Según Europol, se blanquean entre tres y cuatro mil millones de libras de dinero delictivo en Europa a través de criptomonedas.
El director de la agencia, Rob Wainwright, le dijo al Panorama de la BBC que los reguladores y los líderes de la industria deben trabajar juntos para abordar el problema.
La advertencia se produce después de que el valor de Bitcoin se redujera a la mitad desde los máximos históricos en diciembre.
La policía del Reino Unido no ha comentado sobre el programa.
El Sr. Wainwright dijo que Europol, la Agencia de la Unión Europea para la cooperación en la aplicación de la ley, estima que alrededor del 3-4% de los £ 100bn en ganancias ilícitas en Europa se blanquean a través de criptomonedas.
"Está creciendo bastante rápido y estamos bastante preocupados", dijo.
Hay muchos tipos diferentes de criptomonedas, pero la más conocida es Bitcoin. Están destinados a ser una alternativa digital a libras, dólares o euros.
Sin embargo, a diferencia de las monedas tradicionales, no son impresas por los gobiernos y los bancos tradicionales, ni están controladas o reguladas por ellos.
En cambio, las monedas digitales son creadas por computadoras que ejecutan complejas ecuaciones matemáticas, un proceso conocido como "minería". Una red de computadoras en todo el mundo realiza un seguimiento de las transacciones usando direcciones virtuales, ocultando identidades individuales.
La naturaleza anónima y no regulada de las monedas virtuales atrae a los delincuentes, por lo que es difícil para la policía rastrearlos, ya que es difícil identificar quién está realizando los pagos.
'Mulas de dinero'
El Sr. Wainwright dijo: "No son bancos y están gobernados por una autoridad central, por lo que la policía no puede supervisar esas transacciones.
"Y si los identifican como criminales, no tienen manera de congelar los activos a diferencia del sistema bancario regular".
Otro problema que ha identificado Europol es el método que utilizan los delincuentes para blanquear dinero.
Las ganancias de actividades delictivas se convierten en bitcoins, se dividen en montos más pequeños y se otorgan a personas que aparentemente no están asociadas con los delincuentes, pero que actúan como "mulas de dinero".
Estas mulas de dinero luego convierten las bitcoins de nuevo en dinero duro antes de devolverlo a los criminales.
"En la mayoría de los casos, es muy difícil para la policía identificar quién está cobrando esto", dijo el Sr. Wainwright.
Dijo que la policía también estaba viendo una tendencia donde el dinero "en los miles de millones" generado por las ventas callejeras de drogas en toda Europa se está convirtiendo en bitcoins.
Pidió a los que dirigen las industrias de Bitcoin que trabajen con las agencias de cumplimiento.
"Tienen que tomar una acción responsable y colaborar con nosotros cuando estamos investigando crímenes a gran escala", dijo.
"Creo que también tienen que desarrollar un mejor sentido de responsabilidad sobre cómo están ejecutando moneda virtual".
'Demasiado lento'
Aunque la policía británica aún no ha respondido a las solicitudes de Panorama, el Parlamento está buscando aumentar las regulaciones.
El Comité Selecto del Tesoro está investigando las criptomonedas y los detalles de las regulaciones a nivel de la UE para obligar a los comerciantes a revelar identidades y se espera cualquier actividad sospechosa más adelante este año.
Alison McGovern, diputada laborista de Wirral South, que forma parte del comité, ha pedido una investigación sobre las criptomonedas.
"Creo que llamará la atención del Tesoro y el Banco [de Inglaterra] y otros sobre cómo implementamos un sistema regulatorio", dijo.
"Creo que probablemente la mano en el corazón que todos hemos sido demasiado lento, pero la oportunidad no se pierde, y todos debemos seguir con el trabajo ahora".
"¿Quién quiere ser millonario de Bitcoin?" es una colaboración entre BBC Click y Panorama y se transmite en la BBC One el 12 de febrero a las 20:30 GMT.
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