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| Titre : |
Application of Blockchain Technology (BT) in the development of Central Bank Digital Currencies (CBDC) |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Sarra Chaabna, Auteur ; Ichrak Bensalem ; Lakhdar Goudjil, Directeur de thèse |
| Editeur : |
Setif:UFA |
| Année de publication : |
2024 |
| Importance : |
1 vol (71 f .) |
| Format : |
29 cm |
| Langues : |
Anglais (eng) |
| Catégories : |
Thèses & Mémoires:Informatique
|
| Mots-clés : |
Blockchain Technology
Central Bank Digital Currency
Financial Systems
Digital Finance
Security. |
| Index. décimale : |
004 - Informatique |
| Résumé : |
The advent of blockchain technology has heralded a new era in digital finance,
significantly influencing the development and implementation of Central
Bank Digital Currencies (CBDCs). This thesis explores the application
of blockchain technology in the creation of CBDCs, analyzing its potential
to enhance financial systems through improved security, transparency, and
efficiency. Through a comprehensive examination of existing literature, case
studies of pilot projects, and an analysis of technological frameworks, this
study identifies the key benefits and challenges associated with blockchainbased
CBDCs. The research further presents a proposed blockchain-based
architecture tailored for CBDC deployment, detailing the algorithms and
tools used in its implementation. The results demonstrate the viability of
blockchain technology in addressing critical issues in the current financial infrastructure,
such as reducing transaction costs, enhancing security against
fraud, and providing inclusive financial services. This thesis contributes to
the growing body of knowledge on digital currencies and offers practical insights
for central banks considering the adoption of blockchain for their digital
currency initiatives. |
| Note de contenu : |
Sommaire
Acknowledgments II
Dedication I
Abstract II
List of Figures VI
List of Tables VIII
GENERAL INTRODUCTION 1
1 BLOCKCHAIN TECHNOLOGY 4
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 Definition of blockchain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4 Blockchain Technology evolution . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.5 Characteristics of Blockchain . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.5.1 Functional Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.5.2 Emergent Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.6 Types of blockchain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6.1 Public Blockchain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6.2 Private Blockchain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6.3 Consortium Blockchain . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.7 How Blockchain Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.7.1 Block structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.7.2 Cryptography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.7.3 Cryptography hash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.7.4 Cryptographic nonce . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.7.5 Asymmetric-key cryptography . . . . . . . . . . . . . 15
1.7.6 Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.8 Blockchain Consensus Models . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.8.1 Proof-of-work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.8.2 Proof-of-stake . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.8.3 Delegated proof-of-stake . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.8.4 Byzantine general problem . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.8.5 Proof-of-Authority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.9 Blockchain Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.10 Smart Contract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.11 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2 BLOCKCHAIN TECHNOLOGY IN CENTRAL BANK DIGITAL
CURRENCIES (CBDC) 22
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2 Overview of Central Bank Digital Currencies (CBDC) . . . . 22
2.3 CBDC types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3.1 Direct CBDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3.2 Indirect CBDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3.3 Hybrid CBDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.4 Motivations and Objectives Behind CBDC Development . . . 24
2.4.1 Ensure legal tender availability . . . . . . . . . . . . 25
2.4.2 Efficiency gains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4.3 Improve cross border payments efficiency . . . . . . . 25
2.4.4 Ensuring financial stability . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4.5 Discourage tax evasion, money laundering, and other
illegal activities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5 Cases for CBDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.6 Blockchain in CBDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.7 Solution provided by blockchain technology for CBDC . . . . 28
2.7.1 Advantage of System Trust . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.7.2 Programmability in Blockchain . . . . . . . . . . . . . 29
2.7.3 Availability of Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.7.4 Opportunities for Innovation . . . . . . . . . . . . . . 29
2.7.5 Regulatory Compliance . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.7.6 Cross-Border Payments . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.8 CBDC’s in the world . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.8.1 E-Rupee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.8.2 DCEP and e-CNY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.8.3 E-krona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.8.4 Jasper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.8.5 Khokha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.8.6 Stella . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.8.7 Inthanon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.8.8 E-Naira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.8.9 Ubin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.8.10 Dunbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.9 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3 CONTRIBUTION AND IMPLEMENTATION 37
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.2 Proposed architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3 Algorithms of the proposed blockchain-based solution . . . . . 41
3.4 Development Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.4.1 Visual Studio Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.4.2 Truffle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.4.3 Ganache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.4.4 NodeJS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.4.5 Npm (Node Package Manager) . . . . . . . . . . . . . 47
3.4.6 MetaMask . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.4.7 Remix IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.5 Programming languages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.5.1 Solidity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.5.2 JavaScript . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.6 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.6.1 Initiate blockchain server . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.6.2 Deploy smart contracts . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.7 System data structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.8 System functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.8.1 Functions of Dinar smart contract . . . . . . . . . . . 52
3.8.2 Functions of UserAccount smart contract . . . . . . . 53
3.9 User interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.9.1 Creat account . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.10 Add transaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.11 Results graphes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.12 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 |
| Côte titre : |
MAI/0835 |
Application of Blockchain Technology (BT) in the development of Central Bank Digital Currencies (CBDC) [texte imprimé] / Sarra Chaabna, Auteur ; Ichrak Bensalem ; Lakhdar Goudjil, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2024 . - 1 vol (71 f .) ; 29 cm. Langues : Anglais ( eng)
| Catégories : |
Thèses & Mémoires:Informatique
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| Mots-clés : |
Blockchain Technology
Central Bank Digital Currency
Financial Systems
Digital Finance
Security. |
| Index. décimale : |
004 - Informatique |
| Résumé : |
The advent of blockchain technology has heralded a new era in digital finance,
significantly influencing the development and implementation of Central
Bank Digital Currencies (CBDCs). This thesis explores the application
of blockchain technology in the creation of CBDCs, analyzing its potential
to enhance financial systems through improved security, transparency, and
efficiency. Through a comprehensive examination of existing literature, case
studies of pilot projects, and an analysis of technological frameworks, this
study identifies the key benefits and challenges associated with blockchainbased
CBDCs. The research further presents a proposed blockchain-based
architecture tailored for CBDC deployment, detailing the algorithms and
tools used in its implementation. The results demonstrate the viability of
blockchain technology in addressing critical issues in the current financial infrastructure,
such as reducing transaction costs, enhancing security against
fraud, and providing inclusive financial services. This thesis contributes to
the growing body of knowledge on digital currencies and offers practical insights
for central banks considering the adoption of blockchain for their digital
currency initiatives. |
| Note de contenu : |
Sommaire
Acknowledgments II
Dedication I
Abstract II
List of Figures VI
List of Tables VIII
GENERAL INTRODUCTION 1
1 BLOCKCHAIN TECHNOLOGY 4
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 Definition of blockchain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.4 Blockchain Technology evolution . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.5 Characteristics of Blockchain . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.5.1 Functional Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.5.2 Emergent Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.6 Types of blockchain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6.1 Public Blockchain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6.2 Private Blockchain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.6.3 Consortium Blockchain . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.7 How Blockchain Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.7.1 Block structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.7.2 Cryptography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.7.3 Cryptography hash . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.7.4 Cryptographic nonce . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.7.5 Asymmetric-key cryptography . . . . . . . . . . . . . 15
1.7.6 Address . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.8 Blockchain Consensus Models . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.8.1 Proof-of-work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.8.2 Proof-of-stake . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.8.3 Delegated proof-of-stake . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.8.4 Byzantine general problem . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.8.5 Proof-of-Authority . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.9 Blockchain Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.10 Smart Contract . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.11 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2 BLOCKCHAIN TECHNOLOGY IN CENTRAL BANK DIGITAL
CURRENCIES (CBDC) 22
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2 Overview of Central Bank Digital Currencies (CBDC) . . . . 22
2.3 CBDC types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.3.1 Direct CBDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3.2 Indirect CBDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3.3 Hybrid CBDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.4 Motivations and Objectives Behind CBDC Development . . . 24
2.4.1 Ensure legal tender availability . . . . . . . . . . . . 25
2.4.2 Efficiency gains . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4.3 Improve cross border payments efficiency . . . . . . . 25
2.4.4 Ensuring financial stability . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4.5 Discourage tax evasion, money laundering, and other
illegal activities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.5 Cases for CBDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.6 Blockchain in CBDC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.7 Solution provided by blockchain technology for CBDC . . . . 28
2.7.1 Advantage of System Trust . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.7.2 Programmability in Blockchain . . . . . . . . . . . . . 29
2.7.3 Availability of Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.7.4 Opportunities for Innovation . . . . . . . . . . . . . . 29
2.7.5 Regulatory Compliance . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.7.6 Cross-Border Payments . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.8 CBDC’s in the world . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.8.1 E-Rupee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.8.2 DCEP and e-CNY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.8.3 E-krona . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.8.4 Jasper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.8.5 Khokha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.8.6 Stella . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.8.7 Inthanon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.8.8 E-Naira . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.8.9 Ubin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.8.10 Dunbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.9 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3 CONTRIBUTION AND IMPLEMENTATION 37
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.2 Proposed architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.3 Algorithms of the proposed blockchain-based solution . . . . . 41
3.4 Development Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.4.1 Visual Studio Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.4.2 Truffle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.4.3 Ganache . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.4.4 NodeJS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.4.5 Npm (Node Package Manager) . . . . . . . . . . . . . 47
3.4.6 MetaMask . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.4.7 Remix IDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.5 Programming languages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.5.1 Solidity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.5.2 JavaScript . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.6 Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.6.1 Initiate blockchain server . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.6.2 Deploy smart contracts . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.7 System data structures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.8 System functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.8.1 Functions of Dinar smart contract . . . . . . . . . . . 52
3.8.2 Functions of UserAccount smart contract . . . . . . . 53
3.9 User interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.9.1 Creat account . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.10 Add transaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.11 Results graphes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.12 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 |
| Côte titre : |
MAI/0835 |
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