[CTO Night & Day 2019] Blockchain on AWS #ctonight

3. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. このセッションについて • 対象者 • これからブロックチェーンアプリケーションの開発をはじめようとする⽅や、すでに開発をされている⽅で、どういうAWSサービスを活⽤できるか知りたい⽅ • Amazon Managed Blockchainの実事例を聞いて、Use Caseを知りたい⽅ • ゴール • ブロックチェーン開発をはじめる際に、最適なAWSサービスの選択を理解すること。

6. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. ブロックチェーンの要素主に3つの要素・分散台帳・コンセンサスアルゴリズム・スマートコントラクトこれらの要素を組み合わせることで、他の当事者が取引に同意し、取引を記録することによって、当事者同⼠が互いに取引を⾏うことができる。これは不変性と信頼性を提供。(中央集権の必要性を排除)

8. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. 様々な業種で可能性を探している Proof of Ownership Digital Security Trading Documents/Contracts Enterprise Platforms Financial Insurance Mortgage Loans Voting Mechanisms Patient Records Corporate Governance HCLS Real Estate Legal Agriculture Gaming M & E Transportation Digital Advertising Power/Utilities Retail Capital Markets Cloud オーナーシッププライベートマーケット誘導体賭事グローバルな支払い送金公証平等マイクロファイナンス知的財産タイトルレコード預託デジタル著作権 Eコマース責務クラウドファンディング P2P 貸出ヘルスケア投票信託スマートコントラクトデジタル通貨セキュリティ記録の保存ブロックチェーン

11. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. 製造業商品の仕⼊れから出荷に渡る経路をトラッキングし、サプライチェーンの各階層の部品在庫情報や、デッドストックなどの情報を共有できる。「どこに」「何が」「どのくらいあるのか」だけでなく、「誰が」「どのように管理していたのか」も把握できる。これにより、出荷情報の追跡や存在証明、販売店到着予測なども実現できる

16. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. AWS Blockchain テンプレート • Blockchain フレームワークをすばやく構築するための AWS CloudFormation テンプレート • Ethereum と Hyperledger Fabric に対応 • Blockchain の管理、モニタリング、参照を⾏うための追加コンポーネントも含まれる https://aws.amazon.com/jp/blockchain/templates/

19. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Managed Blockchain スケーラブルなブロックチェーンネットワークを簡単に作成し管理する • フルマネージドなブロックチェーンネットワークを数分で作成できる。 • Managed Blockchain は AWS KMS を使⽤してネットワークの証明書を保護しているため、ユーザーが独⾃の安全なキーストレージを設定する必要はない。 • Hyperledger Fabric をサポート。Ethreumも追加予定。 • 取引量が増えるにつれ、ブロックチェーンネットワークを簡単に拡張できる。 l マネージドでありながら、ノードのスケーラビリティをお客様⾃⾝でコントロールできる

20. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Managed Blockchainの構築フローネットワークを作成ブロックチェーンフレームワークを選択し、クリックするだけで、ブロックチェーンネットワークとAWSアカウントのメンバーシップを設定することができます。メンバーの招待他のAWSアカウントを招待してネットワークに参加することができます。ノードの追加分散台帳のコピーを格納するブロックチェーンピアノードを作成および構成します。

21. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. RESTful API Interact with application Use REST resources Connect via Fabric SDK Typical Application Interacting with Amazon Managed Blockchain

23. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Hyperledger Fabricのトランザクションフロー Verify policy Peer-n Peer-n Submitting-client Transaction simulation 2 Ordering service 5 6 Transaction delivery to peers Transaction proposal 1 Endorsement signature 3 Broadcast endorsement 4 Certificate Authority

24. Fabric Network managed by Amazon Managed Blockchain VPC Account A VPC Account B Hyperledger Fabric Ordering Service (Orderer) Fabric Certificate Authority Peer Node Member A Fabric Client Node Fabric Certificate Authority Peer Node Member B Amazon VPC PrivateLink VPC Endpoint VPC Endpoint Amazon Managed Blockchain Fabric Client Node

25. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Hyperledger Fabricの強化 Ordering service • トランザクションの配信と順序を保証するファブリックネットワークのコアコンポーネント • オープンソースを使⽤した場合、このコンポーネントにApache Kafkaを利⽤。 • マネージドブロックチェーンはAmazon QLDBテクノロジーを使⽤して、耐久性と信頼性を向上 Certificate authority • オープンソースは「ソフト」HSMを使⽤。 • Managed Blockchainは、AWS Key Management Service（AMS KMS）を使⽤して認証局サービスを保護

26. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. AWS Key Management Service (KMS) • 暗号鍵/証明書の管理を⼀元化 • 鍵の機密性、可⽤性を確保 • アクセスニーズに合わせて⾃動的にスケール • 様々なAWSサービスとのインテグレーションフルマネージドの暗号鍵管理サービス Data Key 1 Amazon S3 Object Amazon EBS Volume Amazon Redshift Cluster Data Key 2 Data Key 3 AWS KMS

27. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Quantum Ledger Database (QLDB) マネージド台帳データベースアプリケーションのデータに加えられたすべての変更の履歴を追跡および検証するデータに対するすべての変更の順序付けられたレコードを維持します。これは削除または変更することはできません。完全な履歴を問い合わせそして分析する機能を持っています Immutable 暗号化を使用してデータの履歴の安全な出力ファイルを生成します Cryptographically verifiable 使いやすく、SQL APIなどの使い慣れたデータベース機能を使用してデータを照会できます。 Easy to useHighly scalable 一般的なブロックチェーンフレームワークの元帳の2~3倍のトランザクションを実行します。

28. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Starter edition and standard edition Starter edition • テストおよび⼩規模なネットワーク • 最⼤5メンバー/ネットワーク • 最⼤2つのピアノード/メンバー • bc.t3.smallおよびbc.t3.medium • 1 TiB最⼤/ピアノード • Standard Editionネットワークよりもトランザクションのスループットと可⽤性が低い Standard edition • Production環境用途 • 最大 30 メンバー/ネットワーク • 最大 10 ピアノード/メンバー • bc.t3, bc.m5, and bc.c5 instance families • 15 TiB最大/ピアノード • Starter Editionネットワークよりも高いトランザクションスループットと可用性を備えている

29. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Chaincode basics ブロックチェーンネットワークで実⾏されるコード、および、台帳へのクエリと更新が可能 Fabricは、3つの⾔語でチェーンコードをサポート。 PeerのDocker Container内でChaincodeを実⾏する Chaincodeのインターフェースには2つの操作が可能。 Init（）-パラメーターを使⽤してチェーンコードを初期化 Invoke（）-パラメーターを使⽤してチェーンコードを呼び出し

30. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Channels for access control チャンネルにより、ネットワーク内の特定のメンバー間でトランザクションを分離構成トランザクション（configtx）を使⽤してチャネルを作成または更新 Member 1 Member 2 Member 3 Channel 2 Ledger Channel 1 Ledger Hyperledger Fabric ordering service Channel 2Channel 1 Member 2 Peer Member 3 Peer Member 1 Peer

31. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Endorsement policies Endorsement policiesにより、チェーンコードは、送信する前にトランザクションを検証する必要があるメンバー（または数）を指定。承認されたトランザクションは、Orderに送信され、ブロックに組み⽴てられる。 Member 1 client Hyperledger Fabric ordering service Ledger Ledger Member 2 Peer Member 1 Peer 1 3 2 1 3

33. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. “当社では、パートナーの広範なエコシステムを考慮し、ブロックチェーンの分散型でかつイミュータブルな追跡の利点を、保険部⾨での潜在的⽤途を⾒越して検討しています。ブロックチェーンでは、取引が⾏われるネットワークでの利害関係者の透過性と効率性が改善され、同時に取引の流れに対する独⽴した検証可能性が維持されるものと捉えています。⼀⽅で、ブロックチェーンのフレームワークには、操作が複雑で難しいという⾯もあります。当社では、 Amazon Managed Blockchain を活⽤することで、テストと学習のための Hyperledger Fabric のブロックチェーンネットワークを簡単に作成できるようになりました、基盤となるインフラ、ネットワーク、ソフトウェア設定といった管理作業に煩わされることはもうありません.” —Daniel Johnson CTO and Head of Innovation, Guardian Life Insurance Company

35. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. AWS Key Management Service (KMS) • 暗号鍵の管理を⼀元化 • 鍵の機密性、可⽤性を確保 • アクセスニーズに合わせて⾃動的にスケール • 様々なAWSサービスとのインテグレーションフルマネージドの暗号鍵管理サービス Data Key 1 Amazon S3 Object Amazon EBS Volume Amazon Redshift Cluster Data Key 2 Data Key 3 AWS KMS

36. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. AWS CloudHSM • 安全性に優れた HSM での暗号化キーの⽣成と使⽤ • FIPS 140-2 のレベル 3 に準拠 • Amazon VPC内での専⽤シングルテナントアクセスを使って、キーを保護 • PKCS#11, secp256k1, Java Cryptography Extensions (JCE), Microsoft CryptoNG (CNG) ライブラリといった業界標準 API を使⽤ • 例えば BitCoin ではトランザクションに署名する際 secp256k1 楕円曲線を利⽤する必要がある。今後は CloudHSM に鍵の保管を任せることができる。クラウドベースのハードウェアセキュリティモジュール (HSM) AWS Virtual Private Cloud CloudHSM クライアント SSL App HSM Client AWS Cloud VPC

39. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Cloud HSM採択理由 • FIPS 140-2 のレベル 3 認証済みの HSM を使⽤して、暗号化キーを管理 • Amazon Virtual Private Cloud (VPC) 内にあり、他の AWS ネットワークから分離することが可能⽤意するのが難しかったインターネットから遮断された環境をクラウドで利⽤可能になり、よりフレキシブルなウォレットが実現可能に

41. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Amazon Quantum Ledger Database (QLDB) 完全に管理された台帳データベースアプリケーションのデータに加えられたすべての変更履歴を追跡および検証するデータに対するすべての変更の順序付けられたレコードを維持します。これは削除または変更することはできません。完全な履歴を問い合わせそして分析する機能を持っています Immutable 暗号化を使用してデータの履歴の安全な出力ファイルを生成します Cryptographically verifiable 使いやすく、SQL APIなどの使い慣れたデータベース機能を使用してデータを照会できます。 Easy to useHighly scalable 一般的なブロックチェーンフレームワークの元帳の2~3倍のトランザクションを実行します。

43. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. What is immutability? 1 Tracy buys a car on Aug 3, 2013 DMV QLDB database will add Traci’s record 2 Tracy sells car to Ronnie on Sept 10, 2014 DMV QLDB database will add Ronnie’s record Journal Current stateDMV Scenario 3 Ronnie’s car gets in an accident and gets totaled DMV QLDB Database adds new row, called “delete” DELETE DATE:09/02/2016 ID Manufacturer Model Year VIN Owner 1 Tesla Model S 2012 123456789 Traci Russell ID Manufacturer Model Year VIN Owner 1 Tesla Model S 2012 123456789 Ronnie Nash ID Manufacturer Model Year VIN Owner Built from ground-up in such a way that Journal cannot be modified or altered Entire change history is easily accessible

44. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Verifiability in Amazon QLDB J INSERT cars ID:1 Manufacturer: Tesla Model: Model S Year: 2012 VIN: 123456789 Owner: Traci Russell Metadata: { Date:07/16/2012 } H(T1) INSERT cars ID:1 Manufacturer: Tesla Model: Model S Year: 2012 VIN: 123456789 Owner: Traci Russell Metadata: { Date:07/16/2012 } H(T1)=2526f16306c819d651af075934170d2430d246d9ab98d975d28a83baded47ca7SHA-256

45. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Verifiability in Amazon QLDB J INSERT cars ID:1 Manufacturer: Tesla Model: Model S Year: 2012 VIN: 123456789 Owner: Traci Russell Metadata: { Date:07/16/2012 } H(T1)H(T1) UPDATE cars ID:1 Owner: Ronnie Nash Metadata: { Date:08/03/2013 } UPDATE cars ID:1 Owner: Ronnie Nash Metadata: { Date:08/03/2013 } H(T2) = 86a90e4166453d9423b84d47dcbd97c0e3099b1a1f0d7cfca6c191d8fd8994ffH(T1) + H(T1)=2526f16306c819d651af075934170d2430d246d9ab98d975d28a83baded47ca7

46. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. H(T2)=86a90e4166453d9423b84d47dcbd97c0e3099b1a1f0d7cfca6c191d8fd8994ff Verifiability in Amazon QLDB J INSERT cars ID:1 Manufacturer: Tesla Model: Model S Year: 2012 VIN: 123456789 Owner: Traci Russell Metadata: { Date:07/16/2012 } H(T1)H(T1) UPDATE cars ID:1 Owner: Ronnie Nash Metadata: { Date:08/03/2013 } H(T1)=2526f16306c819d651af075934170d2430d246d9ab98d975d28a83baded47ca7 DELETE cars ID:1 Metadata: { Date: 09/02/2016 } H(T3)

47. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Verifiability in Amazon QLDB J INSERT cars ID:1 Manufacturer: Tesla Model: Model S Year: 2012 VIN: 123456789 Owner: Traci Russell Metadata: { Date:07/16/2012 } H(T1)H(T1) UPDATE cars ID:1 Owner: Ronnie Nash Metadata: { Date:08/03/2013 } H(T1)=2526f16306c819d651af075934170d2430d246d9ab98d975d28a83baded47ca7 H(T2)=86a90e4166453d9423b84d47dcbd97c0e3099b1a1f0d7cfca6c191d8fd8994ff DELETE cars ID:1 Metadata: { Date: 09/02/2016 } H(T3) H(T3)=ae2d64e562ec754ec3194c744eec72c9fdafffc6b559e0414d0e75bf96ca92ad

48. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. More on digests J INSERT cars ID:1 Manufacturer: Tesla Model: Model S Year: 2012 VIN: 123456789 Owner: Traci Russell Metadata: { Date:07/16/2012 } H(T1)H(T1) UPDATE cars ID:1 Owner: Ronnie Nash Metadata: { Date:08/03/2013 } H(T1)=2526f16306c819d651af075934170d2430d246d9ab98d975d28a83baded47ca7 H(T2)=86a90e4166453d9423b84d47dcbd97c0e3099b1a1f0d7cfca6c191d8fd8994ff DELETE cars ID:1 Metadata: { Date: 09/02/2016 } H(T3) H(T3)=ae2d64e562ec754ec3194c744eec72c9fdafffc6b559e0414d0e75bf96ca92ad

49. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. What is verifiability? 暗号化を使⽤して変更履歴のダイジェストを作成し、証明として機能するどんなトランザクションの完全性も証明するためにダイジェストを使うことができます Cryptographic technique Digest Customer, Ronnie can verify the date Traci sold the car to him was indeed 7/16

50. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. 「Healthdirect Australia は厳しい規制が敷かれた業界で活動しています。したがって、会社のコンプライアンスデータが正確かつ監査可能であることが⾮常に重要です。Amazon QLDB を活⽤することで、システムのあらゆる変更に関する完全かつ検証可能な履歴が保持され、当社が現在の状態に⾄った時期と経緯を簡単に監査できるようになるものと期待しています。ヘルスケア企業にとって法規制の順守は⽇常茶飯事です。Amazon QLDB を採⽤したことで、当社では、配備した管理を追跡したりそれらが時間と共にどう変化しているかを把握したりすることが容易に⾏えるようになりました。」 —Bruce Haefele General Manager, Technology, Healthdirect Australia

51. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. 信頼された中央機関による台帳の必要性信頼された分散機関によるトランザクション 2 DMV 車両の履歴を追跡する製造業配達された製品の流通を追跡する HR & Payroll 個人情報に変更がないかを確認するヘルスケア病院機器の在庫を確認おより追跡する信頼された中央機関による台帳 1

52. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. 信頼された中央機関による台帳分散機関によるトランザクション実⾏の必要性 1 2 金融機関 Peer-to-peer 支払いローン会社シンジケートローンプロセスサプライチェーン供給者と購入者の取引きを追跡する小売り顧客への報酬を効率化分散機関によるトランザクション実行の必要性

53. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. AWSブロックチェーンサービスを選ぶ基準不変で証明できるトランザクションログのニーズに対処複数の当事者が相互に透過的かつ信頼を得て取引できるようにするというニーズに対処データベースなので、メンバーの同意を必要とせず⾼速。メンバーのグループが取引する必要があるときに仲介者を削除。それによりビジネスプロセスをより効率的にする信頼される中央機関によって所有される複数の当事者による台帳の共有 Amazon QLDB Amazon Managed Blockchain オーナーシップニーズ主なメリット

86. © 2019, Amazon Web Services, Inc. or its affiliates. All rights reserved. Blockchain@Loft AWS Loft Tokyoにて Blocklchainのコミュニティイベントを定期的に開催 https://aws.amazon.com /jp/blogs/startup/event- report-bcloft-00/

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