在过去的十几年间,区块链技术得到了巨大的发展。基于去中心化的公有链搭建的货币系统层出不穷,在全球范围内吸引了大量用户。去中心化的公有链看似是未来金融系统的不二选择,其实不然,公有链系统存在四大缺陷。第一,公有链与中心化金融系统相比,交易吞吐量太低。比特币和以太坊的峰值交易吞吐量仅为每秒7笔和15笔,而VISA峰值为24000笔,支付宝峰值为256000笔。第二,公有链出现了中心化的趋势。比特币和以太坊算力排名前4的矿工都是矿池用户,他们的算力合计已经超过了50%,达到了可以发动51%攻击的门槛。与此同时,为了提高交易吞吐量,很多公有链采用了更为中心化的共识算法。第三,公有链上的安全漏洞削弱了区块链所提供的核心功能——去中心化信任。这些安全漏洞导致用户数额庞大的资产被盗、被骗。而且在我国,这些资产不受法律保护,用户蒙受了损失只能自认倒霉。第四,公有链存在隐私问题。由于去中心化的特性,公有链要么没有隐私保护机制,要么就是实现了难以监管的完全匿名机制,很难在隐私和监管之间取得一个平衡。综上所述,无法基于去中心化的公有链构建一个高效、安全的数字货币系统,但是中心化系统也存在其问题,如系统控制方权力过大、公众无法监督等。因此,结合中心化系统的性能优势和去中心化公有链的不可篡改特性,受法律严格监管的多方参与的联盟链会是更优的选择,也能更容易获得公众的信任。但是由于现在公有链的货币模型采用了去中心化的设计,无法直接套用到联盟链上,因此为了满足中心化数字货币系统的中心发行及可监管的需求,需要重新设计一个基于区块链的中心化货币模型。与此同时,还需要设计一个兼顾隐私和监管的隐私保护方案。为了解决以上问题,本文的主要研究工作如下:（1）提出了一个适用于中心化数字货币系统的代币-账户模型。基于代币-账户模型,系统实现了铸币、转账、监管及离线支付等功能。在代币-账户模型中,代币具有固定的面值、编号及相关信息,且由指定的机构中心化铸造并发行。在后续的流通环节,普通用户之间的转账操作不涉及代币的创造或销毁,只涉及代币所有权的变更。但是,由于代币面值固定,用户需要在两笔独立的交易中分别完成转账和找零操作,难免会有安全顾虑。因此,本文还设计了一个原子转账找零方案,使得转账找零要么全部完成,要么全部取消。这个模型的另一重要组成部分是用户账户。用户需要提供相关信息并完成注册流程,身份信息通过审核之后才会在系统中拥有一个合法账户,在这之后才能进行转账、存款等操作。为了满足收付款双方在没有网络的情况下交易的需求,本文以预存离线支付金额以及超额支付惩罚为核心,实现了一个双离线支付方案,使得用户可以获得接近现金的体验。（2）在代币-账户模型的基础上,针对在不同业务场景如铸币、转账、离线支付等的隐私需求,设计了一系列可监管的隐私保护方案。本文使用椭圆曲线密码和异或操作对数值进行加密,并通过迪菲-赫尔曼密钥交换协议在收付款双方之间共享秘密信息。同时,使用佩德森承诺来验证加密值所对应的明文数值是否被修改。分析和实验的结果表明,隐私保护方案是安全的,为其付出的计算代价是可以接受的。