ＡＩ＆ブロックチェーン情報

【産業用ブロックチェーンの台頭】＜シリーズ完結＞

世の中にはパブリック型ブロックチェーンによる非中央集権型取引システムを疑問も持たずに支持する人で溢れかえっています。

かのアインシュタインは、「疑問を持たずに敬意を表するのは、事実に対する最大の冒涜である」という、けだし名言を残しています。

この名言が示すように、ＩＴ技術を熟知した人の多くはパブリック型ブロックチェーンに多くの危険性を見出しています。

銀行や証券などの金融機関も、近年ブロックチェーンによる取引を行おうとしていますが、全てが中央集権によるコンソーシアム型のブロックチェーンを採用しようとしている事実を見ても一目瞭然です。

「人件費などのコストが少なく、透明性が有る」、実はこのパブリック型ブロックチェーンの優位点こそ最大の欠点でもあるのです。

パブリック型ブロックチェーンの危惧する問題の一つには、確かにノードにおける台帳の安全性は確保されているかのように見えます。

しかし、例えばユーザーの端末が突然故障した場合、パスワードなどのアクセスキーをバックアップしていなければ、取引台帳はノード間で保障されていても取引することはできなくなり、事実上保有資産は失われることになります。

更にはハッキングされ盗用された場合も同じことです、この問題を現在パブリック型ブロックチェーンでは全く解決の糸口さえ見つける事ができません。

もう一つは、スケーラビリティというブロックチェーンの取引規模の変化に対する柔軟性への対応です。

今や、ビットコインは世界中で利用されており、店舗での支払いや労働報酬の支払いなどにも利用され始めてきていますが、その取引速度の遅さが問題であり、決裁までに数時間を有する場合も発生しています。

この問題の対応策として、ビットコインの原論文(Satoshi Nakamoto, 2008)に記載されていながら、いまだ実装されていないSegwit（Segrageted witness）と呼ばれるる技術を開発者側が導入しようとしました。

これはブロックチェーンの容量を見かけ上増やすもので、電子署名部分をブロックから分離して管理するという、今までの仕様と互換性を保ちながら行えるというシステムの上位互換性のあるアップデートです。

対して、世界最大のマイニンググループであるＡｎｔＰｏｏｌが支持したのはブロックチェーンの１ブロック単位のトランザクション容量そのものを増やしてしまおうという解決策です。

ビットコインのブロックチェーンのブロックは約３０００の取引記録が納められ、その容量が１ＭＢと決められています。

この容量を８ＭＢにまで増加させようというものですが、今までの仕様で作られてきたブロック（取引台帳）は反映されず、事実上全く新しいブロックチェーンができることになってしまうのです。

前者の互換性を持ったままでアップデートを行うことを「ソフトフォーク」、後者の新しい仕様でブロックチェーンを作ってしまうことを「ハードフォーク」といい、パブリック型ブロックチェーンはソフトフォークとハードフォークの対立が起こることは否めません。

事実、ビットコインと同じ問題がイーサリアムで過去起きており、イーサリアムではハードフォークにより２つのブロックチェーンに分裂してしまいました。

このように、技術的に避けて通れない課題、そして中央集権を持たないことで起きうる大きな保障問題、これら全てを熟知した人であれば簡単に非中央集権型であるパブリック型ブロックチェーンが優れているとは言えないのではないでしょうか？

ここでも最後に追記しておきますが、限られたノードだけでコンセンサスを行えるプライベート型ブロックチェーンは、事実上の運営者が存在しています。

また、管理サーバーも実在し、スケーラビリティ問題や各種のメンテナンスにおいて高い安全性と運用を保障できるようになっています。

社会に浸透する新時代におけるブロックチェーンは、Ｐ２Ｐ取引が行え更に拡張などの不安が皆無であるプライベート型に集約して行くのではないかと思うのです。

尚、近年ではプライベート型のブロックチェーンを「産業用ブロックチェーン」、または「エンタープライズ・ブロックチェーン」と呼ぶようになってきています。

＜完＞

※仮想通貨は、ブロックチェーン技術を用いた世界で最初のDApps（分散型アプリケーション）の一つであるということに過ぎません。

今や、電子取引をあらゆるデータの取引として金融以外の分野に応用して行こうという試みがなされています。

【パブリック型ブロックチェーンが抱える課題】

ビットコインに限らず世に存在するパブリック型ブロックチェーン全般に言えることですが、マイニングによる報酬や貢献度に応じた報酬による不正防止策は、不正をすることによって利を得たいという者たちにしか通用しない施策です。

電子取引システムの混乱や破壊のみを目的とし、経済的価値も鑑みない悪意を持った者が存在する場合には、例えブロックチェーンであっても故意に破壊もしくは支配される可能性を否定できません。

世界的に流通しているビットコインを始めとした暗号通貨の崩壊は、今や経済に多大な影響を与える結果を生んでしまうでしょう。

ビットコインのブロックチェーンはすべての取引データが参加者ノードに分散記録されていますが、５０％以上の計算能力をもつ悪意のある参加者によって、この全てが書き換えられてしまう可能性も否定できません。

管理する権限を持つ者がいないがために、たとえ改ざんが発見されたとしても、それをリカバリーすることができないのが事実として存在しています。

また新たなるロジックを追加したパブリック型ブロックチェーンが誕生した際に、ビットコインなどでノウハウを蓄積した参加者が新しいパブリック型ブロックチェーンのマイニングに参加し、圧倒的な計算能力で一瞬にして支配してしまうことも想定できます。

所謂マイニングを世界的な大組織で行う、巨大マイナープールの存在がその一つです。

このように、ビットコインを始めとした現存するパブリック型ブロックチェーンは「ビザンチン将軍問題」を解決しているとは言えず、たまたま上手く稼働させているに過ぎないシステムであり、いつシステムが崩壊や支配されてもおかしくない状態にあるということが最大の課題となっているのです。

尚、何度も対比として出している産業用のプライベート型ブロックチェーンではこういった脅威は皆無となります。

※仮想通貨は、ブロックチェーン技術を用いた世界で最初のDApps（分散型アプリケーション）の一つであるということに過ぎません。

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【何故ブロックチェーンは安全なのか】

何故、ビットコインはいままでシステムダウンすることなく、正常に運営し続けることが出来ているのでしょうか？

それは悪意を持つ者たちの根拠が経済的理由だった場合に、システムを乗っ取ったとしても「利を得ない」状況にしているためです。

ビットコインは、ネットワークに参加するすべてのノード（システムを構成するサーバーや参加者のコンピューター端末）に対して、マイニングの報酬を与えています。

マイニングの競争を勝ち抜くためには、他のノードよりも早い計算能力を持つコンピューターを用意する必要があり、さらにそれを運用する電気代などの設備やランニングコストといった経済的負担が伴うことになります。

多くのマイナー達がそれぞれの計算能力を駆使してマイニングを行っているため、参加者の５０％を超える処理能力を持つコンピューターとその運用には、マイニングの報酬以上にコストがかかってしまうのです。

その１０分という計算の難易度と、ビットコインの報酬のバランスなど、総合的に考えた場合、悪意のある参加者にとって「利を得ない」結果を齎すことによって、安全を何とか確保しているという事に過ぎないのです。

また、他のパブリック型ブロックチェーンではＰｏＷ（マイニング）に代わり、ＰｏＳ（Proof of Status）やＰｏＩ（Proof of Importance）というコンセンサスアルゴリズムを用いて、所有数や貢献度を自動分析して報酬を支払うことにより、不正を働くよりも協力する方に利が有るという状況を作り出し安全に運営しようとしています。

尚、産業型のプライベート型ブロックチェーンでは悪意の第三者に乗っ取られるという脅威は皆無です。

それは、代表制のノードによってマイニングを行わせているからに他なりません。

したがって産業向けに考えられたプライベート型ブロックチェーンは、最もセキュリティ性の高いブロックチェーンであると言えるのです。

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【ビザンチン将軍問題】

悪意のある者がネットワーク内に存在する場合に、どのようにして正しい取引を承認するかという問題は、「ビザンチン将軍問題」としてブロックチェーンのような分散システムを構築する上で長い間大きな課題とされてきました。

この「ビザンチン将軍問題」というのは、「敵国を囲む複数の将軍間で一斉攻撃の作戦の合意をとりたいが、将軍の中に裏切り者がいたり、伝令者が捕まったり、偽の情報を流されたりする可能性がある場合は、どのように正しい情報を判断し全員の合意を取るか」というものです。

インターネット上においてもハッカーに代表されるように、悪意のある者は必ず存在し、かつ通信環境も完全なものではなく不安定なものなのです。

例えば、インターネットで２者間の合意を得る、「２人の将軍問題」というのが「ビサンチン将軍問題」とは別に存在しています。

これは、現在ネットワークの世界標準通信プロトコルである、ＴＣＰ／ＩＰ（インターネット・プロトコル・スイート）が完全に解決しているとされています。

しかし、世の中には完全なロジックやＩＴシステムは存在しないのです。

例えばネットワークの世界標準通信プロトコルであるＴＣＰ／ＩＰにしても、２者のコンピューターが同時にハッキングされた場合これを検出できる方法は皆無で、何事も無かったかのように２者は不正な通信を正常な通信と何ら変わる事も無く継続してしまうのです。

このような状況下で、他のノードが同じ正しい情報をもとに合意できるかという問題が、分散システムを構築する上では古くから課題となっていました。

しかし、実際にビットコインが分散システムによって長期間維持されていることを見て、「ビットコインがビザンチン将軍問題を解決している」と言われるようになりました。

しかし、実態は解決しているのではなく、「悪意のある存在がいても、５０％以上の計算能力がなければ、支配されることはない」という推測理論によるものでしかありません。

また、近年の研究では、４１％の計算能力でも１／２の確率でブロックを生成できることが示されています。

結論としては、ビットコインをはじめ、世の中にある分散処理システムは「ビサンチン将軍問題」を解決していない、むしろその問題を解決しなくてもよい方法を見つけ出し「避けて通っている」というのが正解なのです。

対して、産業向けに考えられたプライベート型ブロックチェーンでは複数の管理サーバーによる代表制マイニングによるコンセンサスアルゴリズムを採用しています。

全てが自社サーバーですので中央集権型だという輩もいます。

しかし、その技術的解決法としては極めて優れたもので、第三者を介さずにコンセンサスを行え取引を保障したうえでの自立分散Ｐ２Ｐ取引を有効にしているのですから。

また、管理サーバーは実際の人による管理者を介するわけではありません、パブリック型のマイニングを複数の代表サーバー（ノード）によって行われているだけなのです。

「限られたノードにだけマイニング権利を与えている」、ここからプライベート型ブロックチェーンと呼ばれているのです。

そこで行われていることは、パブリック型のブロックチェーンにおけるコンセンサスと何も変わることはありません。

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【コンセンサスアルゴリズム】

ビットコインでは、PoWというコンセンサスアルゴリズムによって電子取引内容を保障するという方法を採用しています。

前述したように、取引データを含むブロックを生成するためには、ハッシュ関数によるハッシュ値が必要になります。

これを生成するためには、前ブロックのハッシュ値からただ一つ導き出されるナンス（数値）を難解な計算により取得し、そのナンスを用いて次のブロックのハッシュ値を形成しなければなりません。

このナンスを一番早く見つけたノードだけが次のブロックを生成することが可能となります。

ビットコインでは、この計算が約１０分で完結するように計算難易度を調整しています。

またビットコインでは、これらのブロックが長く続いているチェーンを採用する形を取っているため、改ざんしてブロックを生成することは、通常より遥かに多くの計算能力と時間を有することになり、現実的には困難であるとされています。

ただし、存在する良心的なマイナー以上に、悪意を持ったマイナー、または巨大な計算能力を持ったマイナーが存在すると、能力的に悪意のある者が上回ってしまうため、これらのシステムは簡単に崩壊してしまう危険性があります。

尚、仮想通貨におけるパブリック型ブロックチェーンに対して産業向けのプライベート型ブロックチェーンでは、セルフマイニングという方法によって取引の妥当性を保障しています。

このセルフマイニングとは、管理サーバーを複数台用意して、その複数の管理サーバー間だけで代表制によるマイニングを行わせているのです。（代表制マイニング＝複数ノードによるセルフマイニング）

これによって、実際には管理者は不在でもユーザー同士は取引内容が保障されたうえで自律分散型Ｐ２Ｐ取引を安心して行う事ができるのです。

このように進化したプライベート型ブロックチェーンは、Ｐ２Ｐ取引を自動化させ、尚且つ取引内容を保障できるという優れたブロックチェーンであると言えます。

※仮想通貨は、ブロックチェーン技術を用いた世界で最初のDApps（分散型アプリケーション）の一つであるということに過ぎません。

今や、電子取引をあらゆるデータの取引として金融以外の分野に応用して行こうという試みがなされています。