暗号通貨の未来: ビットコインとその先

暗号通貨は過去数年にわたって立法府に多くの課題を提起してきました。起業家や学術界では、ますます多くの人々がこの技術革命に参加しています。

ビットコインは2009年1月にリリースされましたが、当時は長い間暗号化に注目してきた少数の人々だけがこの新しいものについて知っていました。ビットコインは、「サトシ・ナカモト」と名乗る個人またはグループによって生まれました。これまでのところ、「サトシ・ナカモト」の正体は一般には知られていない。ビットコインは、暗号化および復号化アルゴリズムを使用して転送記録を維持する電子通貨です。一見、ファンタジーのように聞こえます。人々はビットコインを匿名で使用することができます。ビットコイン ネットワーク内の転送記録は、分散化された方法で保存および管理されます。ビットコインを管理するグループや個人は存在しません。政府、銀行、あるいはサトシ・ナカモトでさえもこれを行うことはできません。

現在流通しているビットコインは約1,460万枚です。総市場価値は約34億米ドルです。流通しているビットコインの一部は闇市場の取引に使われている可能性があります。匿名性を利用して、ビットコインを使って薬物やその他の禁止品を購入する人もいます。一方、ビットコインの多くの機能は、JPモルガン・チェースなどの金融機関の注目も集めています。彼らは、ビットコインのような技術は流通と支払い機能をより低コストで実現できることに同意しています。ビットコインを中心に、約700種類の電子通貨が作られています。今年 9 月 15 日、電子通貨コミュニティでは初の学術ジャーナル (Ledger) の創刊も歓迎されました。

ビットコインがこれほど注目を集めている理由は、その革命的なイノベーションにあります。ビットコインはブロックチェーンと呼ばれる技術を使用して、すべての取引の記録を保持します。ブロックチェーンのおかげで、ビットコインのすべての取引を取り消したり改ざんしたりすることが困難になります。ビットコインの取引は P2P ネットワーク内の多数のコンピューターに記録されるため、ビットコインのユーザーはこれらのコンピューターの所有者を信頼する必要はありません。この場合でも、ビットコイン ネットワークは安全で信頼性が保たれます。

多くの人は、ブロックチェーンはスマートコントラクト、投票、クラウドファンディングなど他の分野にも応用できると考えています。今年7月、スイスのバールに拠点を置く非営利団体イーサリアム財団は、イーサリアムと呼ばれるブロックチェーンベースのシステムをリリースしました。米コーネル大学のIC3研究チームも7月にブロックチェーンに基づく科学的探究を開始することを決定した。ロンドン大学ユニバーシティ・カレッジの暗号学者尼古拉斯·库尔图瓦は、ビットコインが順調に発展すれば、21世紀で最も重要な発明になるかもしれないと語った。

セキュリティなど、ビットコインには改善できる領域がまだいくつかあります。ビットコインの盗難は40件以上報告されており、中には100万ドル以上の損失を伴うものもある。

暗号通貨関連の企業や学者は、ゲーム理論と高度な暗号化手法を用いてビットコインを再検討している。暗号通貨と契約イニシアチブ（IC3）の共同ディレクター、艾瑞·朱尔斯は、「暗号通貨は他のシステムとは異なります。いったん問題が発生すると、その結果は耐え難いものになります。そのため、これらの潜在的な問題を解決するために、より多くの関連専門家を集める必要があります」と指摘した。

学術界における暗号通貨の研究は20年前にまで遡ります。当時、オランダ国立数学・コンピューター科学研究所の暗号専門家であるデイビッド・チャウム氏が、関連する多くの研究を行っていました。購入者の個人情報をより適切に保護するために、彼は1990年に最初の電子通貨DigiCash設立しました。

DigiCash は 1998 年に破産しました。破産の主な原因は、DigiCash のプロトコルが分散化されていなかったことです。同社のシステムの運営は伝統的な銀行に依存しているが、伝統的な金融業界における地位を確立できていない。 10年後、DigiCashのアイデアはサトシ・ナカモトによってビットコイン上で再実装されました。違いは、ビットコインのコードはコミュニティの参加者によって維持され、ビットコイン ネットワークは P2P プロトコルに基づいていることです。つまり、ビットコインは分散型システムです。ウォレットを開いてインターネットに接続するだけで、誰でもビットコイン ネットワークに参加できます。多くの参加者がこのネットワークを構築し、継続的に更新されるブロックチェーンを共同で維持します。

サトシ・ナカモトの最大の課題は、このようなオープンネットワーク内でネットワークトランザクションが改ざんされるのを防ぎ、偽のビットコイントランザクション記録が現れないようにする方法でした。彼が提案した解決策は、ブロックチェーンにトランザクションを書き込む権利を持つのは誰かを、競争を通じて全員が決められるようにすることだった。このプロセスはビットコインマイニングと呼ばれます。

ビットコイン取引がネットワークに送信されると、ビットコイン ネットワーク全体にブロードキャストされます。ビットコインマイニングに参加する人は、これらの取引記録を収集し、一連のハッシュ計算を実行する必要があります。特定の条件を満たすハッシュ値を最初に見つけた人は、現在のすべてのレコードをブロックにパッケージ化し、ブロックチェーンに追加する権利を持ちます。現在、ビットコインのブロックチェーンには約40万個のブロックが存在します。

ブロック生成権を競うこのプロセスによって、なぜブロックチェーンのセキュリティを確保できるのでしょうか?個人やグループがブロックを生成する権限を簡単に取得することはできないため、以前に生成されたデータ ブロックを書き換えることはできません。

マイニングは、ビットコインの供給を徐々に増やしながらブロックチェーンを維持します。誰かがブロックを生成する権利を獲得するたびに、数千ドル相当の 25 ビットコインの報酬を受け取ります。ビットコインのマイニングの難易度は自動的に調整され、各データブロック間の間隔は平均10分です。同時に、ブロック生成に対して報酬として与えられるビットコインの数も時間の経過とともに減少し、4 年ごとに半減します。これは、ビットコインの供給量が 2100 万に制限されていることを意味します。

ビットコインネットワークはビットコインの価値を決定するものではありません。価格はビットコイン取引市場の買い手と売り手によって決定されます。これにより、ビットコインの価格に大きな変動が生じます。 2013年1月、1ビットコインの取引価格は13ドルでしたが、12月には1,200ドルに上昇しました。 2010 年 5 月 22 日、誰かが 10,000 ビットコインを使ってピザ 2 枚を購入しました。ビットコインの最高価格に基づくと、この 2 枚のピザのビットコイン価格は 1,200 万ドルになります。

ジレンマ

ビットコインの問題が明らかになり始めるまで、そう長くはかかりませんでした。たとえば、ビットコインは匿名性が高いため、多くの人がビットコインを使用して禁止されているアイテムを取引しています。シルクロードはビットコインを支払い手段として使用するオンラインの闇市場です。 FBIは2013年にこのサイトを閉鎖し、所有者は今年5月に終身刑を宣告された。一方、ビットコインはウィキリークスなどのウェブサイトをスポンサーする人々によっても使用されています。プリンストン大学のコンピューター科学者、阿尔文德·纳拉亚南は、ビットコインコミュニティがどのようなビットコインアプリケーションが良いか悪いかを識別するための標準を確立するのは難しいと考えている。 「技術の使用を禁止しない限り、誰もビットコインネットワークを規制することはできない。」

ビットコインのマイニングでもいくつかの問題が浮上しています。ビットコインの価格が上昇し続けるにつれて、マイニングの計算能力をめぐる競争はますます激しくなっています。ビットコインマイニング用のより高速な機器が開発されました。かつては、1 日のマイニングで 200 ドル相当のビットコインを稼ぐことができた時代もありました。アイスランドに大規模なビットコイン採掘センターを建設した人もいます。アイスランドが建設地として選ばれたのは、採掘機械の放熱に適した寒冷な気候のためである。 2014年のある推定によれば、ビットコインのマイニングに使用される電力量は、アイスランド全体の電力消費量に相当します。

協力

ビットコインの計算能力をめぐる競争がますます激化しているため、個人のマイナーがさまざまなマイニングプールに参加するようになりました。昨年、最大のマイニングプールGHash.IOは、ネットワーク全体の計算能力の50％以上を制御していました。誰かがネットワーク全体の計算能力の半分以上を制御すると、ブロックを生成する権利を制御できるようになります。このようにして、ネットワークを詐欺し、ビットコインの取引記録をキャンセルし、支払われたビットコインを元のアドレスに戻すことができます。この不正な手法は「51%攻撃」と呼ばれます。いくつかの小規模な電子通貨ネットワーク (Terracoin、Coiledcoin) では、誰かが 51% 攻撃を成功させました。当時の攻撃により、人々はCoiledcoinブロックチェーンの維持を断念するほどでした。

攻撃を受けるリスクを軽減するために、新しいマイニング アルゴリズムが提案されています。たとえば、ライトコインのマイニング アルゴリズムはメモリに大きく依存しているため、専用のマイニング マシンの設計が難しくなります。 IC3 Labsの共同ディレクターであるエレイン・伊莱尼·史とその同僚は、マイニングプールの参加者がマイニング報酬を盗むことができると理論的に判断した。彼らはアルゴリズムのプロトタイプも開発しており、ビットコインやその他の電子通貨ネットワークでテストする予定だ。

もう一つの問題は、ビットコインのマイニングで消費されるエネルギーです。廃棄物を削減するために、研究者のシー氏とジュール氏はパーマコインと呼ばれる電子通貨ネットワークを開発しました。マイニング アルゴリズムは、もはや意味のないハッシュを計算するのではなく、医療データや遺伝子データを処理します。これによってマイニングのエネルギー消費量は削減されませんが、少なくともより有用な計算にエネルギーを消費できるようになります。

電子マネーのセキュリティも大きな問題です。多くのビットコイン盗難は、ブロックチェーンのアーキテクチャではなく、ビットコインで使用されるデジタル署名技術によって引き起こされます。ビットコインのユーザーは公開鍵と秘密鍵を持っています。公開鍵は支払いを受け取るために他の人に送信できます。秘密鍵は厳重に秘密に保管する必要があります。ビットコインの送金を開始するために使用できます。誰かのコンピュータがハッキングされ、秘密鍵が盗まれると、その人のビットコインも盗まれることになります。

ナラヤナン氏は、ユーザーはセキュリティに非常に敏感であるため、ビットコインが広く使われる決済手段になる可能性は低いと考えている。この問題に対処するために、ナラヤナン氏と彼のチームは秘密鍵を個別に保存できる技術を開発しました。たとえば、ユーザーはコンピューターや携帯電話に秘密鍵をセグメントに分けて保存できます。たとえコンピュータが侵害されたとしても、攻撃者が完全な秘密鍵を盗むには、携帯電話を侵害する必要があります。

クルトワ氏は、ビットコインネットワークのもう1つのセキュリティリスクは、ビットコインの送金取引に署名する際に秘密鍵と乱数が必要になることだと指摘した。 Android フォンなどの一部の Bitcoin クライアント実装では、乱数生成の信頼性があまり高くありません。誰かがシステムの脆弱性を悪用し、トランザクションの署名に使用された乱数を推測できれば、秘密鍵が何であるかを推測するチャンスが得られます。リップル社の主任暗号技術者デビッド大卫·思科瓦尔兹は、「この業界がいつ暴走してもおかしくない状況にあるのは恥ずかしいことだ」と認めた。

イーサリアム

イーサリアムのCEOである加文·伍德は、ブロックチェーンの応用は送金記録の記録に限定されないと考えています。例えば、契約で指定された条件が満たされると自動的に支払いを開始するスマートコントラクトシステム（Ethereum）を設計しています。ブロックチェーンは投票管理やクラウドファンディングにも活用できます。ウッド氏は、取引において2者間の信頼が欠如している場合、イーサリアムが大きな役割を果たすことができると指摘した。このアイデアを実践するため、ウッド氏とイーサリアムの創設者维塔利克・ブテリン氏は、2014年にクラウドファンディングを通じてイーサリアムの開発のために3万ビットコインを調達した。

プロジェクトチームは、イーサリアムのプロトコルが安全であることを確認するために学術専門家を探しました。 Shi と Jules は、Ethereum プロトコルの抜け穴を見つけようとしてきました。ジュールズは、テクノロジーは両刃の剣であり、危害が発生した場合には、それが引き起こす損害を制御可能にする必要があると考えます。

ウッド氏は、ビットコインと同様に、イーサリアムは特定の個人によって管理されていないと指摘した。現時点では法的な空白状態にあります。音楽録音やインターネットと同様に、これらの新しいものは最初に登場した時には法的な空白状態にありました。ビットコイン、イーサリアム、その他のブロックチェーン プロジェクトをより適切に法的に規制する方法に関しては、まだ埋めるべきギャップが数多く残っています。

ジュールズはビットコインが中央集権化されると信じています。かつての音楽業界と同様に、最初は誰もが P2P 共有ネットワークを通じて音楽をダウンロードすることに熱心でしたが、今では誰もが Apple Music などの中央集権的な機関を通じて音楽を購入することを好んでいます。銀行がブロックチェーンの利点を認識すると、独自のアプリケーションを開発し、分散型サービスを提供するようになります。

クルトワ氏はこの見解に反対しており、ビットコインは暗号通貨業界のマイクロソフトであると考えている。技術革新があれば、ビットコインはそれを吸収し、業界における主導的地位を維持することができます。

ビットコインの将来がどうであろうと、デジタル通貨コミュニティはすでに確立されているとナラヤナン氏は強調した。このコミュニティの背後にいる開発者と研究者が最も重要です。ブロックチェーン技術は、今後 20 年間でコンピューター コースで繰り返し取り上げられることになるでしょう。