniają się przed nikim. Najsilniejsze pojęcie anonimowości w literaturze wymagałoby też, żeby emitent nie mógł śledzić własnej emisji; w regulowanym systemie opartym na KYC nie jest to ani konieczne, ani pożądane, bo na granicy emitenta potrzebna jest właśnie rozliczalność. Cena tego kompromisu jest mierzalna: pakiet płatności Pacteny rośnie o 48 bajtów na jedno przekazanie, a nie o siedem kilobajtów. Bauer, Fuchsbauer i Qian pokazali, że da się to zrobić; Pactena pokazuje, że da się to wdrożyć.
W latach dziewięćdziesiątych naprawdę istniała cyfrowa gotówka offline, w wielu krajach i na dużą skalę. Tej części brakuje w większości opisów, a to właśnie z niej można zrozumieć dzisiejszą sytuację.
Lata 90.
DigiCash / eCash — firma Chauma.
Dowód, że anonimowa płatność cyfrowa działa, na zwykłym komputerze osobistym, bez sprzętu zabezpieczającego.
We wdrożonym produkcie bank weryfikował każdy banknot online; tryb offline pozostał „future extension” (późniejszym rozszerzeniem). Firma zbankrutowała w 1998 roku.
1992–1995
CAFE — projekt ESPRIT Unii Europejskiej, z udziałem Chauma.
Najbardziej dopracowana konstrukcja epoki — i jedyna konstrukcja tego okresu z kryptograficzną identyfikacją oszusta: „Even if the tamper-resistance is broken, users who spend electronic money more than once are identified, and the identity of the user whose guardian was used for this fraud can be proved.” (Nawet jeśli odporność na manipulację zostanie złamana, użytkownicy wydający pieniądz elektroniczny więcej niż raz zostają zidentyfikowani, a tożsamość użytkownika, którego urządzenie posłużyło do tego oszustwa, da się udowodnić.) Już w 1994 roku autorzy widzieli, że liczy się dowodliwość, która obroni się przed sądem, a nie samo wykrycie.
Słowami samego projektu: „it allows just one transfer of the electronic money” (pozwala na zaledwie jedno przekazanie pieniądza elektronicznego). Jeden przeskok. Żadnego łańcucha. Projekt zamknięto zgodnie z planem w listopadzie 1995 roku i nigdy nie stał się produktem.
Lata 90.
Mondex — NatWest, później Mastercard.
Z karty na kartę, offline, z ręki do ręki, bez rozliczenia po drodze — w swojej epoce jedyny system, który potrafił poprowadzić łańcuch o nieograniczonej długości. Certyfikat ITSEC E6, formalny model bezpieczeństwa i działanie produkcyjne w kilkunastu krajach.
Zaufanie przeniosło się do układu scalonego. Karta nie dowodziła, że nikt nie oszukał; polegała na tym, że oszustwo jest niewykonalne. Identyfikacji oszusta brak: karta przechowywała tylko dziesięć ostatnich transakcji, a globalnej ścieżki audytu nie było. Ówczesna krytyka mówiła dokładnie to. Ostatni rynek zamknięto w 2008 roku.
1996–lata 2020.
GeldKarte, Octopus, Proton, Chipknip, Danmønt, Quick, Moneo, Visa Cash.
Działająca, powszechna płatność offline, w kilku krajach, miejscami przez dziesięciolecia.
Wszystkie zbudowane na karcie chipowej odpornej na manipulację. Przekazywanie między użytkownikami jest albo wprost wykluczone — niemiecka dokumentacja GeldKarte poświęca osobny rozdział zasadzie „Nichtübertragbarkeit von Guthaben” (nieprzenoszalność salda) — albo przechodzi przez aplikację online, jak w przypadku Octopusa. Żadna nie ma kryptograficznej identyfikacji oszusta; nadużycia obsługują centralne konta cieniowe i czarne listy.
Lata 2020.
Banki centralne: warstwa offline cyfrowego euro, e-CNY, UPI Lite X, pilotaż e-korony, cyfrowy funt, BIS Project Polaris.
Płatność offline w żywych systemach o dużym wolumenie, w otoczeniu regulowanym, miejscami z więcej niż jednym przeskokiem.
Kotwicą bezpieczeństwa jest wszędzie układ scalony w urządzeniu użytkownika, a identyfikacja oszusta albo nie istnieje, albo jest instytucjonalna, a nie kryptograficzna. W eksperymencie Bank of England z 2025 roku pięciu dostawców na pięciu użyło komponentów secure element; Riksbank spróbował konstrukcji opartej wyłącznie na telefonach i odrzucił ją na piśmie.
Dwa wzorce — i trzymają się przez czterdzieści lat. Tam, gdzie płatność offline potraktowano poważnie, podłożono pod nią sprzęt. Tam, gdzie wybrano zamiast tego matematykę, albo nic nie zostało wdrożone, albo cenę oszusta zapłacili uczciwi. Żaden historyczny system nie spełnił naraz wieloprzeskokowego łańcucha offline i kryptograficznej identyfikacji oszusta: Mondex miał łańcuch, ale nie identyfikację; CAFE miało identyfikację, ale nie łańcuch.
I najmocniejszy przypis historyczny ze wszystkich. Kiedy sam David Chaum wrócił w 2022 roku do płatności offline z ręki do ręki, sięgnął z powrotem po fizyczną kartę i napisał: „Solutions relying only on software, including previous proposals by the present author, do not provide strong assurance of finality.” (Rozwiązania oparte wyłącznie na oprogramowaniu — w tym wcześniejsze propozycje niniejszego autora — nie dają mocnej gwarancji ostateczności.) Ten cytat tnie w obie strony i oba odczytania należą tutaj. Wedle pierwszego założyciel dziedziny stwierdza, że na drodze czysto programowej nikomu się dotąd nie udało. Wedle drugiego poważny autorytet twierdzi, że ta droga donikąd nie prowadzi. Drugie odczytanie jest poważnym wyzwaniem — i to właśnie dlatego konstrukcja Pacteny została zmierzona, a nie tylko zaprojektowana.
Twierdzenie w rodzaju „nic innego nie znaleziono” warte jest tyle, ile stojące za nim wyszukiwanie. Dlatego źródła są tu wymienione po kolei, wraz z zasięgiem każdego z nich.
Druga i trzecia runda badań nie przyniosły ani jednego nowego trafienia przeciw pierwszym sześciu właściwościom. Wyszukiwanie osiągnęło nasycenie.
Cytaty o samym pieniądzu cyfrowym i o płatności offline.
Each faces open challenges: complete reliance on trusted hardware, the deanonymisation of honest users in the case of double-spending, or growing transactions with each offline payment. To date, no system providing offline functionality has been implemented.
(Każdy z nich mierzy się z otwartymi wyzwaniami: całkowitym poleganiem na zaufanym sprzęcie, deanonimizacją uczciwych użytkowników w przypadku podwójnego wydania albo transakcjami rosnącymi z każdą płatnością offline. Do dziś nie wdrożono żadnego systemu zapewniającego działanie offline.)
In a fully offline setting without secure hardware, double-spending cannot be prevented. … [The multi-hop mode] hinges entirely on the security of the hardware.
(W pełni offline, bez sprzętu zabezpieczającego, podwójnemu wydaniu nie da się zapobiec. … [Tryb wieloprzeskokowy] zależy w całości od bezpieczeństwa sprzętu.)
Local storage settlement model — a settlement model referring to secure element (SE) in the digital euro user's devices performing the technical tasks of verification and registration of holdings…
(Model rozliczenia z lokalnym przechowywaniem — model rozliczenia odwołujący się do komponentu secure element (SE) w urządzeniach użytkownika cyfrowego euro; to ten komponent wykonuje techniczne zadania weryfikacji i rejestrowania stanów posiadania…)
All solutions used secure elements to support double spend and counterfeit prevention or to protect cryptographic key information.
(Wszystkie rozwiązania używały komponentów secure element, aby wspierać zapobieganie podwójnemu wydaniu i fałszerstwom albo chronić informacje o kluczach kryptograficznych.)
This was not possible as our assessment is that it was not possible to achieve adequate safety. We therefore chose to base the offline solution solely on cards.
(Nie było to możliwe, ponieważ w naszej ocenie nie dało się osiągnąć odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa. Dlatego zdecydowaliśmy się oprzeć rozwiązanie offline wyłącznie na kartach.)
Any solution will depend on the tamper resistance of the user device to protect against physical and cyber attacks.
(Każde rozwiązanie będzie zależeć od odporności urządzenia użytkownika na manipulację, aby chronić przed atakami fizycznymi i cybernetycznymi.)
Dwa kolejne zdania opisują dokładnie ten pozorny dylemat, na który całe badanie było wycelowane. BIS: „if there are no links between devices and user identity, there would be no way to identify potentially malicious users even if malicious devices can be blocked in the system.” (Jeśli nie ma powiązań między urządzeniami a tożsamością użytkownika, nie sposób zidentyfikować potencjalnie nieuczciwych użytkowników, nawet jeśli nieuczciwe urządzenia można zablokować w systemie.) Bank of England: „if double spending were to occur, there would be no way of knowing which device initiated it.” (Gdyby doszło do podwójnego wydania, nie byłoby jak ustalić, które urządzenie je zainicjowało.)
W 2026 roku środowisko banków centralnych traktuje anonimowość i identyfikację oszusta jako wzajemnie się wykluczające. Literatura kryptograficzna od 2021 roku wie, że tak nie jest. Brakowało realizacji, którą da się wdrożyć.
Kryptograficzną wykonalność tej kombinacji właściwości ugruntowała literatura akademicka — Baldimtsi–Chase–Fuchsbauer–Kohlweiss w 2015 roku i Bauer–Fuchsbauer–Qian w 2021. To nie podlega dyskusji. Tym, co dokłada Pactena, są innowacja i wdrożenie: zmierzone rozmiary, zmierzony czas weryfikacji, implementacja referencyjna i działające demo, na zwykłym telefonie, bez sprzętu zabezpieczającego. Pakiet płatności przekazywany odbiorcy ma około 456 bajtów świeżo po emisji i około 956 bajtów przy najgłębszym łańcuchu, weryfikowany w około 12 ms.
Głębokość przekazywania jest celowo ograniczona do dziesięciu przeskoków, z zachowaniem prywatności. Zewnętrzna recenzja kryptograficzna warstwy płatności jest w toku; jej wynik zostanie opublikowany. Specyfikacja jest kompletna.
Do sierpnia 2026 roku nie jest znany żaden inny publicznie udokumentowany, działający system płatniczy, który dawałby tę kombinację właściwości razem, w postaci wdrożonej i zmierzonej.
Badanie prowadzone jest na bieżąco. Jeśli zna Pan lub Pani taki system, szczerze chcielibyśmy go poznać.