ブロックチェーン非公開会議後の簡単な要約と感想

先週、世界初のブロックチェーンサミット「ブロックチェーン - 新経済ブループリント」が上海のハイアット・オン・ザ・バンドで成功裏に開催されました。ブロックチェーン技術の概念と応用は、中央銀行金融研究院、上海証券取引所、デロイト、UBS、アント・ファイナンシャル、IBM、ファーウェイなどの機関や企業から300人のゲスト代表者の注目を集めました。

サミットの議長であり、Wanxiang Blockchain Labの創設者である肖风氏は次のように述べています。

「ブロックチェーン技術は、情報を伝送する情報インターネットから価値を転送する価値インターネットへのインターネットの進化を告げています。」

金融の世界では、ブロックチェーン技術について聞いたことがないとしたら、それは本当にアウトです。ゴールドマン・サックス、ナスダック、JPモルガン・チェース、HSBC、シティバンク、バンク・オブ・ニューヨーク・メロン、バークレイズ、UBS、ロイヤル・バンク・オブ・スコットランド、モルガン・スタンレーなど、世界中の多くの金融機関がブロックチェーン企業と協力して、金融市場におけるブロックチェーン技術の応用を研究しています。

ブロックチェーン技術の本質は、分散型（非中央集権型）データベースです。偽造や改ざんはできません。さらに、サポートできる取引の範囲内では、ブロックチェーンのクロスボーダー取引の効率性と低コストは、従来の金融とは比べものにならないほど優れています。だからこそ、大手金融機関を引き付けることができるのです。ブロックチェーン技術の原理は、ビザンチン将軍問題という数学の問題と密接に関連しています。この問題に関しては、寝る前に読むと最高の脳トレになる名著『ビザンチン将軍問題の徹底考察』を読むことをお勧めします。ブロックチェーン技術の最初の素晴らしい応用として、ビットコインは金融の世界で幅広い注目を集めています。しかし、ビットコイン（通貨）以外のブロックチェーンアプリケーションはどうでしょうか？彼らのパフォーマンスはどうでしょうか?

Wanxiang Blockchain Lab シリーズの最初の書籍「新しいブロックチェーン経済の青写真と入門」では、誰もがさまざまなブロックチェーン アプリケーションを垣間見ることができます。この本の著者は、ブロックチェーン 1.0 (デジタル通貨)、ブロックチェーン 2.0 (スマート コントラクト)、ブロックチェーン 3.0 (分散型人工知能と組織) という 3 つの主要な開発段階の概念も提案しました。

この本はブロックチェーン アプリケーションの青写真を描いたものなので、これらのアプリケーションの実装方法については詳しく説明しておらず、ブロックチェーン テクノロジーの現在の多くの問題に対する解決策も取り上げていません。私の意見では、この本はブロックチェーン実験の方向性についてより多くの指針を提供しています。それが成功するかどうかは別の問題です。

会議の2日目は非公開会議であり、幸運にも私は傍観者として参加することができました。非公開の会議は主に3つの会場に分かれており、私が参加したのは「ブロックチェーン技術のコンセンサスアルゴリズムとスケーラビリティ」会議でした。この記事は、この会議の要約と私の個人的な表面的な見解の一部です。誤りがありましたら、遠慮なくご指摘ください。

1. ブロックチェーンの現在の問題点は何ですか?

1.1 コンセンサスメカニズムの問題

ビットコイン ブロックチェーンを例にとると、Prove of Work メカニズムを通じてブロックチェーンの全体的な運用とセキュリティを維持する役割を担っています。マイナーは、不正な取引を防ぎ、「二重支払い」を回避するために、ランダムハッシュ操作を通じてビットコインブロックチェーンを記録する権利を競います。このプロセスを完了するには電気が必要です。ビットコインのマイニングネットワークは毎日700万元の電力を消費すると推定されています。これもまた多くの論争を巻き起こしました。反対派は、ビットコインのマイニングプロセスは電力資源の無駄であり、不必要であると考えています。これにより、Prove of Stake などの他のブロックチェーン コンセンサス メカニズムも誕生しました。

1.2 取引確認時間に関する問題

ビットコインのブロックチェーンを例にとると、ビットコイン取引の現在の平均確認時間は約 10 分です。確認が6回あるので、待ち時間は1時間ほどかかります。もちろん、クレジットカードの確認に要する2〜3日に比べると、ビットコインは大きな進歩を遂げています。しかし、そうだとしたら、多くの一般ユーザーは満足しないのではないかと思います。この点に関しては、ビットコインの創始者であるサトシ・ナカモトが説明をしています。ブロックチェーンの取引確認時間はそれほど長くかかるわけではありません。これは単なる技術的な問題ではなく、トレードオフです。

1.3 取引頻度の問題への対処

さらに、ビットコイン ネットワークには現在、1 秒あたり 7 件のトランザクション (7tps) という制限があります。比較すると、Paypal の 2013 年第 3 四半期の総取引量は 7 億 2,900 万件で、1 秒あたり平均 93.75 件の取引でした。

世界最大の決済カード会社であるVISAの公式ウェブサイトの情報によると、VisaNetは2013年のテストで1秒あたり47,000件の取引を処理したとのことだ。

誰もがよく知っているAlipayは、2014年の「ダブル11」期間中に、1秒あたり47,500件の取引処理速度のピークを達成しました。

いくつかの主要な決済ネットワークと比較すると、ビットコイン ブロックチェーンは、トランザクション処理頻度の点では新生児に似ています。もちろん、これは初期のサトシ・ナカモトによる意図的な設計でもありました。ビットコインのブロックサイズは、不正なマイナーによる悪意のある行為や人々への悪影響（ブロックが大きすぎる問題など）を避けるために 1MB に制限されています。ビットコインのブロックチェーン決済ネットワークが今日数十億ドルの価値にまで成長できた理由は、その分散化によるものであり、これはサトシ・ナカモトがホワイトペーパーで言及したピアツーピアの電子キャッシュシステムでもある。

1.4 ブロックチェーンのサイズの問題

ビットコインブロックチェーンの完全なデータのサイズは現在44.43 GBに達しています。ユーザーが Bitcoin コア クライアントを使用してデータを同期する場合、同期が完了するまでに 3 日 3 晩かかる場合があります。さらに、ブロックチェーンのデータ量は依然として増加しており、ビットコイン コア クライアントの動作に大きな限界が生じています。一般ユーザーは Bitcoin コア クライアントの使用に適していません。これらすべてが原因で、実行中のビットコイン フルノードの数は増加するどころか減少しています。現在、ビットコインネットワークのフルノードの数は5186に減少しています。

2. 対応するソリューションは何ですか?

この非公開会議の主な参加者は、イーサリアムの創設者ヴィタリック・ブテリン氏、Cryptonomex（BitShares 2.0運営会社）会長スタン・ラリマー氏、Factom最高技術責任者ジャック・ルー氏、その他のゲストであり、会議では各社の暗号2.0プロジェクト（ビットコインコミュニティではアルトコインと呼ばれる）のブロックチェーンソリューションについてさらに議論された。

2.1 POWとPOSの論争

デジタル通貨コミュニティでは、POW と POS のメリットに関する議論が止むことはありません。 POS 支持者は、POW マイニングはリソースを浪費しすぎて持続不可能であると批判していますが、一方で POW 支持者は、POS メカニズムのトークン配布は不公平であり、金持ちがさらに金持ちになるという問題につながると考えています。

では、この 2 つのメカニズムのパフォーマンスはどうでしょうか?ここでは、簡単に計算をして、POW と POS の現在のパフォーマンスについて説明します。

A が 10,000 元のビットコインを保有し、B が 10,000 元の xx POS コインを保有しているとします。 （以下のデータは仮説であり、参考値はありません）

A さんはマイニングを行うためにマイニングマシンが必要なので、10,000 元のビットコインを使って XX ビットコインマイニングマシンを購入します。このマシンは 1 日あたり 100 元相当のビットコインを生産できます。ネットワーク全体の計算能力と通貨価格が変わらないと仮定すると、100日後には1万元相当のビットコインが生成され、消費される電力は約8,000元になります。この時点で、マイニングマシンの価格は5,150元まで下がっているので、Aさんの実際の純利益は（ビットコイン10,000元 - マイニングマシン料金10,000元 - 電気代8,000元 + マイニングマシン価値5,150元）= -2,850元となります。

Bは毎月保有コイン総数の0.5％を獲得できるというPOSルール（30日未満の部分は無効）によれば、100日後にはBの手持ちコインは約10〜150XXコインになり、実際の利益は約150XXコインになります。
C は 10 万元相当のビットコインを保有しており、D は 10 万元相当の xx POS コインを保有しています。

同様に、C は 10 万元のビットコインを使って 10 台の XX ビットコインマイニングマシンを購入しました。このマシンは 1 日あたり 1,000 元相当のビットコインを生産できます。ネットワーク全体の計算能力と通貨価格が変わらないと仮定すると、100日後に10万元のビットコインが生成され、消費される電力は約4万元になります（Cは電気代が安い）。この時点で、マイニングマシンの価格は5,150元まで下がっているので、Cさんの実際の純利益は（ビットコイン10万元 - マイニングマシン料金10万元 - 電気代4万元 + マイニングマシン価値51,500元）= 11,500元となります。

Dは毎月保有コイン総数の0.5%を獲得できるというPOSルール（30日未満の部分は無効）によれば、100日後にはDの手持ちコインは約101,500 XXコインとなり、実際の利益は約1,500 XXコインとなる。

比較すると、マイナーAは2,850元を失い、マイナーCは11,500元を獲得し、マイナーBとマイナーDはそれぞれ150XXコインと1500XXコインを獲得しました。

POS 通貨のルールは、コストの問題がないため、金持ちがさらに金持ちになるという問題が常に有効であるということです (POS 通貨を基準単位として)。

POW のルールは、追加コストのためにさらに複雑になります。マイナーが十分なリソースを持っていない場合、彼らは結局お金を失うことになるかもしれませんが、マイナーが安価な電力リソースを持っている場合、金持ちがさらに金持ちになるという問題も発生します。

さらに、POS コインの利息が高くなるほど、コインは不公平になります。一般的に、POS コインには時間ルールもいくつか追加されますが、そうすることで時間コストの制約が増加すると言われています。指定された時間内に新しいブロック（つまり、関心）を生成できない場合、消費を抑制するメカニズムが追加されます。これは一体何ですか？

POS メカニズムの最も議論の多い側面は、初期の配布の問題です。たとえば、典型的な NXT (Futurecoin) の場合、初期配布には多くの段階があります。

初期 IPO (1 NXT = 2 Satoshi)

第 1 週 (1 NXT = 100 Satoshi)

第 2 週 (1 NXT = 400-2000 サトシ)

言うまでもなく、IPO の初期段階でコインを手に入れた人は大金を稼いだに違いありません。支持者は、より大きなリスクを負うのだから、報酬も大きくすべきだと主張するだろう。しかし、こんなに短期間で急速に普及すると、本当にこれでいいのかと疑問に思わざるを得ません。

確かなのは、POW メカニズムは初期段階ではより簡単に受け入れられる一方で、POS は初期の配布では明らかに不利であるということです。簡単に言えば、POW は初期の開発に適しており、POS はその後のメンテナンスに適しています。

なお、Ethereum は現在でも PoW メカニズムを使用しています。 Vitalik氏によると、イーサリアムブロックチェーンが特定のブロックに到達すると、ブロックチェーンのコンセンサスメカニズムは硬分叉を通じてPoW切换至PoSマイニングに必要な電力を節約し、ブロック間の間隔時間を短縮します。

2.2 POSバリアントDPOS

ビットコインのマイニングでは、現在、少数の大規模なマイニングプールがネットワーク全体の計算能力の大部分を制御しているという現象が起きています。国内のAntPool、F2Pool、GuoPoolを例にとると、3つの合計計算能力は225Pに達し、ネットワーク全体の計算能力の約50％を占めています。この点に関して、イーサリアムやビットシェアーズを含むいくつかの暗号 2.0 プロジェクトの創設者は、ビットコインのマイニングはすでに集中化の問題に直面していると考えています。スタン・ラリマー氏は、BitShares の DPoS メカニズムについて講演しました。これは、中国語では Delegated Proof of Stake メカニズム (トラスティ メカニズムとも呼ばれます) と呼ばれています。その原則は、BitShares を保有するすべての人に投票権を与え、それによって 101 人の代表者を生成することです。これは 101 個のスーパーノードまたはマイニング プールとして理解でき、これらの 101 個のスーパーノードの権利は完全に平等です。ある観点から見ると、DPOS は米国の議会制度に少し似ています。代表者が職務を遂行できない場合（順番が来たときにブロックを生成できない場合）、その代表者はリストから削除され、ネットワークは彼らに代わる新しいスーパーノードを選出します。

しかし、このモデルにはいくつかの問題もあります。ここで私が提起した疑問があります。私が敗者で、BitShares をいくらか保有しているとします。しかし、私はこれらの候補者をあまりよく知らず、彼らがどのような意見を表明したいのかも知りません。そこで私は無作為に代表者に投票し、その代表者は私が選択するのを手伝ってくれましたが、結局、代表者が出した意見は私の意見とは一致しませんでした。この問題をどうやって解決すればいいでしょうか？

あるいは、私はすべての BitShares の 3 分の 1 を所有する超富裕層なのかもしれません。私の票を得るためには、101人の候補者が私と良い関係を築く必要があります。つまり、結局のところ、彼らの決定はおそらく私に影響されているのです。

ビットコインの投票方法は、単純な計算力による投票であり、比較的単純かつ直接的です。実際、いわゆるマイニングプールの集中化は単なる誤った提案であり、DPOS は単なるリソースの競争です。

では、このメカニズムは BitShares にどのような特徴をもたらすのでしょうか?

BitShares は 10 月 13 日にバージョン 2.0 を発表したと報じられています。BitShares 2.0 のエージェントである Ken CodeStan 氏は、同社のテスト ネットワークが最近 1 秒あたり 10,682 件のトランザクション レートを達成し、最終目標は 100,000 tps に到達することだと明らかにしました。さらに、BitShares のホワイトペーパーによると、同社のネットワーク上の平均トランザクション確認時間はわずか 1 秒です。

どうですか？すごく先進的に見えませんか？少なくとも取引率は上がりましたが、分散化はどうでしょうか? BitShares の開発は紆余曲折を経ており、暗号通貨界では空想的なものとして烙印を押されてきました。それが機能するかどうかについては、ユーザーであるあなたに最も発言権があると思います。

2.3 サイドチェーンとライトニングネットワークおよびその他のレイヤー2プロトコル

ビットコインブロックチェーンを拡張する最も直接的な方法は、ブロックサイズを拡張することです。しかし、さまざまな要因によりコミュニティは合意に達することができず、現在のビットコインのブロックサイズは 1MB に制限されています。次の図は「ビットコインスケーリングバトルの核心」からの抜粋であり、さまざまなトランザクション要件の下で対応するユーザー数を処理するために必要なビットコインブロックサイズを大まかに推定しています。

ビットコインのブロック容量の拡大は進んでいませんが、別の方向への技術は常に開発が進められており、これを第2層技術と呼んでいます。サイドチェーンとライトニングネットワークは最高です。

Hashcash のプルーフ・オブ・ワーク機能を発明したアダム・バック氏は、ビットコインやその他のブロックチェーン資産を複数のブロックチェーン間で転送することを可能にするウェッジ型サイドチェーン技術の創始者です (クロスチェーン取引)。これにより、ユーザーは既に所有している資産で、新しく革新的な暗号通貨システムを使用できるようになります。サイドチェーンは独立したシステムであるため、技術的および経済的革新は他の要因によって妨げられることはありません。ビットコイン システムとペグされたサイドチェーンの間には双方向の転送機能がありますが、それらは分離されています。サイドチェーンの暗号化が解読された場合でも (または悪意を持って設計された場合でも)、すべての損害はサイドチェーン自体に限定されます。

ライトニング ネットワークは、Joseph Poon と Thaddeus Dryja によって提案された概念です。それは何を達成するのでしょうか?つまり、ライトニング ネットワークは、チャネルと支払いネットワークを生成するためのメカニズムを提案します。これにより、チャネル上で小額のビットコイン支払いが可能になり、高頻度で低額の取引がビットコイン ブロックチェーンから取り除かれます。これは単なるoff-chainソリューションだと言う人もいるかもしれませんが、実現したいのはまさに分散化されたオフチェーンです。これを実現する方法の詳細については、ホワイト ペーパー (59 ページ、注意してお読みください) を参照してください。

サイドチェーン プロジェクトとライトニング ネットワーク プロジェクトは現在、Blockstream によって開発されており、LinkedIn の共同設立者であり Airbnb の取締役でもある Reid Hoffman 氏、Khosla Ventures、カナダのシード ファンド Real Ventures など 40 の投資家から 2,100 万ドルのエンジェル ラウンドの資金調達を受けていることは特筆に値します。

もちろん、サイドチェーンやライトニングネットワークの開発も多くの批判を集めています。たとえば、マイク・ハーンは、これらを「複雑さは猫を殺す」と表現し、実装によってもたらされる複雑さがビットコインの分散型の性質を危険にさらすと考えています。

2.4. SPVウォレット、SPVノード

SPV は「Simplified Payment Verification」の略称です。サトシ・ナカモトは論文の中でこの概念について簡単に触れ、フルノードを実行せずに支払いを検証することが可能であり、ユーザーはすべてのブロックヘッダーを保存するだけでよいと指摘しました。 SPV ウォレットは「ライトウォレット」または「シンウォレット」とも呼ばれ、ブロックチェーンデータ全体をダウンロードする必要がないことを意味します。この技術が実現すれば、ビットコインのブロックサイズを拡大することも可能になります。詳しい説明については、「SPV、SPV ノード、および SPV ウォレット」の記事を読むことをお勧めします。

2.5 Factomとビットコインブロックチェーン上に構築された他のアプリケーションについて

Factom ネットワークは、多数のフルノードによって構築されたピアツーピア ネットワークです。これは、ビットコイン ブロックチェーン上に構築されたユニバーサル データ レイヤーです。このデータ レイヤーを通じて、ユーザーは独自のデータ用の独立した仮想ブロックチェーンを簡単に作成できます。 Factom システムは 10 分ごとにすべてのデータに対してマークルツリー ハッシュを実行し、ハッシュ値を Bitcoin ブロックチェーンにアップロードします。

Factom チームは、ホンジュラス政府と協力して、土地所有権記録保管システムの設計にも取り組んでいます。詳細については、Harvey Laolang が翻訳した Factom のホワイトペーパー「Factom Notary: コンセンサスアルゴリズムによって維持される台帳」をお読みください。

スペースの制約により、リップルの最新の Interledger プロトコルを含むその他のコンセンサス メカニズムについては、ここでは 1 つずつ説明しません。

3. まとめ

2009 年にビットコインがリリースされて以来、ブロックチェーン技術は徐々に世界を覆す破壊的な力へと成長してきました。これはビットコインから生まれましたが、ビットコインに限定されるものではありません。しかし、一部の人々にとって、ブロックチェーンはビットコイン以外には用途がないだろう。成功の概念を定義するのは難しい。試してみるのは常に良いことですし、いつかそれを使う日が来るかもしれません。したがって、ブロックチェーンアプリケーションを開発するチームが存在することは良いことだと思います。もちろん、ブロックチェーンの概念がますます普及するにつれて、この概念を利用した詐欺もますます増えるでしょう。偽造または欺瞞的なブロックチェーン プロジェクトを識別する方法が最優先事項となっています。

文/サウトゥオクシ

出典: バビット情報