ブロックチェーンの種類のおさらい

ブロックチェーンの基本や概要
2018.11.05

ブロックチェーンと表現されるものには大きく分けて、パブリック型、プライベート型、コンソーシアム型の3種類が挙げられます。この3種類の形態につき、それぞれ理解することで、ブロックチェーンの存在が更に身近になる事でしょう。

まずはそのイメージを掴むため、3種類のブロックチェーンの概要から見ていきましょう。そしてその後、各ブロックチェーンをほんの少しだけ深堀りしたいと思います。

1. 各ブロックチェーンの概要

1.1 概要

  1. パブリック型
    参加するのに許可が不要であり、誰でも参加できるブロックチェーン。代表的なものとしてはビットコインが挙げられ、悪意の者を含めて世界中から参加者が集まり、中央集権的な管理者は存在しない。
  2. プライベート型
    参加するのに許可が必要であり、許可されたものだけが参加できるブロックチェーン。主に単独企業の組織内等において使用され、中央集権的な管理者が存在する。
  3. コンソーシアム型
    参加するのに許可が必要であり、許可されたものだけが参加できるブロックチェーン。主に複数企業が共同で作成する組織内等において使用され、中央集権的な管理者が存在する。

上記から、各類型についてはインターネット(全世界に参加者がいるネットワーク)とイントラネット(各組織内におけるプライベートネットワーク)の関係に似ていると思われる方がいるでしょうが、実際その通りかと思われます。

プライベート型やコンソーシアム型のブロックチェーンは、既存の金融機関の様に閉じられた枠組みの中で効率的にセキュリティ機能を発揮し、参加者を限定することで詐欺等を防ぐことが出来るメリットがあります。これはつまり、既存の枠組みの中での「改善」であり、当初我々がブロックチェーンに抱いていた「革命」とは少しニュアンスが異なるでしょう。

一方で、パブリック型のブロックチェーンは、誰でも参加が可能であるため、既存の金融機関が思いつかないようなドラスティックな方法で、金融システム自体を置き換える存在となる可能性を秘めています。もちろん、その不確実性は言うまでもありませんが。。

1.2 各類型の要点まとめ表

以下は各類型の要点を取りまとめた表となります。なお、各類型を理解するためにはそもそも用語が分からないと行き詰まる可能性があるため、この節の最後に用語の説明を付け加えました。

 パブリック型プライベート型コンソーシアム型
管理者なし単独企業複数企業
参加許可不要必要必要
コンセンサスアルゴリズムProof-of-work等
・承認速度は遅い
・消費電力大
・ファイナリティ無
・51%アタック		PBFT等
・承認速度は速い
・消費電力小
・ファイナリティ有		PBFT等
・承認速度は速い
・消費電力小
・ファイナリティ有
取引承認者全ノード一部の権限があるノード一部の権限があるノード
マイニング報酬エコシステム維持のために必要任意任意
ユースケース暗号資産 等トークンエコノミー等銀行間送金
証券決済 等
プラットフォームビットコイン
イーサリアム 等		Mijin 等Hyper ledger
R3 等
メリットカウンターパーティリスクが無い
データの改ざんが困難		管理者によって信頼されている者のみ参加が許可されるため、ネットワーク管理が容易となる
取引承認が速い
プロトコル変更が容易		管理者によって信頼されている者のみ参加が許可されるため、ネットワーク管理が容易となる
取引承認が速い
プロトコル変更が容易
デメリット攻撃意思を持つ者が参加する可能性あり
取引承認が遅い
プロトコル変更が困難		カウンターパーティリスクが有るカウンターパーティリスクが有る

 

用語の解説

　◆51%アタック

悪意のあるグループまたは個人により、ネットワーク全体の採掘速度の51%(50%以上)を支配し、不正な取引を行うことです。これにより二重支払いが可能になるため、「二重支払い攻撃」とも言われます。

Bitcoin日本語情報サイト(https://jpbitcoin.com/about/term/51attack)より引用

　◆ファイナリティ

「それによって期待どおりの金額が確実に手に入るような決済」のことを言います。具体的には、まず、用いられる決済手段について（1）受け取ったおかねが後になって紙くずになったり消えてしまったりしない、また決済方法について（2）行われた決済が後から絶対に取り消されない――そういう決済が「ファイナリティーのある決済」と呼ばれます。

日本銀行(https://www.boj.or.jp/paym/outline/kg72.htm/)より引用

　◆トークンエコノミー

ブロックチェーンを基盤として個人や法人が資産を電子化（トークン）して運用すると、多くの人や企業がその資産価値を新たに認識し、資産価値を活用・拡張・交換していくことによって活発な循環を促し、豊かな経済圏を築いていきます。このトークンを用いた価値のエコシステムが、トークンエコノミーです。

mijin(https://mijin.io/)より引用

　◆PBFT(ビザンティン・フォールト・トレランス)

PBFTは一部のノードが障害で停止したり不正を働こうとしたりしても、問題なく合意形成ができる仕組みです。PoWやPoSと同様に不正なブロックの追加を防止するための合意形成アルゴリズムですが、PoWやPoSはパブリック型のブロックチェーンで使用される一方で、PBFTはコンソーシアム型のブロックチェーンに向いていることが特徴です。

Blockchain Biz(https://gaiax-blockchain.com/pbft)より引用

　◆ノード

仮想通貨のネットワークにおいては、ネットワークに接続されているコンピューター端末をノードと呼んでいます。要するに、ネットワークとユーザーをつなぐスマートフォンやPCなどの機器がノード＝点として位置づけられているのです。

DMM Bitcoin(https://bitcoin.dmm.com/glossary/node)より引用

　◆プロトコル

対象となる事項を確実に実行するために手順を定めた規定、取決めのこと。IT用語では「ネットワークプロトコル」「通信プロトコル」などと使われる。「通信プロトコル」は「通信手順」のことで、代表的なものが「インターネットプロトコル」。さらに「インターネットプロトコル」の標準になっているものが、TCP/IPである。

ITトレンド(https://it-trend.jp/words/protocol)より引用

　◆カウンターパーティリスク

カウンターパーティリスクは、デリバティブ取引や外国為替取引などの相手方（カウンターパーティ）が契約満期前に経営面で行き詰まり、契約上定められた支払いが履行されないリスクのことをいいます。

iFinance(https://www.ifinance.ne.jp/glossary/derivatives/der153.html)より引用

2. パブリック型ブロックチェーン

2.1 イメージ図

2.2 主な機能や利点

Proof-of-Workを中心とするパブリック型ブロックチェーンはオープンソースであり、参加許可が不要であるため誰もが参加することが可能です。この主たる利点としては以下の3点が挙げられます。

  1. 参加者の誰もがソースコードをダウンロードし、各ローカル端末上でパブリックノードを開始し、ネットワーク上の取引の検証等を行うことが可能
  2. 参加者の誰もがブロックチェーン上の取引が有効であるか、いつでも確認する事が可能
  3. 参加者の誰もがパブリック型ブロックチェーンのエクスプローラーを使用することで、取引履歴の全てを確認可能

2.3 プラットフォーム例

・Bitcoin, Ethereum, Monero, Dash, Litecoin, Dodgecoin 等

2.4 主な効果

  1. 第三者が介在している現在のビジネスモデルを覆すことが出来る可能性
  2. インフラコストが不要であり、サーバやシステム管理者等を管理する必要がない。これにより、アプリケーションの作成および実行コストを大幅に削減可能

3. プライベート型ブロックチェーン

3.1 イメージ図

3.2 主な機能や利点

プライベート型ブロックチェーンは参加許可の付与が単一企業等に集権化されているものです。現行の中央集権的なシステムと同様に、ゲーム理論の報酬体系に基づいたパブリック型と比較すると、部分的にセキュリティリスクが高い欠点が挙げられます。一方で、以下の通り、限定された環境を生かした利点があります。

  1. ビットコインの取引承認が現行では10分要するところ、プライベート型であれば数秒以内に完了させることが可能
  2. 管理者から許可された者しか参加ができないため、パブリック型に特有の51%攻撃等は基本的に発生せず、悪意のある参加者を未然に弾くことが可能
  3. プロトコルの変更が容易であり、暗号資産に特有のコミュニティの分裂の様な自体は発生しない

3.3 プラットフォーム例

・MONAX, Multichain,mijin 等

3.4 主な効果

  1. 取引コストやデータの冗長性を削減し、文書処理を簡素化し、既存の非効率的なコンプライアンス機能を改善することが可能
  2. 上記1. の利点から、1990年代がSAPが果たした役割とほぼ同等と見なす事ができる。つまり、費用の削減には繋がるものである(革命的ではない)

4. コンソーシアム型ブロックチェーン

4.1 イメージ図

4.2 主な機能や利点

コンソーシアム型は特定のグループの管理の基に運営されます。プライベート型と同様、管理者に許可されない者はブロックチェーンに参加することはできません。コンソーシアム型に向いているのは、ある特定の業界の業務を効率化しようとする場合です。これには例えば、各銀行における国際送金や各証券会社における証券決済等が挙げられ、いずれの分野でも研究および実験が近年盛んにおこなわれています。機能としては以下の通り、プライベート型と同様ですが、こちらの方が規模が大きくなるため、取引承認速度等への影響は少なからず生じることでしょう。

  1. ビットコインの取引承認が現行では10分要するところ、プライベート型であれば数秒以内に完了させることが可能
  2. 管理者から許可された者しか参加ができないため、パブリック型に特有の51%攻撃等は基本的に発生せず、悪意のある参加者を未然に弾くことが可能
  3. プロトコルの変更が容易であり、暗号資産に特有のコミュニティの分裂の様な自体は発生しない

4.3 プラットフォーム例

Hyperledger(多分野)R3 (銀行), EWF (エネルギー), B3i (保険), Corda(金融分野) 等

4.4 主な効果

  1. 取引コストやデータの冗長性を削減し、文書処理を簡素化し、既存の非効率的なコンプライアンス機能を改善することが可能
  2. 上記1. の利点から、1990年代がSAPが果たした役割とほぼ同等と見なす事ができる。つまり、費用の削減には繋がるものである(革命的ではない)

5. 終わりに

以上、各ブロックチェーン類型の概要等を簡単に記載させていただきましたが、いかがだったでしょうか？今まで「ブロックチェーン」という曖昧な言葉だったものが、少しでも具体的に理解していただけたのであれば幸いです。

なお、留意して頂きたいこととしては、現在までのブロックチェーン類型の取りまとめはもちろん、現在までに培われた技術等に即したものです。従って、例えばビットコインの取引承認速度が遅いというボトルネックや、各暗号資産における課題点、またはプライベート型・コンソーシアム型の課題等についても、今後一転して変化していくことも考えられます。

個人的に重要だと考える事は、ブロックチェーンの各類型には、それぞれ問題や課題がありつつも、各類型と比較した優位点・劣後点があるという事を把握しながら、研究なり投資していくことです。これにより、各類型のメリデメを明確に意識することが可能となり、各分析等をする際もまとまった考えの基、実行することが出来ることでしょう。

今後も各ブロックチェーン類型それぞれの発展には、期待していきたいものですね！

6. Reference

  1. の用語の定義以外に参考とさせて頂いたサイトおよび書籍は以下の通りです。

・Blockchain Hub「Blockchains & Distributed Ledger Technologies」

・経済産業省「ブロックチェーン技術を活用したシステムの評価軸 ver. 1.0」

・富士通株式会社「金融ソリューション ～ブロックチェーン技術への取り組み～」

・中島真志「アフター・ビットコイン―仮想通貨とブロックチェーンの次なる覇者」

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