ブロックチェーンでできること、できないこと

ブロックチェーン技術は非常に求められていますが、その大部分はまだ研究とテストの段階にあります。これに競合する他の技術も存在します。ブロックチェーンの実際の大規模な商用アプリケーションには、まだテストに時間が必要です。

ビットコインの登場から5年後の2014年、その背後にあるブロックチェーン技術はビットコイン自体よりも人気が出始めました。多くの機関がこの一見単純で洗練されていない技術的概念に多額の投資を行っており、一部の研究者はそれが経済と社会を変えるだろうと主張しています。この記事では、ブロックチェーンとビットコイン、ブロックチェーンでできることとできないこと、集中化と分散化、技術ルールと法律ルール、ガバナンスと監督、中央銀行と商業銀行など、さまざまな角度からブロックチェーンを分析することを目的としています。

ブロックチェーンとデジタル通貨：技術と応用

ブロックチェーンはビットコインとともに普及してきた技術です。デジタル通貨としてのビットコインが譲渡可能な価値を持つためには、信頼の問題を解決する必要があります。これまで、信頼は集中型ソリューション、つまり企業や政府の信用を承認し、すべての価値移転計算を中央サーバーに配置することによって実現されていました。ビットコインの創始者であるサトシ・ナカモトは、分散型台帳、つまりブロックチェーンを通じて分散型ソリューションを提供しました。

このシステムでは、通貨の所有権は公開台帳に記録され、暗号化プロトコルとマイニング コミュニティによって確認されます。分散、非中央集権化、信頼性、不変性、暗号化セキュリティなどの特徴を備えています。ブロックチェーンがデジタル通貨における「二重支払い」や「ビザンチン将軍」の問題を効果的に解決したからこそ、ビットコインに代表されるデジタル通貨は一定の範囲内で急速に発展したのです。

いわゆる「二重支出」問題とは、ブロックチェーン暗号化技術が登場する前は、暗号化されたデジタル通貨は他のデジタル資産と同様に、無限に複製可能であったという事実を指します。中央集権的な仲介組織がなければ、人々はデジタル現金の金額が使われたかどうかを確認する方法がありません。したがって、各デジタル現金が 1 回だけ使用されることを保証するために、取引台帳を保持する信頼できる第三者が取引に存在しなければなりません。サトシ・ナカモトはブロックチェーンを使用してタイムスタンプを刻印し、それをネットワーク全体に公開して、各通貨が支払われた後は他の支払いに使用できないようにしました。他のノードは、ブロックに含まれるすべてのトランザクションが有効であり、以前に存在したことがない場合にのみ、ブロックの有効性を認識します。

「ビザンチン将軍問題」とは、東ローマ帝国時代に城を包囲していた数人の同盟将軍が、情報を伝達するために使者しか頼ることができなかったため、裏切り者に騙されて混乱したり、間違った判断を下したりすることをどうやって防ぐことができたかを指します。

この問題を解決するために、数学者は、将軍が前の将軍から情報を受け取った後に独自の署名を追加し、それを自分以外の他の将軍に転送できるようにするアルゴリズムを設計しました。このような情報循環の連鎖により、将軍は裏切り者を見つけることなく合意に達することができ、得られた情報と下された決定が正しいことが保証されます。

ブロックチェーン技術は、デジタル通貨だけでなく、他の幅広い用途にも使用できます。通貨範囲でのアプリケーションはブロックチェーン1.0と呼ばれ、主に通貨と支払い方法の分散化を解決します。

ビットコインが誕生した当初から、サトシ・ナカモトは、複数の種類のトランザクションをサポートできるようにビットコインをプログラム可能にすることを検討していました。これを出発点として、ブロックチェーン技術の応用範囲はデジタル通貨を超えました。ブロックチェーン2.0 は、さまざまな金融取引、公的記録、私的記録など、さまざまな種類の資産や契約を登録、確認、転送するために使用でき、よりマクロなレベルで市場全体を分散化します。ブロックチェーン3.0は経済分野を超えて、世界規模で物理的資源や人的資産のますます自動化された配分を実現し、科学、健康、教育などの分野で大規模なコラボレーションを促進するために使用できます。

ブロックチェーンはビットコインのおかげで人々に知られるようになったと言えますが、ブロックチェーンはビットコインよりもさらに進んでいます。ブロックチェーンは中立的な技術であり、ビットコインはそのアプリケーションの 1 つです。

CICCの分析レポートには、「ビットコインは2009年の誕生以来、価格の急激な変動や犯罪に関連した悪評により、主流には程遠い状況が続いていた。ビットコインの背後にあるアーキテクチャプロトコルであるブロックチェーンは、ますます注目を集めている」と記されている。英国政府科学局の報告書「分散型台帳技術：ブロックチェーンを超えて」も、「重要なのは、技術自体が良いか悪いかではなく、この技術の応用シナリオは何か？なぜ設計されたのか？どのように適用するのか？起こりうる問題を回避するために、どのようなセキュリティ対策が講じられているのか？」と指摘している。

ブロックチェーンでできること、できないこと：利点と限界

2014年以降、ブロックチェーン技術はビットコインとは別に見られるようになりました。ますます多くの企業、政府機関などがブロックチェーン技術に興味を持ち、ブロックチェーンアプリケーションの研究開発に投資される資本も増えています。関連するスタートアップ企業が登場しているだけでなく、伝統的な機関もブロックチェーンを導入するために社内研究や外部提携を開始しています。

ブロックチェーンがこれほど人気が​​ある理由は、その特性と利点と切り離せません。英国科学庁の定義によると、ブロックチェーンとは、いくつかの記録を（単一のフォームや紙に集めるのではなく）ブロックに保存するデータベースです。各ブロックは、暗号署名を使用して次のブロックに「リンク」されます。十分な権限を持つ人なら誰でも「コンセンサス アルゴリズム」を使用して共有し、共同で台帳の信頼性を維持できます。

上記の特性により、ブロックチェーン技術には次のような利点があります。

1つは分散化です。これは、信頼できる第三者は必要ないということを意味し、ネットワーク全体を混乱させるには少なくとも51 % のノードが攻撃される必要があることも意味します。

第二に、データの改ざんが困難です。まず、一方向の数学関数を介してハッシュ アルゴリズムを使用して、誰かが情報を改ざんしようとしているかどうかを確認します。 2 番目に、各ノードは完全なデータベースのコピーを取得できるため、データベースを改ざんしようとする試みは明らかになります。最後に、プルーフ・オブ・ワークのメカニズムなどの方法を使用して、正直なチェーンが最速の速度で拡張され、他の競合チェーンを上回ることが保証されます。既存のブロックを変更する場合、ネットワーク全体の計算能力の51 % 以上が必要となり、偽造のコストが予想される利益よりも高くなります。

3つ目は信頼性の欠如です。データを交換するシステムに参加している各ノード間で相互信頼は必要ありません。システム全体の運用ルールはオープンかつ透明であり、データの内容もすべて公開されています。したがって、システムによって指定されたルールと時間の範囲内で、ノードは他のノードを欺くことはできませんし、欺くこともありません。

4番目に、透明性とプライバシーは一貫しています。アカウントはネットワーク全体で公開されますが、ユーザー名は非表示になります。

5は中立です。ビットコインを例にとると、文化、言語、宗教、身分、政治体制、経済地域に制限されることなく、誰でもビットコインを使用できます。これは、銀行口座を持っていない人や金融サービスに十分にアクセスできない人でも、低技術の環境でビットコインを使用できることを意味します。

金融の観点からは、銀行、証券、保険などの分野ですでにいくつかの応用例があります。たとえば、リップルは金融機関に、国境を越えた支払いや外国為替のマーケットメイキングのためのブロックチェーンソリューションを提供しています。 24時間365日リアルタイムの決済サービスを提供し、取引は通常数秒で完了します。また、アルゴリズムを使用して取引の最適価格を見つけることもできるため、効率が向上し、コストが削減されます。 NASDAQはブロックチェーンのスタートアップChain.comと協力してプライベートエクイティ取引用のLinqプラットフォームを正式に立ち上げ、 2015年12月30日に同プラットフォーム上で初の株式発行を完了した。ロイズは、ブロックチェーンを活用したトレーディングルームとトークンに基づく保険市場アライアンスを含む「ターゲットオペレーティングモデル」と呼ばれる近代化プログラムを開始しました。このブロックチェーンを活用したトレーディングルームにより、国際的な保険会社は仲介業者を必要とせずに、より安全かつ便利に世界的な譲渡および再保険取引に参加できるようになります。

経済の観点から見ると、ブロックチェーンはモノのインターネット、シェアリングエコノミー、資産識別などの分野での応用において一定の進歩を遂げています。例えば、 2015年に設立されたEverledgerは、ブロックチェーン技術をベースにしたダイヤモンドデジタル台帳です。各ダイヤモンドのデジタル「パスポート」を作成し、原産地を記録し、所有権を追跡し、スマートコントラクトを使用してダイヤモンドの販売と譲渡の条件をリンクし、契約を自動的に実行することができます。

政府行政の分野では、ブロックチェーン技術は先進国と発展途上国の両方で応用できる余地があります。

バルト海に面したエストニアは人口わずか130万人ですが、世界で最も国家公開鍵基盤（ PKI ）を活用している国です。エストニアは2013年からブロックチェーン技術を活用して国民の身元情報や企業情報を管理している。住民はPKIを使用して、処方薬の受け取り、投票、オンライン バンキングへのログイン、子供の教育記録の確認、政府給付金の申請、税金の申告、遺言書の提出、兵役の申請など、 3,000を超える機能を利用できます。企業はPKI ID を使用してライセンスを申請したり、財務諸表を提出したり、株式文書を発行したりすることができます。政府職員は、安全な通信のためにファイルを暗号化したり、ライセンスの確認や承認を行ったりするのにPKIを使用します。閣僚は、議題の確認、投票、議事録の確認にPKI を使用します。

英国もブロックチェーン技術に強い関心を持っています。政府科学局やイングランド銀行などの機関はブロックチェーンに関する徹底的な研究を行ってきました。英国政府は、デジタル化を通じて公共サービスの質を向上させることを目指すD5諸国グループプロジェクトを後援している。加盟国には英国、イスラエル、ニュージーランド、韓国、エストニアなどがある。

しかし、これはブロックチェーン技術に制限がないことを意味するものではありません。最も初期かつ最大のブロックチェーンであるビットコインブロックチェーンには、ブロック容量が限られている、確認に時間がかかる、エネルギー消費量が多いなどの欠点があり、商業的応用が制限されています。近年、一部の企業や機関は、時間と労力がかかるプルーフ・オブ・ワークのメカニズムをプルーフ・オブ・ステークやプルーフ・オブ・シェアの承認などのメカニズムに置き換える他のブロックチェーンプロトコルを開発し、それによって取引速度を向上させ、エネルギー消費を削減しています。

それでも、ブロックチェーンの応用には依然としていくつかの課題が残っています。

一つは信頼の問題です。ユーザーは取引の相手方や中央集権的な仲介組織を信頼する必要はありませんが、ブロックチェーン プロトコルに基づくソフトウェア システムを信頼する必要があり、一般の人々は依然としてそれを承認する権威ある組織を必要とする場合があります。ブロックチェーン技術の分散化と改ざん防止の特性には限界があります。分散化は主にプライベート チェーンとコンソーシアム チェーンのレベルで実現され、上位レベルの機関またはシステムがブロックチェーン全体を制御できます。

2つ目は技術格差です。インターネット上でブロックチェーン技術を安全に使用できる人とできない人の間にはギャップがあります。この問題を解決するには、ユーザーがシステムについてあまり詳しく知らなくてもうまく使用できるように、また、システムがその機能と結果をユーザーに明確に示せるように、システムを「フールプルーフ」に設計する必要があります。

3つ目は安全性です。 51 % を超えるノードを攻撃してブロックチェーン システムを破壊することは困難ですが、攻撃者はウォレットをハッキングしたり、関連プラットフォームを攻撃するなど、システムを使用する個人を攻撃する可能性があります。

4番目に、プライバシーの課題があります。ユーザーとウォレット間の別名のアイデンティティは、匿名性の点で実際には非常に弱く、ビットコインのブロックチェーン取引の透明性と相まって、誰でもブロックチェーンを観察することで何かについての結論を導き出すことができます。

5 番目に、既存のアプリケーション テクノロジや使用習慣とスムーズに統合される必要があります。パス依存性により、古いアイデアが新しいモデルの出現を制限する可能性があります。既存のアプリケーション テクノロジには、ある程度の顧客定着性があります。ブロックチェーン技術が広く受け入れられるためには、既存のパス依存性を克服する必要があります。

6 番目に、技術的なルールには、現実世界で必要とされる柔軟性が欠けている可能性があります。例えば、CICCの分析レポートでは、事後償還が不可能であること、ネットポジションで決済できないこと、証券を貸し出せないこと、取引トークンと実物資産のマッチングが不可能であること、スマートコントラクトの自動実行によって自己強化的なフィードバックループが形成され、金融の不安定化につながる可能性があることなど、現在のブロックチェーンが金融インフラを変革する上での欠点が指摘されています。

これらの障害の一部はブロックチェーン技術の開発によって解決できますが、一部はブロックチェーン以外の技術が必要になる場合があります。ブロックチェーンは万能ではありません。コストとメリットを比較した結果、ブロックチェーン技術の使用に適した分野がいくつかあることがわかりました。例えば、 DTCC は、ブロックチェーンは証券の発行とそれに続くサービス、決済、指導決済、取引、複雑な金融契約の記録と比較、担保管理に特に適しているとするレポートを発表しました。

歴史的な経験から、技術革新が研究室から商業利用に移行するには「 30年ルール」があり、つまり技術革新には蓄積する時間が必要であることがわかります。ブロックチェーン技術は人気が出ていますが、そのほとんどはまだ研究とテストの段階にあります。これに競合する他の技術も存在します。ブロックチェーンの実際の大規模な商用応用は、時間をかけてテストされる必要があります。

中央集権と分散化のトレードオフ

分散化はブロックチェーン技術の中核ですが、高い冗長性、低い効率性、リソースの浪費ももたらします。

分散化には、情報がネットワーク全体にブロードキャストされ、記録されることが必要です。 1 秒あたり数十万件の頻度で行われる金融取引の場合、フルネットワーク ブロードキャストではネットワーク パフォーマンスに極めて高い要求が課せられます。フルネットワークアカウンティングでは、ストレージスペースが必要になります。ブロック容量も問題です。サトシ・ナカモトがビットコインのブロックチェーンを設計したとき、彼は各ブロックに1MBの容量制限を設定しました。ビットコインの発行が増加し、その応用が普及するにつれて、取引時間が長くなり、ピーク時には一部の取引リクエストが失敗するようになりました。その後のブロックチェーンではブロック容量が拡大しましたが、ボトルネックはまだ存在しています。さらに、「マイニング」とも呼ばれるプルーフ・オブ・ワークのメカニズムには、大量のエネルギー消費が伴います。

その後のブロックチェーン技術は、効率性を向上させるために、上記のような面で改良が進められ、ブロックチェーンの形態は多様化して発展してきました。

集中化と分散化の度合いに応じて、パブリックブロックチェーン、コンソーシアムブロックチェーン、完全にプライベートなブロックチェーンの3種類のブロックチェーンがあります。それらの違いは記事内の図に示されています。

パブリックブロックチェーンの利点は、ビットコインの人気によって実証されています。完全に分散化された性質により、開発者の影響からユーザーを保護し、より大きなネットワーク効果をもたらすことができます。それが主張する自由、中立性、開放性は多くの人々に歓迎されています。

パブリックブロックチェーンと比較して、コンソーシアムブロックチェーンとプライベートブロックチェーンは効率性と柔軟性の点でより多くの利点があり、それは主に以下の点に反映されています。

まず、取引コストが安くなります。トランザクションは、ネットワーク全体による確認を必要とせず、信頼できる少数の高計算能力ノードによってのみ検証される必要があります。

第二に、ノードが適切に接続され、障害は人間の介入によって迅速に修正でき、コンセンサス アルゴリズムを使用してブロック時間を短縮できるため、トランザクションをより速く完了できます。

3 番目に、読み取り権限が制限されている場合、より優れたプライバシー保護を提供できます。 4番目に、柔軟性が高くなります。必要に応じて、プライベート ブロックチェーンを運営するコミュニティまたは企業は、ブロックチェーンのルールを簡単に変更したり、トランザクションを復元したり、残高を変更したりできます。

ブロックチェーンの発展と進化は、経済・金融の歴史の中で繰り返し現れてきた集中化と分散化の相互対立と浸透をよく反映しています。ブロックチェーンの現実世界での応用は現実世界のニーズに依存します。イーサリアムの創設者は、「1 つのブロックチェーンだけが存続できるという考えは完全に誤解を招くものです...すべては必要なもの次第です」と述べています。

法的および技術的ルール

ブロックチェーンが賞賛されるもう一つの重要な理由は、技術的なルールによって行動が制約されることです。スマート コントラクトを例にとると、スマート コントラクトは元帳内で実行可能なプロパティを持つデータ レコードです。これらの内容は、特定の状況下で実行がトリガーされます。トリガー方法には、時間駆動型（住宅ローンの償還など）、イベント駆動型（遺言執行など）、条件駆動型（賭け契約など）、支払い決済（無人工場など）などがあります。

実際、現実世界のデジタル化は長い間進行しており、法的ルールと技術的ルールが同時に機能していますが、ブロックチェーン技術により、技術的ルールの役割がより顕著になっています。ブロックチェーンをベースとするビットコインは、法的ルールなしに技術的なルールのみに依存して効果的に機能できることを示しています。ネットワーク内のすべての参加者は、同じまたは互換性のあるソフトウェアを実行し、動作の規範を定義します。

たとえば、参加者は自分のキーで証明できる残高のみを使うことができます。各取引は台帳に記録される前に検証される必要があり、検証者はマイニングを通じてアカウントを記録し、ビットコイン報酬を受け取る機会を求めて競争します。ビットコインの発行数は限られているなど。

技術的ルールの大きな利点は、コンプライアンス コストが低いことです。参加者は、トランザクションを発行するために、準拠したソフトウェア パッケージを使用するだけで済みます。これにより、人々は時間と空間の制限を超越し、信頼ではなく技術的なルールに頼ってコラボレーションや取引などを完了できるようになります。

しかし、ブロックチェーンの応用においては、技術的なルールだけに頼っていてはすべての問題を解決できないことが徐々にわかってきました。 1 つは、ルールに従うことで予期せぬ結果や望ましくない結果が生じる場合でも、機械はルールを厳格に施行するということです。第二に、ブロックチェーンの応用に物理的な資産が関係し、物理的な資産が管轄の法的ルールの対象となる場合、技術ルールと法的ルールの調整が非常に重要です。第三に、技術的なルールは数学的なアルゴリズムだけで管理することはできません。それらも人間によって作成されますが、コードとソフトウェアの形で作成されます。ソフトウェアに組み込まれるルールを誰が作成するかは、技術的なルールに関与するすべての参加者に影響を与えます。これは、ブロックチェーンの開発においては、技術的なルールの策定に参加することが重要であることも示しています。

ガバナンスと規制

この質問は前の質問と関連しています。ガバナンスは、システム参加者が自らの私的権利を保護するために規範を策定することであり、規制は、外部機関が公共の利益を保護するために規範を策定することです。前者には、企業や機関の内部統制と業界団体や連合の自己規律の両方が含まれます。

ブロックチェーンの応用は常に進化しています。企業や機関は、一方では内部ガバナンスを最適化することで顧客のニーズを満たす必要があり、他方では関連するアライアンスのルール策定に積極的に参加する必要があります。中国の企業や機関はこの点に関して実験を始めている。 2016年2月3日、中関村（ 000931 、ストックバー）ブロックチェーン産業連盟が設立され、大学、研究機関、企業間の協力と交流プラットフォームを構築し、国内外のブロックチェーンの生産、学習、研究協力を組織し、メンバーユニットが発展の過程で遭遇する技術問題、知的財産保護、産業化などの問題を解決し、完全なブロックチェーン産業チェーンを構築することに取り組んでいます。

規制当局にとって、この課題はさらに困難だ。技術の発展により、規制当局は市場の失敗を補い、システムリスクに対抗するために、法的ルールと技術的ルールの両方を使用して規制することを検討する必要があります。

パブリックブロックチェーン（ビットコインなど）を法的ルールで規制する際の大きな課題は、その分散型の性質により、既存の法律の下で適用可能な規制対象を見つけることが難しく、簡単に回避できることです。代替的な解決策としては、取引所やウォレットプロバイダーなど、ビットコインを扱う事業を規制し、関連する取引がマネーロンダリング防止やテロ資金対策などの既存の法律に違反しないようにすることです。

前述のように、ブロックチェーン技術は技術的なルールの重要性を強調しています。規制当局は考慮しなければならない