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ブロックチェーン連続講義 第6回 ブロックチェーン 2.0
ブロックチェーンハブ主催で開催しているブロックチェーン連続講義の第6回「ブロックチェーン 2.0」のスライドです。2016年4月1日(金) に使用しました。 SlideShare 上ではスライドの中の日本語が表示されないように見えますが、ダウンロードしたものについては正しく表示されます。
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ブロックチェーン連続講義 第6回 ブロックチェーン 2.0
- 1. ブロックチェーン 2.0 ブロックチェーン連続講義 第6 回 慶應義塾大学 SFC 研究所 上席所員 斉藤 賢爾 ks91@sfc.wide.ad.jp ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.1/42
- 2.
- 3. ブロックチェーン 2.0 1. ビットコインブロックチェーンの応用 2.ビットコインブロックチェーンの拡張 3. ブロックチェーンの拡張技術 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.3/42
- 4. 1. ビットコインブロックチェーン の応用 Abra –送金界の Uber – as is 応用事例 Proof of Existence – 存在証明 – 用途外応用事例 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.4/42
- 5. Abra 送金界の Uber https://www.goabra.com 近所の個人や店舗等を利用して現金を入出金 Abra は送金業だが、自分ではお金を預からない cf.Uber はタクシー業だが、自分では車両を持たない cf. Airbnb はホテル業だが、自分では宿泊施設を持たない システム内での送金は無料 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.5/42
- 6. Abra とは P2P 送金ネットワーク モバイルアプリに入金 (テラーまたはデビットカード経由) アプリから送金(無料) テラー (teller) から出金 テラー → 人間 ATM → すなわち ATM 誰もが金銭出納係になれる ビットコインをバックエンドとして利用 BTC に交換して送金 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.6/42
- 7. 手数料 Abra はテラーが大体 1.5%の手数料を設定すること を推奨 Abra は取引当たり 0.25% の手数料を設定 テラーが手数料を取らなければ、Abra も取らない (by CEO) ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.7/42
- 8. バックエンド BTC を移転 (USD価格を 3 日間固定) ヘッジコストは Abra の手数料に含まれる 固定価格失効に関する UI は将来整備 (昨秋の時点) ヘッジコントラクトは当初はサーバに格納 スマートコントラクトに移行 “Don’t lose your phone!” (秘密鍵の在処は？) Abra はユーザのお金を預からない マルチシグは検討したが最初のバージョンでは 使っていない 本来、カラードコインで実装できるという印象 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.8/42
- 9. Proof of Existence(存在証明) 個人が開設してしまった公証サービス https://proofofexistence.com ある時点で文書が存在していたことを証明 文書自体を公開することなく所持していることを証明 改ざんがあれば検出 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.9/42
- 10. Proof of Existence(存在証明) 指定された文書のダイジェストをビットコイン ブロックチェーンに埋め込む (出力スクリプト部分に) OP_RETURN の後ろに OP_RETURN = その時点でスクリプト実行を失敗と見なす ⇒ 誰も受け取れない宛先 (burn = 消 (焼) 失) として利用される 0x444f4350524f4f46 (‘DOCPROOF’) に続いて 文書の SHA-256 ダイジェストを埋め込む Bitcoin blockchain explorer 等で探してみてください 毎日のように利用されています 手数料は 5 mBTC (0.005 BTC) ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.10/42
- 11. 2. ビットコインブロックチェーン の拡張 カラードコインの概念 オープンアセッツ Segregated Witness 拡張のための手続き ブロックチェーン連続講義第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.11/42
- 12. カラードコインの概念 ビットコインブロックチェーンで BTC 以外の「量」を 取り扱う 次のようなことに応用可能 独自/既存の通貨、証券、スマートプロパティ、.. . ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.12/42
- 13. カラードコイン (Colored Coins) ビットコインのブロックチェーンにビットコイン以外の状態遷移を 載せる 「量」にBTC 以外の意味を持たせる ← 元々はこういう発想 図は過去に検討された設計 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.13/42
- 14. 異なるカラードコイン実現方式 EPOBC 前頁の図の方式の延長上にある オープンアセッツ (Open Assets) OP_RETURNのみの活用にもとづく方式 両者に互換性はない ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.14/42
- 15. オープンアセッツ Open Assets Protocol(OAP) ビットコインブロックチェーンの上で任意の「量」の 体系を取り扱えるようにするハック (ハック = とりあえずの解法) ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.15/42
- 16. ID と量 アセット ID(asset ID) 1. 秘密鍵を生成する 2. 対応する公開鍵ダイジェストに向けた出力スクリプトを作る アセット発行取引の最初の入力で参照する 3. 当該スクリプトの 160 ビットダイジェストを得る = アセット ID (アセットを互いと区別するための識別子) 4. base58check 形式では ‘A’ から始まる (バージョンバイト = 23) アセット量 (asset quantity) 当該アセットが何単位あるか BTC の量とは独立 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.16/42
- 17. マーカー出力 OP_RETURN に続けて以下のペイロードを PUSH 項目意味 サイズ マーカー 0x4f41 (‘OA’) = オープンアセッツ 2 バイト バージョン 現在は 0x0100 2 バイト アセット量の数 可変長整数 1∼9 バイト アセット量リスト LEB128 形式符号無し整数の列 可変長 メタデータ長 可変長整数 1∼9 バイト メタデータ 空でもよい 可変長 マーカー出力の手前の出力はアセットの発行 マーカー出力より後ろの出力はアセットの移転 いずれも対応するアセット量がゼロでない限り ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.17/42
- 18. オープンアセッツのデータ構造 赤い部分がオープンアセッツプロトコルを通して見える世界 ブロックチェーン連続講義 第 6回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.18/42
- 19. Segregated Witness ビットコインブロックチェーンで署名データを 取引データ本体から分離するハック (ハック =とりあえずの解法) 展性 (malleability) を根絶できる データ転送を効率化したりデータサイズを縮小できる 必要がなければ署名や公開鍵のデータを転送しない ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.19/42
- 20. 取引のデータ構造 入力スクリプトを取りやめる その代わりに、入力における証明 (witness) の方法をパターン化 ブロックチェーン連続講義第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.20/42
- 21. コミットメント ブロックのデータに対する新しいルール 生成取引の出力スクリプトにて、 OP_RETURN に続けて以下のペイロードを PUSH 項目意味 サイズ ヘッダー 0xaa21a9ed 4 バイト 証明 (witness) ルート 二重 SHA-256 値 32 バイト ただし証明ルートは、拡張された取引データ全体の ダイジェストについて、取引の Merkle ルートと同様 に計算 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.21/42
- 22. 証明プログラム (1) P2WPKH (version0) (pay-to-(witnessed)-public-key-hash) witness (証明): < 署名 > < 公開鍵 > scriptSig (入力スクリプト): 空 scriptPubKey (出力スクリプト) 0 <20-byte ダイジェスト > 20-byte ダイジェストで指定された公開鍵への送金 証明を < 署名 > < 公開鍵 > CHECKSIG と解釈 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.22/42
- 23. 証明プログラム (2) P2WSH (version0) (pay-to-(witnessed)-script-hash) witness: < 署名 1 > <1 < 公開鍵 1 > < 公開鍵 2 > 2 CHECKMULTISIG> scriptSig: 空 scriptPubKey 0 <32-byte ダイジェスト > 32-byte ダイジェストで指定されたスクリプトを処理 この例では 1-out-of-2 マルチシグの確認 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.23/42
- 24. 拡張のための手続き ビットコインブロックチェーンの技術を更新するには？ ブロックチェーン連続講義 第 6回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.24/42
- 25. BIP (Bitcoin ImprovementProposal) 提案文書 兼 仕様書 ex. BIP 1 : BIP Purposes and Guidelines https://github.com/bitcoin/bips/blob/master/bip-0001.mediawiki ex. BIP 141 : Segregated Witness (Consensus layer) TCP/IP における RFC や XMPP における XEP と 同様 異なるのは、現場でテストされずディプロイ されうること ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.25/42
- 26. 3. ブロックチェーンの拡張技術 Proof ofStake (持ち分証明) サイドチェーン 信頼できるタイムスタンプのための試案 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.26/42
- 27. Proof of Stake(持ち分証明) ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.27/42
- 28. Proof of Stakeとは？ ブロックを生成できる確率が、当該コインの持ち分の 多さに応じて上昇する 次の利点をもつと言われる エネルギー消費が低い (無視できる) 集約がより困難 (コインの過半数を所有できるか) ピアコインなどで採用される ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.28/42
- 29. Proof of Stakeの一般式 Hn(PD + id + t + . . .) ≤ 2n × balance d Hn : n ビット値を出力する暗号学的ハッシュ関数 (ex. SHA-256 (n = 256)) PD : 直前のブロックのダイジェスト id : アカウントの識別子 (ex. 公開鍵のダイジェスト) t : 時刻 (ex. UNIX 時刻 (秒)) balance : 当該アカウントの残高 d : 難易度 (ex. コインの総量) ダイジェストを用いる POW の形式で表される ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.29/42
- 30. Proof of Stakeの 3つの問題 1. コインの溜め込み 2. “Nothing at Stake” 短期的問題 長期的問題 3. 低コスト 51% 攻撃 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.30/42
- 31. コインの溜め込み 持ち分が多い方が有利なので、コインは溜め込まれ、 使われない傾向が生じる 貨幣メディアとしての基本機能が阻害される 対策 : Proofof Stake Velocity 古いコインの持ち分評価を下げる Reddcoin などで採用される ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.31/42
- 32. Nothing at Stake- 短期的問題 事故または故意にチェインが分岐した場合、参加者には事態を収拾 する動機がない 何も賭けていない ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.32/42
- 33. Nothing at Stake- 長期的問題 システムを開始した者は何度でも全体をやり直せる ジェネシスブロックの時点で持ち分は 100% その他の参加者も、持ち分さえあればそこからやり直せる 素の Proof of Stake では偽造を抑止できない ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.33/42
- 34. 低コスト 51% 攻撃 コインの過半数を取得する意思と、そのための十分な 資金の証拠を表明する すると、システムの正常な維持が期待できないと予想 されるため、コインの価格が急落する そこでコインを買い占める 原理的には、ほとんどコストを払わずにコインの過半 数を入手できる ブロックチェーン連続講義第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.34/42
- 35. サイドチェーン ポリシーの異なるチェーンを併用できるとされるが . .. ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.35/42
- 36. サイドチェーン技術とその問題 ブロックチェーン連続講義 第 6回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.36/42
- 37. ブロックチェーンにおけるトークン 希ではあるが、後戻りの可能性をもつ サイドチェーンでは、後戻りがチェーンを跨ぐ危険性がある ブロックチェーン連続講義 第 6回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.37/42
- 38. サイドチェーンの無意味性 信用が存在しないことを前提 → ある取引列の終端が確定できない 確定できるのであればメインチェーンに依拠する理由 はない ⇒ サイドチェーンを採用する理由は無い 新しい発見ではなく、サイドチェーンの論文に書かれ ている記述から金融への応用可能性についてもたらさ れる帰結 A.Back, et. al., “Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains”, 2014 ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.38/42
- 39. 信頼できるタイムスタンプの ための試案 普通の意味での分散タイムスタンプサーバの実現に 向けて ブロックチェーン連続講義 第 6回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.39/42
- 40. 課題 一般にブロックのタイムスタンプは信用できない (何重かの意味で) 1. そもそも取引の時刻を表さない 2. マイニング過程で操作されうる 時刻を進めることで異なるダイジェストを得られる 取引の発生時刻や確定(しないけど) 時刻を取り扱うには？ ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.40/42
- 41. 解決方法の例 取引データ内にタイムスタンプを格納する これも自己申告となる ビットコインブロックチェーンであれば、 例によって OP_RETURN が利用可能 時刻サーバによるデジタル署名を施す サーバを使うだって？！ ビットコインではそもそもDNS を用いている ネームサーバ群をボランティアが運用している ⇒ 同じことでは？ ブロックチェーン連続講義 第 6 回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.41/42
- 42. ご質問や議論を ブロックチェーン連続講義 第 6回「ブロックチェーン 2.0」 — 2016-04-01 – p.42/42