ブロックチェーン技術のロジックと原理を1つの記事で理解する

1. ブロックチェーンに必要な基盤：人工知能

ブロックチェーンとは何ですか?今日は、最も深い論理を最も平易な言葉で皆さんに伝えようとしました。

本質的に、ブロックチェーンは「群集型人工知能システム」と説明されています。

問題は、人工知能とは何なのかということです。

「知性」の定義については科学界で多くの論争がありました。ハン・フェン博士清華大学出身で、ブロックチェーンを研究しながら物理学から理論を提唱した。理論は次のとおりです。原則として、ランダウアーの原理によれば、「エントロピー」は物事の最も混沌とした無知な状態です。 1 ビットの「エントロピー」を不可逆的に除去すると 1 ビットの情報が生成され、このプロセスでは少なくとも KT ln2 のエネルギーが消費されます。

混沌とした無知な状態が排除されるため、生成される情報は「インテリジェンス」となります。

既存の銀行システム（中央銀行が中心）、通貨システム（中央銀行が中心）、国家機関（中央政府が中心）など、現在の制度やシステムのほとんどは、「一中心」のインテリジェントシステムと見なされています。

集中化の特徴は、中央ノードが分散ノードの情報を持ち、サブノードは他のノードの情報を持たないことです（集中化、非公開トランザクション）。

さらに、集中化の問題点として、システムのセキュリティが中央ノードのセキュリティに依存しており、分散ノードはこれを制御できないことが挙げられます。

集中型ノードの概略図/神湾宏源研究

動物界で使用できる中心と複数の中心の最も適切な比喩は、クマとハチ、クマの巣穴とハチの巣です。

クマは中心的な意思決定者であり、自分自身で決定を下します。ミツバチは、隣のミツバチと一定の距離を保つなど、巣の基本的な規則に従います。

中央集権から分散化へ

集中型システムでは、通常、決定を下すノードは 1 つだけなので、解決される「エントロピー」と取得される「ビット」は少なくなります (小さくなります)。センターが N 個のノードの N*Kln2 エントロピー削減問題を完了するには、2 を N 乗に圧縮する必要があります。このプロセスでは、問題を解決する難しさが指数関数的に増加します。

式はKln2のN乗である。

ノード数が 45 を超える場合、中心を超光速で圧縮できます。これはどういう意味ですか？これは物理学の限界を超えています。

そして、すべてのミツバチはマクスウェルの悪魔であると考えられています。

マクスウェルの悪魔の概念図 出典/インターネット

マクスウェルの悪魔とは何ですか?

Google で検索してください:マクスウェルの悪魔はマクスウェルによって作成された悪魔です。液体またはガスが満たされた容器の中央にあるドアを保護します。ブラウン運動（補正されていない運動）をしている液体または気体の分子がこれに当たると、常に動きの速い分子が一方の側に、動きの遅い分子がもう一方の側に移動します。しばらくすると、容器の片側は熱くなり、もう片側は冷たくなります。熱い側を使って作業ができます。このようにして、「永久機関」を構築することができます。 (しかし、反論としては、これは熱力学の第二法則に違反しているというものです。理論的には不可能であることが証明されています。つまり、そのような「妖精」はそもそも存在しないか、この「妖精」も「食べる」、つまりエネルギーを消費する必要があるかのどちらかです。その結果、利益よりも損失が多くなるだけです。)

簡単に言えば、理想的な「マクスウェルの悪魔」は、自己補償メカニズムを備えた人工知能として理解できます。

2. ブロックチェーンの起源

ここまで言っておきながら、マクスウェルの悪魔は何の役に立つのでしょうか?それは分散化の基盤です。

私たちが話しているブロックチェーンとは何でしょうか?ビットコインではアカウントを記録するためにコンピュータ端末が必要であることはわかっています。アカウントを記録する権利を競い合い、そのプロセスを完了するプロセスはマイニングと呼ばれ、アカウントを記録するすべての「マイナー」は「マクスウェルの悪魔」です。

マイニングに関して、より学術的な表現は次のようになります。ビットコインの「マイニング」の本質は、ランダムな文字列のハッシュ値を繰り返し計算し（暗号化やデジタル署名でよく使用される文字列変換操作）、その結果が特定の要件を満たしているかどうかを確認することです。ビットコインの「マイニング」ハードウェアは、CPU->GPU->FPGA->ASIC という 4 つの開発段階を経てきました。現在、ビットコイン業界ではマイニング計算を実行するために ASIC チップを使用しています。

プロセス的には、次のように実装されます。ネットワーク内のノードは、有効だが検証されていないトランザクションを収集し、それらを時系列順にブロックに配置します。さまざまなノードが参加して、ワークロードの問題を解決しようとします。ノードのこの動作はマイニングと呼ばれます。

最も初期のブロックチェーン技術は、ブロックチェーン技術を初めて適用したビットコインによって有名になりました。ブロックチェーンは、ビットコイン取引が実行される基盤でもあります。

それは「保存と検証のプロトコル」です。

また、分散ストレージと完全なネットワーク検証を通じてセキュリティを確保する「分散型データベース」でもあります。これらの機能はすべてビットコインでうまく活用されています。

ブロックチェーンは、3 つの大きな問題点を解決します。

分散化: (前の記事で単一の中央インテリジェント システムの「Kln2?」式を覚えていますか?) 集中型システムでは、参加ノードの数が 5 から 100 に増加すると、システム リスクが増加します。マルチ集中型（つまり、分散型）システムでは、参加ノードの数が 5 から 100 に増加すると、システム リスクは指数関数的に減少します。

セキュリティ:ブロックチェーンは、TCP/IP セキュリティ伝送問題や情報ネットワークの分散型信頼問題も解決できます。 TCP/IP プロトコルに基づく価値インターネットを構築することで、金融業界の既存の生産方法を根本的に変え、社会組織や生産方法を覆すことができます。信頼:ブロックチェーン内の各ノードは互いの情報を持っているため、情報は匿名にすることができます (トランザクションは公開されます);システム内のトランザクションの承認はすべてのノードのコンセンサス原則に依存し、ルールはすべてのノードに対して公平かつ必須です（分散型）。さらに、時間が経ち、トランザクションの数が増えるにつれて、各ノードで同期的に更新されるチェーンがどんどん長くなり、改ざんがますます困難になります。

3. ブロックチェーンアプリケーション

集中型システムと分散型システムの最も代表的なものは、銀行とビットコインです。

銀行システムの場合: 従来の銀行元帳は、集中化と非公開取引を特徴としています。

銀行はユーザーの口座や取引履歴の情報を全て保有している（一元化） ユーザーは自分の記録しか持たず、他のユーザーの取引記録を知ることはできない（取引は非公開） 全ての取引支払記録が手元にあれば、口座情報を推測できる（一元化リスク）

取引実績は以下のとおりです。

ビットコイン取引システムでは、分散化と公開取引の特徴を備えています。

ビットコインには中央ノードが存在しない（分散化）

すべての取引は公開されます（取引は公開されます）

ただし、すべての取引は匿名であるため、すべての取引情報があっても、個人に対応する口座情報を推測することは不可能である（セキュリティ）

取引記録のサンプルは次のとおりです。

実際、世界中で50以上の銀行がブロックチェーン技術を開発し、応用しています。次のようなニュースが見られます。

2016/6/22 BNPパリバと他の金融機関7社が共同でブロックチェーン決済システムを開発（BNPパリバ、フランス信託銀行、ユーロクリア銀行、ユーロネクスト、S2iEM、ソシエテジェネラル、パリ金融市場協会）

2016年は、ブロックチェーン技術に基づく高性能ポンド決済システムの新しい青写真の設計に重点が置かれる（イングランド銀行）

2016/6/24 リップル社、R3 スタイルの協力ネットワーク構築のため 7 つの銀行を技術パートナーとして追加 リップル社は、技術協力ネットワークに 7 つの新しい銀行を追加したことを発表しました。これにより、クロスボーダー送金にブロックチェーン ベースの技術を実際に使用する世界初の企業となる予定です (サンタンデール銀行、UBS、ウニクレジット銀行、ライゼ銀行、カナダ帝国商業銀行、アブダビ国立銀行 (NBAD)、ATB ファイナンシャル)。銀行によるブロックチェーン技術の応用は氷山の一角に過ぎません。証券、決済、土地登記、投融資、物流などの分野でブロックチェーン技術の応用開発が行われています。ブロックチェーン技術の応用に関する私の議論を、国金証券の図、特に「プログラム可能な社会」のビジョンで締めくくりたいと思います。考えてみると本当に素晴らしいですね！