ナカモトサトシ白書解説(1)

以下は2016年12月14日に私が以下のホームページに掲載した記事です。
https://officemoorea.wordpress.com/
最近、web3という文脈でブロックチェーンが注目されていることや、上記ホームページの更新ができていないことから、古い記事ですが、noteに転載します。

いよいよナカモトサトシ白書の解説をする。まずは白書の概要から。

■ナカモトサトシ白書解説　概要

純粋なP2P電子マネーによって、金融機関を通さない甲乙間の直接的オンライン取引が可能になる。電子署名を使うことによって取引の安全性はある程度確保されるが、「二重使用の防止」という課題が残る。

この論文はP2P電子マネーにおける二重使用問題を以下のような方法で解決することを提案する。

１．ハッシュを使ったプルーフ・オブ・ワークという概念
２．プルーフ・オブ・ワークをチェーンとして連結することにより履歴の改ざんを防止する
３．一番長いチェーンが正しいとすることで、偽の記録を排除する
４．P2Pにつながるノードはベストエフォートで処理すればよくネットワークから離脱、再接続するのも自由

解説

白書の概要を意訳したのが上の文章であるが、専門用語がいっぱいでてきてわかりにくい。特に重要と考える用語について以下に解説する。

二重使用

悪意を持った人物Ａが、手持ちのビットコインでＢに代金を支払うとともに、同じビットコインでＣにも代金を支払うこと。つまり財布にある一万円札を見せて、物を買い、その札を相手に渡す前に、別の店で同じ一万円札を見せて物を買うようなこと。
P2P方式では、金融機関を通さないため、取引情報が最新のものに更新されるのに時間がかかる。電子署名だけでは、この時間差を利用した二重使用が可能になる。もちろんしばらくすれば不正使用がばれることになるが、その前に逃げれば詐欺が成立する。

ハッシュ

以前の記事で解説したように、データの指紋（固有ID）

プルーフ・オブ・ワーク

これがナカモトサトシ白書の根幹をなす概念。後ほど詳しく解説する予定だが、要するに計算機のパワーが大量に必要な仕組みを作り、一番多くの計算機パワーを使った結果を信頼しようという考え方である。その結果を改ざんするためには、それ以上の計算をする必要があるので、改ざんのハードルを上げることができる。

チェーン

電子マネーの受け渡し記録（トランザクション）をいくつかまとめてブロックとし、それを次々につなぎ合わせていくことを、チェーンと表現している。複数のトランザクションが記録された紙が、のりと割印で次々と貼りあわされていると考えればわかりやすい。

偽の記録

P2Pにつながるノードがすべて善意とは限らないので、意図的に偽のトランザクションを作って連結するということも予想される。他のノードがこのような偽のトランザクションを見つけると、そのブロックを無視して正しいブロックを連結する。
トランザクションは全ノードに知らされるので、偽のトランザクションを含むブロックは、すぐに偽と判定することができ、無視されることになる。その結果、偽のブロックには新しいブロックが連結されることがなく、正しいブロックのみに新しいブロックが連結されていく。そのため、すべてのブロックの真偽を確かめなくても、一番長いチェーンの最後尾の真偽を確かめることで、正しいチェーンの判定が可能となる。

ベストエフォート

一番最初にブロックの計算を終えたノードが、そのブロックを連結することができる仕組みなので、ノードは自分のペースで（ベストエフォートで）計算を行えばよい。遅ければブロックを連結することができず、報酬が得られない。報酬を得たければ、他のノードより早くブロックの計算を行う必要がある。

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