ブロックチェーンと銀行家

1. はじめに

2. デジタル通貨入門

3. ビザンチン将軍問題

4. ブロックチェーン技術の紹介

5. ブロックチェーンと銀行家

VI.ブロックチェーン応用の展望1. はじめに

2013年12月3日、中国人民銀行と他の5つの省庁・委員会は「ビットコインリスク防止に関する通知」 ^[1]を発行し、ビットコインの通貨としての性質を否定し、一般の人々が自己責任で自由に取引できる仮想商品であると定義しました。 2年後、中央銀行はビットコインに対してどのような新たな見解を持っているのでしょうか?少し前にビットコイン愛好家の間で再び火をつけたニュース^[2] ：2016年1月20日、中国人民銀行は北京でデジタル通貨セミナーを開催しました...中国人民銀行の周小川総裁が会議に出席し、中国人民銀行の范一菲副総裁が会議を主宰しました...会議では、中国人民銀行のデジタル通貨研究チームが国内外のデジタル通貨の重要な研究成果と実践経験を積極的に吸収し、中央銀行が発行するデジタル通貨をできるだけ早く立ち上げるよう努めることが求められました。

簡単に言えば、このニュースは、中央銀行が現在、ビットコインの基盤技術であるブロックチェーンを使用して独自のデジタル通貨を発行する可能性を検討していることを示しています。偶然にも、海の反対側にあるナスダックも独自のブロックチェーン実験を行っています。 2015年12月30日、ナスダックは、新興企業のChainがブロックチェーン技術取引プラットフォームLinqを通じて個人投資家に同社の株式を発行したと発表した。 ^[3]ナスダックは声明の中で、ChainがLinqプラットフォームを通じて私募証券取引を完了した最初の企業であると述べた。ナスダックのCEOボブ・グレイフェルド氏は次のように述べた。

ブロックチェーン技術のこの最初の応用を通じて、私たちは既存の資本市場取引システムを根本的に変える可能性のあるプロセスを開始しました。

実際、中央銀行やナスダックだけでなく、上図に示すゴールドマン・サックス、シティ、UBS、ウエスタンユニオンなどの銀行や金融機関もブロックチェーン技術への投資や研究に参加している^[4] 。では、ブロックチェーン技術とは一体何なのでしょうか?どうしてこれほど多くの銀行家の注目を集めたのでしょうか?なぜ資本市場に大きな変化をもたらす可能性があると言われているのでしょうか?この記事がこれらの疑問を解消するのに役立つことを願っています。

2. デジタル通貨入門

ブロックチェーンは情報技術としてはあまり知られていません。しかし、最も成功したブロックチェーンベースのアプリケーションであるビットコインについては、誰もが多かれ少なかれ知っているはずです。それではビットコインから始めましょう。

ビットコインは分散型の暗号通貨です。ビットコインの創始者であるサトシ・ナカモトは、2008年11月1日に「ビットコイン：ピアツーピアの電子キャッシュシステム」と題した論文^[5]を発表し、見知らぬ人同士の間で分散型の電子決済システムを確立する方法を詳しく説明しました。 2009 年 1 月 3 日、サトシ・ナカモトがビットコインクライアントを開発し、最初のバッチの 50 ビットコインを収集し、ビットコインが誕生しました。最も古い為替レートは2009年10月5日に登場し、1米ドル = 1309.03ビットコインでした^[6] 。それ以来、価格が高騰するにつれ、ビットコインはますます注目を集めるようになりました。

ビットコインが登場したのはまだ7年前ですが、暗号化されたデジタル通貨というアイデアはずっと昔にまで遡ることができます。ビットコインで使用されている非対称暗号化技術は、1970 年代から存在しています。 1982年、デビッド・ショームは追跡不可能な暗号化ネットワーク決済システムのアイデアを提案しました。 1988年に発表された暗号アナキスト宣言^[7]では、暗号化されたデジタル市場の出現さえ予測していた。
デジタル通貨のアイデアは古くからあるのに、なぜ過去 30 年間で成功したデジタル通貨が生まれなかったのでしょうか?これには技術的な議論がいくつか含まれます。まず第一に、理想的な暗号化されたデジタル通貨が配布される必要があることを知っておく必要があります。いわゆる分散化は、分散化とも呼ばれ、システム全体の動作が 1 つまたは複数の中央ノードに依存しないことを意味します。下の図では、システム全体の動作が中央サーバーの正常な動作に完全に依存しているため、左側は典型的な集中型システムであり、右側は分散型システムです。サーバーが削除されても、システム全体は正常に動作します。 2 つのシステムの比較に関しては、「ヒトデモデル」という本に素晴らしい比喩があります。

蜘蛛の頭を切り落とせば、蜘蛛は間違いなく死んでしまう。しかし、ヒトデの足を切り落とすと、新しい足が生えてきて、切断された足も新しいヒトデに成長します。

デジタル通貨が中央集権型システムを選択した場合、中央サーバーにわずかなエラーが発生するだけでシステム全体が麻痺し、多くの厄介な問題が発生することになります。たとえば、中央サーバーの管理者が許可なく取引情報を改ざんしないことをどのように保証できるでしょうか?中央サーバーが政府にハッキングされたり押収されたりしないようにするにはどうすればよいでしょうか?これらの懸念は根拠のない心配ではなく、現実に基づいたものです。例えば、E-goldは以前、愛国者法に基づいて米国政府によって起訴され、調査されました^[8] 。道徳的リスクと法的問題はデジタル通貨にとって致命的であり、これらはコンピュータプログラムでは簡単に解決できないことがわかります。したがって、分散システムはデジタル通貨にとって理想的な選択肢です。しかし、分散型取引システムを確立することは、集中型システムよりも技術的にはるかに困難です。そのプロセスでは、通信分野における古典的な問題である「ビザンチン将軍問題」を克服する必要があるためです。

3. ビザンチン将軍問題

ビザンチン将軍問題 (以下、「コンセンサス問題」と呼びます) の正式な説明は、「信頼に基づかない分散ネットワークで、どのようにして情報に関するコンセンサスに達するか」です。この発言は少しわかりにくいように聞こえるかもしれませんが、その本質は複雑ではありません。次の例は、コンセンサス問題と完全には一致していませんが、コンセンサス問題を理解するのに役立ちます^[9] 。

遠いビザンチン時代に、金、銀、宝石、絹、サテンなどあらゆるものを備えた豊かな都市国家があり、その領主であるドラえもんが一人でこの贅沢と栄光を享受していたと想像してください。都市国家の郊外では、のび太、デブタイガー、スネ夫、しずかの4人のビザンチン将軍がドラえもんの富を欲しがっていたため、力を合わせてドラえもんの都市国家を占領しようと決意した。双方の戦力比較によれば、敵を倒すには半数以上の将軍が同時に攻撃を仕掛けなければならない。したがって、勝利条件は、4 人のうち少なくとも 3 人が攻撃時間について合意に達することです。それで、4人の将軍が勝つ可能性はどれくらいでしょうか?

この質問に対する答えは、4人がどのように協力するかによって決まります。 Fat Tiger (中央サーバーに相当) などのリーダーがいる集中型システムの場合、攻撃時間に関する合意に達するのは非常に簡単なので、彼らの勝利は驚くべきことではありません。ファットタイガーは、のび太、スネ夫、しずかちゃんを会議に呼んで話し合うだけでいいのです。たとえ意見が違っていても、Fat Tiger が最終決定を下すことができます。ビザンチン将軍問題の仮定に戻りましょう。信頼に基づかない分散ネットワークでは、4 人の将軍が勝つ可能性はどれくらいでしょうか?

まず、4人の将軍間の信頼関係が欠如していたため、陰謀会議のために小さな暗い部屋に集まる可能性は排除されました（小さな暗い部屋でファットタイガーに誘拐されたらどうなるでしょうか？）。第二に、リーダーが存在しないため、4人の意見は平等に評価されることになります。このような状況では、4人の将軍は、それぞれの陣営間で使者を介してメッセージを送り合うことによってのみ、攻撃の時刻について合意することができた。たとえば、のび太が午前 6 時が攻撃を開始するのに良い時間だと思ったら、彼は使者を送って、でぶ虎、スネ夫、しずかちゃんに自分の意見を伝えます。同時に、ファットタイガーは午後9時に襲撃を開始する方が良いと考え、スネ夫は午後3時に攻撃することを好み、しずかは午前10時を望み、3人も同時に使者を送るでしょう。このように、最初の通信ラウンドの後、4 人の将軍はそれぞれ 4 つの攻撃時間から選択することができ、次の通信ラウンドで各将軍が選択した時間を他の 3 人に通知する必要があります。 4人がそれぞれ独立して決定するため、最終的な選択結果は256通りになります。 3 人以上が同じ時間を選択した場合にのみ合意に達することができ、そのような結果は 64 件しかないため、合意に達する確率は 1/4 しかありません。これは将軍が 4 人の場合のみです。将軍の数が 10 人、100 人、または 1,000 人だったらどうなるでしょうか?少し計算してみると、人数が増えるにつれて合意に達する見込みがますます薄れていくことがわかります。

上記の例の将軍をコンピュータネットワーク内のノードに、メッセンジャーをノード間の通信に、攻撃時間を合意が必要な情報に置き換えると、コンセンサス問題によって説明されるジレンマを理解できます。合意に達する能力は、決済システムにとって明らかに重要です。車を買うために家族に送金し、翌日確認のために銀行に行ったら、窓口で「送金した金額については、当システム内に 3 つの記録があります」と言われました。当然、そのような銀行にお金を預ける勇気はないだろう。ビットコインが登場する前は、コンセンサス問題を完全に解決することは困難でした。合意を確実に得るためには、集中型システムが必要であり（ノードが特定の条件を満たさない限り）、分散型合意は保証できませんでした。では、ブロックチェーン技術はこの問題をどのように解決するのでしょうか?

4. ブロックチェーン技術の紹介

ブロックチェーン技術の解決策は実は非常にシンプルで、仲裁権を保持することです。仲裁権保有者が決定したすべての情報は全員一致で承認されるため、合意に達することが容易になります...

等！賢明な読者はこれを読んだ後、すでに警察に通報しているかもしれない。「一人が仲裁権を持つ」というのは中央集権的なシステムではないでしょうか？このような疑問を持つのは当然です。なぜなら、私たちの心の中では「仲裁権を持つ人が一人いる」というのは一つのことですが、実際にはそうではないからです。それは固定観念的な考え方によって私たちを誤解させるだけです。実際、これには次の 2 つのことが含まれます。

仲裁する権利を持つ人がいる = 仲裁する権利を持つ人がいる

この一見冗長な分割には、実はコンセンサスの問題を解決するための重要なアイデアが含まれています。審判はコート上でのファウルコールに関して最終決定権を持ち、ジャッジはコート上での勝敗に関して最終決定権を持ちます。仲裁権が特定の個人または組織によって独占されるという取り決めには私たちは慣れていますが、仲裁権が特定の個人に結び付けられなければならないと規定しているのは誰なのかという疑問について考えたことがありますか。この問題を理解すると、あなたはすでにサトシ・ナカモトの答えに非常に近づいています。ブロックチェーン技術が提供するソリューションは非常にシンプルです。仲裁権を保持しながらも、それを特定のノードに結び付けないのです。代わりに、アカウンティングが実行されるたびに、ネットワーク全体のノードにランダムに調停権を割り当て、その後、他のノードがこのノードに従ってアカウンティングタスクを完了します。これにより、台帳に関する合意に達することが容易になり、次の会計処理の最終決定権を持つ人が誰も知らないため、システムの分散化の性質も維持されます。

上記はブロックチェーン技術の非常に簡単な紹介です。それでもまだ好奇心が満たされない場合は、ブロックチェーン技術がビットコインシステムに具体的にどのように実装されているかを見てみましょう。 (好奇心が満たされた場合は、後で理解に影響を与えることなく、このセクションの最後の段落に直接ジャンプできます。) ビットコインシステムでは、毎分多くのトランザクションが生成されます。これらのトランザクションが生成されると、すべてのノードが受信できるようにネットワーク全体にブロードキャストされます。ただし、それらはシステム内でランダムに散在しているわけではありません。代わりに、それらは定期的にブロックにパッケージ化され、ビットコイン元帳に記録されます。これらのブロックを時系列順につなげるとブロックチェーンになります。つまり、ブロックチェーンという用語には実際には 2 つの意味があります。分散システムで合意に達するための技術です。ビットコインシステムでは、すべての取引が含まれる総勘定元帳も具体的に指します。ビットコインのコードはオープンソースであり、誰でもクライアントをダウンロードして自分のコンピュータに実行することができ、自分のコンピュータをビットコインネットワークを維持するノードにすることができます。各ノードはすべての取引を含む総勘定元帳を保存し、定期的に新しい取引を独自の総勘定元帳に記録します。前述したように、会計が実行されるたびに、それを完了するために全員を導くノードが存在するため、重要な疑問が生じます。このノードはどのように選択されるのでしょうか?ノードがトランザクションの内容を偽造または改ざんしないことをどのように保証しますか?

この目標は採掘を通じて達成されます。上記は採掘プロセスの概略図です。図の各水平線はトランザクションを表し、長方形のボックスは多数のトランザクションを含むブロックを表し、これらが接続されて総勘定元帳を形成します。マイニングプロセスは、任意のファイルを入力して不規則な 64 ビットの 16 進数を返す SHA-256 と呼ばれる関数を通じて実装されます。点線の部分は、マイナーがマイニングするたびに入力する必要があるものです。これは、前のブロックに関する情報、新しく生成されたトランザクション、および乱数の 3 つの部分で構成されます。入力後、SHA-256 は結果を返します。十分に小さい 64 ビットの数値を最初に取得したノードは、他のノードが検証できるように、独自の乱数と SHA-256 の結果をネットワーク全体にブロードキャストします。現在、「十分に小さい」という要件は、最初の 17 桁がすべてゼロであることです。難易度はネットワーク全体の計算能力に応じて動的に調整され、約 10 分ごとに新しい鉱山が生成されます。検証プロセスでは、他のマイナーが受信した乱数を SHA-256 に入力して、同じ結果が得られるかどうかを確認します。結果が異なる場合、ブロードキャストを送信したマイナーの元帳が他の全員と異なることを意味し、トランザクションを個人的に偽造および改ざんした疑いがあり、検証失敗につながります。これにより、正直なノードだけが新しい鉱山を採掘できるようになります。検証に合格したノードが新しい鉱山の所有者になります。新しいトランザクションを SHA-256 入力として新しいブロックにパッケージ化し、それを総勘定元帳に記録し、他のノードも同様に行います。同時に、新しいマイナーは 2 つの報酬を受け取ります。 1 つは、新しいブロック内のすべてのトランザクションに対するトランザクション手数料で、現在はトランザクション金額に関係なく、トランザクションごとに 0.0001 ビットコインです。もう1つは、新規に発行されるビットコインで、現在は新規採掘ごとに25ビットコインが発行され、その量は4年ごとに半減します。各マイニングセッションの後、すべてのマイナーは次のラウンドのマイニング競争に参加します。各人がマイニングを行う確率は、ビットコインシステムに貢献する計算能力に比例します。総勘定元帳は、このような洗練された公正なマイニングメカニズムに依存することで存在し続けます。

上記がビットコインの仕組みです。たとえ一部が理解できなくても、信頼関係を確立することなく、分散型ネットワーク内のすべてのノードが同じ台帳を保持できることを知っていれば問題ありません。ビットコインは登場してから7年になります。ビットコインは90回も死んだと宣言されている「ビットコイン死亡記事」というコラムを含む、ビットコインの失敗を訴える声が絶えずあるにもかかわらず^[10] 、システム全体は依然として正常に機能しています。ビットコインとその基盤となるブロックチェーン技術は、時の試練に耐えてきました。

5. ブロックチェーンと銀行家

長い準備を経て、ついに銀行家たちが到着しました。ビットコインは本質的に決済システムであり、銀行の最も重要なインフラの1つでもあるため、ブロックチェーン技術が銀行家の注目を集めるのは当然のことです。では、ブロックチェーン技術は銀行家にとって何を意味するのでしょうか?

簡単な銀行間送金から始めましょう。プロセスは通常、受取人が送金リクエストを開始し、受取人の銀行がリクエストを受け入れて、対応するビジネスの決済機関に提出します。決済機関は、受取人の銀行と受取人の銀行間の資金移動を処理する責任を負います。最後に、受取人の銀行が受取人の口座に資金を追加します。もちろん、実際の操作はもっと複雑ですが、これは理解を助けるために簡略化されたプロセスです。

支払人 -> 支払人の銀行 -> 決済機関 -> 受取人の銀行 -> 受取人

このプロセスにおいて、中間の決済機関は後から登場した。初期の頃は、銀行間の送金は銀行同士が口座を開設することで行われていました。先ほどの集中型システムと分散型システムの比較表を思い出すと、初期モデルは明らかに右側の分散型システムに属します。このモデルの最大の欠点は、会計コストが非常に高いことです。 2 つの銀行間のすべての送金に個別の「簿記」が必要な場合、100 の銀行で構成される決済システムでは 9,900 冊の帳簿を保管する必要があります。特に郵便で送金が行われていた時代には、各銀行は口座の正確性を確保するために他のすべての銀行と頻繁に照合する必要がありました。このようなシステムを維持するには、どれほどの労力が必要になるかは想像がつくため、決済機関が誕生しました。

決済機関の運営は非常にシンプルです。各銀行は決済機関に口座を開設し、各銀行の口座間のすべての振替は決済機関によって行われます。これにより、各銀行は決済機関との調整のみを行う必要があるため、会計コストが大幅に削減されます。しかし、この取り決めは重大な変化ももたらしました。つまり、決済システムが分散型システムから集中型システムに変更され、決済機関がすべての取引の仲介者になったのです。銀行 A が銀行 B に送金したい場合、銀行 A は自ら送金するのではなく、決済機関を信頼して、決済機関に送金を委託して完了させました。

この変化はなぜそれほど重要なのでしょうか?信頼にはコストがかかるからです。クレジットカードで支払う場合、私たちはUnionPay、Visa、MasterCardなどの仲介業者を信頼します。信頼のコストは、銀行が私たちに請求する手数料や仲介業者が商人に請求する手数料に含まれています。海外の友人に送金する場合、私たちはWestern UnionやMoneyGramなどの仲介業者を信頼します。信頼にかかるコストは、国際送金手数料に含まれています。異なる決済サービスには異なる仲介業者が対応しますが、信頼を得るためにコストを支払わなければならないという点は同じです。では、ブロックチェーン技術はシステム全体のコストを削減できるのでしょうか?答えは「はい」です。異なる機関がブロックチェーンを使用し、異なる効果を生み出します。

UnionPay のような決済機関にとって、コスト削減効果は明らかです。ビットコインにおけるブロックチェーンのパフォーマンスは、複雑な決済システムに対して完全に自動化され、ほぼ瞬時に処理できるソリューションを提供できることを証明しており、それによって決済機関の人件費が大幅に削減され、口座への入金速度が向上します。

銀行にとって、コスト削減効果は上記2点に限りません。ブロックチェーン技術が解決する主要な問題、つまり信頼に基づかない分散システムにおける情報に関する合意形成について確認してみましょう。つまり、ブロックチェーンの助けを借りて、銀行は他人への信頼に頼ることなく信頼できる決済システムを確立できるのですが、では仲介者の存在にはどのような意味があるのでしょうか。したがって、銀行員を目指す人の目には、理想的な支払いプロセスは次のようになります。

支払人 -> 支払人の銀行 -> 受取人の銀行 -> 受取人

清算機関とは何の関係もありません。ブロックチェーン技術は、仲介業者のコストを節約するだけでなく、すべての銀行がすべての取引を含む同じ総勘定元帳を記録するため、相互の調整の手間が省かれ、会計コストをさらに削減できます。

両者を比較すると、ブロックチェーンの探求の道を共に歩んでいるものの、決済機関と銀行の目的地は同じではないことがわかります。明らかに、銀行の解決策はコストを大幅に削減できます。これは、銀行家たちが成功すれば、私たち一般人もその恩恵を受けることができるということを意味しているのでしょうか?結論はおそらくそれほど楽観的ではなく、その理由も理解しにくいものではありません。オオカミとトラが同時に羊を捕まえると、オオカミは一口少なく食べ、トラは一口多く食べますが、羊はそれに何の関係もありません。銀行を経由せずに自分たちで支払いを完了することができない限り、銀行がコスト削減分を私たちに還元してくれることへの願いは、いつまでも願いのままです。したがって、意欲的な預金者の目から見ると、理想的な支払いプロセスは当然次のようになります。

支払人 -> 受取人

銀行や決済機関とは一切関係ありません。そしてこれがビットコインの重要性です。これにより、技術的に初めて、銀行を経由せずに支払人と受取人の間で直接支払いを完了する能力がすべての人に与えられます。メキシコ、インド、アフリカなどの出稼ぎ労働者が母国に送金する場合、送金会社は送金金額の5～12％を手数料として徴収する。アメリカでもクレジットカード会社は取引ごとに1％～2.5％の手数料を請求している^[11] 。ただし、ビットコイン取引ごとの手数料は、金額に関係なく、わずか 0.0001 ビットコイン (0.3 セント未満) です。これらの数字が銀行家にとって何を意味するか考えてみましょう。この観点から見ると、ビットコインの恩恵を受けるのは、それを使用する人だけではありません。

6. ブロックチェーン応用の展望

最後に、冒頭でも触れたナスダックについてお話しします。ビットコイン自体が決済システムであるため、銀行家がブロックチェーンに注目するのは当然であるならば、ナスダックのブロックチェーンに対する熱意はどこから来るのでしょうか?これには、ビザンチン将軍問題の定義を思い出す必要があります。信頼に基づかない分散ネットワークで、どのようにして情報に関する合意に達するのでしょうか?定義全体は金銭の移転については触れていませんが、「情報」という言葉が使われています。つまり、この「情報」が何であれ、コンセンサス問題で説明されている条件下にある限り、ブロックチェーン技術は潜在的な解決策となります。ビットコインでは、合意を必要とする情報はすべての取引の総勘定元帳であり、「ビットコインの所有権の各移転の記録」とも理解できます。この情報を「証券所有権移転記録」に置き換えると、証券取引所の業務になるのではないでしょうか。このようにコンセンサス問題を理解できれば、ナスダックにとってブロックチェーン技術が魅力的であることは明らかです。実際、証券取引も支払いプロセスに似た構造を持っています。

買い手 -> 買い手のブローカー -> 証券取引所 -> 売り手のブローカー -> 売り手

ブロックチェーンはどのような点で取引の効率性を向上させるのでしょうか?ブローカーを目指す人、買い手を目指す人、売り手を目指す人の目から見て、理想的な取引プロセスとはどのようなものでしょうか?以前の分析と比較すると、誰もがこれらの問題について明確な考えを持つはずです。

もちろん、コンセンサス問題における情報は所有権の移転に限定されません。理論的には、すべてのデジタル化されたコンテンツはブロックチェーンで処理することができ、分散型Weibo Twister、分散型チャットソフトウェアBitmessage、分散型クラウドストレージStorj、分散型ドメイン名システムDot-Bitなど、多くの興味深いブロックチェーンアプリケーションが開発されています。それらのほとんどには、ビットコインの特徴的な特徴があります。コストの低さ、セキュリティの高さ、改ざんできない情報、そしてヒトデの粘り強い生命力などです...

それは飛ぶだろう、ついに飛ぶ。

報酬の送付先

https://zhuanlan.zhihu.com/p/20519827

参考文献

注釈（↵で本文に戻る）

http://www.pbc.gov.cn/goutongjiaoliu/113456/113469/999049/index.html↵
http://www.pbc.gov.cn/goutongjiaoliu/113456/113469/3008070/index.html↵
http://www.coindesk.com/chain-issues-investor-shares-nasdaq-linq/↵
http://fintechnews.ch/blockchain_bitcoin/introduction-bitcoin-blockchain-for-fiancial-services/1968/↵
https://bitcoin.org/bitcoin.pdf↵
http://newlibertystandard.wikifoundry.com/page/2009+Exchange+Rate↵
http://nakamotoinstitute.org/crypto-anarchist-manifesto/↵
https://en.wikipedia.org/wiki/E-ゴールド↵
http://www.8btc.com/bitcoin-and-the-byzantine-generals-problem↵
https://99bitcoins.com/bitcoinobituaries↵
https://www.washingtonpost.com/news/innovations/wp/2016/01/19/rip-bitcoin-its-time-to-move-on/↵