読者です 読者をやめる 読者になる 読者になる

ブロックチェーンについての考察

計算機 ノート 考察

タイトルが雑だが、最近ブロックチェーンについてぼんやり考えていて、その覚書。

元の bitcoin の Proof of Work (PoW) は以下の式を満たすブロックをブロックチェーンにつなげることができる。

hash(prev, tx, nonce) < 1 / difficulty * hash_max                (eq.1)

hash       : ハッシュ値(正数とする)を返す関数
hash_max   : hash が返す最大値
prev       : 前のブロックのハッシュ値
tx         : ブロックに含めたいトランザクション
nonce      : 意味のないテキトーな値
difficulty : 困難さを表す値, (0, ∞)

PoW では上の式を満たす nonce を総当り的に探すということをする。bitcoin は diffuculty を大きくとって、めったにちょうどよい nonce が見つからないようにしている。

しかし、それでは遅いので、下のようにすることが考えられる。

hash(prev, tx, nonce) < credit / difficulty * hash_max           (eq.2)

credit という指標を導入し、信用度が高い人は PoW の難易度をおまけするようにする。credit が高い人が攻撃者の可能性が低ければ、PoW の条件が緩くても、対攻撃性は下がらない。

このような実装をとっている bitcoin 類似の仮想通貨はきっとあるだろう。調べてみると Peercoin というのがこんな感じっぽい。*1Proof of Stake 方式をとっている仮想通貨は、通貨の保持量が高い人の credit を上げるということをしているようだ。

さて、面白いと思うのは、bitcoin は decentralized なシステムであると言われるが、(eq.2) は centralized なシステムも表すことができることだ。単一のノードのみ credit ≒ ∞ で、他のノードが credit ≒ 0 のシステムであれば、centralized なシステムとなる。ひとつのノードが PoW に相当する計算なしに、データベースを更新していくような、一般的な Server-Client 型システムである。*2

(eq.1) のように credit が全ノードで同じシステムは完全に decentralized である。一部のノードの credit が非常に高くで、他のノードの credit が非常に低いシステムは centralized といえる。ということは、いろんな credit のノードがあるようなシステムは、semi-centralized なシステムということになろう。Server-Client と P2P の間のようなシステムである。コンピュータシステムではない実在するシステムにはこういう形態のシステムは多いように思う。

現実のシステムと比較すると、通貨の保持量によって信用度を高めるというやり方もかなり現実を模しているように思うが、他にも良い credit の与え方はありそうだ。通貨の保持量以外の良い credit の与え方のアイデアはあるのだが、それを書くには余白が足りない。

*1:実装はおそらくもっと複雑で、多分コンセプトはこんな感じかなという推測です。詳しい人がいらっしゃったら、教えていただけると非常に嬉しい。こういうことを質問・議論できる場所(メーリスなり掲示板なりSNSなり)はないのだろうか?

*2:複数のノードが credit ≒ ∞ の場合というのも考えられる。この場合には、ちゃんとノード間で「合意」を取るようにしないとそれぞれのノードが持つデータベースがバラバラになるので上手く行かない。credit を少しずつ下げていって、どれぐらいから「合意」がなくても上手く回るようになるのかというのも興味深い問題である。あるいは、厳密に「合意」を取る場合とブロックチェーンのように「合意」を取らない場合をシームレスにつなげる方法はないかなどは、誰も解決していない問題であろう。