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1 平 成 27 年 度 我 が 国 経 済 社 会 の 情 報 化 サービス 化 に 係 る 基 盤 整 備 (ブロックチェーン 技 術 を 利 用 したサービスに 関 する 国 内 外 動 向 調 査 ) 報 告 書 平 成 28 年 3 月 株 式 会 社 野 村 総 合 研 究 所

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3 目 次 1 本 調 査 の 背 景 と 目 的 本 報 告 書 で 用 いる 用 語 と 略 語 ビットコインとブロックチェーンの 成 り 立 ち Satoshi Nakamoto による 論 文 ビットコインの 特 徴 ビットコインを 構 成 する 技 術 ブロックチェーン ビットコインのブロックチェーンの 課 題 ブロックチェーンの 応 用 ブロックチェーンの 応 用 ビットコインのブロックチェーンの 課 題 への 対 応 ブロックチェーンの 分 類 とユースケース 既 存 企 業 によるブロックチェーン 活 用 の 取 り 組 み 状 況 ブロックチェーンの 発 展 の 方 向 性 ブロックチェーンの 活 用 ブロックチェーンの 機 能 とユースケース 期 待 されるユースケース 社 会 へのインパクトと 中 長 期 課 題 社 会 へのインパクト 中 長 期 的 な 課 題 行 政 への 期 待 まとめ ブロックチェーンとは 何 か 誰 が 何 に 使 えるのか どんな 影 響 があるのか 課 題 は 何 か 政 府 は 何 をするべきか 参 考 資 料 1 ブロックチェーンに 関 する 検 討 会 i

4 1 本 調 査 の 背 景 と 目 的 ビットコイン 等 の 価 値 記 録 の 取 引 に 使 用 されているブロックチェーン 技 術 は その 構 造 上 従 来 の 集 中 管 理 型 のシステムに 比 べ 1 改 ざんが 極 めて 困 難 であり 2 実 質 ゼロ ダウンタイム なシステムを 3 安 価 に 構 築 可 能 という 特 性 を 持 つともいわれ IoT を 含 む 非 常 に 幅 広 い 分 野 への 応 用 が 期 待 されている 我 が 国 企 業 は 個 別 に 技 術 検 証 が 始 まった 段 階 であり あらゆる 産 業 分 野 における 次 世 代 プラットフォームとなる 可 能 性 をもつ 当 該 技 術 において 主 導 権 を 海 外 企 業 等 に 握 られる 恐 れがある 上 記 のような 問 題 意 識 をもとに 本 調 査 は 数 あるブロックチェーン 技 術 の 詳 細 とその 優 位 性 課 題 を 比 較 分 析 する 当 該 技 術 が 活 用 されるべき 有 望 分 野 を 把 握 する 当 該 技 術 が 社 会 経 済 に 与 えるインパクトを 把 握 する 今 後 の 当 該 技 術 を 用 いた 産 業 促 進 に 向 けた 政 策 の 指 針 を 得 る ことを 目 的 とし 国 内 外 のブロックチェーン 関 連 企 業 と 有 識 者 へのヒアリングや 2 回 の 検 討 会 を 通 して 検 討 を 行 った 結 果 をとりまとめたものである なお 本 報 告 書 の 内 容 は おおむね 平 成 28 年 2 月 末 までの 情 報 に 基 づいている ブロッ クチェーンの 仕 様 や 各 サービスの 提 供 状 況 などは 刻 々と 変 化 しているため ビジネス 等 へ の 活 用 の 際 には 必 ず 最 新 の 状 況 を 確 認 されたい 1

5 2 本 報 告 書 で 用 いる 用 語 と 略 語 本 報 告 書 で 用 いる 用 語 および 略 語 について 下 記 の 通 り 定 義 する 用 語 説 明 BTC ビットコインの 通 貨 単 位 として 用 いられる 略 号 FinTech Finance と Technology を 組 み 合 わせた 造 語 金 融 業 に ICT 技 術 を 応 用 して 新 たなサービスやビジネスを 生 み 出 す 技 術 や 取 り 組 み 仮 想 通 貨 暗 号 通 貨 ビットコインなど ネット 上 のみで 価 値 が 認 識 される 情 報 を 仮 想 通 貨 または 暗 号 通 貨 と 呼 ぶ 交 換 所 取 引 所 ビットコイン 等 の 仮 想 通 貨 同 士 を 交 換 したり 円 やドル などの 法 定 通 貨 と 交 換 したりするサービス FX( 外 国 為 替 証 拠 金 取 引 )のような 差 金 決 済 取 引 を 提 供 しているものもある コンセンサス 下 記 のコンセンサスアルゴリズムを 用 いて トランザク ションを 正 式 なものと 認 め さらにその 結 果 を 相 互 に 確 認 するまでの 一 連 の 処 理 を 指 すものとする コンセンサスアルゴリズム Proof of Work Proof of Stake などを 用 いて 分 散 型 台 帳 を 相 互 承 認 していくためのアルゴリズム 一 般 を 指 す 電 子 署 名 p.7 トークン ブロックチェーンに 固 有 の 仮 想 通 貨 のこと ブロックチ ェーンで 資 産 管 理 などを 行 う 場 合 に 処 理 料 として 仮 想 通 貨 で 手 数 料 を 支 払 う 場 合 その 仮 想 通 貨 をトークンと 呼 んでいる ノード 通 信 ネットワークにおける 中 継 点 分 岐 点 端 末 を 指 す 本 報 告 書 においては ブロックチェーンのネットワーク における 端 末 として 用 いる ハッシュ 値 /ハッシュ 関 数 p.7 パブリック コンセンサス(ネットワーク 参 加 者 が 同 一 の 台 帳 コンソーシアム を 承 認 するプロセス) への 参 加 が 誰 でも 可 能 であるか プライベート (パブリック) 限 定 されているか(コンソーシアム) 特 定 組 織 内 の 利 用 に 限 られるか(プライベート)によっ て 分 類 する p.26 ビットコイン 仮 想 通 貨 のビットコインの 構 成 する 仕 組 み 全 体 の 呼 称 と 2

6 プルーフ オブ コンセプト (PoC) ブロックチェーン して 用 いる 個 別 の 要 素 を 示 すときは 仮 想 通 貨 として のビットコイン ビットコインのバリュー などと 要 素 を 指 定 する 語 句 をつける 概 念 実 証 とも 訳 され 新 たなサービスやシステムの 検 討 を 行 うために 簡 易 なシステムを 構 築 して 確 認 を 行 うこと 一 般 名 詞 としてのブロックチェーンの 呼 称 として 用 い る Ripple などのいわゆる distributed ledger なども 含 むものとする ビットコインも 含 め 個 別 のブロックチ ェーンに 言 及 する 際 は ビットコインのブロックチェー ン Ethereum のブロックチェーン などと 明 示 する p.11 略 語 BTC IoT P2P PoC PoI PoS PoW 元 の 用 語 用 語 の 説 明 参 照 Internet of Things:インターネット オブ シングス Peer to Peer:ピア ツー ピア p.9 Proof of Concept:プルーフ オブ コンセプト 用 語 の 説 明 参 照 Proof of Importance:プルーフ オブ インポータンス p.25 Proof of Stake:プルーフ オブ ステーク p.25 Proof of Work:プルーフ オブ ワーク p.9 3

7 3 ビットコインとブロックチェーンの 成 り 立 ち 本 章 では ブロックチェーンを 生 み 出 した すべての 始 まり ともいえる ビットコイ ン 及 びビットコインのブロックチェーンについて 概 説 する ビットコインの 成 り 立 ちの 中 で どのようにブロックチェーンが 生 まれ 用 いられているかを 整 理 する 3.1 Satoshi Nakamoto による 論 文 2008 年 11 月 の 末 に 暗 号 技 術 者 が 情 報 交 換 する 米 国 のメーリングリストにおいて Satoshi Nakamoto を 名 乗 る 人 物 が 一 本 の 論 文 についてメールをしたのが ビットコイン の 始 まりである 1 Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System と 題 された 論 文 にお いて Nakamoto は ビットコインの 特 徴 として 下 記 を 挙 げている 2 第 三 者 機 関 を 必 要 としない 直 接 取 引 の 実 現 非 可 逆 的 な 取 引 の 実 現 少 額 取 引 における 信 用 コストの 削 減 手 数 料 の 低 コスト 化 二 重 支 払 の 防 止 メーリングリストでしばらく 議 論 が 行 われたのち 2009 年 1 月 に 最 初 のブロックが 生 成 され ビットコインおよびビットコインのブロックチェーンの 運 用 が 始 まった その 後 現 在 までビットコインのシステムは 停 止 状 態 になったことはなく(ゼロ ダウ ンタイム 等 といわれる) 3 米 国 だけでなく 世 界 中 に 利 用 者 が 拡 大 している 日 本 では 2014 年 初 頭 の 交 換 所 の 破 綻 で 注 目 を 集 めたが 2015 年 に 入 り FinTech の 気 運 の 高 まりと 共 に ブロックチェーンにも 注 目 が 集 まるようになってきた 一 時 的 に 一 貫 性 が 失 われたことはある 4

8 3.2 ビットコインの 特 徴 ビットコインは 仮 想 通 貨 や 暗 号 通 貨 などとも 呼 ばれ ソフトウェアによって 管 理 されるデータそのものに 価 値 を 見 いだし 流 通 させているものであると 解 釈 できる ビットコインと 法 定 通 貨 である 貨 幣 及 び 紙 幣 電 子 マネー( 資 金 決 済 法 における 第 三 者 型 前 払 式 支 払 手 段 )との 比 較 を 図 表 3-1 に 示 す ビットコインは 法 定 通 貨 や 電 子 マネー のように 明 確 な 発 行 者 がおらず ビットコインというシステムそのものへの 信 頼 が 価 値 の 裏 付 けとなっている また 法 定 通 貨 や 電 子 マネーと 異 なり 匿 名 ながら 取 引 履 歴 が 公 開 されており 履 歴 の 追 跡 が 可 能 であることも 特 徴 的 である 図 表 3-1 ビットコイン 法 定 通 貨 および 電 子 マネー 特 徴 ビットコイン 法 定 通 貨 ( 本 円 ) 発 発 者 システムが 動 的 に 発 本 政 府 ( 通 貨 ) 本 銀 ( 紙 幣 ) 管 理 管 理 者 P2P ネットワーク 参 加 者 が 管 理 本 政 府 価 発 上 限 額 値 決 まっている (2,100 万 BTC) 本 銀 電 マネー ( 第 三 者 型 前 払 式 払 段 ) 電 マネー 事 業 者 ( 第 三 者 型 前 払 式 払 段 発 者 ) 電 マネー 事 業 者 ( 第 三 者 型 前 払 式 払 段 発 者 ) 無 し 事 前 された 額 ( 本 円 ) の 範 囲 で 発 価 値 の 裏 付 け システムへの 信 本 政 府 への 信 供 託 された 本 円 ( 額 の 1/2) 電 マネー 事 業 者 への 信 送 送 の 向 双 向 双 向 向 処 ( 利 者 加 盟 店 ) 理 送 の 処 理 時 間 約 10 分 間 隔 でブロックを 作 成 直 接 の 受 取 であれば 即 時 加 盟 店 に 払 われるまで 数 約 60 分 で 確 定 と なす 4 距 離 量 だと 時 間 がかかる 1.5 ヶ 程 度 送 の 数 料 匿 取 引 の 匿 名 性 名 性 5 少 額 送 者 負 担 こともある 額 取 引 履 歴 は 明 らかだが 匿 名 性 い がある 場 合 によって 両 負 担 受 取 者 ( 加 盟 店 ) 負 担 低 い( 履 歴 は 電 マネー 事 業 者 が 管 理 ) 取 引 履 歴 の 公 開 公 開 公 開 般 に 公 開 ビットコインは 2016 年 2 月 末 までに 約 1526 万 BTC が 発 行 され 6 その 価 値 は 66.6 億 米 ドル 相 当 に 達 している 7 これまでの 価 値 のピークは 2013 年 12 月 で 1BTC あたり ビットコインは 送 金 が 早 い といわれることがあるが 銀 行 間 の 国 際 送 金 などと 比 較 し てのことであり 一 般 的 な 決 済 手 段 と 比 べるとむしろ 遅 い 5 送 金 する 額 に 応 じてではなく 送 金 する 際 のデータ 量 に 応 じて 手 数 料 が 決 まる そのため 少 額 の 送 金 の 場 合 には 手 数 料 が 割 高 になる 場 合 もある

9 米 ドルを 超 えるほどの 値 を 付 けた その 後 各 国 の 規 制 の 動 きや 上 述 の 交 換 所 の 破 綻 の ように 外 部 から 攻 撃 される 事 例 が 続 いたことなどから 価 値 を 下 げ 2016 年 2 月 末 時 点 では 400 米 ドル 台 前 半 で 取 引 がされている 6

10 3.3 ビットコインを 構 成 する 技 術 ビットコインは 既 存 技 術 の 組 み 合 わせにより 新 たな 機 能 が 生 み 出 されたと 考 えるこ とができる 中 央 管 理 者 なしに 電 子 マネーのような 仕 組 みを 運 営 するためには データの 改 ざんや 二 重 支 払 を 防 止 する 措 置 とともに 悪 意 を 持 つユーザがいても システムが 維 持 される 仕 組 みが 必 要 となる 以 下 でビットコインを 構 成 する 主 な 個 別 技 術 (ハッシュ 公 開 鍵 暗 号 と 電 子 署 名 P2P Proof of Work)について 概 説 する ハッシュ ハッシュ 関 数 にデータを 入 力 すると 一 定 の 桁 数 の 値 (ハッシュ 値 )が 出 力 される 仕 組 みであり 同 じデータからは 同 じハッシュ 値 が 得 られるが わずかでも 異 なるデータ を 入 力 すると 全 く 異 なるハッシュ 値 が 得 られるのが 特 徴 である ハッシュ 値 から 元 のデ ータを 推 測 するのは 非 常 に 困 難 とされる この 特 徴 を 利 用 して データの 改 ざんの 検 出 な どに 用 いられる ビットコインでは ブロックチェーンデータの 連 続 性 の 検 証 保 証 や ハッシュ 値 の 計 算 を 利 用 した Proof of Work によるブロックチェーンの 生 成 に 用 いられて いる 図 表 3-2 ハッシュの 仕 組 み 公 開 鍵 暗 号 と 電 子 署 名 公 開 鍵 暗 号 とは 暗 号 化 と 復 号 に 別 々の 鍵 を 用 いる 暗 号 化 方 式 である 鍵 を 本 人 だけ が 用 いる 鍵 ( 秘 密 鍵 ) と 誰 でも 利 用 できる 鍵 ( 公 開 鍵 ) の 二 つに 分 けることによって 鍵 の 受 け 渡 し 問 題 を 解 決 した 暗 号 化 と 復 号 に 同 じ 鍵 を 用 いる 共 通 鍵 暗 号 の 場 合 鍵 を 相 手 のみに 渡 すために 様 々な 安 全 対 策 が 必 要 になる それに 対 して 公 開 鍵 暗 号 の 場 合 は 7

11 ファイルの 授 受 を 行 う 場 合 あらかじめ 受 信 者 が 両 方 の 鍵 をセットで 作 り 公 開 鍵 を 送 信 者 へ 配 信 しておくことで 安 全 な 通 信 が 可 能 になる 秘 密 鍵 を 自 分 が 管 理 しておけば 公 開 鍵 は 別 の 人 に 使 ってもらっても 安 全 が 保 たれる 図 表 3-3 公 開 鍵 暗 号 の 仕 組 み 電 子 署 名 とは ネットワーク 経 由 で 送 信 したデータが 正 しいものであることを 証 明 する 仕 組 みであり 公 開 鍵 暗 号 で 利 用 する 鍵 のペアをここでも 利 用 する 一 般 的 には 受 信 者 へ 送 付 するファイルのハッシュ 値 を 送 信 者 の 秘 密 鍵 で 暗 号 化 したものを 電 子 署 名 とし 元 のファイルと 共 に 受 信 者 へ 送 付 する 受 信 者 は 送 信 者 と 同 じハッシュ 関 数 を 用 いて 元 の ファイルのハッシュ 値 を 自 ら 生 成 し 送 信 者 の 署 名 を 送 信 者 の 公 開 鍵 で 復 号 して 得 られる ハッシュ 値 と 照 合 することで 送 信 者 の 署 名 が 正 しいものであることを 確 認 する 図 表 3-4 電 子 署 名 公 開 鍵 式 暗 号 及 び 電 子 署 名 は ビットコインではトランザクションデータ(ビットコイ 8

12 ン 取 引 のデータ)の 生 成 者 の 本 人 証 明 やビットコインのウォレット 8 のアドレス 9 として 利 用 されている P2P 一 般 的 なクライアント/サーバ 型 のネットワークでは サーバがデータの 保 持 提 供 の 役 割 を 担 い クライアントはサーバに 対 してデータを 要 求 アクセスする このクライアン ト/サーバ 型 では 両 者 の 役 割 分 担 は 固 定 されている これに 対 して P2P 型 のネットワークで は ネットワークに 参 加 するノード( 通 信 を 行 なう 各 コンピュータを 指 す ピア とも 呼 ばれる)がそれぞれデータを 保 持 し 他 のノードに 対 して 対 等 の 関 係 でデータの 要 求 と 提 供 を 行 う 自 律 的 なネットワークを 形 成 する P2P 型 ではクライアント/サーバ 型 と 異 なり それぞれのノードはサーバまたはクライアントといった 役 割 が 固 定 されない P2P の 実 装 においては 大 きく 分 けて 検 索 方 式 と データ 伝 送 方 式 を 考 える 必 要 がある 検 索 方 式 とは ノードやデータの 所 在 の 管 理 の 方 法 であり 管 理 もすべて P2P で 行 う 場 合 インデックスサーバを 設 置 する 場 合 処 理 力 の 高 いノード(スーパーノード) が 管 理 する 場 合 などが 代 表 的 である データ 伝 送 方 式 とは ノード 間 でのデータ 伝 送 の 方 法 であり ノード 間 で 直 接 送 受 信 するか 他 のノードを 中 継 に 使 用 するかに 分 かれる 10 ビ ットコインで 利 用 されている P2P は 検 索 方 式 は P2P であるが データ 伝 送 は 各 ノードを 中 継 しながらおこなっている ビットコインにおいて P2P は 完 全 分 散 型 ネットワーク 基 盤 の 実 現 Single Point of Failure( 単 一 障 害 点 )の 解 消 に 寄 与 している また 後 述 するブロックチェーンのデータ は ビットコインの P2P ネットワークに 参 加 し マイニングを 行 うすべてのノードが 同 一 のデータを 保 有 することになっている Proof of Work Proof of Work(PoW)とは 直 訳 すると 仕 事 の 証 明 となるが これは 一 般 的 には 単 純 だが 手 間 がかかる ただし 本 当 にそれを 行 ったことの 検 証 は 簡 単 な 特 定 の 作 業 11をあえ て 行 わせることにより 悪 意 のないことを 確 認 する( 不 正 を 行 う 動 機 を 低 減 させる) とい 8 ビットコインの 管 理 をするためのソフトウェア 9 ビットコインの 送 付 先 として 指 定 する ID 番 号 10 総 務 省 データ 通 信 課 ネットワークの 中 立 性 に 関 する 懇 談 会 P2Pネットワークの 在 り 方 に 関 する 作 業 部 会 資 料 /pdf/wg2_061129_1_si_1_2.pdf 11 以 下 で 説 明 するハッシュや CAPTCHA のような 画 像 を 用 いた 例 などがある 9

13 う 仕 組 みのことである たとえば メール 送 信 では Hashcash 12 という PoW が 用 いられて おり メールを 送 信 する 際 に 一 通 毎 に 一 定 のハッシュ 計 算 を 課 すことで スパムメール の 送 信 者 を 排 除 する( 大 量 のメールを 配 信 したいスパマーは できる 限 り 時 間 とコストを 掛 けたくない) という 手 法 である PoW は ビットコインにおいては 発 掘 マイニング とも 呼 ばれている 作 業 である ネットワーク 参 加 者 が 自 分 の 手 もとに 届 いているトランザクションデータの 集 合 13に ナ ンス( 任 意 の 値 )を 加 えてハッシュ 値 を 計 算 する 特 定 の 値 より 小 さい 値 を 求 める とい う 条 件 が 与 えられており 14 その 値 が 得 られるまで ナンスの 値 を 変 えながら 計 算 を 続 ける 誰 かが 求 める 値 を 得 られたら それが 正 しいことをネットワーク 参 加 者 で 相 互 に 確 認 した うえで 計 算 に 用 いられたトランザクションデータの 集 合 を 新 たな ブロック として 正 式 な 取 引 結 果 と 承 認 し 計 算 に 成 功 した 者 に 報 酬 としてビットコインが 付 与 される 15 その 後 は そのブロックに 含 まれなかったトランザクションデータと 新 たに 生 成 された トランザクションデータとを 用 いて 全 員 が 次 のマイニングを 開 始 する ビットコインでは PoW により 中 央 管 理 者 の 存 在 なしにデータの 改 ざんや 二 重 支 払 を 防 止 し 悪 意 の 第 三 者 がいても システムが 維 持 される 仕 組 みを 実 現 している 図 表 3-5 Proof of Work におけるハッシュ 計 算 のイメージ ビットコインの 送 付 を 行 う 際 は トランザクションデータを P2P ネットワーク 全 体 に 送 信 する P2P ネットワークの 状 態 などにより ある 時 点 で 各 ノードに 到 達 しているトラン ザクションデータは 異 なる 場 合 がある 分 程 度 計 算 し 続 けると 誰 かが 発 見 できるように 自 動 的 に 設 定 される 15 報 酬 額 は 現 在 は 25BTC+ブロックに 取 り 込 んだトランザクションの 手 数 料 の 総 額 とな っている 約 4 年 毎 に 報 酬 額 ( 上 記 の 25BTC)が 半 減 することになっており 次 回 は 2016 年 夏 頃 とされる 10

14 3.4 ブロックチェーン PoW により 生 成 されたブロックのつながりがブロックチェーンである 一 定 期 間 (ビッ トコインでは 約 10 分 間 )のトランザクションデータをまとめたブロックを チェーン 状 に 繋 げている ブロックにはタイムスタンプ 一 つ 前 のブロックのハッシュ 値 ナンス 生 成 されるブロックに 含 むトランザクションの 情 報 等 が 含 まれている 16 図 表 3-6 ブロックチェーン ビットコインのブロックチェーンにおいては P2P ネットワーク 上 の 二 つ 以 上 のノード で ほぼ 同 時 に PoW に 成 功 したノードが 出 現 した 場 合 などに 一 時 的 に 枝 分 かれ(Fork: フォーク)が 発 生 することがある その 場 合 それ 以 降 により 早 く 長 くブロックがつな がった 方 を 正 当 なものと 判 定 する( 図 表 3-7) そのため ある 取 引 が 成 立 したとみなすた めには その 取 引 のトランザクションデータがブロックに 取 り 込 まれてから それ 以 降 に 複 数 のブロックが 生 成 された 後 に そのブロックチェーンがフォークしていないことを 確 認 する 必 要 がある 一 般 的 には 6 ブロック 程 度 が 生 成 されれば 正 当 なブロックであるとみ なすことが 慣 習 として 行 われている(ビットコインを 管 理 するウォレットに 判 定 機 能 とし て 組 み 込 まれていることが 多 い) 17 このように ブロックが 過 去 の 情 報 を 保 持 した 状 態 で 繋 がれていくため ビットコイン のブロックチェーンにおいて 不 正 な 取 引 を 成 立 させるには 正 当 なフォークよりも 早 くブ ロックを 成 立 させ 続 けるか 過 去 のブロックを 全 て 作 り 直 す 必 要 があり PoW に 参 加 する すべてのコンピュータのマシンパワー( 計 算 能 力 )の 50%より 大 きな 割 合 を 確 保 する 必 要 があるとされる 18 また この 仕 組 みにより 後 述 するビザンチン 将 軍 問 題 を 実 用 可 能 な 範 16 より 正 確 には ブロックにはトランザクションのデータのほか 技 術 情 報 直 前 のブロ ックのハッシュ 値 マークルルート PoW のターゲット 値 ナンス タイムスタンプ ナ ンス が 含 まれている ブロックの 生 成 に 約 10 分 かかることから 6 ブロックで 約 1 時 間 となる 18 51% 以 上 と 表 記 されることも 多 いが 50%より 大 を 整 数 に 丸 めた 表 現 であり 正 確 ではない ただし 51%アタック(51% 攻 撃 ) は ブロックチェーンへの 攻 撃 の 名 称 として 一 般 化 しているため 以 下 でもそのまま 用 いる 11

15 囲 で 解 決 したとされている 図 表 3-7 ブロックチェーンにおけるフォークの 様 子 く 繋 がった を 正 当 と 判 断 ビザンチン 将 軍 問 題 ビザンチン 将 軍 問 題 とは Leslie Lamport らにより 1982 年 に 発 表 された 論 文 The Byzantine Generals Problem 19 にて 議 論 されている 分 散 システム 上 におけるコンポー ネント 20 群 における 信 頼 性 に 関 する 問 題 である 互 いに 敵 国 を 取 り 囲 む 将 軍 たちが 彼 らの 中 に 偽 の 情 報 を 流 す 裏 切 り 者 が 存 在 する 状 態 で 相 互 に 通 信 し 合 うことのみにより 戦 略 の 合 意 形 成 に 至 ることが 可 能 かとい う 考 えから 分 散 システム 上 におけるコンポーネント 群 のいずれかが 偽 の 情 報 を 伝 達 する 場 合 に 全 体 として 正 しい 合 意 を 形 成 できるかを 問 うているものである 図 表 3-8 ビザンチン 将 軍 問 題 後 退 攻 撃 裏 切 り 者 ( 偽 の 情 報 を 流 す) 攻 撃 攻 撃 後 退 敵 攻 撃 裏 切 り 者 ( 偽 の 情 報 を 流 す) 攻 撃 後 退 ノードやピアとほぼ 同 義 ここでは 論 文 にならってこの 用 語 を 用 いる 12

16 Lamport らによれば 全 コンポーネント 数 のうち 偽 の 情 報 を 流 すコンポーネントが 1/3 未 満 であれば 解 が 存 在 する つまり 全 体 として 正 しい 合 意 を 形 成 できるとしている つ まり 参 加 者 の 総 数 における 偽 の 情 報 を 流 す 参 加 者 の 割 合 が 全 体 の 合 意 可 否 を 決 定 して いる ビットコインのブロックチェーンにおいては 全 体 の 合 意 = 正 しいブロックチェーン の 決 定 を PoW とその 結 果 の 相 互 承 認 によって 得 ている 前 述 の 通 り ビットコインブロ ックチェーンにおいては ブロックが 過 去 の 情 報 を 保 持 した 状 態 で 繋 がれていくため 不 正 な 取 引 を 全 体 の 合 意 として 成 立 させるには 正 当 なフォークよりも 早 くブロックを 成 立 させ 続 けるか 過 去 のブロックを 全 て 作 り 直 す 必 要 がある これには 全 体 の 50%より 大 きなマシンパワーが 必 要 とされており 膨 大 な 計 算 機 資 源 を 必 要 とする それよりも 正 当 にマイニングを 行 って マイニングによる 報 酬 を 得 ることのほうが 経 済 合 理 性 が 高 いた め 不 正 な 取 引 を 行 うモチベーションが 低 くなる この 仕 組 みにより ビザンチン 将 軍 問 題 を 実 用 可 能 な 範 囲 で 解 決 したとされている ビットコインブロックチェーンの 機 能 と 実 現 されたこと ビットコインは ハッシュ 電 子 署 名 PoW P2P といった 主 な 技 術 により 構 成 さ れている 用 いられている 個 々の 技 術 に 関 しては 新 規 性 は 殆 どないものの 既 存 の 技 術 の 組 み 合 わせにより ビットコインブロックチェーンにおいて 新 たな 機 能 が 生 み 出 されて いると 考 えることができる これにより 中 央 管 理 者 なしに 電 子 マネーのような 仕 組 みを 運 営 するために 必 要 な デ ータの 改 ざんや 二 重 支 払 を 防 止 する 仕 組 みとともに 悪 意 を 持 つユーザがいても システ ムが 維 持 される 仕 組 みが 形 成 された ビットコインのブロックチェーンの 機 能 は 大 きく アプリケーションの 実 行 データ の 連 続 性 の 保 証 各 ノードによるブロックチェーンデータの 共 同 保 有 P2P ネットワー クによるデータ 通 信 の 4 つに 分 類 される これら 機 能 の 概 要 およびその 元 となる 構 成 技 術 を 図 表 3-9 に 示 す 13

17 ビットコインの 構 成 技 術 図 表 3-9 ビットコインのブロックチェーンの 機 能 ビットコインの ブロックチェーンの 機 能 ビットコインで 実 現 されたこと ハッシュ 電 署 名 Proof of Work (PoW) P2P アプリケーションの 実 データの 連 続 性 の 保 証 各 ノードによる ブロックチェーンデータの 共 同 保 有 P2Pネットワークによる データ 通 信 スクリプトによりアプリケーションを 実 可 能 真 正 性 の 保 証 された 取 引 が 可 能 ( 重 払 の 防 ) データのトレーサビリティが 可 能 で 透 明 性 の い 取 引 が 可 能 ( 改 ざんが 困 難 ) サーバコスト( 構 築 / 運 )の 低 廉 化 安 定 したシステムの 構 築 運 が 可 能 (ゼロ ダウンシステム) 中 央 管 理 者 が 不 在 でも 悪 意 を 持 つユーザが いてもエコシステムが 安 定 維 持 される ビットコインブロックチェーンにおいては 各 ノードが P2P ネットワークに 接 続 されて いる それにより クライアント/サーバ 型 のシステムよりも 高 い 対 障 害 性 が 実 現 されて いる それら P2P ネットワークで 接 続 された 各 ノードが PoW を 経 てコンセンサスが 得 ら れているビットコインブロックチェーンデータをそれぞれ 保 有 している ビットコインブロックチェーン 上 では ハッシュ 計 算 と 電 子 署 名 を 連 続 的 に 行 うことで ブロック 同 士 ( 及 びブロック 内 のデータ)が 関 連 づけられている また PoW を 経 て 各 ブ ロックのコンセンサスが 得 られることにより ビットコインブロックチェーンデータの 追 跡 と 検 証 が 可 能 となっている これらの 機 能 により ビットコインのブロックチェーンでは 中 央 管 理 者 が 不 在 でも 悪 意 を 持 ったユーザがいた 場 合 でもエコシステムを 安 定 維 持 できるようになり 安 定 した システムの 構 築 と 運 用 を 可 能 としている その 結 果 として 対 象 とするシステムにも 拠 る が 一 般 論 としてサーバコスト( 構 築 と 運 用 )の 低 廉 化 を 可 能 とするとの 意 見 がある ま た 真 正 性 の 保 証 された 取 引 が 可 能 となり 後 から 検 証 可 能 な 透 明 性 の 高 い 取 引 が 実 現 さ れている さらに ビットコインブロックチェーン 上 では 専 用 のスクリプトによって 様 々な 処 理 を 実 行 可 能 である 代 表 的 なアプリケーションとして Colored Coins が 挙 げられる 21 Colored Coins は ビットコインに 資 産 情 報 など( 電 子 化 された 債 権 デジタルコンテンツ 電 子 化 された 実 物 資 産 の 権 利 情 報 など)の 色 を 付 けることで ビットコイン 上 でその 資 産 を 転 々 流 通 させることが 可 能 な 技 術 である Colored Coins に 発 展 的 に 汎 用 性 を 持 たせ

18 たのが Open Assets Protocol である Open Assets Protocol においては ビットコインブ ロックチェーンの 利 用 者 が 主 体 となって 任 意 の 資 産 を 流 通 させることが 可 能 となる Open Assets Protocol や Colored Coins では それぞれの 色 を 識 別 するための ID が 割 り 振 ら れている 図 表 3-10 Open Assets Protocol の 概 要 図 C A B X Y BTC α - β X BTC X BTC α アセット 発 D Bが 発 行 したアセットは ビットコインブロックチェー ン 上 で 転 々 流 通 する YBTC β 15

19 3.5 ビットコインのブロックチェーンの 課 題 ビットコインのブロックチェーンは 既 存 の 技 術 を 組 み 合 わせることで 中 央 管 理 者 が いなくても 有 効 に 機 能 する 仕 組 みを 実 現 した 非 常 に 画 期 的 なアイデアだが 利 用 が 拡 大 す る 過 程 で 各 種 様 々な 課 題 が 浮 き 彫 りになってきている ここでは ビットコインブロック チェーンが 実 現 した 機 能 に 内 在 する 課 題 を 整 理 する 前 述 したビットコインの 主 要 な 4 つの 機 能 より 導 出 したビットコインのブロックチェー ンにて 実 現 されることより ビットコインブロックチェーンにおける 13 の 課 題 を 導 出 した 実 現 されることと 広 範 にビットコインが 利 用 されることによって 顕 在 化 した 課 題 の 相 関 を 示 したのが 図 表 3-11 である 図 表 3-11 ビットコインのブロックチェーンにおける 課 題 実 現 されること スクリプトによりアプリケーションを 実 可 能 真 正 性 の 保 証 された 取 引 が 可 能 ( 重 払 の 防 ) データのトレーサビリティが 可 能 で 透 明 性 の い 取 引 が 可 能 ( 改 ざんが 困 難 ) サーバコスト( 構 築 / 運 )の 低 廉 化 安 定 したシステムの 構 築 運 が 可 能 (ゼロダウンシステム) 中 央 管 理 者 が 不 在 でも 悪 意 を 持 つユーザがいてもエコシステムが 安 定 維 持 される 課 題 1. スクリプトの 仕 様 が チューリング 完 全 ではない 2. スクリプトの 実 にはトリガー(トランザクション 等 )が 必 要 となる 3. 取 引 内 容 を 後 から 修 正 することが 難 しい 4. ファイナリティに 時 間 を 要 し フォークによる 戻 りリスクが 存 在 する ( 厳 密 には トランザクションは 確 定 していない) 5. 単 位 時 間 あたりのトランザクション 処 理 量 が 少 ない 6. 取 引 者 取 引 の 内 容 が 公 開 されるため プライバシーが 保 たれない 恐 れがある 7. 肥 化 するブロックチェーンによりノードの 容 量 が 圧 迫 される 8. ノードごとにマシンパワーのレベル 差 を 考 慮 した トランザクション 処 理 のネット ワーク 全 体 での 最 適 化 が われない 9. 部 の( 強 なマシンを 保 有 する) 団 体 しかマイニングできない 上 電 を 過 剰 に 利 することになる 10. トランザクションに 押 されるタイムスタンプは 正 確 性 や 保 証 がない 11. トークンの 価 格 変 動 により 取 引 数 料 の 事 前 想 定 が 困 難 12. P2Pのネットワークを 分 断 するような 物 理 攻 撃 や 障 害 が じた 場 合 に ブロッ クチェーンがフォークする 可 能 性 がある 13. 誰 でも 参 加 でき 特 定 のノードを 排 除 する 仕 組 みがないため 違 法 な 取 引 に も 利 される 可 能 性 がある 上 記 の 13 の 課 題 は システムの 仕 様 と 実 装 に 起 因 する 課 題 実 ビジネス 慣 行 とのギャ ップに 起 因 する 課 題 および ビットコインブロックチェーンの 数 理 的 情 報 科 学 的 課 題 の 3 つに 分 類 可 能 である システムの 仕 様 と 実 装 に 起 因 する 課 題 については 課 題 が 広 範 囲 に 及 ぶため さらに スクリプトの 実 装 に 起 因 する 課 題 ファイナリティに 起 因 する 課 題 P2P システムに 起 因 する 課 題 に 大 別 した 16

20 3.5.1 システムの 仕 様 と 実 装 に 起 因 する 課 題 (ア) スクリプトの 実 装 に 起 因 する 課 題 ビットコインのブロックチェーンには トランザクションの 一 部 に 自 動 的 に 処 理 を 行 わ せるためのスクリプト( 処 理 命 令 の 文 字 列 )を 記 述 することが 可 能 となっている これに より 仮 想 通 貨 の 授 受 だけでなく 様 々な 資 産 の 管 理 などにブロックチェーンを 拡 張 して 利 用 することが 可 能 になっている しかし 一 般 的 なコンピュータ 言 語 では チューリン グ 完 全 性 22 という 論 理 的 な 処 理 能 力 を 満 たしていることが 求 められるが ビットコインブ ロックチェーンでは このチューリング 完 全 性 は 満 たせないことが 知 られている そのた め これらの 処 理 には 一 般 のスクリプトとは 異 なった 制 約 が 存 在 する 例 えば ループ と 呼 ばれる 処 理 などが 代 表 例 である ループ 処 理 とは ある 一 定 の 条 件 を 満 たすまで 特 定 の 処 理 を 連 続 して 行 なう 命 令 をさす( 一 番 単 純 な 例 では 1から 10 までを 順 に 足 す 処 理 な どがあげられる)が このようなループ 処 理 はビットコインブロックチェーンでは 一 つの ブロック 内 で 行 えないことが 知 られている ( 課 題 1) (イ) ファイナリティに 起 因 する 課 題 ビットコインブロックチェーンは 各 ブロックが 参 加 者 から 承 認 され 正 当 な 取 引 記 録 としてコンセンサスが 得 られるまでに 10 分 から 60 分 程 度 の 時 間 が 必 要 とされる 時 間 の 長 短 はその 時 のブロックのマイニングの 状 況 に 依 存 する 特 に ブロックがフォーク( 同 時 に 二 つ 以 上 のブロックチェーンの 系 列 が 生 じた 場 合 など)した 場 合 このフォークを 解 消 するには 60 分 程 度 の 時 間 が 必 要 とされる この 取 引 が 正 当 なものとして 認 定 される ことを ファイナライズ これらの 一 連 の 過 程 を ファイナリティ 23 と 呼 ぶが このフ ァイナリティにある 一 定 の 時 間 が 必 要 な 点 は 実 ビジネスへの 応 用 に 制 約 をもたらす 可 能 性 がある 実 際 のビットコインの 取 引 では ウォレットの 管 理 者 による 設 定 にも 依 存 するが 6 回 程 度 の 後 続 ブロック 生 成 が 行 われたことをもってファイナリティが 行 われたとみなし ている その 間 にフォークし 手 戻 りするリスクを 考 慮 してのことだが 厳 密 には どれ だけブロックチェーンが 連 なったとしても フォークする 確 率 がゼロにはならないため トランザクションが 取 り 消 されるリスクも 非 常 に 小 さな 確 率 で 残 る ひとつの 思 考 実 験 として 自 動 販 売 機 へのブロックチェーン 適 用 問 題 がある 現 行 の 自 22 チューリングマシン(Alan Turing により 考 案 された 仮 想 的 な 計 算 機 計 算 できる 問 題 全 てが 記 述 計 算 でき もしメモリが 無 限 にあり 計 算 時 間 が 無 限 にかかって 良 いならば 解 ける ことをチューリング 完 全 という ( 23 決 済 の 完 了 を 指 す 17

21 動 販 売 機 はその 自 動 販 売 機 に 現 金 を 入 れてボタンを 押 した 場 合 自 動 販 売 機 は 投 入 された 金 額 が 商 品 の 売 価 を 満 たしている 時 には 即 時 に 商 品 を 排 出 する 一 方 ブロックチェーン で 管 理 されている 自 動 販 売 機 の 場 合 現 金 を 自 動 販 売 機 に 投 入 した 時 点 で まず 現 金 が 投 入 されたことをブロックチェーンに 記 載 し そのブロックが 承 認 されるまで 処 理 を 待 つ 必 要 がある この 承 認 までのコンセンサスプロセスはビットコインブロックチェーンでは 最 短 で 10 分 程 度 の 時 間 を 有 する そして 投 入 金 額 が 確 定 した 時 点 で 今 度 はボタンを 押 すこと になるが この 注 文 処 理 もまたビットコインブロックチェーン 上 に 記 録 する 場 合 これに も 同 様 の 時 間 が 必 要 となる さらにその 注 文 処 理 が 実 際 に 正 確 に 履 行 されたか お 釣 りは いくらか といった 各 工 程 それぞれがブロックチェーンでのコンセンサスを 必 要 とするよ うな 場 合 それぞれの 処 理 に 10 分 以 上 の 時 間 が 必 要 だとすると そのような 取 引 は 実 ビジ ネスでは 成 立 しないであろう このように 即 時 性 が 要 求 される 取 引 にはビットコインブロ ックチェーンは 向 いていないとの 指 摘 がある( 課 題 2)( 課 題 4) また 実 ビジネスではその 取 引 が 行 われた 日 時 が 正 確 にいつであったかを 特 定 し 記 録 することが 重 要 となるケースが 考 えられる しかしビットコインブロックチェーンでは 取 引 が 記 録 されるトランザクションに 押 されるタイムスタンプは その 取 引 が 発 生 した 時 刻 ではなく 新 しいブロックが 生 成 されるタイミングとなる 新 しいブロックが 生 成 され るタイミングは それ 以 前 の 複 数 のブロックの 時 間 および 各 ノードから 承 認 の 応 答 があっ た 時 間 に 左 右 されるため 実 際 の 取 引 時 間 とは 異 なる 時 間 が 記 録 される 可 能 性 が 高 い さ らに 各 ノードのもつ 時 刻 については TSA(Time-Stamping Authority) 24 の 利 用 や TAA(Time Assessment Authority) 25 などとの 連 動 が 必 須 とされていない そのため タイ ムスタンプの 時 刻 も 正 確 である 保 証 はない( 課 題 10) (ウ) P2P システムに 起 因 する 課 題 ビットコインのブロックチェーンは P2P の 分 散 システムで 情 報 を 保 持 するため 各 ノ ードそれぞれがこれまでのトランザクションデータが 全 て 含 まれたブロックチェーンを 保 有 することになる(2016 年 2 月 末 時 点 で ビットコインブロックチェーンでは 60GB 超 の データを 各 ノードが 保 有 している 26 ) 現 行 のビットコインブロックチェーンのような す べての 取 引 内 容 を 保 存 する 仕 組 みでは ノードの 容 量 が 圧 迫 されることとなる そのため 例 えばモバイル 端 末 などの 比 較 的 容 量 が 少 ないノードがビットコインブロックチェーンへ 参 加 することは 難 しい また 今 度 普 及 が 予 測 される IoT のような より 処 理 能 力 デー タ 保 存 容 量 が 少 ないノードが 想 定 されるネットワークでは 現 行 のビットコインブロック チェーンは 応 用 が 難 しい 可 能 性 が 指 摘 されている( 課 題 7) 24 時 刻 認 証 局 信 頼 できる 第 3 者 としてタイムスタンプを 発 行 する 25 時 間 配 信 局 タイムスタンプサーバーが UTC( 協 定 世 界 時 )と 規 定 の 精 度 以 内 で 同 期 で きているかの 監 査 を 行 う

22 さらに ビットコインブロックチェーンは 各 ブロックに 保 存 できるトランザクション 件 数 の 上 限 がおおよそ 定 められていることと( 約 1,000 件 程 度 が 上 限 ) 27 新 たなブロック が 生 成 される 時 間 間 隔 がおおよそ 決 まっている(おおよそ 10 分 間 隔 )ことから 1 秒 間 に 処 理 できるトランザクション 件 数 が 5~7 件 程 度 といわれている 現 状 のビットコインの 利 用 量 では まだ 問 題 は 顕 在 化 していないが 将 来 的 に 利 用 が 拡 大 した 場 合 に 処 理 能 力 が 足 りなくなり 処 理 が 遅 延 する 可 能 性 が 指 摘 されている 28 参 考 までに 大 手 クレジットカー ドネットワークである VISA の 決 済 システムは 平 均 して 毎 秒 3,600 件 29 ピーク 時 の 処 理 能 力 は 毎 秒 65,000 件 以 上 の 決 済 処 理 能 力 を 有 している 30 ( 課 題 5) 一 方 P2P でシステムを 構 成 するビットコインブロックチェーンでは P2P を 構 成 する 各 ノード 間 のネットワークを 分 断 するような 攻 撃 が 行 われるリスクが 常 に 存 在 する 仮 に ネットワークが 分 断 された 場 合 ノード 間 においてブロックチェーンデータの 同 期 が 行 わ れない もしくは 同 期 が 遅 延 する 可 能 性 がある ネットワークが 分 断 されている 間 に 新 た なブロックの 生 成 が 続 けられてしまうと 一 方 のノードでは 正 とされたブロックチェーン データが 他 のノードでは 正 とされない 可 能 性 がある これは 分 散 システム 上 では エク リプス 問 題 として 知 られているが ビットコインブロックチェーンでの 解 決 方 法 が 確 立 されていないのではないかとの 指 摘 がある( 課 題 12) ビットコインのシステムでは 参 加 している 各 ノードそれぞれのマシンパワーに 差 があ る 各 ノードのマシンパワーがほぼ 等 しい 分 散 システムでは それぞれのノードの 状 況 に 応 じて 処 理 の 分 配 を 最 適 化 する 仕 組 みを 導 入 することが 可 能 だが ビットコインブロック チェーンでは マシンパワーが 異 なる 各 ノードで 構 成 されるネットワーク 全 体 の 最 適 化 を 行 う 事 は 難 しい そのため 計 算 の 重 複 などのロスが 発 生 している 可 能 性 が 指 摘 されてい る( 課 題 8) 現 行 のビットコインブロックチェーンは 各 ブロックのトランザクションデータのコン センサスのために 大 量 のマシンパワーが 必 要 となる 仕 組 みを 採 用 している PoW に 参 加 し ているノードは マイナー( 採 掘 者 ) と 呼 ばれ ビットコインのマイニング 専 用 のコンピ ュータを 備 えた 専 門 業 者 が 多 くのシェアを 占 めている これらの 一 部 の 専 門 業 者 がほぼ 独 占 的 にビットコインブロックチェーンの PoW を 行 っているのが 現 状 である 31 また PoW に 使 用 される 計 算 資 源 としては 計 算 に 使 用 されるコンピュータと そのコンピュータで 使 27 実 際 には ブロックの 容 量 が 約 1MB となるように 調 整 されている 28 すでに 遅 延 が 発 生 し 始 めているとの 指 摘 もある 年 10 月 から 12 月 の 平 均 値 l-results-conference-call-presentation.pdf 30 l-results.pdf

23 用 される 電 力 が 含 まれるが 電 力 に 関 しては 2013 年 時 点 で 一 日 あたり 15 万 ドルに 上 ると の 推 計 も 発 表 されている 32 このような 資 源 の 浪 費 を 懸 念 する 声 は 強 い( 課 題 9) さらに 現 行 のビットコインブロックチェーンには どのようなノードであっても 参 加 可 能 である 一 方 で そのような 仕 組 みの 裏 返 しとしてある 特 定 のノードを 排 除 できるよう な 仕 組 みがない したがって 上 述 したようなネットワークを 分 断 するようなノードを 事 前 事 後 で 排 除 する 仕 組 みが 存 在 しない また ある 一 定 以 上 の(たとえばネットワーク に 参 加 しているノード 全 体 のマシンパワーの 50%より 大 きな 割 合 を 占 めるような)マシン パワーを 持 つノードが 不 正 にブロックを 書 き 換 えるような 行 為 を 選 択 することも 理 論 上 は 可 能 となるが このような 違 法 な 取 引 を 行 おうとするノードを 排 除 することもできない( 課 題 13) 実 ビジネスの 慣 行 とのギャップに 起 因 する 課 題 ビットコインのブロックチェーンでは 改 ざんに 対 する 耐 性 が 強 い 反 面 一 度 ブロック に 取 り 込 まれたトランザクションデータの 内 容 を 書 き 換 えることが 非 常 に 難 しいという 性 質 を 持 つ そのため ビットコインブロックチェーンを 活 用 して 取 引 内 容 を 記 録 した 際 に は 一 度 トランザクションが 確 定 した 後 に 遡 って 後 からその 内 容 を 修 正 することが 難 し い そのため 内 容 を 修 正 することが 生 じ 得 る 取 引 に 利 用 することは 難 しいほか 個 人 の プライバシーのような 公 開 したくない 情 報 を 取 り 扱 う 場 合 には 慎 重 な 対 応 が 必 要 となる ( 課 題 3) これに 関 連 して 現 行 のビットコインブロックチェーンでは 各 ブロックに 記 録 された トランザクション 部 分 は 全 ての 取 引 内 容 が 誰 でも 確 認 できる 状 態 となっていることも 問 題 となりうる 各 取 引 の 送 り 先 受 け 手 に 関 しては 匿 名 のアドレスが 用 いられるものの 取 引 内 容 はすべて 公 開 されている(アドレス A からアドレス B にいつ いくらの 金 額 が 送 金 されたかはすべて 公 開 されている) このように 取 引 記 録 がすべて 公 開 されると ビジネ ス 上 秘 匿 したい 取 引 内 容 や プライバシーに 関 わる 取 引 を 行 なうことが 難 しい 可 能 性 があ る 例 えば 競 合 他 社 に 受 注 金 額 を 知 られたくない 取 引 などは ビットコインブロックチ ェーン 上 では 秘 匿 できない 可 能 性 がある 33 また 病 院 への 診 察 の 支 払 などの 情 報 もビット コインブロックチェーン 上 では 特 別 に 秘 匿 されるわけではない 匿 名 のアドレスの 利 用 を 前 提 としても 長 期 の 履 歴 から 個 人 が 特 定 される 可 能 性 はゼロでない 為 プライバシー 保 32 rld-environmental-disaster 33 同 一 のビットコインアドレス(あるいは 同 一 の IP アドレスで 利 用 されている 複 数 のビッ トコインアドレス)の 取 引 履 歴 を 時 系 列 に 多 数 追 跡 することで 利 用 者 を 特 定 できる 可 能 性 がある 20

24 護 の 観 点 から 懸 念 が 指 摘 されている( 課 題 6) 一 般 の 取 引 ではその 取 引 に 起 因 する 手 数 料 が 必 要 なケースが 多 い 例 えば 銀 行 口 座 への 振 込 手 数 料 や 為 替 の 手 数 料 などである これらの 手 数 料 は 一 般 に 定 額 定 率 のものが 大 半 であり 取 引 に 際 して 予 測 可 能 である しかしビットコインを 用 いた 取 引 の 場 合 ビット コインの 価 値 が 変 動 する(トークンとしての 価 値 が 変 動 する)ため 事 前 に 取 引 手 数 料 の 予 測 が 困 難 となる 可 能 性 が 指 摘 されている これらの 取 引 手 数 料 が 変 動 することは 税 務 上 の 処 理 を 煩 雑 化 させるなどの 副 作 用 も 考 えられる( 課 題 11) ビットコインブロックチェーンの 数 理 的 情 報 科 学 的 課 題 より 根 本 的 な 問 題 として 情 報 理 論 上 各 ノードにおいて 時 刻 が 一 致 していない 分 散 シ ステムにおいては ある 情 報 が 正 しいと 確 認 できるようなコンセンサスを 実 現 することは 不 可 能 である との 証 明 が 存 在 し ビットコインブロックチェーンもこの 証 明 を 逃 れるこ とはできない 現 在 のビットコインブロックチェーンは この 証 明 の 条 件 を 一 部 ゆるめた 環 境 下 でコンセンサスを 実 現 していると 見 るべきである 34 同 様 に 分 散 型 システムに 関 して 一 貫 性 可 用 性 分 断 耐 性 を 同 時 に 満 たすことはで きない という CAP 定 理 も 知 られている この 定 理 に 従 うと ビットコインのブロックチ ェーンでは 一 貫 性 は 満 たせないことになる CAP 定 理 CAP 定 理 は 2000 年 に The Symposium on Principles of Distributed Computing にて Eric Brewer により 予 想 され 2002 年 に Seth Gilbert Nancy Lynch により 証 明 された 共 通 のデータを 扱 う 複 数 ノードで 構 成 された 分 散 システムに 関 する 定 理 である 分 散 シス テムは 下 記 の 3 つの 性 質 のうち 完 全 に 満 たせるものは 2 つのみであることが 示 されてい る C(Consistency 一 貫 性 : 全 てのノードで 最 新 のデータを 同 時 に 保 持 していること そのため 各 ノードによる 読 み 出 しは 直 前 の 書 き 込 みの 内 容 を 返 す 状 態 となってい ることを 指 す ) A(Availability 可 用 性 : 特 定 のノードの 障 害 により 他 のノードが 影 響 を 受 けな い 状 態 であること そのため 各 ノードは 必 ず 有 限 時 間 内 に 応 答 する 状 態 にあるこ とを 指 す ) 34 分 散 システムにおけるコンセンサスは FLP impossibility Theorem( 非 同 期 システムで は ノードが 1 台 でも 停 止 する 可 能 性 がある 場 合 100% 合 意 に 至 るコンセンサスアルゴリ ズムは 存 在 しないとする 定 理 Michael J. Fischer, Nancy A. Lynch, Michael S. Paterson により 1985 年 に 提 唱 された )を 前 提 とする そのため 条 件 を 絞 った 上 で 成 立 している ものとされる 21

25 P(Partition-tolerance 分 断 耐 性 :ネットワークに 障 害 などがあっても 継 続 して 動 作 すること そのため 各 ノードはネットワークが 分 断 されても 動 作 する 状 態 にあ ることを 指 す ) 35 分 散 システムの 1 つであるとみなされるビットコインブロックチェーンは A (Availability, 可 用 性 ) P(Partition-tolerance, 分 断 耐 性 )を 満 たすことはできるものの C(Consistency, 一 貫 性 )を 満 たすことができていない 代 わりに ネットワーク 分 断 が 有 限 時 間 内 に 解 消 される 場 合 においては 結 果 整 合 性 を 保 持 していると 考 えられている 36 結 果 整 合 性 とは 時 間 的 な 差 はあるにせよ 結 果 的 に 一 貫 性 が 保 たれる( 保 たれればよい) とする 考 え 方 である 35 第 2 回 検 討 会 における 委 員 資 料 より 引 用 36 ビットコインブロックチェーンにおいては ネットワーク 分 断 を 検 証 する 仕 組 みが 搭 載 されていないため 必 ず 結 果 整 合 性 を 保 持 すると 保 証 されているわけではない 22

26 4 ブロックチェーンの 応 用 3.5 章 で 整 理 したとおり 現 段 階 ではビットコインブロックチェーンには 様 々な 課 題 が 存 在 する その 一 方 で これらの 課 題 を 解 決 もしくは 回 避 した 上 で 様 々なビジネス 領 域 に 適 用 しようとする 動 きも 活 発 に 起 きている 本 章 ではこれらの 取 組 を ブロックチェーン の 応 用 という 視 点 から 整 理 する システムの 仕 様 と 実 装 に 起 因 する 課 題 のうち スクリプト 実 装 に 起 因 する 課 題 に ついては チューリング 完 全 なスクリプトを 実 装 したブロックチェーンが 開 発 されている ファイナリティに 起 因 する 課 題 では コンセンサスに 関 するアルゴリズムを 工 夫 する ことでファイナリティの 効 率 化 高 速 化 を 実 現 するための 取 り 組 みが 行 われている また P2P システムに 起 因 する 課 題 に 対 しては 参 加 者 を 選 択 制 限 することで 上 記 の 課 題 を 解 消 しようとする 検 討 がなされている 一 方 実 ビジネスとのギャップ の 存 在 が 認 知 されたことで あらゆる 取 引 にブロック チェーンが 適 用 できるといった ブロックチェーン 万 能 説 をより 冷 静 に 検 討 する 機 運 も 高 まっている ブロックチェーンの 効 果 と 限 界 を 見 極 めつつ どうすれば ギャップ を 埋 めることが 可 能 かという 検 討 が 現 在 活 発 に 議 論 されている また 残 された 課 題 として ブロックチェーンの 数 理 的 情 報 科 学 的 な 課 題 が 存 在 する この 課 題 に 対 してどのような 取 組 が 行 われているのか またどのような 取 り 組 みが 求 めら れているのかは 本 章 で 簡 単 に 触 れた 後 主 に 6 章 で 整 理 する 4.1 ブロックチェーンの 応 用 ビットコインを 発 端 として 様 々なブロックチェーンが 提 案 されている 3.5 章 に 挙 げた 様 々な 課 題 を 解 決 しながら ブロックチェーンの 機 能 が 拡 張 され 多 様 な 用 途 に 応 用 され ようとしている ブロックチェーンの 拡 張 の 方 向 性 として 大 きく 3 つの 軸 が 考 えられる 一 つは ブロ ックチェーン 上 での 記 録 交 換 対 象 の 拡 張 汎 用 化 である 価 値 情 報 だけでなく 様 々 な 財 の 所 有 権 やサービス( 役 務 提 供 )を 受 ける 権 利 ( 所 有 権 利 用 権 など)の 移 転 や 証 明 にもブロックチェーンを 応 用 しようという 動 きである 二 つ 目 は コンセンサスアルゴリ ズムの 改 変 高 性 能 化 である ビットコインの PoW の 課 題 に 対 応 した 新 たなコンセン サスアルゴリズムを 採 用 する 動 きである 三 つ 目 は ネットワークへの 参 加 を 制 限 し 参 加 者 の 信 頼 度 を 向 上 する 方 向 性 である 不 特 定 多 数 に 参 加 を 認 めるのではなく ある 程 度 制 限 を 掛 けることで コンセンサスの 効 率 化 とトランザクション 処 理 の 高 速 化 を 目 指 し ている 23

27 4.1.1 ブロックチェーン 上 での 記 録 交 換 対 象 の 拡 張 汎 用 化 トレーサビリティや 真 正 性 の 保 証 ができる 機 能 や スクリプトの 機 能 を 活 用 して 仮 想 的 価 値 の 交 換 にとどまらず 様 々な 取 引 の 記 録 や 何 らかの 権 利 や 主 張 も ブロックチェ ーンで 管 理 する というアイデアへと 発 展 している 図 表 4-1 ブロックチェーン 上 での 記 録 交 換 対 象 の 拡 張 汎 用 化 (ア) 段 階 1 仮 想 通 貨 ビットコインを 実 現 するための 台 帳 としてのブロ ックチェーン 3 章 で 見 たとおり ビットコインのブロックチェーンにはすべてのビットコインの 取 引 履 歴 が 記 録 されている ここでは ブロックチェーンは 仮 想 通 貨 であるビットコインの 台 帳 として 機 能 しているのみであった (イ) 段 階 2 その 他 の 仮 想 的 価 値 を 管 理 するためのブロックチェーン ビットコインは オープンソースソフトウェアとして 開 発 されている そのため ビッ トコインの 有 用 性 や 可 能 性 が 認 められると 様 々なパラメータや 暗 号 化 のアルゴリズムな 24

28 どを 改 変 した アルトコイン(altcoin) が 多 数 派 生 した その 数 は 600 以 上 にのぼる 37 (ウ) 段 階 3 取 引 の 記 録 としての 応 用 ブロックチェーンが 取 引 の 記 録 を 中 央 管 理 者 なしに 管 理 できることが 認 識 されると 仮 想 通 貨 などの 価 値 情 報 だけでなく 財 やサービスの 取 引 自 体 を 管 理 することへ 応 用 する 動 きが 発 展 した 不 動 産 自 動 車 など 資 産 の 移 転 各 種 サービス 利 用 権 (コンサートチ ケット クーポン 等 )の 転 売 などに 応 用 する 等 のアイデアが 現 れた (エ) 段 階 4 権 利 の 記 録 としての 応 用 取 引 だけでなく 所 有 や 権 利 の 真 正 性 を 保 証 するために ブロックチェーンに 記 録 して おくことに 応 用 するという 段 階 である 文 書 の 保 管 投 票 などに 利 用 することが 想 定 され ている (オ) 段 階 5 将 来 発 生 する 手 続 きや 処 理 の 記 録 ( 処 理 の 自 動 化 ) スクリプトの 記 載 による 機 能 拡 張 により プログラム 自 体 をブロックチェーン 上 に 書 き 込 むことで 将 来 発 生 する 手 続 きや 処 理 を 記 録 し 処 理 の 自 動 化 を 実 現 することを 目 指 す 動 きが 活 発 化 している エスクロー 取 引 契 約 の 自 動 執 行 (スマートコントラクト) IoT 機 器 での 自 動 処 理 など が 検 討 されている コンセンサスアルゴリズムの 改 変 高 性 能 化 ビットコインのブロックチェーンの 課 題 のうち ビットコインの PoW は 10 分 間 単 位 になっており 即 時 性 が 求 められる 処 理 に 向 か ない 1 ブロックのサイズが 1MB 程 度 であり 大 量 のトランザクションを 捌 けない 大 量 のマシンパワーを 必 要 とするため エネルギー 効 率 が 悪 い ネットワークの 参 加 者 の 50%より 大 きなマシンパワーを 占 有 されると ブロックチ ェーンのコントロール( 改 ざん 等 )が 可 能 になる 等 に 対 応 し 代 替 するアルゴリズムが 提 案 されている

29 (ア) Proof of Stake(PoS) 仮 想 通 貨 の 保 有 割 合 などに 応 じて ハッシュ 計 算 の 優 先 権 を 与 える 方 法 大 量 の 仮 想 通 貨 を 持 つノードが 不 正 を 働 くと 自 ら 仮 想 通 貨 の 信 頼 を 低 下 させ 価 値 を 下 げることになるため 不 正 をしないインセンティブが 働 く という 考 え 方 ただし ブ ロックチェーンを 不 正 に 操 る 方 法 がいくつか 指 摘 されており それらへの 対 策 が 必 要 とな るとされる 38 Ethereum Bitshares NXT 等 に 採 用 されている (イ) Proof of Importance(PoI) ノードごとの 取 引 額 残 高 を 指 標 とした 取 引 グラフ 分 析 39により 残 高 と 取 引 状 況 をクラ スタリング 40 して 個 別 のノードの 重 要 性 を 計 算 し より 重 要 なノードにハッシュ 計 算 の 優 先 権 を 与 える(より 難 易 度 の 低 いハッシュ 計 算 問 題 を 割 り 当 てる) 方 法 である また ク ラスタリングにより 違 法 な 取 引 を 行 う 可 能 性 のあるノードを 検 出 することも 可 能 とされ る NEM で 採 用 されている (ウ) Practical Byzantine Fault Tolerance(PBFT) ビザンチン 将 軍 問 題 に 起 因 する 合 意 形 成 の 失 敗 による ビザンチン 障 害 を 解 決 す るためのアルゴリズム 理 論 上 での 解 決 アルゴリズムは 計 算 量 が 膨 大 になるため 実 用 化 が 難 しいとされていた 1999 年 に 合 意 形 成 の 可 否 を 判 定 する 際 に 微 小 なラグを 加 える 事 で ビ ザンチン 障 害 を 回 避 できるとする 実 用 的 (Practical) なアルゴリズムが 提 唱 され 41 現 在 ブロックチェーンへの 応 用 が 進 められている ノードの 総 数 が 既 知 で 不 正 ノード 数 の 上 限 が 決 められるなどの 条 件 が 必 要 であり パ ブリックなシステムへの 適 用 は 難 しいとされる Ripple や Stellar で 採 用 されており Orb でも 今 後 採 用 する 予 定 とされている ネットワークへの 参 加 を 制 限 し 参 加 者 の 信 頼 度 を 向 上 ネットワークへの 参 加 を 制 限 して 参 加 者 の 信 頼 度 を 高 めることで PoW の 負 荷 を 下 げ ま 分 析 対 象 間 の 関 係 の 強 さ 頻 度 などを 分 析 することで 影 響 力 や 連 携 の 強 弱 などを 明 ら かにする 分 析 手 法 ここでは ノード 間 の 影 響 力 や 親 密 度 などを 分 析 している 40 様 々なデータを 分 析 することにより 似 通 った 特 徴 を 持 つ 分 析 対 象 をグループ(クラス ター)に 分 類 する 分 析 手 法

30 たコンセンサスに 報 酬 を 必 要 としない 簡 略 化 されたコンセンサスアルゴリズムを 採 用 し 高 トランザクション 処 理 を 可 能 にする コンソーシアム 型 /プライベート 型 の 仕 組 みが 提 案 されている ただし コンソーシアム 型 やプライベート 型 では ブロックチェーンの 本 来 の 意 義 ( 中 央 管 理 者 不 在 での 利 用 )を 活 かせない という 指 摘 もある 図 表 4-2 パブリック / コンソーシアム / プライベートの 比 較 42 パブリック コンソーシアム プライベート ネットワーク(コンセンサス マイ 特 定 の 企 業 グループなど ある 程 度 特 定 の 組 織 の 内 部 でブロックチェ ニング)への 参 加 が 誰 にでも 開 かれ 信 頼 の 置 けるメンバでコンセンサ ーンを 利 する ている スを 形 成 しながらブロックチェー 組 織 内 に 閉 じているため 合 意 形 成 悪 意 を 持 った 参 加 者 を 排 除 するた ンを 利 する はとりやすい めに コンセンサスの 法 が 重 要 と 元 のわかっている 参 加 者 しかい なる ないため コンセンサスはとりやす い 42 パブリック/コンソーシアム/プライベートの 定 義 には 定 まったものはなく 本 表 は 一 例 で ある 27

31 4.2 ビットコインのブロックチェーンの 課 題 への 対 応 3.5 章 で 整 理 したビットコインのブロックチェーンにおける 課 題 に 対 しては その 他 のブ ロックチェーン 基 盤 提 供 サービスにより 解 決 されているものも 存 在 する 仕 様 と 実 装 に 起 因 するものとして 3 つに 大 別 された 課 題 ごとに 提 案 されている 解 決 方 法 を 以 下 に 示 す また 様 々なブロックチェーンによる 各 課 題 への 対 応 状 況 について 図 表 4-3 に 整 理 した システムの 仕 様 と 実 装 に 起 因 する 課 題 への 対 応 (ア) スクリプトの 実 装 に 起 因 する 課 題 への 対 応 ブロックチェーンの 応 用 拡 張 の 方 向 性 の3つの 軸 の 中 では 主 に ブロックチェーン 上 での 記 録 交 換 対 象 の 拡 張 汎 用 化 で 対 応 がされている 領 域 である ビットコインのブロックチェーンでは チューリング 完 全 性 を 満 たせていないことは 前 述 の 通 りだが ブロックチェーンシステムのひとつである Ethereum は チューリング 完 全 性 を 満 たしたシステムである ビットコインブロックチェーン 上 では 実 現 できない ようなスクリプトの 実 装 が 可 能 となっているため より 広 範 なユースケースへの 適 用 が 可 能 になると 期 待 されている ( 課 題 1) ビットコインのブロックチェーンに 対 しても Sidechain や Counterparty ではチューリ ング 完 全 なスクリプトが 実 装 されており これらで 拡 張 を 行 うことにより 様 々な 処 理 を 行 うことができるようになるとされる (イ) ファイナリティ に 起 因 する 課 題 への 対 応 ブロックチェーンの 応 用 拡 張 の 方 向 性 の3つの 軸 の 中 では 主 に コンセンサスアル ゴリズムの 改 変 高 性 能 化 で 対 応 がされている 領 域 である ビットコイン 以 外 のブロックチェーンにおいては PoS や PoI などのコンセンサスアル ゴリズムを 採 用 することにより マイニングコストを 低 減 し 電 力 の 過 剰 な 利 用 を 避 けら れるとしている とはいえ PoS においては 残 高 の 多 い 一 部 の 団 体 しかマイニングでき ない 問 題 は 依 然 として 残 存 している ( 課 題 9) 一 部 のコンソーシアム 型 /プライベート 型 のブロックチェーンにおいては ファイナリテ ィの 条 件 を ブロックチェーン 開 発 者 側 で 決 定 する もしくは PBFT などのコンセンサス アルゴリズムを 用 いることにより ビットコインブロックチェーンを 利 用 する 際 に 要 する 10 分 から 60 分 程 度 の 時 間 を 軽 減 させることが 可 能 であるとされている 一 方 で ファイナ リティの 時 間 は 短 縮 可 能 であるものの ミリ 秒 単 位 までの 時 間 の 短 縮 は 難 しい そのため 即 時 性 が 求 められる 取 引 の 中 でも 特 に 時 間 の 制 約 が 厳 しい 取 引 には 向 いてないとされて いる ( 課 題 4) タイムスタンプにおける 時 間 の 正 確 性 を 担 保 する 方 法 として ブロックチェーンの P2P 28

32 ネットワークに 接 続 されている 各 ノードが 認 識 している 時 間 をアンケート 的 に 収 集 し 統 計 的 に 処 理 することで 正 確 な 時 間 を 導 出 し タイムスタンプに 利 用 する 方 法 が 考 えられて いる また TSA TAA と 連 携 して 正 確 な 時 間 の 情 報 を 得 ることも 可 能 である ( 課 題 10) (ウ) P2P システムに 起 因 する 課 題 への 対 応 ブロックチェーンの 応 用 拡 張 の 方 向 性 の3つの 軸 の 中 では 主 に ネットワークへの 参 加 を 制 限 し 参 加 者 の 信 頼 度 を 向 上 で 対 応 がされている 領 域 である 前 述 した 通 り ビットコインのシステムでは 参 加 している 各 ノードのマシンパワー 差 か らネットワーク 全 体 の 最 適 化 を 行 う 事 が 難 しく 計 算 の 重 複 などのロスが 発 生 している 可 能 性 が 指 摘 されているが コンソーシアム 型 /プライベート 型 のブロックチェーンにおいて は ノードの 参 加 を 許 可 制 としているため マシンパワーのレベルを 揃 え CPU のマルチ コア 化 や GPU コンピューティングを 行 うことによりトランザクション 処 理 を 高 速 化 する ことが 可 能 であると 考 えられている ( 課 題 8) 一 部 のコンソーシアム 型 /プライベート 型 のブロックチェーンにおいては 各 ノードのブ ロックに 格 納 されているデータを 圧 縮 したり 他 サーバへアップロードしたりするなどし データサイズを 軽 減 可 能 な 環 境 が 構 築 可 能 であるとされている また 伝 送 負 荷 を 軽 減 可 能 な 独 自 のデータ 管 理 フォーマットを 用 いることで 単 位 時 間 あたりのトランザクション 処 理 量 を 向 上 させることが 可 能 である ( 課 題 5) パブリック 型 のブロックチェーンにおいては ノードへの 参 加 が 自 由 であれば 特 にシ ステムの 立 ち 上 げ 時 においては 全 体 のマシンパワーが 小 さいため 51%アタックを 受 けるリ スクを 高 めてしまう そのため 初 期 段 階 のみノードへの 参 加 を 限 定 し 信 頼 できる 参 加 者 のみでシステムを 構 築 することでそのリスクを 軽 減 することが 可 能 である また コン ソーシアム 型 /プライベート 型 のブロックチェーンにおいては はじめから 参 加 者 が 制 限 さ れており 悪 意 を 持 ったノードは 参 加 しにくい 環 境 であるため 攻 撃 を 受 ける 可 能 性 は 低 いといえる 同 様 に 悪 意 を 持 つ 者 による 不 正 な 取 引 を 防 ぐため パブリック 型 ブロック チェーンにおいては ノード 毎 の 取 引 高 や 残 高 をクラスタリング 分 析 することにより 違 法 な 取 引 を 行 う 可 能 性 のあるノードをあらかじめ 検 知 することが 技 術 的 には 可 能 である また コンソーシアム 型 /プライベート 型 ブロックチェーンにおいては 管 理 者 が 存 在 す るため 違 法 な 取 引 の 可 能 性 のあるノードを 管 理 者 が 排 除 することは 可 能 である ( 課 題 13) ビットコインにおいては 前 述 のとおりトランザクション 量 の 増 加 に 伴 ってブロックサ イズが 逼 迫 しつつあるとの 指 摘 がなされており コア 開 発 者 を 中 心 に ブロックチェーン の 容 量 不 足 問 題 を 解 決 する 方 法 が 議 論 されてきた 現 時 点 では Segwit(Segregated Witness)がまず 実 装 された 後 正 式 にシステムに 組 み 込 まれるようリリースされることで 容 量 不 足 問 題 を 解 決 する 予 定 である Segwit とは ブロックに 格 納 されるトランザクショ ン 情 報 の 中 から 署 名 に 関 する 情 報 データを 取 り 除 くことで 現 在 のデータ 容 量 を 最 大 25% まで 圧 縮 するアイデアである また Segwit に 加 え Bitcoin Classic というアイデアの 実 29

33 装 に 関 しても 議 論 されている Bitcoin Classic とは ブロックサイズを 現 状 の 1MB から 2MB へと 引 き 上 げるアイデアであり Segwit とは 異 なる 方 法 で 容 量 不 足 問 題 を 解 決 する 施 策 である 43 両 者 が 共 に 実 現 すると 1 ブロックに 取 り 込 めるトランザクションが 最 大 で 8 倍 になるため ブロックサイズの 問 題 を 当 面 の 間 解 決 できるとみられている ( 課 題 7) 実 ビジネスの 慣 行 とのギャップに 起 因 する 課 題 への 対 応 前 述 の 通 り ビットコインのブロックチェーンにおいては ブロックに 書 きこまれた 内 容 を 後 から 遡 って 修 正 することが 難 しい 一 方 で Ethereum など 一 部 のブロックチェー ンシステムにおいては 特 定 のスクリプトによりプログラムが 記 載 されることにより コ ンセンサスに 失 敗 した 場 合 ブロックが 発 生 したタイミングなどで 前 段 のブロックまで 遡 って 修 正 を 行 う 可 能 性 があることが 公 表 されている また コンソーシアム 型 /プライベ ート 型 のブロックチェーンにおいては 間 違 ったトランザクションを 訂 正 するための 修 正 手 続 きを 管 理 者 側 で 任 意 に 実 施 する 仕 組 みを 組 み 込 むことが 可 能 である また 取 引 におけるプライバシーを 保 つため 一 部 のパブリック 型 ブロックチェーンに おいては トランザクションの 追 跡 不 可 能 特 性 を 付 与 させ トランザクションデータを 秘 匿 化 したサービスを 展 開 している 44 コンソーシアム 型 /プライベート 型 のブロックチェー ンにおいては そもそも 限 られた 範 囲 でのブロックチェーンの 利 用 となるため プライバ シーの 侵 害 を 恐 れる 必 要 がない ビットコインブロックチェーンでは ビットコインの 価 値 が 変 動 するため 取 引 手 数 料 の 想 定 が 難 しいが 法 定 通 貨 と 連 動 させないことで 相 場 と 連 関 性 をもたせず 従 って 価 格 変 動 が 生 じることのないトークンを 自 社 で 用 意 し 発 行 して 利 用 してもらうことは 可 能 である ビットコインブロックチェーンの 数 理 的 情 報 科 学 的 課 題 への 対 応 FLP impossibility や CAP 定 理 に 対 して 完 全 な 解 決 はできないが いくつかの 条 件 を 付 けることで 対 応 が 可 能 と 言 われている ただ これらについて 理 論 的 な 議 論 が 深 まってい るとは 言 えない 状 況 である 43 Bitcoin Core の 方 法 は 現 在 のブロックチェーンと 互 換 性 のない 新 たなブロックチェー ンに 移 行 する 方 法 であるため(ハードフォークと 呼 ばれる) スムーズに 移 行 できない 可 能 性 を 懸 念 する 声 も 多 い 44 たとえば Zcash では ゼロ 知 識 証 明 が 採 用 されている ゼロ 知 識 証 明 は 1985 年 に 提 案 された 証 明 方 法 の 1 つ ある 人 が 他 の 人 に 自 分 の 命 題 が 真 であることを 伝 えるのに 真 で あること 以 外 何 の 知 識 も 伝 えることなく 証 明 するプロトコルである 30

34 図 表 4-3 ビットコインのブロックチェーンの 課 題 への 対 応 課 題 1. スクリプトの 仕 様 が チューリング 完 全 ではない 2. スクリプトの 実 にはトリガー(トランザクション 等 )が 必 要 となる 3. 取 引 内 容 を 後 から 修 正 することが 難 しい 4. ファイナリティに 時 間 を 要 し フォークによる 戻 りリスクが 存 在 する ( 厳 密 にはトランザクション は 確 定 していない) 5. 単 位 時 間 あたりのトランザクション 処 理 量 が 少 ない 6. 取 引 者 取 引 の 内 容 が 公 開 されるため プライ バシーが 保 たれない 恐 れがある 7. 肥 化 するブロックチェーンによりノードの 容 量 が 圧 迫 される 8. ノードごとにマシンパワーのレベル 差 を 考 慮 した トランザクション 処 理 のネットワーク 全 体 での 最 適 化 が われない 9. 部 の( 強 なマシンを 保 有 する) 団 体 しか マイニングできない 上 電 を 過 剰 に 利 する ことになる 10. トランザクションに 押 されるタイムスタンプは 正 確 性 や 保 証 がない 11. トークンの 価 格 変 動 により 取 引 数 料 の 事 前 想 定 が 困 難 12. P2Pのネットワークを 分 断 するような 物 理 攻 撃 や 障 害 が じた 場 合 に ブロックチェーンがフォー クする 可 能 性 がある 13. 誰 でも 参 加 でき 特 定 のノードを 排 除 する 仕 組 みがないため 違 法 な 取 引 にも 利 される 可 能 性 がある Pub その 他 のBCによる 課 題 の 解 決 チューリング 完 全 であるため 任 意 の 処 理 をスクリプト 上 に 記 述 可 能 (Ethereum) C/Pri ー Pub ー C/Pri ー 特 定 のスクリプトによりプログラムが 記 載 された 場 合 コン Pub センサスに 失 敗 し 得 るため ブロックが 発 したときなどに 遡 って 修 正 を う (Ethereum) C/Priにおいては 間 違 ったトランザクションを 訂 正 するた C/Pri めの 続 きを 決 められる Pub ー C/Pri スーパーノードの 導 により ファイナリティの 時 間 を 短 縮 し フォークによる 戻 りリスクを 低 減 可 能 (Orb)C/Pri であれば ファイナリティの 条 件 を 決 定 すれば 課 題 は 解 決 可 能 C/Pri 限 ら れた 範 囲 でのブロ ックチェーンの 利 用 となるため プライバシーの 侵 害 を 恐 れる 必 要 がない ー Segwitにより トランザクション 構 造 の 中 で 署 名 Pub ー を 分 離 しブロックの 容 量 削 減 を う 法 が 実 装 さ れた C/Pri 各 ノードのブロックを 圧 縮 / 他 サーバへアップロードするなど し データサイズを 軽 減 可 能 な 環 境 を 構 築 可 能 (mijin) ー Pub ー C/Pri Pub C/Pri Pub C/Pri Pub C/Pri Pub C/Pri Pub C/Pri 参 加 するノードは 許 可 制 であるためハードウェアの 仕 様 を 揃 え CPUのマルチコア 化 やGPUコンピューティングにより トランザクション 処 理 を 速 化 (mijin 等 ) Proof of Stake, Importanceの 採 により マイニン グコストを 低 減 し 電 の 過 剰 な 利 を 避 けられる (Ethereum, NEM 等 ) Proof of Stake, Importanceの 採 により マイニン グコストを 低 減 し 電 の 過 剰 な 利 を 避 けられる (Orb, mijin 等 ) 各 ノードの 認 識 している 時 間 をP2Pネットワークを 介 してア ンケート 的 に 収 集 し 統 計 的 に 処 理 するサービスにより 補 完 する 可 能 性 あり (NEM) タイムサーバと 連 携 して タイムスタンプ 打 つことにより 時 刻 の 正 確 性 を 保 持 相 場 によって 価 格 変 動 しないトークンを 前 で 意 可 能 (colored coins 等 ) 相 場 によって 価 格 変 動 しないトークンを 前 で 意 可 能 (Orb, mijin 等 ) 特 にシステム ち 上 げ 時 には 51%アタックをうけやすい ため ち 上 げ 時 にはTrustedな 環 境 にすることもある 悪 意 を 持 ったノードが 参 加 出 来 ない 環 境 のため 攻 撃 をう けない(mijin 等 ) ノードごとの 取 引 額 残 をクラスタリング 分 析 することによ り 違 法 取 引 を う 可 能 性 のあるノードを 検 出 することが 可 能 (NEM 等 ) Centralizedな 環 境 のため 違 法 取 引 の 可 能 性 のある ノードを 排 除 可 能 (Orb, mijin 等 ) 残 存 課 題 ー スクリプトをのせ 動 実 可 能 な 環 境 を 構 築 中 のサービスもある(チューリング 完 全 か 否 かは 確 認 の 必 要 あり) (mijin 等 ) スクリプトの 実 にはトリガー(トランザクション 等 )が 必 要 となる スクリプトの 実 にはトリガー(トランザクション 等 )が 必 要 となる ー ー ファイナリティに 時 間 を 要 する ファイナリティの 時 間 を 短 縮 可 能 だが ミリ 秒 単 位 までの 短 縮 は 難 しいため 迅 速 な 取 引 に 向 かない ブロックサイズを きくすることにより 処 理 可 能 なト Pub ー ランザクション 量 を 増 やすことが 提 案 されているが 賛 否 が 分 かれている C/Pri 伝 送 負 荷 を 軽 減 可 能 な 独 のデータ 管 理 フォーマットを 採 したことにより 単 位 時 間 あたりのトランザクション 処 理 量 を 向 上 (mijin 等 ) ー Pub ゼロ 知 識 証 明 を 用 いることで 取 引 の 追 跡 不 可 能 特 性 を 付 与 したサービスを 開 発 (Zcash 等 ) ー ノードごとにマシンパワーのレベル 差 を 考 慮 した ト ランザクション 処 理 のネットワーク 全 体 での 最 適 化 が われない Proof of Stakeにおいては 残 の 多 い 部 の 団 体 しかマイニングできない Proof of Stakeにおいては 残 の 多 い 部 の 団 体 しかマイニングできない ー ー ー ー ー システム ち 上 げ 時 には 51%アタックをうけやす い ー ー ー 31

35 4.3 ブロックチェーンの 分 類 とユースケース 4.2 章 で 見 たように ビットコインのブロックチェーンの 課 題 を 解 決 するために 様 々な ブロックチェーンが 開 発 されており それぞれのブロックチェーン 上 で 様 々なサービス が 提 案 されている それらを 4.1 章 の 軸 に 添 って 整 理 したのが 図 表 4-4 である 価 値 情 報 の 移 転 の 記 録 を 主 とし PoW を 用 いているのは ビットコインとそこから 派 生 しているアルトコインである ビットコインのブロックチェーンを 活 用 したサービスはす でに 多 数 存 在 し Abra(イスラム 送 金 ) Openbazzar(マーケットプレイス) Everledger ( 所 有 権 の 証 明 )などがある ビットコインのブロックチェーンから 利 用 範 囲 を 拡 大 していったものとして Omni などがある また 独 自 のブロックチェーンではないが ビットコインのブロックチェー ンを 拡 張 する 方 法 が 提 案 されており Counterparty や Colored Coins Sidechain などが 実 際 に 利 用 されている Counterparty では Swarm(クラウドファンディング) Getgems (SNS) Storj(ストレージ) 等 のサービスが Colored Coins では Swarm Colu( 所 有 権 の 証 明 ) Votososial( 電 子 投 票 )などが Sidechain では Liquid( 取 引 所 間 決 済 )が 提 供 されている ビットコインのブロックチェーンからコンセンサスアルゴリズムを 改 変 したものとして は Proof of Stake を 採 用 した Nxt Peercoin Orb などや 独 自 のアルゴリズムを 採 用 し ている Ripple や Stellar などがある このうち Orb Ripple Stellar は 参 加 者 が 限 定 的 なコンソーシアム 型 /プライベート 型 のブロックチェーンとすることで より 高 速 な 処 理 が 可 能 となっている さらに 用 途 を 財 やサービスの 権 利 まで 拡 張 しようとしたものとして NEM や Bitshares NEM のコンソーシアム 型 /プライベート 型 への 転 用 である mijin などがあり スマートコン トラクトなど 将 来 発 生 する 処 理 をブロックチェーンに 取 り 込 み 自 動 化 することを 前 提 としたものとして Ethereum や Eris などが 構 築 されている Ethereum 上 では Augur ( 予 測 市 場 )や Filament(センサーネット) Eris では Everledger などが 提 供 されている 32

36 図 表 4-4 ブロックチェーンの 分 類 上 記 以 外 にも 様 々な 分 野 でブロックチェーンを 活 用 した 多 くのサービスが 提 案 されて いる( 図 表 4-5) 図 表 4-5 ブロックチェーンのユースケースとサービス 事 例 融 系 ポイント/リワード 資 産 管 理 商 流 管 理 公 共 決 済 (SETL FactoryBanking) 為 替 送 貯 蓄 等 (Ripple Stellar) 証 券 取 引 (Overstock Symbiont BitShares Mirror Hedgy) bitcoin 取 引 (itbit Coinffeine) ソーシャルバンキング (ROSCA) 移 向 け 送 (Toast) 新 興 国 向 け 送 (Bitpesa) イスラム 向 け 送 /シャリア 遵 法 (Abra Blossoms) ギフトカード 交 換 (GyftBlock) アーティスト 向 けリワード (PopChest) プリペイドカード (BuyAnyCoin) リワードトークン (Ribbit Rewards) 資 調 達 アーティストエクイティ 取 引 (PeerTracks) クラウドファンディング (Swarm) コミュニケーション SNS (Synereo Reveal) メッセンジャー 取 引 (Getgems Sendchat) bitcoinによる 資 産 管 理 (Uphold( 旧 Bitreserve) 地 登 記 等 の 公 証 (Factom) ストレージ データの 保 管 (Storj BigchainDB) 認 証 デジタルID (ShoCard OneName) アート 作 品 所 有 権 / 真 贋 証 明 (Ascribe/VeriSart) 薬 品 の 真 贋 証 明 (Block Verify) シェアリング ライドシェアリング (LaʼZooZ) サプライチェーン (Skuchain) トラッキング 管 理 (Provenance) マーケットプレイス (OpenBazaar) 保 管 (Bitgold) ダイヤモンドの 所 有 権 (Everledger) デジタルアセット 管 理 移 転 (Colu) コンテンツ ストリーミング (Streamium) ゲーム (Spells of Genesis Voxelnauts) 将 来 予 測 未 来 予 測 市 場 予 測 (Augur) 市 政 予 算 の 可 視 化 (Mayors Chain) 投 票 (Neutral Voting Bloc Votosocial) バーチャル 国 家 / 宇 宙 開 発 (BitNation/Spacechain) ベーシックインカム (GroupCurrency) 医 療 医 療 情 報 (BitHealth) IoT IoT (Adept Filament) マイニング 電 球 (BitFury) マイニングチップ (21 Inc,) 33

37 (ア) 金 融 系 決 済 をはじめとした 金 融 分 野 におけるユースケースは 非 常 に 多 い 仮 想 通 貨 としてのビ ットコインも ブロックチェーンの 一 ユースケースと 捉 えることができる 送 金 や 決 済 の ほか 証 券 債 権 各 種 金 融 派 生 商 品 の 取 引 イスラム 金 融 など 様 々な 利 用 方 法 が 提 案 されている Ripple などが 代 表 例 である (イ) ポイント/リワード ポイントサービスやリワードを ブロックチェーン 上 で 提 供 している 決 済 とも 近 いが 用 途 や 利 用 者 に 制 限 をかけるなど 特 定 の 領 域 のみで 利 用 することを 前 提 としたサービス となる GyftBlock は ブロックチェーンを 利 用 したギフトカードの 交 換 サービスを 提 供 している ギフトカードの 発 行 送 信 交 換 などをブロックチェーン 上 で 行 えるほか 利 用 者 のコン トロールや 利 用 状 況 のモニタリングも 可 能 となっている (ウ) 資 金 調 達 アーティストへの 投 資 や クラウドファンディングにブロックチェーンを 活 用 する 試 み である 管 理 者 が 不 要 または 簡 易 になるため 集 まった 資 金 に 対 して アーティストや 事 業 者 の 取 り 分 が 大 きくなるメリットが 期 待 される Swarm は ブロックチェーン 上 でクラウドファンディングによる 資 金 調 達 を 行 うための サービスである スマートコントラクトにより 出 資 者 は 配 当 を 受 け 取 ることができる (エ) コミュニケーション ブロックチェーンを 用 いてメッセージングサービスや SNS(ソーシャルネットワーキン グサービス)を 実 現 している (ア)の 送 金 や(イ)のリワードサービスなどとも 組 み 合 わせて 利 用 される Getgems は SNS サービスを 提 供 している(SNS 自 体 はブロックチェーンとは 別 に 提 供 されている) 独 自 の 仮 想 通 貨 である GEMZ トークンが 広 告 の 閲 覧 などで 付 与 され SNS でコミュニケーションしながらトークンのやりとりができる (オ) 資 産 管 理 土 地 の 登 記 など 資 産 の 所 有 と 移 転 をブロックチェーンで 管 理 する Factom 等 がサービ 34

38 スを 提 供 し 始 めている (カ) ストレージ ブロックチェーンを 利 用 してネット 上 のデータ 管 理 を 行 うサービスである データその ものをブロックチェーンに 保 管 すると ブロックチェーンの 容 量 を 肥 大 化 させるため デ ータそのものの 管 理 は 別 の 手 法 をとる 場 合 もある Storj は ブロックチェーンで 様 々な 電 子 ファイルを 管 理 するサービスを 提 供 している データそのものは 暗 号 化 され P2P 上 に 分 散 した 状 態 で 保 管 されるため 他 人 には 閲 覧 不 可 能 で 障 害 耐 性 も 高 いストレージサービスとなっている (キ) 認 証 商 品 などの 正 当 性 の 認 証 を ブロックチェーンを 用 いて 管 理 する 仕 組 みが 提 供 されてい る アート 作 品 や 薬 品 デジタルコンテンツなど 適 用 範 囲 は 広 い Ascribe はアート 作 品 などの 著 作 権 管 理 をブロックチェーン 上 で 提 供 するサービスであ る アーティストが 自 分 の 作 品 を 登 録 すると 所 有 権 の 管 理 と 移 転 利 用 履 歴 の 管 理 など が 可 能 になる (ク) シェアリング カーシェアリングなど いわゆるシェアリングエコノミーにおいて 共 有 されるものの 利 用 権 をブロックチェーンで 管 理 する La ZooZ は シェアリングサービスをブロックチェーンの 活 用 によって 提 供 することを 目 指 している 現 在 は Uber のようなライドシェアのアプリケーションを 提 供 している (ケ) 商 流 管 理 いわゆる EDI をブロックチェーンに 置 き 換 えるだけでなく 原 材 料 から 最 終 製 品 までの 加 工 の 履 歴 もブロックチェーンに 登 録 することで トレーサビリティを 実 現 する (キ)と 同 様 デジタルコンテンツなどにも 適 用 されている Everledger は ダイヤモンドの 個 品 管 理 を 行 うシステムを 提 供 している 個 々のダイヤ モンドのシリアル 番 号 やカラット 数 様 々な 商 品 情 報 の 他 そのダイヤモンドの 所 有 権 と 流 通 履 歴 を 管 理 している 35

39 (コ) コンテンツ ネット 上 でのコンテンツ 配 信 にブロックチェーンを 利 用 する ストリーミング 放 送 に 対 して 時 間 単 位 で 課 金 したり オンラインゲーム 内 のアイテムを 管 理 したり といったサー ビスが 提 供 されている Streamium は コンテンツ 配 信 を 支 援 するサービスを 提 供 している 動 画 配 信 など 向 け に 秒 単 位 での 課 金 (ビットコイン 払 い)システムを 構 築 した (サ) 将 来 予 測 世 の 中 の 様 々な 事 案 について 将 来 どうなるか を 投 票 し 合 い 結 果 によって 報 酬 を 分 け 合 う というサービスが 出 現 している 予 測 市 場 とも 呼 ばれている 英 国 のブックメ ーカーをブロックチェーン 上 で 置 き 換 えたもの Augur は 様 々なイベントについて 参 加 者 が 予 測 を 投 票 し 合 うことで 群 衆 の 英 知 (Wisdom of the Crowd) によって 将 来 を 予 測 する 分 散 型 の 予 測 市 場 プラットフォーム を 提 供 している (シ) 公 共 分 野 自 治 体 の 予 算 管 理 投 票 届 出 の 管 理 社 会 保 証 など 公 共 サービスをブロックチェー ン 上 で 実 現 しようとする 試 みも 多 い ロンドンの 市 長 選 では 前 述 の 通 り 候 補 者 の 一 人 が 予 算 管 理 をブロックチェーン 化 することを 公 約 として 掲 げているほか エストニア ホン ジュラスなど 公 共 システムへのブロックチェーンの 採 用 に 関 心 を 表 明 している 国 も 現 れ ている Neutral Voting Bloc(NVB)は オーストラリアで 提 供 されているサービスで 自 らを 新 たな 政 党 であるとしている NVB の 議 員 は ブロックチェーン 上 で 投 票 された 結 果 に 従 って 実 際 の 議 会 での 活 動 を 行 うとしている (ス) 医 療 分 野 電 子 カルテや 投 薬 記 録 など 医 療 に 関 するデータをブロックチェーンで 管 理 するアイデ アである プライバシーを 守 るため 医 療 データそのものはブロックチェーンには 記 録 せ ず カルテが 管 理 されている 医 療 機 関 等 へのパスのみを 管 理 していく といった 方 法 が 提 案 されている BitHealth は ブロックチェーンを 使 って 世 界 中 から 自 分 のカルテのデータを 安 全 に 参 36

40 照 できるようにすることを 目 指 している (セ) IoT 分 野 IoT においても ブロックチェーンが 利 用 されうるとされている センサーなどが 中 央 サーバを 介 さずに 個 別 にやりとりをしながらあらかじめ 決 められた 処 理 を 行 っていく という 利 用 方 法 が 想 定 されている IBM と Samsung による ADEPT などが 注 目 されている 37

41 4.4 既 存 企 業 によるブロックチェーン 活 用 の 取 り 組 み 状 況 4.3 章 で 言 及 した 通 り ブロックチェーン 技 術 を 活 用 した 様 々なユースケースが 世 界 中 で 生 み 出 されており サービスとしてローンチされているものも 既 に 存 在 する その 中 で 国 内 外 の 既 存 の 企 業 や 団 体 においても ブロックチェーン 技 術 の 活 用 に 取 り 組 むものが 現 れ 始 めている その 多 くは 実 証 実 験 段 階 であるものの 既 存 業 務 における 新 たな 付 加 価 値 の 創 出 や コストの 削 減 などを 目 標 としてブロックチェーン 技 術 を 利 用 していくとされて いるものが 多 い 国 内 では 個 別 企 業 単 位 での 取 り 組 みが 中 心 となっているのに 対 し 海 外 では 企 業 グループなどによる 業 界 横 断 的 な 取 り 組 みが 増 えつつあるのが 特 徴 的 である 主 な 事 例 を に 示 す 国 内 既 存 企 業 による 主 な 活 用 検 討 事 例 2015 年 5 月 に NTT サービスエボリューション 研 究 所 は ブロックチェーンを 活 用 した コンテンツ 利 用 許 諾 管 理 に 関 する 研 究 結 果 を 発 表 した 本 技 術 は 同 社 によるイマーシブ テレプレゼンス 技 術 Kirari! 開 発 の 一 環 で 行 われているもので 多 様 な 映 像 を 安 心 して 利 用 するにあたっての 手 軽 な 映 像 利 用 許 諾 管 理 技 術 が 求 められている 中 でのソリューシ ョンとして 位 置 付 けられている 同 社 は このようなコンテンツ 管 理 の 仕 組 みが 世 の 中 に 受 け 入 れられるためには 技 術 の 良 し 悪 しだけでなく 普 及 に 向 けたコミュニティ 活 動 も 重 要 になると 考 え 今 後 はコンテンツ 制 作 者 やメーカーなど 多 くのステークホルダーと 連 携 した 取 り 組 みを 進 めて 行 く 予 定 であるとしている 年 10 月 より 野 村 総 合 研 究 所 は 証 券 業 務 でのブロックチェーン 技 術 の 利 活 用 に 向 けた 実 証 研 究 を 実 施 してきた また 2015 年 12 月 より 住 信 SBI ネット 銀 行 と 協 業 し ブロックチェーン 技 術 を 活 用 した 業 務 シナリオの 作 成 と 検 証 事 項 の 洗 い 出 しを 実 施 し そ の 上 でその 業 務 シナリオに 沿 った 検 証 用 プロトタイプを 構 築 し 成 果 や 課 題 を 検 証 したう えで 銀 行 業 務 におけるブロックチェーン 技 術 の 適 用 シーンの 具 体 化 を 推 進 するとしてい る ブロックチェーン 技 術 の 実 装 に 際 しては Dragonfly FinTech などへの 委 託 を 行 ってい る 46,47, 2015 年 12 月 に さくらインターネットとテックビューロは さくらインターネットが 運 営 する さくらのクラウド 上 にて テックビューロによる mijin クラウドチェーン の 実 証 実 験 環 境 mijin クラウドチェーンβ を 2016 年 1 月 より 無 料 提 供 すると 発 表 した プライベート 型 ブロックチェーン 環 境 が 実 用 レベルのクラウドサービスとして 一 般 向 け に 無 料 で 提 供 されることは 世 界 初 であるとしている 本 実 証 実 験 環 境 の 提 供 を 通 じ プラ

42 イベート 型 ブロックチェーンの 可 能 性 をユーザに 感 じてもらうとともに 幅 広 い 分 野 での プライベート 型 ブロックチェーンの 利 用 促 進 に 貢 献 することを 目 指 すとしている 年 1 月 に ソフトバンクは ブロックチェーン 技 術 を 活 用 してインターネット 上 で 信 頼 性 の 高 い 取 引 を 実 現 するプラットフォームの 研 究 開 発 を 行 うと 発 表 した 本 研 究 開 発 においては 通 信 事 業 者 としてブロックチェーン 技 術 が 生 み 出 す 新 たな 価 値 を 理 解 し そ れを 活 用 した 具 体 的 なサービスをいち 早 く 創 出 提 供 することを 目 的 とするとしている 研 究 開 発 の 第 一 弾 として コンセンサス ベイス アピリオの 協 力 の 下 ブロックチェー ン 技 術 を 利 用 した 国 際 募 金 プラットフォームのプロトタイプを 開 発 するとしている 年 2 月 に GMO インターネットとテックビューロは 業 務 提 携 により ゲーム 用 バックエンドエンジンを 共 同 開 発 すると 発 表 した ブロックチェーン 技 術 のゲーム 用 バッ クエンドエンジンへの 応 用 により 運 用 コストが 従 来 の 半 分 未 満 へと 圧 縮 が 見 込 める 上 ダウンタイムをできる 限 り 抑 える ゼロ ダウンタイム 環 境 の 実 現 が 可 能 になるとしている 2016 年 秋 を 目 途 に ゲーム アプリ 専 用 クラウドサービス GMO アプリクラウド にお いて PaaS 型 バックエンドエンジンとして 販 売 開 始 する 予 定 である 年 2 月 に 三 菱 東 京 UFJ 銀 行 が 独 自 の 仮 想 通 貨 の 開 発 を 進 めていると 報 じられた 当 面 は 行 内 通 貨 と 位 置 づけるが 将 来 的 には 円 と 交 換 できるようにし 利 用 客 らに 発 行 する 構 想 もあるという 当 該 仮 想 通 貨 は MUFG コイン と 名 付 けられており コイン をスマートフォンに 取 り 込 むアプリケーションの 試 作 品 もほぼ 完 成 しているとされる 年 2 月 に みずほフィナンシャルグループは 電 通 国 際 情 報 サービス カレンシー ポート 日 本 マイクロソフトと 協 働 し ブロックチェーン 技 術 の 実 証 実 験 に 取 り 組 むと 発 表 した 本 実 証 実 験 においては ブロックチェーン 技 術 およびスマートコントラクトの 特 性 を 活 かし 関 係 当 事 者 が 多 く 事 務 効 率 化 等 が 見 込 まれるシンジケートローン 業 務 を 対 象 として 技 術 の 理 解 金 融 業 務 への 活 用 に 関 する 実 証 実 験 を 行 い 適 用 可 能 性 を 検 証 の 上 金 融 に 革 新 をもたらすようなモデルの 創 出 を 目 指 すとしている 海 外 既 存 企 業 による 主 な 活 用 検 討 事 例 米 国 のフィンテック 企 業 である R3 CEV は 世 界 各 国 の 42 社 (2016 年 3 月 現 在 日 本 からの 参 加 企 業 は 野 村 ホールディングス 三 井 住 友 銀 行 三 菱 東 京 UFJ フィナンシャル グループ みずほフィナンシャルグループ 等 )の 金 融 機 関 が 参 加 するコンソーシアムを 主 導 しており 参 加 している 企 業 群 による Private Distributed Ledger を 構 築 複 数 の 実 証

43 実 験 を 実 施 している R3 による Private Distributed Ledger は Chain Eris Industries Ethereum IBM Intel によって 開 発 されたものであり 実 証 実 験 を 実 施 するにあたり 活 用 されるクラウドコンピューティングのリソースは Microsoft Azure IBM Cloud Amazon AWS によって 提 供 されている 同 社 の CEO である David Rutter は 世 界 規 模 で の 金 融 機 関 と 技 術 提 供 企 業 が 産 業 を 超 えて Private Distributed Ledger を 採 用 すること で 意 義 ある 機 運 が 組 成 され 金 融 業 界 においては 電 子 取 引 の 出 現 が 与 えたメリットと 同 等 の 効 果 透 明 性 スケーラビリティ セキュリティがもたらされるとしている 53 MIT Media Lab は 2015 年 4 月 に ビットコインや 暗 号 通 貨 全 般 を 扱 うイニシアチブ を 設 立 することを 発 表 した このイニシアチブでは メディア ラボのメンバ 企 業 の 支 援 や 参 加 を 受 けて MIT の 教 員 や 学 生 が 研 究 に 取 り 組 む 活 動 のゴールとして 1より 多 くの 学 生 を 巻 き 込 みながら 特 にセキュリティ 安 定 性 スケーラビリティ プライバシー 経 済 モデルに 関 する 課 題 に 重 点 を 置 いた 研 究 を 行 う 2 政 府 NPO 民 間 企 業 を 招 集 し 社 会 的 インパクトの 大 きな 概 念 実 証 を 行 う 3 現 在 と 将 来 の 政 策 や 標 準 化 のために 科 学 的 根 拠 に 基 づく 研 究 を 実 施 する という 3 つが 設 定 されている 年 10 月 に Nasdaq は Chain と 提 携 し ブロックチェーン 技 術 を 活 用 した 未 公 開 株 式 取 引 システム Nasdaq Linq を 発 表 した(2015 年 5 月 時 点 で 開 発 を 発 表 済 み) 本 シ ステムは Nasdaq が 運 営 する 未 公 開 株 式 取 引 市 場 Nasdaq Private Market に 参 加 する 株 式 未 公 開 企 業 が 使 用 するシステムであり 従 来 は 株 式 未 公 開 企 業 が 同 市 場 に 参 加 するた めのクラウドベースのシステムとして 提 供 していた Exact Equity を 補 完 するシステム となる 当 面 本 システムは Chain ChangeTip( 電 子 マネー 関 連 スタートアップ) PeerNova( 暗 号 化 台 帳 技 術 関 連 企 業 ) Synack(サイバーセキュリティ 関 連 企 業 ) TangoMe (メッセージングアプリケーション 関 連 企 業 ) Vera( 企 業 向 けメッセージングアプリ 関 連 企 業 )の 6 社 によって 利 用 されるとしている 55 Linux Foundation は Linux の 成 長 促 進 に 取 り 組 む 非 営 利 のコンソーシアムであり 2000 年 に 設 立 された その 中 で 2015 年 12 月 にブロックチェーン 技 術 を 活 用 した 共 同 開 発 プロジェクト Openledger プロジェクトを 発 表 した 本 プロジェクトにおいては 商 取 引 を 支 える 堅 牢 な 業 界 専 門 プありケーション プラットフォーム およびハードウェア システムの 構 築 をめざし 企 業 グレードのオープンソース 分 散 型 台 帳 (Distributed Ledger) フレームワークとその 開 発 者 の 育 成 を 行 うとしている 本 プロジェクトへは 20 社 以 上 が 参 ncy-initiative-238fc678aba

44 加 しているが 日 本 企 業 では 富 士 通 日 立 製 作 所 NEC NTT データが 参 加 している 56,57 W3C(World Wide Web Consortium)は Blockchain Community Group を 設 立 ISO20022 に 基 づいた ブックチェーンにおけるメッセージフォーマットの 標 準 化 を 目 指 し ガイドラインの 作 成 を 実 施 している また ブロックチェーン 関 連 の 新 しいテクノロジー の 勉 強 や 評 価 をするグループであるとしている 58 オーストラリア 証 券 取 引 所 (ASX Australian Securities Exchange)は 既 存 のシステ ムの 更 新 に 際 し ブロックチェーン 技 術 の 採 用 を 検 討 してきていたが 2016 年 1 月 に Digital Asset Holdings への 出 資 提 携 を 発 表 同 社 の 技 術 を 活 用 するとした これにより ハウ ス 電 子 サブレジスターシステム(CHESS Clearing House Electronic Subregister System) を 置 きかえることで リアルタイムに 近 い 株 式 取 引 を 行 えるようにするとともに システ ムの 管 理 コストを 削 減 する 予 定 であるとしている unites-industry-leaders-advance-blockchain ian-equities gmbic0.html 41

45 4.5 ブロックチェーンの 発 展 の 方 向 性 今 後 ブロックチェーンがどのように 発 展 していくかについては 主 に 利 用 されるブロ ックチェーンによって いくつかのシナリオが 考 えられる しかし これらのシナリオは あくまでブロックチェーンというインフラの 階 層 での 議 論 であり 個 別 のサービス 自 体 は どのシナリオ 上 でも 提 供 されうる 現 在 のところ ビットコインのブロックチェーンのみが 安 定 的 に 稼 働 しているとされて いる ビットコインのブロックチェーンの 周 辺 では 様 々な 価 値 を 記 録 していく Sidechain や Open Assets Protocol を 活 用 し ビットコインのブロックチェーン 自 体 にはそれらのス クリプトが 挿 入 されていくと 考 えられる この 場 合 様 々なサービスは Sidechain や Open Assets Protocol のシステム 上 で 主 に 提 供 されることが 想 定 される ビットコインのブロッ クチェーンはオープンな 仕 組 みであるが Sidechain や Open Assets Protocol を 活 用 する ことで ちょうどインターネットと 社 内 LAN の 関 係 のように 公 開 の 度 合 いがコントロー ルされた 仕 組 みが 運 用 されていくと 思 われる 一 方 で Ethereum や Ripple など 個 別 のブロックチェーンとは Sidechain や Inter Ledger Protocol 60 などを 介 して 連 携 が 図 られる 可 能 性 がある また これまで 言 及 してき たとおり ビットコインのブロックチェーンには 様 々な 課 題 が 指 摘 されており それらに 対 応 した 新 たなブロックチェーンも 多 数 提 案 されている 新 たなブロックチェーンのいく つかが 実 際 の 運 用 に 耐 えうると 評 価 され 利 用 されていくことも 考 えられる コンソー シアム 型 やプライベート 型 の クローズドな 仕 組 みが 主 に 利 用 される 場 合 は 様 々な 企 業 により 提 供 される 様 々なコンソーシアム 型 /プライベート 型 のブロックチェーンを 一 部 で はカスタマイズしながら 社 内 システムとして 利 用 していくことも 考 えられる その 場 合 に は 共 通 の 仕 様 などはほとんど 必 要 なくなり 各 社 各 様 にブロックチェーンを 構 築 し そ の 上 でサービスを 提 供 する という 活 用 形 態 となると 思 われる また 新 たなパブリック 型 のブロックチェーンが 開 発 され 世 に 普 及 していくことも 考 えられる 60 Ripple が 提 唱 している ブロックチェーン 間 で 情 報 を 交 換 するためのプロトコル 42

46 図 表 4-6 ビットコインのブロックチェーンを 含 めた 様 々なブロックチェーンが 活 用 される 世 界 注 )C/P:コンソーシアム 型 またはプライベート 型 のブロックチェーン S:Sidechain または Open Assets Protocol ベースのブロックチェーン 43

47 5 ブロックチェーンの 活 用 5.1 ブロックチェーンの 機 能 とユースケース 4 章 で 見 たとおり すでにブロックチェーンのユースケースとして 様 々なものが 提 案 さ れている 図 表 5-1 ブロックチェーンのユースケースとサービス 事 例 ( 再 掲 ) 融 系 ポイント/リワード 資 産 管 理 商 流 管 理 公 共 決 済 (SETL FactoryBanking) 為 替 送 貯 蓄 等 (Ripple Stellar) 証 券 取 引 (Overstock Symbiont BitShares Mirror Hedgy) bitcoin 取 引 (itbit Coinffeine) ソーシャルバンキング (ROSCA) 移 向 け 送 (Toast) 新 興 国 向 け 送 (Bitpesa) イスラム 向 け 送 /シャリア 遵 法 (Abra Blossoms) ギフトカード 交 換 (GyftBlock) アーティスト 向 けリワード (PopChest) プリペイドカード (BuyAnyCoin) リワードトークン (Ribbit Rewards) 資 調 達 アーティストエクイティ 取 引 (PeerTracks) クラウドファンディング (Swarm) コミュニケーション SNS (Synereo Reveal) メッセンジャー 取 引 (Getgems Sendchat) bitcoinによる 資 産 管 理 (Uphold( 旧 Bitreserve) 地 登 記 等 の 公 証 (Factom) ストレージ データの 保 管 (Stroj BigchainDB) 認 証 デジタルID (ShoCard OneName) アート 作 品 所 有 権 / 真 贋 証 明 (Ascribe/VeriSart) 薬 品 の 真 贋 証 明 (Block Verify) シェアリング ライドシェアリング (LaʼZooZ) サプライチェーン (Skuchain) トラッキング 管 理 (Provenance) マーケットプレイス (OpenBazaar) 保 管 (Bitgold) ダイヤモンドの 所 有 権 (Everledger) デジタルアセット 管 理 移 転 (Colu) コンテンツ ストリーミング (Streamium) ゲーム (Spells of Genesis Voxelnauts) 将 来 予 測 未 来 予 測 市 場 予 測 (Augur) 市 政 予 算 の 可 視 化 (Mayors Chain) 投 票 (Neutral Voting Bloc) バーチャル 国 家 / 宇 宙 開 発 (BitNation/Spacechain) ベーシックインカム (GroupCurrency) 医 療 医 療 情 報 (BitHealth) IoT IoT (Adept Filament) マイニング 電 球 (BitFury) マイニングチップ (21 Inc,) 一 方 で 国 内 外 の 実 務 者 へのヒアリングからは ブロックチェーンを 用 いることが 必 ず しも 必 要 ではない 場 合 や 既 存 のシステムを 置 き 換 えるのに 多 大 なコストがかかってしま う 可 能 性 があることが 指 摘 された そこで 改 めて で 整 理 したブロックチェーンの 機 能 から 上 記 のユースケースを 整 理 すると 必 ずしもすべての 機 能 を 必 要 としていない 場 合 があることがわかる これらの 中 でも 真 正 性 の 保 証 された 取 引 が 可 能 ( 二 重 支 払 の 防 止 ) や データのトレーサビリ ティが 可 能 で 透 明 性 の 高 い 取 引 が 可 能 ( 改 ざんが 困 難 ) 中 央 管 理 者 が 不 在 でも 悪 意 を 持 つユーザがいてもエコシステムが 安 定 維 持 される 機 能 は 特 にブロックチェーンに 特 徴 的 であると 目 される 一 方 で しばしば 喧 伝 される サーバコスト( 構 築 / 運 用 )の 低 廉 化 については 実 際 にどの 程 度 のコストが 削 減 可 能 なのかについて 今 後 の 実 証 が 必 要 であり 特 に 既 存 の クライアント/サーバ 型 の 基 幹 系 システムを 置 き 換 える 場 合 に 情 報 系 などの 周 辺 のシステ ムとの 整 合 をとる 必 要 性 などを 考 慮 しなければならない 場 合 には 必 ずしもコストメリッ 44

48 トが 得 られない 可 能 性 も 考 えられる 図 表 5-2 ユースケースとブロックチェーンの 機 能 の 対 応 45