ビットコインは、信頼性、許可のなさ、透明性、不変性など、実用性と価値をもたらす数多くの特性を備えています。 ビットコインを通貨および支払いシステムから安全な履歴台帳まで視野を広げると、これらの特性を組み合わせることで強力なアプリケーションを実現できることが明らかになります。
ビットコインのいくつかの特性は完全に説明するのが難しいです。 許可不要性(システムを使用するために許可を求める必要がなく、検閲を恐れずに使用できる)と透明性(誰でも台帳を確認できる)は明確ですが、信頼性のなさと不変性はより複雑です。 ビットコインの支持者は、信頼性の欠如を「誰も信頼する必要がない」と解釈することが多いが、これは少々単純化しすぎている。 ビットコインで使用されているようなコンセンサス システムは、開発者、マイナー、商人、ユーザーなど、多数のグループの間でシステムの動作を制御する権限を分散します。適切に分散化されたシステムでは、大多数の参加者に不利益となる変更を加えることが困難になります。しかし、システムの根底には依然として信頼があり、システム内の権力の大部分は、あなたと同じ道徳的、合理的な意識を共有するユーザーに属していると信じなければなりません。 不変性も非常に複雑な特性です。 ビットコインの支持者は、不変性を、ブロックチェーンの履歴を変更する力が誰にもないという意味に単純化することが多い。 不変性に影響を与える要因を詳しく見てみましょう。 不変性の証明 ビットコインは、プルーフ・オブ・ワーク (PoW) アルゴリズムを通じてセキュリティを確保するために費やすことができるリソースが最も多いため、計算セキュリティの点で最も強力な許可のないブロックチェーンです。 PoW 批評家は、アルゴリズムが極めて「非効率的」であると指摘していますが、非効率性こそが問題全体の鍵なのです。 PoW では、ビットコイン プロトコルのコンセンサス メカニズムを攻撃するのに非常にコストがかかります。これにより、ビットコインの履歴記録の信頼性が高まり、変更不可能になります。 残念ながら、さまざまなコンセンサス アルゴリズムを定量的に比較してランク付けし、最適なものを特定することは非常に困難です。 Rootstock 開発者の Sergio Demian Lerner 氏は次のように語っています。「両者を比較するのは非常に困難です。真のセキュリティは、経済性だけでなく、誠実さ、倫理、法的リスクに依存します。」— Sergio Demian Lerner (@SDLerner) 2016 年 5 月 29 日 しかし、数人の評判の良い人々が長年にわたり、そうするために勇敢な努力をしてきました。 Andrew Poelstra 氏は、誰でも参加できる分散型コンセンサス アルゴリズムとしても知られる Dynamic Membership Multiparty Signatures (DMMS) という出版物で PoW を擁護しました。 Poelstra は DMMS アルゴリズムを 3 つの部分に分割します。
Poelstra 氏はまた、最も安全な (公平な) DMMS とは、署名関数を単純に繰り返し実行するよりも優れた署名アルゴリズムを持たないものであると主張しています。ビットコインの場合、コスト関数は「ハッシュ関数の呼び出し回数」として定義され、保護されているシステムの外部から発生するエネルギー消費(希少なリソース)の直接的な結果です。 「ビットコインのDMMSは計算コストが高く、したがって熱力学的にもコストがかかるため、経済的にも環境的にもより効率的になることを目指す代替案が提案されている」と彼は書いている。 「人気のある代替手段の 1 つであるプルーフ・オブ・ステーク (PoS) は、分散型コンセンサスのための安価なメカニズムとしてよく提案されています。」 POS は、暗号署名を使用して、所有者がシステムに既得権益を持っていることを証明し、したがって、理論的には過去のある時点でトークンを取得するために「支払い」を行ったことを証明します。 Poelstra 氏によると、POS にはコスト関数に関する問題があるとのことです。 これは主にタイミングの問題です。ブロックチェーンには時間の感覚がないため、有効であるように見える過去のブロックチェーンが提示された場合、このブロックチェーンが攻撃者によって作成された多数のブロックチェーンの 1 つではないと確信することはできません。これは、攻撃者が POS チェーン全体を自分で再作成するのが比較的安価であるためです。必要なのは、ブロックチェーンの履歴のある時点で有効だった秘密鍵だけです。 これにより、セキュリティ上の脆弱性が生じます。 その結果、有効なチェーンの数は無限にあるため、ネットワークに参加する新しいノードはすべての有効なチェーンを信頼することはできません。代わりに、ノードはピアをチェックして同じチェーン上にあることを確認する必要があり、これによりシビル攻撃に対する脆弱性が生じます。これをビットコインのセキュリティ モデルと比較すると、最も多くのプルーフ オブ ワークが蓄積されたチェーンが明らかに正当なチェーンであるため、新しいノードは 1 つの正直なピアに接続するだけで済みます。 Bitfury はまた、PoW と PoS の詳細な分析を行う記事を公開し、単純な PoS は「何も賭けていない」問題を抱えていると指摘しています。つまり、利害関係者が複数のブロックチェーンフォークを認識している場合、最も合理的なのは各フォークをマイニングすることです。なぜなら、コストは増えず、このコストはネットワークの「外部リソース」である PoW マイナーによって消費される電力だからです。 一方、POS マイナーは「内部リソース」、つまりアカウント残高を使用しますが、これは「外部リソース」よりもはるかに少ない量を消費します。このため、多くの暗号通貨愛好家の目には、PoS システムは本質的に信頼できないものとなっています。攻撃者は、少量の「実際の」リソースのみを費やして、ブロックチェーンをフォーク、つまり既存のブロックチェーンよりも長いブロックチェーンを作成しようと試みることができます。また、他のマイナーの支援を受けることもできるため、「実際の」リソースを費やす必要がありません。 フォークにより、攻撃者は特定のトランザクションを無効にし、二重支払いを実行することができます。 攻撃は大まかに短距離攻撃と長距離攻撃の2つに分けられます。短距離攻撃では、最新のブロックが置き換えられますが、長距離攻撃では、攻撃はさらに深くまで進み、ネットワークの履歴を置き換えようとし、場合によってはジェネシス ブロックを攻撃することもあります。
イーサリアムの創設者であるヴィタリック・ブテリン氏は数年前、なぜ PoS が好きなのかを説明し、短距離および長距離のチェーン再攻撃を阻止するために PoS にいくつかの変更を加えることを提案しました。 ブテリン氏は、これらの保護は、システムに参加する新しいノードを除くすべての人にとって十分であると主張している。新しいノードは、信頼できるエンティティ(おそらくソーシャルネットワーク内の誰か)からブロックチェーンチェックポイントを取得する必要がある。彼の観点からすると、コンセンサス アルゴリズムは、ソーシャル ネットワーク上に構築された既存の人間によるコンセンサス プロセスを単純に自動化するものなので、これは受け入れられます。 ブテリン氏は、イーサリアムが提案する将来のPOSアルゴリズムCasperを通じて、PoWもPOSも完全な「決済の最終性」(不変性)を提供することはできないが、Casperは「経済的な最終性」を提供すると考えている。 「Xが絶対に回復されないと保証することはできないが、『Xが絶対に回復されないか、大規模なバリデーターグループが自らの資金数百ドルを自主的に破壊するかのどちらか』は保証できる」と彼は書いている。 興味深いことに、ブテリン氏は次のように述べている。「主流のイデオロギーの不快な側面の1つは、中央集権化が永続的な貴族制につながり、それが暗号通貨の人気につながっていることだ。」 別の投稿で、ブテリン氏は次のように書いている。「すべての『純粋な』プルーフ・オブ・ステークシステムは、最終的には永久貴族制となり、ジェネシスブロックで割り当てられたメンバーが常に最終決定権を持つ。今から1000万ブロック後に何が起ころうとも、ジェネシスブロックのメンバーは常に集まって、別のトランザクション履歴を持つ別のフォークを開始し、このフォークを引き継ぐことができる。」 キャスパーをレビューしたダニエル・ラリマー氏は、「十分な出資をしていない人が参加して利益を得ることは不可能であり、さらに、出資額が最も多い人が最高の利益率を得ることになる。この経済政策の最終結果は、キャスパーに参加した少数の人、おそらく12人以下だけが利益を得ることができるということだ」と考えている。 これは、ブテリンが何度も言及してきた「貴族問題」によく似ています。ビットコインについても同様の議論が成り立ちますが、ビットコインマイニングの集中化が短期的な現象に過ぎない理由については以前書きました。 Paul Sztorc 氏は、PoW は実際には PoS よりも安価であると主張することで、独自の視点を示しています。 Sztorc 氏によると、PoS のすべてのバージョンは PoW の隠されたバージョンにすぎず、収益を生み出すために使用できる作業は常に一定量存在するとのことです。したがって、コンセンサス アルゴリズムがあらゆる人間の活動から完全に独立していない限り、それは必然的に PoW の一形態になります。 Sztorc 氏は、Delegated Proof of Stake (DPOS) についても同じことが言えると考えています。「DPoS は、(民主主義を浪費したり資本主義を危険にさらしたりすることなく) お金を使って 100 人の上院議員を選出し、その議員がブロックに順番に署名することで、ほぼ P2P ネットワークを確保する大きな存在です。学習に投票して作業負荷を軽減すると、賄賂がなくても有権者は「作業」に簡単に影響されてしまいます。」 許可のないコンセンサス システムでは、希少性を導入するために検証アルゴリズムが必要です。 PoW は物理的な世界に根ざしており、金、銀、鉄などの物理的な資源の採掘に非常に似ています。これらの天然資源の多くが不足しているのは、入手が困難だからだと主張する人もいるでしょう。 したがって、天然資源は PoW です。何千年もの間、このメカニズムは非常に価値があると考えられてきました。 物理的なリソースのマイニングは労働集約的であり、その成果は作業の証明です。 POS の終焉が近づいているのでしょうか?おそらくそうではないでしょう。一部の賢明な開発者は、POS はいくつかの目的には十分であるかもしれないという概念を今でも推進しているからです。 Bitcoin Core 開発者の Gregory Maxwell 氏は、PoS についての考えを尋ねられたとき、PoS が機能することは絶対にないとは言わなかったものの、「PoS では、Bitcoin と同じ [セキュリティ モデル] が得られないことは明らかですが、得られるものが実際に有用であるかどうかは明らかではありません」と述べました。 ' 不変性のコスト 許可なしブロックチェーンと許可ありブロックチェーンのセキュリティ モデルは大きく異なります。ただし、許可型ブロックチェーンのバリデーターのコンソーシアムは 100 未満である傾向があり、許可なしブロックチェーンのバリデーターのコンソーシアムは桁違いに多くなります。バリデーター攻撃ベクトルの観点から見ると、攻撃者が十分な数のバリデーターを破壊または破壊するにはより多くのリソースを費やす必要があるため、許可のないブロックチェーンは優れたセキュリティを備えています。
これは単純なモデルであり、これほど多くの ASIC や GPU を購入することすら不可能かもしれません。 このモデルには、ホスティング インフラストラクチャ、冷却、人的管理コストなど、含まれていないコストが他にも多数あります。簡単にするために、これらのコストは管理下のハッシュ ユニットの数に応じて変化し、電気代も変動する可能性があるが、それぞれの結果は比例して変化すると仮定します。 定量的に言えば、ビットコインは、次に人気のある暗号通貨よりも、コンセンサス アルゴリズムに対するリソース集約型の攻撃に対してより安全であることは明らかです。しかし、これはビットコインが完全に不変であることを意味するものではありません。 世界で最も裕福な組織でさえ、攻撃のコストの計算を検討しており、ブロックチェーンの不変性を評価する際には、人間の合意層を考慮する必要があります。 不変性と社会的合意 ブロックチェーンの不変性は、コンセンサスアルゴリズムを攻撃する莫大なコストによってのみ保護されるのではありません。政治的、哲学的な要素も含まれています。 たとえば、最近の DAO 侵害により、Ethereum コミュニティは、攻撃者が大量のイーサを持ち去るのを防ぐためにハードフォークを実行するようになりました。 ビットコイン開発者の不変性と代替性に関する見解を考慮すると、このようなハードフォークはおそらく決して提案されないだろうが、コンセンサスは社会的メカニズムであるというブテリンの見解は、イーサリアムが異なる一連の原則から進化することを意味している。その結果、より多くのイーサリアム開発者が、共通の利益のためであればコミュニティが台帳の状態を変更することを容認できると考えるようになっています。 イーサリアムのハードフォークは、イーサリアムの不変性への取り組みに永久に悪影響を及ぼす悪い前例となると多くの人が主張しています。 この議論はいくつかの理由で間違っていると思います。
ビットコインは過去にも欠陥を解決するために分岐したことがある。
ビットコイン、NXT、ベリコイン、イーサリアムはいずれも大規模な盗難という同じジレンマに直面しており、各コミュニティはそれぞれ異なる対応をとっています。ビットコインはこれまで何度か大規模な盗難に遭っていますが、盗難を元に戻すためにフォークすることは検討されていません。 ビットコインの為替レートは盗難が発生するたびに下落しますが、最終的には必ず回復します。 主要なビットコイン盗難事件のリスト 2014年7月、MintPal取引所がハッキングされ、Vcoinの総供給量の30%、200万ドル相当が盗まれました。 その結果、Vircoin の開発者はハードフォークを実装し、盗まれたコインを回収しました。 その後、為替レートはあまり良くありませんでした。 2014 年 10 月、BTer は攻撃を受け、NXT 供給量の 5% に相当する 5,000 万 NXT (175 万ドル相当) を失いました。 開発者とコミュニティはハードフォークしないことを選択しました。為替レートもあまり良くない。 2016 年 6 月 17 日、DAO のスマート コントラクトの脆弱性により、数千万ドル相当の約 400 万 Ether が流出しました。その後数日で為替レートは半分に引き下げられました。 歴史は、緊急ハードフォークが暗号通貨に対するユーザーの信頼にどのような影響を与えるかについて明確な答えがないことを示しています。 緊急事態は、ブロックチェーンの背後にある人間の合意の堅牢性を露呈させるだけだろうと私は考えています。人間がまとまりのある集団であれば、分岐しても分岐しなくても合意を維持できます。そうしないと、機械のコンセンサスを損なうだけの論争の的となるフォークが発生する可能性があります。 マーク・アンドリーセンはかつて「リバタリアンはビットコインに目を向けるだろう」と予測した。これはビットコインのプライバシーに関して当初多くの人が抱いていた誤解によるものだと彼は述べた。私はアンダーソンの予測が実現する可能性があると思うが、その理由は違うと思う。 暗号学者はビットコインのプライバシーを向上し続けるでしょう。これはリバタリアンの興味を引くだろう。しかし、ビットコインがより主流になるにつれて、ビットコインをめぐる社会的コンセンサスは変化するはずです。 もしそうなれば、ビットコインがリバタリアンに目を向けるのと同じくらい、リバタリアンがビットコインに目を向けるようになる可能性は低くなるかもしれない。だからこそ、私たちはユーザーにサイファーパンクの価値観を植え付ける手段として、ビットコインの歴史を教えているのだと私は信じています。
不変性の利点ビットコインは依然として主にデジタル通貨として見られています。しかし、本質的には、特別な特性を持つタイムスタンプ付きのログです。 したがって、支払いや価値の保管以外にも、さまざまな用途に使用できます。数年前にいくつかの代替ユースケースを提案しましたが、そのリストは増え続けています。 ディーリーはこう書いている。
純粋主義者の中には、ビットコインは単なる通貨であり、金銭以外の目的には使用すべきではないと主張する人もいるが、システム自体は不可知論的である。ビットコイン プロトコルの観点から見ると、ユーザーがトランザクションを確認するために限られたブロック スペースを「購入」できる競争力のあるトランザクション手数料がある限り、スパム トランザクションは発生しません。
単純なタイムスタンプ付きファイルの概念を超えて、より複雑なサービスがビットコイン ブロックチェーンに固定され、その不変性から利益を得ています。アンカーリングとは基本的に、サービスがシステム内の意味のあるデータをすべて取得し、システムの状態を確認するために使用できるハッシュを計算することを意味します。 このハッシュは、ビットコイン ブロックチェーンに定期的に保存されます。このハッシュはさまざまな方法で生成できますが、一般的な方法は、すべてのデータの Merkle ツリーを構築し、Merkle ルートをアンカーとして保存することです。 アンカーリングによって、ビットコインのデータのようにサービスのデータが自動的に不変になるわけではありませんが、改ざんがあれば明らかになるという強力な保証が提供される点に注意してください。これらのサービスに推奨されるベスト プラクティスは、システムのアンカーの状態を確認するための使いやすいツールをユーザーに提供することです。 なぜこれが重要なのでしょうか?ファクトムの CEO であるポール・スノー氏の答えが最も的確だと思います。
ビットコインにアンカーされているサービスの一部:
Keybase は、ネットワーク上の複数の ID を PGP キーに関連付け、それを Keybase キーにリンクできるため、Bitcoin ペグの効果的な使用例の優れた例です。次に、このサービスはすべての Keybase キーの一種の Merkle ツリーを作成し、そのルートを 6 時間ごとに Bitcoin ブロックチェーンに保存します。 Blockstack は当初 Namecoin のブロックチェーンをアンカーとして使用していましたが、完全性という点で Bitcoin に匹敵するブロックチェーンは他にないと判断し、現在は Bitcoin に切り替えています。 サイドチェーンはビットコインを固定し、ビットコインへのリンクの価値を暗号化することで、まったく新しいブロックチェーンを実現します。 理論的には、サイドチェーンのサイドチェーンを構築して、本質的に暗号通貨ペグの「ツリー」を作成することもできます。 Rootstock は、より多くのスマート コントラクトをビットコインに導入するために、ハイブリッド双方向ペグを通じてサイドチェーンとしてビットコインに固定する予定です。 Liquid は、ビットコイン取引所間の決済を高速化するビットコイン サイドチェーンです。 ジョン・ライト氏は上記のプロジェクトを「Bitcoin Maximal」ツイートで要約した。
多くの機関にとって、低レベルの開発をビットコイン開発者に任せるのではなく、独自のブロックチェーンを構築する方が理にかなっているでしょう。ビットコインの決済レイヤーの不変性はこれらの機関にとって価値があるが、ビットコインの他の特性にはほとんど価値を見出せないかもしれない。そして、アンカーのおかげで、彼らはビットコインのすべての特性を持つことができるのだ。 当初ビットコインを中心に展開されていた熱狂は、現在ではブロックチェーン技術へと移行しています。しかし、最終的にはパブリックチェーンとプライベートチェーンの境界は曖昧になるでしょう。 不変性は不変性である 分散型コンセンサス システムの強さは、そのアンカーに依存します。 主なアンカーはコンセンサス アルゴリズムであり、これがシステムをまとめるための作業の大部分を処理します。 PoW ベースのアルゴリズムは、外部リソースの消費を通じてブロックチェーンを外部世界に固定するため、優先されるべきです。 分散型コンセンサス システムの二次的なアンカーは、そのコミュニティとガバナンスの構造です。このサービスは、何らかの理由でマシンのコンセンサスが失敗した場合(失敗しそう、またはアップグレードが必要)に、システム フォールバックの基盤として機能します。 不変性を正確に測定することは不可能です。 ブロックチェーンを「不変」と表現する場合、その内容は決して変更されないという保証があると広く主張していることになります。 しかし、機械のコンセンサスの観点から見ると、これは決して 100% に達することのない確率的な保証です。社会的観点から見ると、ブロックチェーンの不変性は、コミュニティが持つ価値観に基づいて将来を推測し、その履歴によってのみ測定できます。
強固に固定されたブロックチェーンを基盤として使用することで、多数のチェーンのエコシステムを開発できます。 したがって、ビットコインはブロックチェーンの多様性を促進しながら、「すべてを支配するブロックチェーン」になることができます。サービスのデータ整合性を強力に証明する必要がある場合は、最も信頼できるチェーンの 2 番目に優れたアンカーを選択しないでください。 |
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