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ビットコイナー的ブロックチェーン批判
- 2. 目次 ❖ 自己紹介 ❖ ブロックチェーン≠ビットコイン ❖ ビットコインのおさらい ❖ ビットコインの脆弱性 〜51%攻撃〜 ❖ Public or Private ❖ まとめ
- 3. 自己紹介 ❖ 作った人：水野 貴広 ❖ 元組み込み系開発者（1年程度） ❖ ビットコイン関連は3年ほど調べてます
- 6. その通りです
- 7. ビットコイン≠ブロックチェーン ❖ ブロックチェーンはビットコイン（P2P電子マネーシス テム）を実現させる仕組みとして考案された ❖ ビットコインの仕組みからProof of Workを除いたもの がいわゆるブロックチェーン技術 ❖ 改ざん耐性、ゼロダウンタイムなどが謳われているが …
- 9. どういうこと？
- 10. ビットコインのおさらい
- 11. 基本スペック ❖ コンセンサスアルゴリズム：Proof of Work(PoW) ❖ ブロックタイム：約10分 ❖ 内部コイン：ビットコイン(BTC) ❖ コインの総発行量：2100万 ❖ コインの配布：新規ブロック生成の報酬（現在は 12.5BTC、約4年ごとに半減）
- 12. Proof of Work ❖ ビットコインの送金情報、直前のブロックのハッシュ値、 任意の値(nonce)をハッシュ関数に入力し、一定の条件を満 たしたハッシュ値を探すアルゴリズム ❖ nonceの値を変えることで、送金情報とハッシュ値に手を 加えることなくハッシュ値を変えられる ❖ 条件を満たした場合、そのハッシュ値と送金情報は新しい ブロックとしてネットワークに認められる（コンセンサス ）
- 13. Proof of Work ❖ PoWの簡単な例 ❖ 入力値 ’I am Satoshi…’ + 数値 ❖ 数値を変えるだけで結果 が変わる ❖ ビットコインの場合、先 頭からnビットが0であ ることが条件となる サンプル出典:Mastering Bitcoin 日本語PDF版 198ページ
- 14. マイニング ❖ PoWに内部コインという報酬を設定し、金の採掘に例えた表 現 ❖ 台帳の更新作業であると同時に、コインの新規発行作業でも ある ❖ ビットコインの場合、マイニング速度が約10分になるように ネットワーク全体の計算力に合わせて条件が変動する ❖ マイニングには莫大な計算力が必要なため、様々な工夫がな されている（後述）
- 15. ビットコインのブロックチェーン ❖ ブロックの中身 ❖ あるビットコインアドレスから別のビットコインアドレス への送金情報（トランザクション） ❖ PoWにより生成したハッシュ関数の出力値（ハッシュ値） ❖ もっとも長いブロックチェーンを真とする ❖ 分岐した場合は次のブロックを先に生成したほうが採 用される
- 16. ネットワーク概観 出典:Mastering Bitcoin 日本語PDF版 21ページ
- 17. ネットワーク概観 出典:Mastering Bitcoin 日本語PDF版 21ページ ここを解説していきま す
- 18. ビットコインの仕組みとインセンティブ ❖ ビットコインを求める人がマイニングを行う ❖ マイニングに成功すると、新しいブロックが生成され る ❖ このとき、新規に発行するビットコインの発行情報も ブロックに含まれる ❖ 新しいブロックの情報がブロードキャストされる
- 19. ビットコインの仕組みとインセンティブ ❖ 各ノードは新しいブロックを受け取ると、それが真正なもの か検証する ❖ 真正だとわかったら、各ノードは自身のブロックチェーンに 新しいブロックを追加する ❖ →ここで初めて取引が承認されたことになる、新しいビット コインの発行もこのタイミングで承認 ❖ マイニングに成功した人は新しいBTCと送金手数料をもらえ る
- 20. 改ざんのインセンティブ ❖ 前提:もっとも長いブロックチェーンを真とする ❖ ある時点のブロックを改ざんするには、改ざん時点から現 在に至るまでのブロックを追い越すだけの計算力が必要 ❖ 仮に改ざんに成功しても、実現するのは特定の送金をなか ったことにするぐらい ❖ →改ざんするよりマイニングに参加した方が利得がある！
- 23. マイニングの現状 ❖ もともとCPUでマイニングされていたが、現在はマイ ニング専用のASICが開発されている ❖ マイニング専門の業者が現れ、大規模な設備によって マイニングされている ❖ 個人マイナーはマイニングプールに計算力を集約させ てマイニングを行うのが一般的
- 24. 51%攻撃とは ❖ 前提：もっとも長いブロックチェーンを真とする ❖ 言い換えれば、現時点より長いブロックチェーンを作 れれば、現時点のブロックは”なかったこと”にできる ❖ 十分な計算力があれば、直近数ブロックに関しては改 ざん可能と言われている ❖ 十分な計算力＝ネットワーク全体の51%以上
- 25. 51%攻撃の手順 ❖ AからBに10BTCを送る取引が入ったブロックを生成(block) ❖ その裏でAからA（自分自身）に同じ10BTCを送る取引が入ったブロックを 生成(block’) ❖ block’の次に続くblock’’も先まわりして生成 ❖ blockが承認された後にblock’とblock’’をブロードキャスト ❖ block’とblock’’のチェーンがより長いため真と判断され、AからBへの送金 は取り消される ❖ BがBTCと何かを交換していた場合、Bは丸損…
- 26. 実行できるのか？ ❖ ビットコインのノード数：5340 (2016年11月11日現在) 出典: https://bitnodes.21.co/
- 27. 実行できるのか？ ❖ ハッシュレートの推移 （約２００京ハッシュ/秒） 出典: https://blockchain.info/ja/charts/hash-rate
- 29. 実行できるのか？ ❖ ビットコインの場合は投入されている計算力が膨大で 、51%の計算力を単独で乗っ取るのは難しい ❖ 大手のマイニングプール/業者が結託した場合、51%を 押さえることは十分可能 ❖ しかし、マイニングプール/業者が自身の資産価値（ BTC）を毀損するような行動をとるだろうか？
- 30. ブロックチェーンのみの場合 ❖ プライベートブロックチェーン採用時のノード数：多 くても10程度？ ❖ 攻撃者は複数のノードを押さえる必要があり、クライ アント・サーバ型よりは難しいだろう ❖ 他方、複数のノードが共謀した場合を考慮すると、改 ざんのリスクは払拭できない ❖ 51%攻撃への耐性は十分だろうか？
- 34. パブリック型
- 35. パブリック型 ❖ Bitcoin (ビットコイン) ❖ 世界初の暗号通貨にして、世界初のブロックチェーン 基盤 ❖ 投入された計算力が非常に大きいため、もっとも改ざ ん耐性の高いパブリックブロックチェーンといえる
- 36. パブリック型 ❖ Ethereum(イーサリアム) ❖ スマートコントラクト（自己執行可能な契約、端的に 言えばプログラムコード）の基盤として開発される ❖ 個人レベルまで冗長化されたP2Pサーバ ❖ 専用言語Solidityはチューリング完全な言語であり、理 論上は止まらない万能コンピュータ
- 37. パブリック型 ❖ NEM (New Economy Movement) ❖ ビットコインを超えるブロックチェーン基盤を目指し 開発される ❖ マルチシグ、ネームスペース、モザイク等、多彩な機 能を備える ❖ ビットコインとイーサリアムの中間といった印象
- 38. プライベート型
- 39. プライベート型 ❖ HyperLedger (ハイパーレッジャー) ❖ 産業向けのブロックチェーン基盤 ❖ Linux Foundationが中心に開発を進めている
- 40. プライベート型 ❖ Orb (オーブ) ❖ オーブが開発・提供するブロックチェーン基盤 ❖ 地域通貨・企業ポイントへの応用を目指す ❖ ネットワーク内に監査ノードがあり、チェックポイン トの役割をもつ。不整合が起きた際は監査ノードの記 録を元にブロックチェーンを復元する
- 41. プライベート型 ❖ mijin (微塵、ミジン) ❖ テックビューロが提供するプライベートブロックチェ ーン。NEMの開発者によって作られる。 ❖ NEMとAPI互換、コアエンジンも共通
- 42. パブリック型の目的 ❖ 「不特定多数が参加するネットワーク上で、ある時点 におけるネットワークの状態について、実用的なレベ ルの合意を形成すること」 ❖ 悪意を持った者の参加も考慮する必要があるが、ビッ トコインは前述の通り、巧妙なインセンティブ設計に よってこれを実現した ❖ 他のパブリックチェーンもこの目的を実現するため、 内部コインによるインセンティブ設計を取り入れてい る
- 43. プライベート型の目的 ❖ 「単一障害点をもつ従来のクライアント・サーバシステムを 置き換え、劇的なコストダウンを実現する」 ❖ プライベートという名前が示す通り、このタイプに参加する ものは限定されている ❖ 参加者は基本的に信頼できるので、PoW等の合意形成は不要 ❖ したがって、内部コインによるインセンティブ設計も不要、 となるが…
- 44. ブロックチェーンの弱点 ❖ 取引の記録は常に覆る可能性がある ❖ 攻撃者が現在のチェーンより長いチェーンを作ったら？ ❖ ノードが共謀したら？ ❖ 取引の厳密な順番は確定できない ❖ ある時間内の取引を順番を問わずまとめて処理する ❖ しかも、ある時間内に取引が処理される保証はできない ❖ ブロックに入りきらなかった取引は次のブロックに回される ❖ ブロックの伝播に一定の時間がかかる ❖ ミリ秒単位のスループットが求められるシステムには向かない
- 47. ブロックチェーンアプリ？ ❖ 実装名＋アプリ、または実装名＋ブロックチェーンア プリと言った方が話が通じやすいと思います ❖ 例）ビットコインブロックチェーンアプリ、イーサリ アムアプリ ❖ WindowsアプリとかMacOSアプリとか、OSの名前＋ア プリというのが一般的 ❖ OSアプリとは普通言わないでしょう？
- 49. おわり