どのような条件下でブロックチェーンを使用する必要がありますか?

翻訳者注: この記事の原著者は、プライベートチェーンプラットフォーム「マルチチェーン」を開発したイスラエル企業 Coin Sciences Ltd の CEO 兼創設者である Gideon Greenspan 氏です。

ブロックチェーン技術は過大評価されている。つまり、Sibos から Money20/20、あるいは The Economist から Euromoney まで、誰もがブロックチェーンの流行に乗りたがっているのです。ブロックチェーン分野の他の企業と同様に、当社も、当社のプラットフォーム (マルチチェーン) を使用して概念実証や支援を構築したいと考えている企業から多くの問い合わせを受けています。

若いスタートアップ企業として、私たちはすでに天空に到達したと思われるかもしれません。現在、私たちは、自分たちが設計した次世代の高性能ブロックチェーン プラットフォームを構築するために、多額の資金を調達しています。それで、私たちは何を待っているのでしょうか?

実際、ブロックチェーン技術がエンタープライズレベルの情報技術企業にどのようなメリットをもたらすのかをじっくりと見極めることができます。私たちが協力を依頼されたプロジェクトの大部分は、ブロックチェーンとはまったく関係がありませんでした。なぜこのようなことが起こるのでしょうか?大企業は、ブロックチェーンが次のホットな話題になると聞いて、社内でブロックチェーンに興味を持っている人を探し始め、研究を始めました。大企業は予算を取って、ブロックチェーンのようなものを作るように指示します。すぐに、これらの人々は私たちのドアをノックし、手にドルを振りながら、アプリケーション シナリオを考えるのを手伝ってくれるよう頼んできました。何を言いたいのですか?

プロジェクトを考えている人にとって、問題はどこにあるのでしょうか?ほとんどの場合、このプロジェクトは従来のリレーショナル データベースを使用して完全に解決できます。ご存知のとおり、Oracle や SQL Server のような巨大企業、あるいはよりオープンな企業であれば MySQL や Postgres です。では、まずこの点を明確にしておきましょう。

現在のリレーショナル データベースがニーズを満たすことができるのであれば、ブロックチェーンを使用するのは狂気の沙汰です。

なぜ？ Oracle や MySQL などの製品は、何十年にもわたる開発サイクルを経てきたからです。これらは数百万台のサーバーに導入され、数千億件のリクエストを実行します。彼らは世界で最も徹底的にテストされ、デバッグされ、最適化されたコードを持っており、息をつく間もなく毎秒何千ものリクエストを処理します。

ブロックチェーンについてはどうですか?当社の製品は市場に最初に参入した製品の 1 つであり、ちょうど 5 か月で数千回ダウンロードされました。実際、非常に安定しており、Bitcoin Core に基づいて開発されています。しかし、そうであっても、ブロックチェーン製品ライン全体はまだ初期段階にあります。

ということは、ブロックチェーンは役に立たないと言っているのでしょうか?絶対にない。しかし、新しいブロックチェーン プロジェクトを開始する前に、ブロックチェーンを使用する理由を明確にする必要があります。満たさなければならない条件がいくつかあります。満足できない場合は、ホワイトボードに戻る必要があります。おそらく、プロジェクトをより適切に定義できるでしょう。ブロックチェーンがまったく必要なくなるため、すべての人の時間とお金が節約できるかもしれません。

1. データベース

最初の原則について話しましょう。ブロックチェーンは共有データベースとして機能する技術です。したがって、最初にデータベースを使用する理由、つまりこの種の構造情報を知っておく必要があります。これは、1 つまたは複数のテーブルのようなデータベース テーブルを含む、従来のリレーショナル データベースにすることができます。あるいは、最近人気の NoSQL である可能性もあります。これは、ファイル システムや辞書に似ています。 (理論的には、NoSQL はリレーショナル データベースのサブセットです)

金融資産の元帳は、各行が特定のエンティティが所有する資産タイプを表すデータベース テーブルとして自然に表現できます。各行には3つの列があります: (1) 所有者の個人識別子（口座番号など）。 （２）資産クラス識別子（「USD」や「AAPL」など） （３）保有資産の数

2. 複数のライター

これは比較的簡単です。ブロックチェーンは複数の入力をサポートするテクノロジーです。つまり、データベースを変更するトランザクションを生成するには、複数のエンティティが必要です。これらの輸入業者が誰であるかご存知ですか?

3. 信託の不在

3番目の基準。複数のエンティティがデータベースに入力する場合、これらのエンティティ間には一定レベルの不信感が必要です。言い換えれば、ブロックチェーンはデータベースと複数の信頼できない入力に基づいたテクノロジーです。

不信感について語るとき、私は何について話しているのでしょうか?つまり、自分が「所有」するデータベースを他のユーザーが変更することを望まないユーザーのことです。同様に、データベースの内容を読むとき、各ユーザーには独自の経済的または政治的動機があるため、あるユーザーは別のユーザーによって報告されたデータを「真実」として受け入れることはありません。

4. 仲介業者を排除する

したがって、前述のように、問題は、複数の信頼できない入力を持つデータベースを有効にすることです。すでによく知られた解決策があります。それは、広く信頼されている仲介者です。これは、必ずしもお互いを信頼しているわけではないとしても、すべての入力者が信頼する人物です。実際、このデータは、銀行の総勘定元帳など、この種のデータベースにたくさんあります。銀行はデータベースを管理し、すべての取引が有効であり、取引に参加する顧客によって承認されていることを確認します。どれだけ頼んでも、銀行はデータベースを直接変更することを決して許可しません。

ブロックチェーンは、複数の信頼できない入力によってデータベースを直接変更できるようにすることで、信頼できる仲介者の必要性を排除します。トランザクションを検証し、その発信元を認証するために必要な中央ゲートキーパーは存在しません。ただし、取引の定義は、承認と信頼できる証拠を含むように拡張されました。トランザクションは各ノードによって個別に検証および処理され、各ノードはデータベースのコピーを保持できます。

しかし、あなたが問うべき質問は、仲介業者を排除したいのか、本当に排除する必要があるのか​​、ということです。ユースケースによっては、中間機関に信用供与のデータベースを維持させ、取引のゲートキーパーとして機能させることは本当に間違っているのでしょうか?信頼できる仲介業者よりもブロックチェーン ベースのデータベースを好む理由としては、コストの削減、取引の高速化、自動調整、新しい規制、あるいは単に適切な仲介業者が見つからないことなどが挙げられます。

5. トランザクションの相互作用

したがって、ブロックチェーンは、信頼できない複数の入力が共有データベースを直接変更する状況に適しています。しかし、それだけでは十分ではありません。ブロックチェーンが真価を発揮するのは、複数の入力によって作成されたトランザクションが相互作用するときです。

インタラクティブとはどういう意味でしょうか?一般的に言えば、これは異なる入力によって作成されたトランザクションが相互に関連していることを意味します。たとえば、シャオホンはシャオミンにある金額のお金を渡し、シャオミンはシャオリーにある金額のお金を渡しました。この場合、Xiaoming のトランザクションは Xiaohong のトランザクションに依存しており、最初に Xiaohong のトランザクションを確認しない限り、Xiaoming のトランザクションを検証することはできません。この接続により、これらのトランザクションは当然同じ共有データベースに属します。

さらに一歩進んで、ブロックチェーンの優れた機能は、複数の入力が連携して、どちらの当事者にもリスクを与えることなくトランザクションを作成できることです。つまり、ブロックチェーンでは、取引が行われるために各当事者が義務を果たさなければならない状況を実現するために仲介者を必要としません。

より弱いアプリケーションは、異なる独立した入力が相互に関連している場合です。一例としては、さまざまなエンティティが顧客の個人 ID のさまざまな側面を検証する ID データベースが挙げられます。各検証証明書は別々ですが、ブロックチェーンはすべてを 1 つにまとめる方法を提供します。

6. ルールを設定する

これは独立した条件ではなく、前の議論の自然な帰結です。互いに信頼関係のない複数の参加者が同時にデータベースを変更する可能性がある場合、データベースにはトランザクションの実行方法を管理する組み込みルールが必要です。

これらのルールは、特定の時点でのデータベースの状態ではなく、変換の合法性に関係しているため、従来のデータベース制約とは根本的に異なります。すべてのトランザクションは、ネットワーク内のすべてのノードによってこれらのルールを使用してチェックされ、チェックに失敗したトランザクションは拒否され、渡されません。

資産台帳には、取引によって資産が無から生み出されることを防ぐためのルールの簡単な例が含まれています。この規則は、総勘定元帳内のさまざまな資産の数量が取引の前後で一貫していなければならないことを規定しています。

7. バリデーターを選択する

これまで、トランザクションが複数の場所から開始され、ピアツーピア方式でノード間で伝播され、各ノードによって個別に検証される分散データベースについて説明しました。ではブロックチェーンはどこから来たのでしょうか?ブロックチェーンの使命は、その内容がすべてのノードによって証明可能に認識される、権威ある最終的なトランザクション ログを保持することです。

このログはなぜ必要なのでしょうか?まず、新しく追加されたノードは、他のノードを信頼することなく、データベースの内容を最初から計算できるようになります。第二に、システム障害や情報通信の短絡により一部のノードがトランザクションを失う可能性を解決します。トランザクション ログがないと、あるノードのデータベースが他のノードのデータベースと異なることになり、データベースを共有する目的が達成されません。

3 番目に、2 つのトランザクションが競合し、結果として 1 つだけが受け入れられる可能性があります。典型的なケースは、「資産が 2 回使用される」というもので、同じ資産が 2 人の異なる受信者に送信されます。中央権限のないピアツーピア データベースでは、客観的に正しい答えがないため、どのトランザクションを受け入れるかについてノード間で意見の相違が生じる可能性があります。ブロックチェーンでトランザクションを「確認」することで、すべてのノードが選択について合意に達することを保証します。

最後に、Ethereum タイプのブロックチェーンでは、各トランザクションが次のトランザクションで何が起こるかに影響するため、トランザクションの正確な順序が重要です。この場合、ブロックチェーンは物事が起こる正式な順序を定義します。それがなければ、トランザクションは処理できません。

ブロックチェーンは文字通りブロックのチェーンであり、各ブロックには確認済みのトランザクションの集合が含まれています。しかし、各ブロックに入るトランザクションを選択する責任は誰にあるのでしょうか?エンタープライズ アプリケーションに適した「プライベート ブロックチェーン」では、作成したブロックにデジタル署名するバリデーター (「マイナー」) の固定グループが答えとなります。このホワイトリストは、何らかの分散コンセンサス スキームと組み合わせられ、少数のバリデーターがブロックチェーンを制御することを防ぎます。たとえば、Multichain は「マイニングの多様性」と呼ばれるスキームを使用しており、許可されたマイナーは交代で作業を行い、任務を遂行しないノードに対して一定の許容度を与えます。

どのコンセンサス方式が使用されるかに関係なく、検証を担当するノードの権限は、従来の集中型データベースの所有者の権限よりもはるかに小さくなります。検証者は、ルールに違反してトランザクションを偽造したり、データベースを変更したりすることはできません。資産台帳では、他人のお金を使ったり、資産総額を変更したりできないことを意味します。しかし、それでも、検証者がデータベースの内容に影響を与える方法は 2 つあります。

トランザクションの検閲: 十分な数のバリデーターが悪意を持って共謀すると、特定のトランザクションがブロックチェーンで確認されるのを防ぎ、そのトランザクションを永久に忘れ去ることができます。
好み。 2 つのトランザクションが競合する場合、次のブロックを作成するバリデーターが、どちらのトランザクションを確認し、もう一方を拒否するかを決定します。公平な選択は最初に確認されたトランザクションですが、検証者は誰が最初に来たかを明らかにすることなく、他の要素に基づいて選択を行うことができます。

これらの問題があるため、ブロックチェーン ベースのデータベースを展開する場合は、バリデーターが誰であるか、そしてなぜそのバリデーターを信頼するかを明確にする必要があります。シナリオに応じて、バリデーターは次のように選択できます。(1) 組織によって管理される1つ以上のノード (2) ブロックチェーンを維持するコア組織のグループ (3) ネットワーク上のすべてのノード

8. 資産を裏付ける

ここまで読んできた方は、私がこれを、より一般的な「共有台帳」ではなく、共有データベースと表現していることに気付くでしょう。なぜ？ブロックチェーンは、テクノロジーとして、資産の所有権を追跡するだけでなく、より広範な問題を解決するために使用できるからです。複数の信頼できない入力を持つデータベースは、中央集権的な仲介者を必要とせずにブロックチェーン上に構築できます。例としては、共有カレンダー、Wiki スタイルのコラボレーション、ディスカッション フォーラムなどがあります。

とはいえ、現時点ではブロックチェーンは主に金融資産の動きや取引を追跡する人たちの関心を集めているようです。理由は2つ考えられます。(1) 金融業界はビットコインのような仮想通貨がもたらす（振り返ってみると非常に小さな）脅威に対応しています。 （２）資産台帳とは、信頼関係のない複数の主体によって作成された相互に影響し合う取引の共有データベースである。これはブロックチェーン技術の最もシンプルで自然な応用です。

ブロックチェーンを資産台帳として使用したい場合は、次のより重要な質問に答える必要があります。「移動中の資産の性質は何ですか?」ここで私が言っているのは、現金や債券、船荷証券のことではありません。ただし、これらも重要です。問題は、ブロックチェーン上に表される資産の背後にいるのは誰なのかということです。データベースに私が何かを 10 ユニット所有していると記録されている場合、現実世界でその 10 ユニットに対する主権を主張することを誰が許可するでしょうか?ブロックチェーン上で主張された資産を従来の目に見える資産に変換できない場合、誰を訴えるべきでしょうか?

もちろん、シナリオによって答えは異なります。金銭資産については、規制された銀行が現金を受け入れ、預金者のためにブロックチェーン技術に基づく分散型台帳にお金を追加することを想像できます。貿易金融では、信用状と船荷証券はそれぞれ輸入者の銀行と船会社によって裏書されます。将来的には、プライマリー市場の社債をブロックチェーン上で直接発掘し、資金調達を行う時代が想像できます。

結論は

冒頭で述べたように、プロジェクトがすべての条件を満たしていない場合は、ブロックチェーンを使用しないでください。最初の5日間で上記の条件のいずれかが満たされない場合は、次のオプションを検討する必要があります。(1) 通常のファイルストレージ (2) 集中型データベース (3) マスタースレーブデータベースレプリケーション (4) 複数のユーザーがサブスクライブできるデータベース

最初の 5 つの基準を満たしている場合でも、まだやるべき作業が残っています。アプリケーションのルールをデータベース トランザクションとして表現する必要があります。信頼できる検証者を見つけることと、分散コンセンサスを定義する方法に自信を持てるようになるはずです。最後に、共有元帳を作成する場合は、元帳に表される資産を誰が承認するかを知る必要があります。

翻訳者について:
Lu Rou Fan: シリコンバレーで働く非主流派プログラマー。コロンビア大学と北京郵電大学を卒業した。彼は風変わりで、興味深く、楽しくて面白い性格の持ち主です。