資料概要 分散型仮想通貨の構造 ウォレットの種類と保管 ブロックチェーン エコノミー 仮想通貨の位置づけ 1

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1 資料 2 平成 30 年 5 月 1 日第 6 回第 4 期消費者基本計画のあり方に関する検討会 分散型仮想通貨の構造と課題 ブロックチェーン技術の応用としての性能 国立情報学研究所 岡田仁志

2 資料概要 分散型仮想通貨の構造 ウォレットの種類と保管 ブロックチェーン エコノミー 仮想通貨の位置づけ 1

3 ビットコイン エコシステムの 6 ステップ ビットコインは 支払 記録 採掘 報酬 承認 流通 の 6 ステップから構成される 岡田仁志 決定版ビットコイン & ブロックチェーン 東洋経済新報社 2

4 1. 支払個から個への分散的な行為 A が B に 1.0BTC 支払った A 送金者 B 受領者 3

5 2. 記録取引記録をバケツリレー A 送金者 B 受領者 4

6 3. 採掘ブロックを競争的に生成 5

7 4. 報酬ビットコイン大福帳の一冊に登録 12.5BTC 6

8 5. 承認ブロックに含まれる取引を正統化 A B 7

9 6. 流通 コインベースを流通に載せる 12.5BTC 採掘者 8

10 採掘 ( マイニング ): 数百件 ~2000 件の記録を束ねてブロックをつくる 前ブロックのハッシュを加える 任意の数字を加える 正解 : ブロックとして固まる アリスからボブへ 1.0BTC を送金 E から F へ 0.5BTC を送金 C から D へ 2.0BTC を送金 数百件 ~2000 件の記録を束ねる 1 G から H へ 1.4BTC を送金 Kから Lへ 2.5BTCを送金 I から J へ 1.7BTC を送金 M から N へ 0.8BTC を送金 アリスからボブへ 1.0BTC を送金 E から F へ 0.5BTC を送金 C から D へ 2.0BTC を送金 K から L へ 2.5BTC を送金 取り出すことも入れ替えもできない G から H へ 1.4BTC を送金 M から N へ 0.8BTC を送金 図版出典 : 岡田仁志 決定版ビットコイン & ブロックチェーン 東洋経済新報社 9

11 Hash 関数 どんな文字列を (x) に代入しても 常に同じ長さの答え (y) が得られる 10

12 Hash 関数 Olympic2020 SHA256 A97649D560A57AC4046A000A1B170AD1 16C90B A3ED37C8221F8AE 11

13 Hash 関数 Olympic2021 SHA256 AA403BE60DB6A9EFC6E4955A3AA0529D BB6324A3779F6B69A13AAD6CEC12CD3D 12

14 By Prof. Shigeichiro Yamasaki 12.5BTC 13

15 14

16 By Prof. Shigeichiro Yamasaki 12.5BTC 15

17 16

18 Hash 関数 Nonce を代入 SHA256 17

19 Hash 関数 SHA256 18

20 Hash 関数 SHA256 19

21 20

22 By Prof. Shigeichiro Yamasaki 12.5BTC 21

23 資料概要 分散型仮想通貨の構造 ウォレットの種類と保管 ブロックチェーン エコノミー 仮想通貨の位置づけ 22

24 コインと財布は公開鍵暗号を使った鍵と鍵で結び付けられている コイン A コイン B コイン C 公開鍵 1 公開鍵 1 公開鍵 2 秘密鍵 1 秘密鍵 2 秘密鍵の持ち主が対応する公開鍵と紐付けられたコインの権利を持っている 公開鍵暗号とは? 暗号をかける鍵 ( 公開鍵 ) と外す鍵 ( 秘密鍵 ) が分かれている 暗号化 ビットコインウォレット 認証 公開鍵で暗号化秘密鍵で復号化秘密鍵で署名公開鍵で確認 誰でも公開鍵で暗号化できる秘密鍵の持ち主しか読めない 秘密鍵の持ち主しか署名できない誰でも公開鍵で署名を確認できる 出典 : 神奈川大学工学部木下宏揚教授 仮想通貨 Bitcoin を支える技術 情報処理学会連続セミナー 2016 配布資料 23

25 ウォレットクライアント 完全クライアント 数十 GB のビットコイン開闢以来のブロックチェーンをすべてダウンロードする インストール後に使用できるようになるまで時間が掛かる SPV(Simple Payment Verification) 数十 MB 程度の各ブロックのヘッダーのみをダウンロードする ある取引が正当なブロックに含まれているかどうかを少ない情報で検出できる 出典 : 神奈川大学工学部木下宏揚教授 仮想通貨 Bitcoin を支える技術 情報処理学会連続セミナー 2016 配布資料 24

26 サーバクライアント型 ウォレットクライアント P2P として動作する完全クライアントのサーバにクライアントとして接続する方式 取引の正当性は SPV と同様に検証する 秘密鍵はクライアント側にある ブラウザベース ウェブ上のサービスとしてウォレット クライアントを提供する 秘密鍵はサーバ上にあるので ローカルなウォレットを安全に保たなくてもよいが サーバは信頼できないといけない 取引のプライバシーを向上させやすい 出典 : 神奈川大学工学部木下宏揚教授 仮想通貨 Bitcoin を支える技術 情報処理学会連続セミナー 2016 配布資料 25

27 階層型の決定性ワレットの基本構造 ホットストレージ オンライン利便性高いが危険 コールドストレージ オフライン利便性低いが安全 出典 : 福岡ブロックチェーンエコノミー勉強会資料 ( 近畿大学産業理工学部 山崎重一郎教授 ) 26

28 資料概要 分散型仮想通貨の構造 ウォレットの種類と保管 ブロックチェーン エコノミー 仮想通貨の位置づけ 27

29 ブロックチェーンエコノミーの三層モデル ブロックチェーン コード 経済 法規制の三層で構成 ブロックチェーン技術だけで問題を解決しようとしない 法制度 経済 ブロックチェーン コード 法制度 共同規制 主規制 ( ゲームのルールへの制約 ) セカンドレイヤ技術 ( 当事者の 動に対するゲーム論的制約 ) ブロックチェーン技術 出典 :2018/3/1 電 情報通信学会 INNS 研究ワークショップ資料 ( 近畿 学産業理 学部 崎重 郎教授 ) 28

30 ブロックチェーン コードのレイヤ 公開鍵暗号基盤による当事者 公開鍵による識別と秘密鍵による署名能 リカルディアンコントラクトによる資産の転々譲渡 秘密鍵公開鍵 デジタル資産電 署名 法制度 経済 ブロックチェーン コード 法制度 共同規制 主規制 ( ゲームのルールへの制約 ) セカンドレイヤ技術 ( 当事者の 動に対するゲーム論的制約 ) ブロックチェーン技術 出典 :2018/3/1 電 情報通信学会 INNS 研究ワークショップ資料 ( 近畿 学産業理 学部 崎重 郎教授 ) 29

31 経済のレイヤ ブロックチェーン エコノミーのプラットフォーム ゲーム論的制約 ( 不正を うと確実にペナルティが課せられる仕組み ) ブロックチェーンのセカンドレイヤ技術で実現 ライトニングネットワーク データベース技術 プライベートチェーン 利益 ペナルティ 法制度ゲーム経済ブロックチェーン コード 法制度 共同規制 主規制 ( ゲームのルールへの制約 ) セカンドレイヤ技術 ( 当事者の 動に対するゲーム論的制約 ) ブロックチェーン技術 出典 :2018/3/1 電 情報通信学会 INNS 研究ワークショップ資料 ( 近畿 学産業理 学部 崎重 郎教授 ) 30

32 法制度のレイヤ 経済レイヤのゲームのルールを正義に基づくものに規制する 経済圏の発展と成熟に依存する 主規制 共同規制 法的規制 規制 ゲームのルール 法制度 経済 法制度 共同規制 主規制 ( ゲームのルールへの制約 ) セカンドレイヤ技術 ( 当事者の 動に対するゲーム論的制約 ) ブロックチェーン コード ブロックチェーン技術 出典 :2018/3/1 電 情報通信学会 INNS 研究ワークショップ資料 ( 近畿 学産業理 学部 崎重 郎教授 ) 31

33 スマートロックによるシェアオフィスの例 スマートプロパティの経済圏 事業者 精算 銀行 [ スマートプロパティの発行者 ] 評判情報 事業者セット 評判情報用分散データベース 評判情報 発行 スマートロック bitcoin ノード 仮想通貨による代金支払い + スマートプロパティ 利用者利用者のワレット 出典 : 福岡ブロックチェーンエコノミー勉強会資料 ( 近畿大学産業理工学部 山崎重一郎教授 ) 32

34 スマートロックによるシェアオフィスの例 評判情報用分散データベース Reputation Distributed DB スマートロック bitcoin ノード 事業者セット 評判情報用分散データベース Smart Lock Bitcoin Node スマートロック bitcoin ノード 出典 : 福岡ブロックチェーンエコノミー勉強会資料 ( 近畿大学産業理工学部 山崎重一郎教授 ) 33

35 出典 : 福岡ブロックチェーンエコノミー勉強会資料 ( 近畿大学産業理工学部 山崎重一郎教授 ) 34

36 資料概要 分散型仮想通貨の構造 ウォレットの種類と保管 ブロックチェーン エコノミー 仮想通貨の位置づけ 35

37 ビットコインには発行会社がない 分散型仮想通貨 発行会社がない ブロックチェーンに記録する 中央型仮想通貨 特定の企業が発行する ブロックチェーンを使う必然性はない 図版出典 : 岡田仁志 決定版ビットコイン & ブロックチェーン 東洋経済新報社 36

38 法定通貨 電子マネー 仮想通貨の特徴 法定通貨端末電子マネーサーバー型電子マネー 仮想通貨 法律上の裏付け ( 強制通用力 ) 決済手段の汎用性 個人間の送金 ( 転々流通性 ) 図版出典 : 岡田仁志 決定版ビットコイン & ブロックチェーン 東洋経済新報社 37

39 仮想通貨の特性と決済手段における位置付け なし 曖昧 曖昧 ゲーム内通貨 交換可能なマイレージ 交換可能なゲーム内通貨 強制通用力 あり 決済手段性 汎用性 なし 転々流通性 仮想通貨 管理方法 管理方法 端末電子通貨 / 電子貴金属分散型仮想通貨中央型仮想通貨端末電子マネーサーバー型電子マネー支払指示型電子マネー法定通貨 ( 紙幣 硬貨 ) 法定デジタル通貨 出典 : 岡田仁志 高橋郁夫 山﨑重一郎 仮想通貨 東洋経済新報社 38

40 CAA.go.jp / May 1 th, 2018 国立情報学研究所 情報社会相関研究系 岡田仁志 39

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