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ブロックチェーンとは ~ 電子契約にはないブロックチェーン独自の問題とは? ~

4回に分けて、仮想通貨で使われている技術として有名なブロックチェーンのお話をしてきました。
今回はその最終回です。
このところ、電子契約のお話をしていますので、ブロックチェーンではどう実現されるのか?という視点でお話をします。
前回、前々回と電子契約に関係する技術として、PKIタイムスタンプのお話をしました。
今回は、少し電子契約とは離れて、ブロックチェーン特有の問題をお話します。
前回もお話しましたとおり、電子契約に用いるために必要な最低限の技術に限定したお話ですので、仮想通貨で出てくるお話と異なる解釈ができる部分がります。
また、データ量(セグウィット)問題やマイニング時間などといった仮想通貨特有の技術についてはお話していませんので、ご注意ください。

電子契約にはないブロックチェーン独自の問題とは?

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問題の要因

電子契約の場合、当事者がタイムスタンプを付加すると、一つのファイルができます。
ブロックチェーンの場合、台帳システムの4番目の処理である完全性証明ができた時点で、台帳(ブロック)のチェーンが複数できることが起こりえます。
これは、分散型台帳技術の概要でお話をした「分散型技術」に起因する問題です。
「分散型技術」でお話をした分散された複数の場所とは、ブロックチェーンを利用する全ての端末ではありません。
何故かと言うと、ネットワーク負荷や各端末の処理時間の関係を考慮すると、すべての端末で処理するのは非効率だからです。
このため、取引結果の送信先によっては、内容の異なったブロックが生成されることがあります。

この場合の対処として、ブロックチェーンでは、一番長いブロックを正しいものと判断するという処理が入っています。

台帳システムの流れ

  1. 取引内容などを記載した一枚の紙(取引データ=トランザクション)を作る
  2. その紙をまとめて、台帳(ブロック)を作る
  3. 作った台帳(ブロック)は、紐でくくる(チェーンを作る)
  4. 一定の量(又は時間)にまとまった台帳(ブロック)は、ハッシュ値を追加して、既にある別の台帳に紐でくくる(チェーンを作る)

問題とは?

ある端末が正しい取引情報と偽の取引情報を相手を変えて発信します。
そうすると、正しい取引情報が記録されたブロックと偽の取引情報が記録されたブロックが生成されます。

意図的に4番目の処理を偽の取引情報が記録されたブロックに集中すると、その集中されたブロックが長くなります。
結果として、偽の取引情報が記録されたブロックが正しいブロックチェーンとして認識されるのです。

そうはいっても、前回、他の端末に保存されている情報が書き換わらないとお話をしています。
このため、この「意図的に4番目の処理を偽の取引情報が記録されたブロックに集中する」というのは簡単ではありません。

集中力が問題になってくるのです。
それでは、どのくらい集中する力があれば良いのでしょうか? 答えは、ブロックチェーンを処理するネットワークの51%以上のパワーです。
51%と言っていますが、厳密には50%未満でも、起こります。
4番目の処理が他の端末の力より大きくなれば良いのですから、他の処理をしている端末があれば、他の端末より長いブロックを作成可能になるからです。
また、仮想通貨の場合、マイニングが関係します。

マイニングとは?

4番目の処理には、マイニングという名前がついています。
仮想通貨でよくお話が出ます。
マイニングすると仮想通貨がもらえるというのです。
それでは、このマイニングは何を行っているのでしょうか? 実は、ランダムな値を作って、決められた規則に当てはまるハッシュ値の計算の基になる値を探しているのです。

仮想通貨のビットコインでは、この計算の基になる値をナンス値と呼んでいます。
ナンス値は元になった台帳(ブロック)と新しくつなぐ台帳(ブロック)によって、異なります。
このため、ランダムな値のでき方しだいでは、処理する力が50%未満でも、ブロックをのばすことができます。
50%未満でも起こる理由のひとつです。

今回のお話の趣旨とは違うので、決められた規則については、省略します。

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51%攻撃の内容は?

ブロックチェーンは、電子署名で公開鍵暗号方式を用いています。
このため、既にお話をしているように、秘密鍵が漏れていない限り、偽の他人の取引情報は作成できません
しかし、先ほどの例のように、自分の情報を2つ作ることはできますので、2重支払のようなことができるようになるだけです。

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