bitcoinのホワイトペーパーの理解と世界に与えた衝撃

今はICO案件等でホワイトペーパーを見る事もあると思います。

それはこれからの案件で、一番の大元となった
ビットコインのホワイトペーパーを見た事はありますか?

ビットコインのホワイトペーパーにはどのような内容が
書かれていたのでしょうか?

今回の記事では、

・ビットコインのホワイトペーパーの要約
・ホワイトペーパーが与えた世界への影響

がわかるようになっています。

ホワイトペーパーも英語で書かれており、
見ないで辞めた方もいると思います。

是非ここで確認してみてください。

1. bitcoin(ビットコイン)のホワイトペーパーとは?

ビットコインにも、もちろんホワイトペーパーがあります。

そのホワイトペーパーは2008年10月31日に、
サトシナカモトが論文を発表しました。

この論文では、ビットコインの大まかな仕組みが掛かれていました。

原文は英語で書かれており、題名は
”Bitcoin:A Peer-to-peer Electronic Cash System”です。

このホワイトペーパーには、金融機関などで第三者を介さず、
直接取引にする電子マネーの説明でした。

管理するサーバーを置かず、ネットワークに接続された
端末でデータのやり取りを行ういう方法です。

この仕組みを使い、プルーフ・オブ・ワークによって、
取引情報の改ざんを実質不可能にしています。

このような内容がビットコインのホワイトペーパーには
記載されています。

1-1. サトシナカモトとビットコインホワイトペーパー

サトシナカモトとは?

ビットコインの基となる論文を発表した名前です。

これまでこの”サトシナカモト”とは?

そもそも個人名なのか、複数人の集まりなのか?

名前からして、日本人なのか?

色々な憶測が飛ぶ中、結局今でも誰なのか特定できていないと
言われています。

世界にこれまでの衝撃を与えた”ビットコイン”
謎に包まれる”サトシナカモト”とはだれなのか?

憶測の中で、有力な情報でサトシナカモトとは、
この人ではないかと言われています。

それがオーストラリア人起業家
”グレイグ・スティーブ”だと言われています。

何故”グレイグ・スティーブ”なのか?

それはいくつかの出来事から言われています。

・2008年8月、ビットコインの論文が発表される
3ヵ月前に仮想通貨に関する投稿があったと言われている
・2008年6月、弁護士に「P2Pで分散される元帳」の相談をしている
・ビットコイン銀行の設立に23億円分のビットコインを投資している
・ビットコイン開発段階での暗号キーで、デジタル署名をした
・過去にブログで”私がサトシナカモトだ”と発言している

さてこのグレイグ・スティーブとはどのような人物なのか?

グレイグさんは、オーストラリアでドモルガン株式会社のCEOを務めています。

情報セキュリティー専門家、暗号開発、解析専門家など色々な顔を持っています。

果たして本当にグレイグさんが”サトシナカモト”なのでしょうか?

確定的ではありませんが、今の所この情報が一番有力だと言われています。

1-2. ビットコインホワイトペーパーが仮想通貨や世界に与えた影響

ビットコインのホワイトペーパーが与えた、
世界への影響は大きいと言われています。

この論文は世界への影響が大きく、発表から数年後には、
特にネット上で大きな影響を与えています。

その影響とは”ノーベル経済学賞”にノミネートされる程でした。

この論文では、今までの仕組みを使って、
色々なものに活用するといったものではありません。

今までのシステムそのものををひっくり返したと言えます。

銀行を例にとってみます。

大体の人が銀行にお世話になっていると思います。

これは中央集権型と呼ばれ、取引では銀行が仲介しています。

その為、銀行に仲介手数料を払っており、
銀行が責任をもって対応しています。

この論文では、銀行のような仲介が必要なく、
直接取引が出来るといったもので”分散型ネットワーク”
とも呼ばれています。

このようにこれまでと全く別の仕組みで、
システムを構築出来、メリットも大きいとしたのが、
この論文であり影響を与えています。

2. bitcoin(ビットコイン)のホワイトペーパー「ビットコイン原論文」を日本語解説!

これまでで、ビットコインのホワイトペーパーが、
世界へ与えた影響がお分かり頂けたと思います。

ここからは、その論文がどのようなものなのかを、
論文を基に紹介していきます。

見出し毎に要約して、難しい言葉は分かり易く説明します。

1.概要
2.イントロダクション
3.取引
4.タイムスタンプ・サーバー
5.プルーフ・オブ・ワーク
6.ネットワーク
7.インセンティブ
8.ディスク・スペースをリクレイムする
9.簡易版支払い検証
10.価値の統合や分割
11.プライバシー
12.計算
13.結論

このように見出しは成っています。

分かり易く詳細を紹介していきます。

~タイトル~

ビットコイン:P2P電子マネーシステム

2-1.概要

P2P電子マネーによって、仲介を挟まない直接取引が、
オンラインで可能になるとしています。

※P2P※
Peer to Peerの略で、複数の端末で通信が構築されている構造の事

電子署名は一部の問題は解決できるものの、二重使用予防が求められたとしています。

ネットワーク取引には、細かく分けられたデータを仕事として承認して、
その更新日時をデータとして記録をつなげていきます。

その中の一番長いチェーンは履歴の照明となるだけではなく、
多くの端末が関わった中での承認されています。

その為、外部からの不正アクセスには、過去の記録の改ざんは難しく、
端末は直近の最小限のデータの計算だけで済むとしています。

また、一つ一つの端末は自由に離脱・再接続できます。

離脱した間の記録は再接続した際の、最長のデータチェーンが
受け取れるためいつでも参入が可能としています。

簡単に言うと、新たに参入する人でも、これまでの
取り引き履歴がなくとも参入出来るとしています。

2-2.イントロダクション

現状のインターネット取引では、仲介を挟んでの取引となっています。

※何かインターネットで購入するにも、銀行を通して振り込みなどを
行っているという事です。

多くの取引がこれで成り立っているものの、少額の取引に関しては、
その仲介コストである手数料が邪魔で、取引がなされないという事も事実です。

例)200円の商品をインターネットで買うか?
手数料で数百円かかり、手数料で損をしている。

現在ではこのように仲介を挟まずには取引はできないとしています。

ここでは、現金手渡しのように直接取引が出来るよになるとしています。

このP2Pは二重払いの問題を解決策を提案し、善良な集まりが
不正を働こうとする者を上回るCPUパワーをコントロールする限り、
安全であるとしています。

2-3.取引

取引はこのようにされています。

ビットコインの1つは、これまでの承認されてきたデータによって確立されます。

このコイン所有者は、これまでの履歴に承認して、暗号と一緒に次の所有者に転送します。

この次の所有者は、これまでの履歴を承認して受け取る事が出来ます。

ここで問題となるのが、二重支払いです。
二重支払いはこれまでの履歴により証明されています。

受け取り側は複数のコンピュータが取引履歴に合意する事で初めて得る事ができます。

2-4.タイムスタンプ・サーバー

タイムスタンプ・サーバーは、事象が起きた日時などのデータがまとまった物を、
一つの塊として捉え処理して、その塊を広く参加者に公開します。

そのデータがまとまった物はこれまでの取引データも含んでおり、
そのデータが取引されるにつれてセキュリティを強化していくとしています。

簡単に言うと、これまでの取引データを継承してきたブロックが、
新たな取引もデータと取り入れていく事で、そのブロックの照明が難しくなり、
最終的には証明できるのは、このブロックだけとなります。

その為、セキュリティが強化されていくとされています。

2-5.プルーフ・オブ・ワーク

分散型サーバーを実行するには、プルーフ・オブ・ワークシステムを
使用する必要があるとしています。

※プルーフ・オブ・ワーク
仕事(計算)をした人に、承認権を与える

タイムスタンプネットワークでは、承認が行われるまでの間、
データブロックにワンタイムパスワードを足すことで、
プルーフ・オブ・ワークを実現しています。

承認されたデータブロックは、その作業をやり直さなければ、
変更する事ができません。

また、その後もチェーン化してブロックがつながっているので、
そのブロックを書き換えようとしたら、それ以降のブロック全ても
変えなければいけない。

また、このプルーフ・オブ・ワークは多数決で意思決定しています。

この事によって、代表を決める必要がありません。

また、このシステムが乗っ取られないように、
1CPUに対して1票と決まっています。

この過半数が承認した正しいデータで作られたチェーンは、
他のチェーンに比べて早く成長します。

もし1つのデータを改ざんしようとすれば、
その該当データの変更を行います。

そして、その後作られていくチェーンよりも早く、
それ以降のブロックも変更しなければなりません。

このチェーンの作成速度が早ければ早いほど、
難しいものにしています。

2-6.ネットワーク

ネットワーク実行の手順は以下の通りと記してあります。

①新しい取引は全ノードに送信
②各ノードが新しい取引をブロックに入れる
③各ノードが、ブロックへのプルーフ・オブ・ワークを算出する。
④プルーフ・オブ・ワークを見つけ次第、各ノードは全ノードに告知
⑤ノードはブロックに含まれる全ての取引が有効、
以前に使われていない場合のみ承認する
⑥ノードは、承認されたブロックのハッシュを直前のハッシュとして用いる
チェーンの次のブロック生成を始める事で、ブロック承認をする

※ノード=ネットワークの接点(パソコン、端末等の機械の事)
※ハッシュ=データを投入して生成される数値

ノードはいつも最長のチェーンを正しいものとして判断して、
更に新しくチェーンをつなげようとします。

もし2つのノードが同時に別なブロックを告知した場合、
ノードによって受信の順番が入れ替わる可能性があります。

その時は、最初に受信したノードのブロックを処理します。

しかし、もう一方のブロックも保存しており、
そのブロックのチェーンが長くなった場合に備えています。

新しい取引の告知は全ノードに届かなくてもいい。

その告知が多くのノードに受信されている限り、
やがてブロックに組み込まれる。

ノードがもし、ブロックを受信しなかった場合、
次のブロックを受信するときに要求して、
受信していなかった事を認識するとしています。

2-7.インセンティブ

ブロック内の最初の取引は新しいコインを始める、
特別な取引とされています。

その為、そのコインはブロックを作成した人の物となります。

これは、端末などは提供しているインセンティブとなります。

また、中央機関不在のため、新たなコインの発行する方法としています。

このようにして一定で安定して追加していく事は、
金鉱山で採金して金の流通量を増やすのと似ています。

今回の場合働き手はCPUの時間と電力であるとしています。

また、インセンティブは取引手数料でも得る事ができます。

取引で出力された価値が、入力された価値を下回った場合、
その差が手数料としてインセンティブに加算されます。

また、コインの流通量が上限に達したとしても、
この手数料によってインセンティブが発生します。

コインの量は決まっており、既定以上のコインは流通しないので、
インフレとは縁がないとしています。

2-8.ディスク・スペースをリクレイムする

コインの最新の取引が多くのブロックに書き込まれると、
それ以前のデータは容量を軽くするために、破棄する事ができます。

ブロックのハッシュを壊すことなく、この作業を行うためには、
そのブロックのハッシュにルートだけのマークル・ツリーによってハッシュ化されます。

※マークル・ツリー
要約(必要部分)だけ格納された情報での構造

この方法によって、容量が抑える事ができ、
現存のパソコンにおいても十分にスペースを確保できるとしています。

2-9.簡易版支払い検証

完全なネットワークノードを実行しなくても、支払いを検証する事ができます。

ユーザーは一番長いチェーンのブロック毎の簡易版(ヘッダー)を保存して置く事で、
公開されている取引の中身をえる事が出来るからとしています。

ユーザー自身が取引を確認する事は出来ませんが、その内容をリンクする事で、
ネットワークがその取引が承認済みで、その後ブロックが続いている事で、
検証ができます。

もし不正アクセス者によって、乗っ取られた場合は一転して脆弱となります。

ネットワークは自分で検証できるが、各ノードの簡易版では、
不正アクセス者が乗っ取り続ける事で、偽造された取引に騙されてしまいます。

対処方法は、ネットワークが不正なブロックを発見した際に、
アラートを発報して、受信したユーザーがそのブロックの不一致を確認する事です。

2-10.価値の統合や分割

コインを一つ一つ扱う事は可能です。

しかし、そのコインを1セントづつ取引するのは非常に不便です。

コインの価値の分割や統合を可能にするために、
取引には複数のインプットとアウトプットが含まれます。

インプットは前の大きなコインの価値の一部、小さい価値の物が合わさった
複数のインプットでなされています。

アウトプットは、支払われるものと、おつり同様元に戻る2つとしています。

2-11.プライバシー

銀行のようなモデルでは、情報は信用のおけるグループでしか
公開されてきませんでした。

全取引を公開すると、プライバシーが守られないためです。

しかし、情報のフローを分断する事でプライバシーが保たれます。

パブリック・キーを匿名にする物で、誰かが誰かにどのくらいのコインを
送っているかはわかるが、その個人は特定されることが無いとしています。

※パブリック・キー
データの暗号化で必要な「鍵」の事

万が一パブリック・キーの所有者がわかった場合、そのリンクによって
他の取引もわかってしまう可能性があるとしています。

2-12.計算

不正アクセスにより、正しいチェーンよりも早く偽物のチェーンを
作成しようとした場合を考えてみます。

万が一それが成功したとしても、新たなコインを生み出したり、
今まで所有したことのないコインを盗んだりする事はできません。

ノードはこのような無効な取引を含んだブロックを拒絶します。

不正アクセス者にできる事とすれば、直近での支払った金額を
取り返す程度だとしています。

この証明にはかなり難しい計算で求められています。

数式を理解しようとすれば、かなりの時間がかかると思います。

ここでは、ホワイトペーパーには、これを立証するための、
計算式が書いてあり、かなり無理な数値だと記載してある事を
覚えておきましょう。

2-13.結論

この論文では銀行のように、第三者による信用に依存しない、
電子取引システムを提案しました。

これまでの電子署名で管理されたコインは、
所有権のコントロールは出来るが、
二重支払いの防止対策が未熟でした。

これの解決策として、複数のノードの過半数が承認した
常に正しいチェーンが、二重支払いを実質的に不可能とした。

各ノードは同時に作動するが、協調性は無い。

また、特定の場所に転送されるといった事も無い。

ノードは自由にネットワークに接続・離脱できます。

ノードは受信したチェーンの承認か拒絶を表明する事が出来、
ブロックを延長する事で承認を表明します。

ルールやインセンティブはこのメカニズムに従って実行できる。

3. bitcoin(ビットコイン)ホワイトペーパーの影響力まとめ

ビットコインのホワイトペーパーについて見てきました。

ホワイトペーパーを見てみて、どうでしたか?

正直難しい部分もありましたが、理解する事で更に
凄いシステムだと感じました。

その為、世界に与えた影響が大きいのも、納得できます。

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