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ブロックチェーンは、暗号化ハッシュを介して安全にリンクされたレコード（ブロック）のリストがどんどん増えていく分散型台帳です。[1] [2] [3] [4]各ブロックには、前のブロックの暗号化ハッシュ、タイムスタンプ、トランザクションデータ（通常、データノードがリーフで表されるマークルツリーとして表されます）が含まれます。各ブロックには前のブロックに関する情報が含まれているため、実質的にチェーンを形成し（リンクリストデータ構造と比較してください）、各追加ブロックはその前のブロックにリンクされます。その結果、ブロックチェーンのトランザクションは不可逆的であり、一度記録されると、特定のブロックのデータは、後続のブロックをすべて変更しない限り、遡及的に変更することはできません。
ブロックチェーンは通常、ピアツーピア（P2P）コンピュータネットワークによって管理され、パブリック分散型台帳として使用されます。ノードは集合的にコンセンサスアルゴリズム プロトコルに準拠して、新しいトランザクションブロックを追加および検証します。ブロックチェーンの記録は変更不可能ではありませんが、ブロックチェーンフォークが発生する可能性があるため、ブロックチェーンは設計上安全であると考えられており、ビザンチンフォールトトレランスの高い分散コンピューティングシステムの例となっています。[5]
ブロックチェーンは、 2008年にサトシ・ナカモトという名前（または仮名）を使用する個人（またはグループ）によって、スチュアート・ハーバー、W・スコット・ストーネッタ、デイブ・ベイヤーによる以前の研究に基づいて、ビットコイン暗号通貨取引の公開分散型台帳として機能するように作成されました。[6] ビットコイン内のブロックチェーンの実装により、ビットコインは信頼できる機関や中央サーバーを必要とせずに二重支払い問題を解決した最初のデジタル通貨になりました。ビットコインの設計は、他のアプリケーション[3] [2]や、一般の人が読み取り可能で暗号通貨で広く使用されているブロックチェーンに影響を与えています。ブロックチェーンは、一種の支払いレールと見なすことができます。[7]
プライベートブロックチェーンはビジネス用途に提案されている。Computerworldは、適切なセキュリティモデルのないこのようなプライベートブロックチェーンのマーケティングを「偽薬」と呼んだ。[8]しかし、許可型ブロックチェーンは、慎重に設計されていれば、許可なしのブロックチェーンよりも分散化が進み、実際にはより安全になる可能性があると主張する人もいる。[4] [9]
歴史
暗号学者の デイビッド・ショームは、1982年の論文「相互に疑わしいグループによって確立、維持、信頼されるコンピュータシステム」で、初めてブロックチェーンのようなプロトコルを提案しました。[10]暗号で保護されたブロックのチェーンに関するさらなる研究は、1991年にスチュアート・ハーバーとW・スコット・ストーネッタによって説明されました。[4] [11]彼らは、文書のタイムスタンプが改ざんできないシステムを実装したいと考えていました。1992年に、ハーバー、ストーネッタ、デイブ・ベイヤーは、マークルツリーを設計に組み込み、複数の文書証明書を1つのブロックに集めることで効率性を向上させました。[4] [12]彼らの会社であるシュアティでは、 1995年以来、毎週ニューヨークタイムズに文書証明書ハッシュが掲載されています。 [13]
最初の分散型ブロックチェーンは、2008年にサトシ・ナカモトとして知られる人物（またはグループ）によって概念化されました。ナカモトは、ハッシュキャッシュのような方法を使用してブロックにタイムスタンプを付け、信頼できる当事者による署名を必要とせずに、ブロックがチェーンに追加される速度を安定させる難易度パラメータを導入することで、設計を重要な方法で改善しました。[4]この設計は翌年、ナカモトによって暗号通貨ビット コインのコアコンポーネントとして実装され、ネットワーク上のすべてのトランザクションの公開台帳として機能します。[3]
2014年8月、ネットワーク上で発生したすべての取引の記録を含むビットコインブロックチェーンのファイルサイズは20GB（ギガバイト）に達しました。[14] 2015年1月にはサイズが30GB近くにまで増加し、2016年1月から2017年1月にかけて、ビットコインブロックチェーンのサイズは50GBから100GBに増加しました。台帳サイズは2020年初頭までに200GBを超えました。[15]
ブロックとチェーンという言葉は、サトシ・ナカモトの最初の論文では別々に使われていましたが、 2016年までにブロックチェーンという単一の単語として普及しました。 [16]
アクセンチュアによると、イノベーション普及理論を応用すると、ブロックチェーンは2016年に金融サービス内で13.5%の採用率を達成し、早期導入段階に達したことが示唆されています。[17]業界の貿易団体は、2016年にデジタル商工会議所のイニシアチブであるグローバルブロックチェーンフォーラムを創設するために参加しました。
2018年5月、ガートナーは、 CIOのわずか1％が組織内で何らかのブロックチェーンの導入を示し、短期的に「ブロックチェーンの積極的な実験を計画または検討中」であるのはわずか8％であることを発見しました。[18] 2019年、ガートナーは、CIOの5％がブロックチェーン技術が自社のビジネスにとって「ゲームチェンジャー」であると考えていると報告しました。[19]
構造とデザイン
ブロックチェーンは、非中央集権的で分散型、多くの場合は公開されているデジタル台帳であり、ブロックと呼ばれる記録で構成され、多くのコンピューター間での取引を記録するために使用されるため、関係するブロックを遡及的に変更するには、後続のすべてのブロックを変更する必要があります。[3] [20]これにより、参加者は独立して比較的安価に取引を検証および監査できます。[21]ブロックチェーンデータベースは、ピアツーピアネットワークと分散型タイムスタンプサーバーを使用して自律的に管理されます。これらは、集団的利己心に基づく大規模なコラボレーションによって認証されます。[22]このような設計により、データセキュリティに関する参加者の不確実性が最小限に抑えられた堅牢なワークフローが容易になります。 ブロックチェーンを使用すると、デジタル資産から無限の再現性という特性が取り除かれます。各価値単位が1回だけ転送されたことを確認し、長年の二重支払いの問題を解決します。ブロックチェーンは、価値交換プロトコルとして説明されています。[23]ブロックチェーンは、交換契約の詳細を適切に設定すると、オファーと承諾を強制する記録を提供するため、所有権を維持できます。[要出典]
論理的には、ブロックチェーンはいくつかの層で構成されていると考えられます。[24]
- インフラストラクチャ（ハードウェア）
- ネットワーキング（ノードの発見、情報の伝播[25]および検証）
- コンセンサス（プルーフ・オブ・ワーク、プルーフ・オブ・ステーク）
- データ（ブロック、トランザクション）
- アプリケーション（該当する場合、スマートコントラクト/分散型アプリケーション）
ブロック
ブロックには、ハッシュ化され、マークル木にエンコードされた有効なトランザクションのバッチが保持されます。[3]各ブロックには、ブロックチェーン内の前のブロックの暗号化ハッシュが含まれており、2つのブロックをリンクしています。リンクされたブロックはチェーンを形成します。 [3]この反復プロセスにより、ジェネシスブロック（ブロック0）と呼ばれる最初のブロックまで遡って、前のブロックの整合性が確認されます。[26] [27]ブロックとそれに含まれるデータの整合性を保証するために、ブロックは通常デジタル署名されます。[28]
場合によっては、別々のブロックが同時に生成され、一時的なフォークが発生することがあります。安全なハッシュベースの履歴に加えて、どのブロックチェーンにも、履歴の異なるバージョンにスコアを付ける特定のアルゴリズムがあり、スコアの高いバージョンが他のバージョンよりも選択されます。チェーンに含めるために選択されなかったブロックは、孤立ブロックと呼ばれます。[27]データベースをサポートするピアは、随時、異なるバージョンの履歴を持ちます。ピアは、データベースの最高スコアのバージョンのみを保持します。ピアは、スコアの高いバージョン（通常は新しいブロックが 1 つ追加された古いバージョン）を受信するたびに、自分のデータベースを拡張または上書きし、改善内容をピアに再送信します。特定のエントリが履歴の最良のバージョンに永遠に残るという絶対的な保証はありません。ブロックチェーンは通常、新しいブロックのスコアを古いブロックに追加するように構築されており、古いブロックを上書きするのではなく、新しいブロックで拡張するインセンティブが与えられています。したがって、エントリが置き換えられる確率は、その上にさらに多くのブロックが構築されるにつれて指数関数的に減少し[29]、最終的には非常に低くなります。[3] [30] : ch. 08 [31]たとえば、ビットコインはプルーフオブワークシステムを使用しており、最も累積的なプルーフオブワークを持つチェーンがネットワークによって有効なチェーンとみなされます。十分なレベルの計算を実証するために使用できる方法はいくつかあります。ブロックチェーン内では、計算は従来の分離および並列方式ではなく、冗長的に実行されます。[32]
ブロックタイム
ブロックタイムとは、ネットワークがブロックチェーンに1つの追加ブロックを生成するのにかかる平均時間です。ブロックが完成すると、含まれるデータが検証可能になります。暗号通貨では、これは実質的に取引が行われるときなので、ブロックタイムが短いほど取引が速くなります。イーサリアムのブロックタイムは14〜15秒に設定されていますが、ビットコインの場合は平均10分です。[33]
ハードフォーク
ハードフォークとは、下位互換性のないブロックチェーン プロトコルの変更であり、ネットワークへの参加を継続するにはすべてのユーザーがソフトウェアをアップグレードする必要があります。ハードフォークでは、ネットワークは 2 つのバージョンに分割されます。1 つは新しいルールに従うバージョン、もう 1 つは古いルールに従うバージョンです。
例えば、イーサリアムは2016年に、コードの脆弱性を悪用してハッキングされたDAOの投資家を「元通りに」するためにハードフォークした。この場合、フォークの結果、イーサリアムとイーサリアムクラシックのチェーンが分割された。2014年、Nxtコミュニティは、大手暗号通貨取引所から5000万NXTが盗まれた影響を軽減するために、ブロックチェーンの記録をロールバックするハードフォークを検討するよう求められた。ハードフォークの提案は却下され、交渉と身代金の支払いの後に資金の一部が回収された。あるいは、永久的な分割を防ぐために、2013年3月12日のビットコイン分割の場合のように、新しいソフトウェアを使用するノードの過半数が古いルールに戻る可能性がある。[34]
より最近のハードフォークの例としては、2017年のビットコインがあり、その結果、ビットコインキャッシュが誕生しました。[35]ネットワークの分裂は、需要に対応するために1秒あたりのトランザクション数を増やす方法についての意見の不一致が主な原因でした。[36]分散化
ブロックチェーンはピアツーピアネットワークを介してデータを保存することで、データが集中的に保管されることに伴うリスクの一部を排除します。[3]分散型ブロックチェーンはアドホック メッセージパッシングと分散型ネットワーキングを使用する場合があります。[37]
いわゆる「51%攻撃」では、中央機関がネットワークの半分以上の制御権を獲得し、特定のブロックチェーン記録を自由に操作して二重支出を可能にすることができます。[38]
ブロックチェーンのセキュリティ方法には、公開鍵暗号の使用が含まれます。[39] : 5 公開鍵（長くランダムに見える数字の文字列）は、ブロックチェーン上のアドレスです。ネットワークを介して送信された価値トークンは、そのアドレスに属するものとして記録されます。秘密鍵は、所有者にデジタル資産へのアクセス、またはブロックチェーンが現在サポートしているさまざまな機能と対話する手段を提供するパスワードのようなものです。ブロックチェーンに保存されたデータは、一般的に改ざん不可能であると考えられています。[3]
分散型システムのすべてのノードは、ブロックチェーンのコピーを持っています。データの品質は、大規模なデータベース複製[40]と計算上の信頼によって維持されます。中央集権的な「公式」コピーは存在せず、他のユーザーよりも「信頼」されるユーザーもいません。[39]トランザクションはソフトウェアを使用してネットワークにブロードキャストされます。メッセージはベストエフォートベースで配信されます。初期のブロックチェーンは、エネルギー集約型のマイニングノードに依存してトランザクションを検証し、[27]構築中のブロックにトランザクションを追加し、完成したブロックを他のノードにブロードキャストします。 [30] : ch. 08 ブロックチェーンは、変更をシリアル化するために、プルーフオブワークなどのさまざまなタイムスタンプ方式を使用します。 [41]後のコンセンサス方式には、プルーフオブステークが含まれます。[27]分散型ブロックチェーンの成長には、大量のデータを処理するために必要なコンピューターリソースがより高価になるため、集中化のリスクが伴います。 [42]
最終性
ファイナリティとは、ブロックチェーンに最近追加された適切に形成されたブロックが将来的に取り消されない（「ファイナライズ」される）という信頼のレベルであり、したがって信頼できる。ほとんどの分散型ブロックチェーンプロトコルは、プルーフオブワークであれプルーフオブステークであれ、新しくコミットされたブロックのファイナリティを保証することはできず、代わりに「確率的ファイナリティ」に依存している。つまり、ブロックがブロックチェーンのより深いところまで進むにつれて、新たに得られたコンセンサスによって変更または元に戻される可能性は低くなる。[43]
ビザンチンフォールトトレランスベースのプルーフオブステークプロトコルは、いわゆる「絶対的なファイナリティ」を提供すると主張している。ランダムに選ばれたバリデータがブロックを提案し、残りのバリデータがそれに投票し、過半数の決定がそれを承認した場合、ブロックはブロックチェーンに不可逆的にコミットされる。[43]この方法の修正版である「経済的ファイナリティ」は、イーサリアムで使用されているキャスパープロトコルなどの実際のプロトコルで使用されている。ブロックチェーンの同じ位置にある2つの異なるブロックに署名したバリデータは、「スラッシング」の対象となり、レバレッジされたステークが没収される。[43]
オープンさ
オープンブロックチェーンは、一般に公開されているものの、閲覧するには物理的なアクセスが必要な従来の所有権記録よりもユーザーフレンドリーです。初期のブロックチェーンはすべて許可なしだったため、ブロックチェーンの定義をめぐって論争が起こっています。この進行中の議論の1つは、中央当局によってタスクが与えられ、承認（許可）された検証者を持つプライベートシステムをブロックチェーンと見なすべきかどうかです。[ 44] [45] [46] [47] [48]許可型またはプライベートチェーンの支持者は、「ブロックチェーン」という用語は、データをタイムスタンプ付きブロックにバッチ処理するあらゆるデータ構造に適用できると主張しています。これらのブロックチェーンは、データベースにおけるマルチバージョン同時実行制御（MVCC）の分散バージョンとして機能します。 [49] MVCCが2つのトランザクションがデータベース内の単一のオブジェクトを同時に変更するのを防ぐのと同様に、ブロックチェーンは2つのトランザクションがブロックチェーン内の同じ単一の出力を使用することを防ぎます。[50] : 30–31 反対派は、許可制システムは従来の企業データベースに似ており、分散型データ検証をサポートしておらず、そのようなシステムはオペレーターの改ざんや修正に対して強化されていないと主張している。[44] [46] Computerworldのニコライ・ハンプトン氏は、「多くの社内ブロックチェーンソリューションは扱いにくいデータベースに過ぎない」と述べ、「明確なセキュリティモデルがなければ、独自のブロックチェーンは疑いの目で見るべきだ」と語った。[8] [51]
許可不要（パブリック）ブロックチェーン
オープン、パーミッションレス、またはパブリックブロックチェーンネットワークの利点は、悪意のある行為者に対する防御が不要であり、アクセス制御も必要ないことです。 [ 29]つまり、ブロックチェーンをトランスポート層として使用することで、他の人の承認や信頼なしにアプリケーションをネットワークに追加できます。[29]
ビットコインやその他の暗号通貨は現在、新しいエントリに作業証明を含めることを義務付けることでブロックチェーンを保護しています。ブロックチェーンを長持ちさせるために、ビットコインはハッシュキャッシュ パズルを使用します。ハッシュキャッシュは 1997 年にAdam Backによって設計されましたが、元のアイデアはCynthia Dwork、Moni Naor、Eli Ponyatovski によって 1992 年の論文「Pricing via Processing or Combatting Junk Mail」で初めて提案されました。
2016年、ブロックチェーン関連プロジェクトへのベンチャーキャピタル投資は米国では弱まったが、中国では増加した。[52]ビットコインや他の多くの暗号通貨はオープン（パブリック）ブロックチェーンを使用している。2018年4月現在、ビットコインの時価総額は[アップデート]最高である。
許可型（プライベート）ブロックチェーン
許可型ブロックチェーンは、アクセス制御レイヤーを使用して、誰がネットワークにアクセスできるかを管理します。[53]許可型ブロックチェーンは、実際には集中化されていることが多い許可なしのブロックチェーンとは対照的に、慎重に設計されていれば、一定レベルの分散化を保証できると主張されています。[9]
許可型ブロックチェーンの欠点
ニコライ・ハンプトンはComputerworldで「プライベートブロックチェーンは（おそらく）すでにすべてのブロック作成リソースの100％を制御しているため、プライベートブロックチェーンに対する「51％」攻撃も必要ありません。企業のプライベートサーバー上のブロックチェーン作成ツールを攻撃または損傷できれば、実質的にネットワークの100％を制御し、トランザクションを思い通りに変更できます。」と主張しました。 [8]これは、 2007～2008年の金融危機のような金融危機や債務危機の際には特に深刻な悪影響を及ぼします。金融危機や債務危機では、政治的に強力な主体が他のグループを犠牲にして一部のグループに有利な決定を下す可能性があります。 [54]また、「ビットコインブロックチェーンは大規模なグループマイニングの取り組みによって保護されています。プライベートブロックチェーンがギガワットの計算能力を使用して記録を保護しようとする可能性は低いです。時間がかかり、費用もかかります。」[8]彼はまた、「プライベートブロックチェーンには『競争』もありません。つまり、競合他社よりも多くの電力を使用したり、ブロックを早く発見したりするインセンティブはありません。つまり、多くの社内ブロックチェーンソリューションは、扱いにくいデータベースに過ぎないということです。」と述べています。[8]
ブロックチェーン分析
パブリックブロックチェーンの分析は、ビットコイン、イーサリアム、ライトコインなどの暗号通貨の人気とともに、ますます重要になっています。[55]ブロックチェーンがパブリックであれば、ノウハウがあれば、誰でもチェーンデータにアクセスして観察し、分析することができます。暗号通貨の流れを理解してアクセスするプロセスは、多くの暗号通貨、暗号通貨取引所、銀行にとって課題となっています。[56] [57]その理由は、ブロックチェーン対応の暗号通貨によって、麻薬、武器、マネーロンダリングなどの違法な闇市場取引が可能になっているという非難があるためです。 [58]暗号通貨はプライベートで追跡不可能であるという一般的な考えがあり、そのため多くの関係者が違法な目的で使用しています。しかし、専門のテクノロジー企業がブロックチェーン追跡サービスを提供し、暗号通貨取引所、法執行機関、銀行が暗号通貨ファンドや法定通貨と暗号通貨の取引所で何が起こっているかをより意識するようになったため、この状況は変わりつつあります。この発展により、犯罪者はモネロなどの新しい暗号通貨の使用を優先するようになったと主張する人もいます。[59] [60] [61]
標準化
2016年4月、オーストラリア規格協会は、ブロックチェーン技術をサポートする標準の開発を検討する提案を国際標準化機構に提出しました。この提案により、ISO技術委員会307「ブロックチェーンと分散型台帳技術」が設立されました。 [62]この技術委員会には、ブロックチェーンの用語、リファレンスアーキテクチャ、セキュリティとプライバシー、アイデンティティ、スマートコントラクト、ブロックチェーンとDLTのガバナンスと相互運用性、業界セクター固有の標準、一般的な政府要件に関するワーキンググループがあります。 [63] [非一次資料が必要] 50か国以上が、国際銀行間金融情報通信協会（SWIFT）、欧州委員会、国際測量士連盟、国際電気通信連合（ITU）、国連欧州経済委員会（UNECE）などの外部リエゾンとともに標準化プロセスに参加しています。[63]
他の多くの国家標準化団体やオープン標準化団体もブロックチェーン標準に取り組んでいます。[64]これらには、米国国立標準技術研究所[65] (NIST)、欧州電気標準化委員会[66] (CENELEC)、米国電気電子技術者協会[67] (IEEE)、構造化情報標準推進機構( OASIS )、インターネット技術特別調査委員会[68] (IETF) の個々の参加者が含まれます。
集中型ブロックチェーン
ブロックチェーンの実装のほとんどは分散型ですが、OracleはOracle 21cデータベースに集中型ブロックチェーンテーブル機能を導入しました。Oracle 21cデータベースのブロックチェーンテーブルは、不変の機能を提供する集中型ブロックチェーンです。分散型ブロックチェーンと比較すると、集中型ブロックチェーンは通常、コンセンサスベースの分散型ブロックチェーンよりも高いスループットと低いトランザクションレイテンシを提供できます。[69] [70]
種類
現在、ブロックチェーン ネットワークには、パブリック ブロックチェーン、プライベート ブロックチェーン、コンソーシアムブロックチェーン、ハイブリッド ブロックチェーンの少なくとも 4 種類があります。
パブリックブロックチェーン
パブリックブロックチェーンにはアクセス制限が一切ありません。インターネットに接続できる人なら誰でも、トランザクションを送信したり、バリデーター（コンセンサスプロトコルの実行に参加する人）になったりすることができます。[71] [自費出版ソース？ ]通常、このようなネットワークは、セキュリティを確保し、何らかのプルーフオブステークまたはプルーフオブワークアルゴリズムを利用する人に対して経済的インセンティブを提供します。
最大かつ最もよく知られているパブリックブロックチェーンには、ビットコインブロックチェーンとイーサリアムブロックチェーンがあります。
プライベートブロックチェーン
プライベートブロックチェーンは許可制です。[53]ネットワーク管理者に招待されない限り参加できません。参加者とバリデーターのアクセスは制限されています。オープンブロックチェーンと、オープンなアドホックコンピューティングクラスターではない他のピアツーピアの分散型データベースアプリケーションを区別するために、通常、プライベートブロックチェーンには分散型台帳（DLT）という用語が使用されます。
ハイブリッドブロックチェーン
ハイブリッドブロックチェーンは、集中型と分散型の機能を組み合わせたものです。[72]チェーンの正確な動作は、集中化と分散化のどの部分が使用されるかによって異なります。
サイドチェーン
サイドチェーンとは、プライマリブロックチェーンと並行して実行されるブロックチェーン台帳の名称である。[73] [74]プライマリブロックチェーンからのエントリ（これらのエントリは通常デジタル資産を表す）は、サイドチェーンとの間でリンクすることができる。これにより、サイドチェーンはプライマリブロックチェーンから独立して動作することができる（例えば、代替の記録保持手段、代替のコンセンサスアルゴリズムなどを使用することにより）。[75] [より良い情報源が必要]
コンソーシアムブロックチェーン
コンソーシアム ブロックチェーンは、パブリック ブロックチェーンとプライベート ブロックチェーンの両方の要素を組み合わせたタイプのブロックチェーンです。コンソーシアム ブロックチェーンでは、単一の組織ではなく、複数の組織が集まってブロックチェーンを作成および運用します。コンソーシアムのメンバーは、ブロックチェーン ネットワークを共同で管理し、トランザクションの検証を担当します。コンソーシアム ブロックチェーンは許可制であり、特定の個人または組織のみがネットワークに参加できます。これにより、ブロックチェーンにアクセスできるユーザーをより細かく制御でき、機密情報の機密性を確保できます。
コンソーシアムブロックチェーンは、サプライチェーン管理や金融サービスなど、複数の組織が共通の目標に向けて協力する必要がある業界でよく使用されています。コンソーシアムブロックチェーンの利点の1つは、トランザクションの検証に必要なノードの数が少ないため、パブリックブロックチェーンよりも効率的でスケーラブルであることです。さらに、コンソーシアムブロックチェーンは、コンソーシアムメンバーが協力してネットワークを維持するため、プライベートブロックチェーンよりも優れたセキュリティと信頼性を提供できます。コンソーシアムブロックチェーンの例としては、QuorumやHyperledgerなどがあります。[76]
用途
ブロックチェーン技術は、複数の分野に統合することができます。ブロックチェーンの主な用途は、ビットコインなどの暗号通貨の分散型台帳ですが、 2016年後半までに概念実証から成熟した他の運用製品もいくつかありました。[52] 2016年現在、一部の企業はこの技術をテストし、バックオフィスの組織効率に対するブロックチェーンの効果を測定するために低レベルの実装を行っています。[77]
ブロックチェーンは、戦略、運用、市場のレベルで組織に影響を与える能力を備えた、21世紀の極めて重要な技術進歩と見なされています。[78] 2019年には、ブロックチェーン技術に約29億ドルが投資されたと推定されており、これは前年から89％の増加を表しています。さらに、International Data Corpは、ブロックチェーン技術への企業の投資が2022年までに124億ドルに達すると予測しています。[79]さらに、世界第2位のプロフェッショナルサービスネットワークであるPricewaterhouseCoopers（PwC）によると、ブロックチェーン技術は2030年までに年間3兆ドル以上のビジネス価値を生み出す可能性があります。PwCの推定は、2018年に実施した調査によってさらに補強されており、PwCは600人のビジネスエグゼクティブを調査し、84％が少なくとも何らかの形でブロックチェーン技術の利用に関与していることを確認しました。これは、ブロックチェーン技術に対する大きな需要と関心を示しています。[80]
2019年、BBCワールドサービスのラジオとポッドキャストシリーズ「現代経済を形作った50のこと」は、ブロックチェーンを経済と社会に広範囲にわたる影響を及ぼす技術として特定した。経済学者でフィナンシャルタイムズのジャーナリスト兼アナウンサーのティム・ハーフォードは、基礎となる技術がなぜもっと幅広い用途に使える可能性があるのか、そして克服すべき課題について議論した。[81]彼の最初の放送は2019年6月29日であった。
ブロックチェーンウォレットの数は2016年から2020年の間に4倍の4000万に増加しました。[82]
2022年に発表された論文では、持続可能な管理におけるブロックチェーン技術の潜在的な利用について議論されました。[83]
暗号通貨
ほとんどの暗号通貨は、取引を記録するためにブロックチェーン技術を使用しています。たとえば、ビットコイン ネットワークとイーサリアムネットワークはどちらもブロックチェーンに基づいています。
Tor上で活動していた犯罪組織シルクロードは、支払いに暗号通貨を使用しており、その一部を米国連邦政府がブロックチェーンの調査と没収を通じて押収した。[84]
政府は、国民や銀行が暗号通貨を保有することの合法性について複雑な政策をとっている。中国は、2020年に開始された国家デジタル通貨を含むいくつかの産業でブロックチェーン技術を導入している。 [85]それぞれの通貨を強化するために、欧州連合や米国を含む西側諸国の政府は同様のプロジェクトを開始している。[86]
スマートコントラクト
ブロックチェーンベースのスマートコントラクトは、人間の介入なしに部分的または完全に実行または執行できる契約です。[87]スマートコントラクトの主な目的の1つは、自動化された エスクローです。スマートコントラクトの主な特徴は、契約当事者間の仲介役として機能する信頼できる第三者（受託者など）を必要としないことです。ブロックチェーンネットワークが独自に契約を実行します。これにより、価値を移転する際の当事者間の摩擦が軽減され、その後、より高いレベルの取引自動化への扉が開かれる可能性があります。[88] 2018年のIMFスタッフの議論では、ブロックチェーン技術に基づくスマートコントラクトはモラルハザードを軽減し、契約の使用を最適化する可能性があるが、「実行可能なスマートコントラクトシステムはまだ登場していない」と報告されています。広く使用されていないため、法的地位は不明でした。[89] [90]
金融サービス
Reasonによると、多くの銀行が銀行業務での使用を目的とした分散型台帳の実装に関心を示しており、プライベートブロックチェーンを作成する企業と協力している。[91] [92] [93] 2016年9月のIBMの調査によると、これは予想よりも速いペースで進んでいる。[94]
銀行がこの技術に興味を持っているのは、バックオフィスの決済システムを高速化できる可能性があるからという理由もあります。 [95]さらに、ブロックチェーン業界が早期に成熟するにつれて、実質的には、それが全く新しい金融業界のインフラであり、それに伴うあらゆる影響があるという認識が組織的に高まってきました。[96]
UBSなどの銀行は、ブロックチェーン技術を専門とする新しい研究室を開設し、金融サービスでブロックチェーンを活用して効率を高め、コストを削減する方法を研究しています。[97] [98]
ドイツの銀行であるベレンベルクは、ブロックチェーンは「過大評価された技術」であり、多数の「概念実証」がなされているものの、依然として大きな課題を抱えており、成功例はほとんどないと考えている。[99]
ブロックチェーンは、イニシャル・コイン・オファリング（ICO）や、セキュリティ・トークン・オファリング（STO）と呼ばれる新しいカテゴリーのデジタル資産を生み出しました。これは、デジタル・セキュリティ・オファリング（DSO）とも呼ばれます。 [100] STO/DSOは、非公開で行うこともあれば、公の規制された証券取引所で行うことがあり、会社の株式などの伝統的な資産だけでなく、知的財産、不動産、[101]芸術品、個々の製品などのより革新的な資産をトークン化するために使用されます。多くの企業がこの分野で活動しており、準拠したトークン化、プライベートSTO、パブリックSTO のサービスを提供しています。
ゲーム
暗号通貨や非代替トークン（NFT）などのブロックチェーン技術は、ビデオゲームで収益化のために使用されてきました。多くのライブサービスゲームでは、キャラクタースキンやその他のゲーム内アイテムなどのゲーム内カスタマイズオプションが提供されており、プレイヤーはゲーム内通貨を使用してそれらを獲得し、他のプレイヤーと取引することができます。一部のゲームでは、現実世界の通貨を使用して仮想アイテムを取引することもできますが、ビデオゲームがギャンブルに似ていると見なされている国では違法となる可能性があり、スキンギャンブルなどのグレーマーケットの問題につながっています。そのため、パブリッシャーは通常、プレイヤーがゲームから現実世界の資金を獲得できるようにすることを避けてきました。[102]ブロックチェーンゲームでは通常、プレイヤーはこれらのゲーム内アイテムを暗号通貨と交換することができ、暗号通貨はその後お金と交換できます。[103]
ブロックチェーン技術を使用した最初のゲームとして知られているのは、2017年11月にリリースされたCryptoKittiesで、プレイヤーはイーサリアムの暗号通貨でNFTを購入し、各NFTは仮想ペットで構成されており、プレイヤーは他のペットと交配して、新しいNFTとして組み合わせた特性を持つ子孫を作成することができました。[104] [103]このゲームは、2017年12月に1匹の仮想ペットが10万ドル以上で売れたことで話題になりました。[105] CryptoKittiesはまた、2018年初頭にイーサリアムネットワーク上で重大な混雑を引き起こし、イーサリアムトランザクションの約30％ [説明が必要]がゲームのためであったため、イーサリアム上のゲームのスケーラビリティの問題を浮き彫りにしました。 [106] [107]
2020年代初頭までに、ブロックチェーンを使用したビデオゲームで爆発的な成功はなかった。これらのゲームは、ほとんどのプレイヤーにとって魅力が限られている従来のゲームプレイではなく、投機目的でブロックチェーンを使用することに重点を置いている傾向があるためである。また、このようなゲームは収益を予測することが難しいため、投資家にとって高いリスクを伴う。[103]しかし、 COVID-19パンデミック中のAxie Infinityなどの一部のゲームの限定的な成功や、メタバースコンテンツに向けた企業の計画により、2021年後半には、ビデオゲームとブロックチェーン通貨に裏付けられた資金調達の交差点を表す用語であるGameFiの分野への関心が再燃した。[108] Ubisoft、Electronic Arts、Take Two Interactiveなどの大手パブリッシャーのいくつかは、ブロックチェーンとNFTベースのゲームを将来的に自社で真剣に検討していると述べた。[109]
2021年10月、Valve Corporationは、仮想通貨やNFTを使用するものを含むブロックチェーンゲームが、パソコンゲームで広く使用されているSteamデジタルストアフロントサービスでホストされることを禁止した。これは、現実世界で価値のあるゲーム内アイテムを提供するゲームを禁止するポリシーの延長であると主張した。ブロックチェーンゲームを禁止する決定の要因には、Valveのギャンブル、特にスキンギャンブルに関する過去の経歴があると推測された。 [110]ブロックチェーンゲームやNFTゲームは、ほとんどのPCゲーマーの間で詐欺や不正行為の評判があるため、ジャーナリストやプレイヤーはValveの決定に好意的に反応した。 [102] [110]また、 Steamと競合するEpic Games Storeを運営するEpic Gamesは、Valveの拒否を受けて、ブロックチェーンゲームの受け入れにオープンであると述べた。[111]
サプライチェーン
サプライチェーン管理にブロックチェーンを採用するためのさまざまな取り組みが行われています。
- 貴金属採掘— ブロックチェーン技術は、宝石やその他の貴金属の原産地を追跡するために使用されています。2016年、ウォールストリートジャーナルは、ブロックチェーン技術企業であるエバーレジャーがIBMのブロックチェーンベースの追跡サービスと提携し、ダイヤモンドの原産地を追跡して、倫理的に採掘されたことを確認していると報じました。 [112] 2019年現在、ダイヤモンドトレーディングカンパニー（DTC）は、トレーサーと呼ばれるダイヤモンド取引サプライチェーン製品の構築に携わっています。 [113]
- 食品供給— 2018年現在、ウォルマートとIBMは、レタスとほうれん草のサプライチェーン監視にブロックチェーンベースのシステムを使用する試験を実施していましたブロックチェーンのすべてのノードはウォルマートによって管理され、IBMクラウド上に配置されていました。 [114]
- ファッション業界— ファッション業界ではブランド、販売業者、顧客の間に不透明な関係があり、それがファッション業界の持続的かつ安定した発展を妨げています。ブロックチェーンはこれらの情報を透明化し、業界の持続的な発展を支援することができます。 [115]
- 自動車—メルセデス・ベンツとパートナーのIcertisは、サプライチェーン全体にわたる契約の一貫した文書化を容易にするために使用されるブロックチェーンのプロトタイプを開発しました。これにより、直接サプライヤーに求められる倫理基準と契約上の義務が、第2層のサプライヤー以降に引き継がれるようになります。[116] [117]別のプロジェクトでは、同社はブロックチェーン技術を使用して、バッテリーセルメーカーのサプライチェーン全体にわたる気候関連ガスの排出量と二次材料の量を追跡しています。[118]
ドメイン名
ブロックチェーンを介してドメイン名サービスを提供する取り組みはいくつかある。これらのドメイン名は秘密鍵を使用して制御することができ、検閲されないウェブサイトを可能にするとされている。これにより、詐欺、不正使用、違法コンテンツに使用されるドメインを抑制するレジストラの能力も回避される。[119]
Namecoinは、「.bit」トップレベルドメイン（TLD）をサポートする暗号通貨です。Namecoinは2011年にビットコインからフォークされました。.bit TLDはICANNによって認可されておらず、代わりに代替DNSルートが必要です。[119] 2015年現在、.bitは12万の登録名のうち28のウェブサイトで使用されていました。[120] Namecoinはマルウェアやその他の潜在的な法的問題のため、2019年にOpenNICによって廃止されました。 [121] ICANNに代わるブロックチェーンには、 The Handshake Network、[120] EmerDNS、Unstoppable Domainsなどがあります。[119]
具体的なTLDには「.eth」、「.luxe」、「.kred」などがあり、これらはイーサリアムネームサービス（ENS）を通じてイーサリアムブロックチェーンに関連付けられています。.kred TLDは、暗号通貨の転送の利便性のため、従来の暗号通貨ウォレットアドレスの代替としても機能します。 [122]
その他の用途
ブロックチェーン技術は、販売に関するデータを集め、デジタル使用を追跡し、ワイヤレスユーザー[123]やミュージシャンなどのコンテンツ制作者への支払いを行うための、永続的で公開された透明な台帳システムを作成するために使用できます。[124] Gartner 2019 CIO Surveyによると、高等教育機関の回答者の2％がブロックチェーンプロジェクトを立ち上げており、さらに18％が今後24か月以内に学術プロジェクトを計画していると報告されています。[125] 2017年、IBMはASCAPおよびPRS for Musicと提携し、音楽配信にブロックチェーン技術を採用しました。[126] Imogen HeapのMyceliaサービスも、ブロックチェーンベースの代替手段として提案されており、「アーティストが自分の曲や関連データをファンや他のミュージシャンの間でどのように流通させるかをより細かく制御できるようにします。」[ 127] [128]
ブロックチェーンの導入により、保険業界ではピアツーピア保険、パラメトリック保険、マイクロ保険などの新しい流通方法が利用可能になりました。 [129] [130]シェアリングエコノミーとIoTも、多くの協力者が関与するため、ブロックチェーンの恩恵を受けることになります。[131]図書館でのブロックチェーンの使用は、米国博物館図書館サービス研究所の助成金を受けて研究されています。[132]
その他のブロックチェーン設計には、 Linux Foundationのブロックチェーンベースの分散型台帳をサポートする共同プロジェクトであるHyperledgerがあり、このイニシアチブの下にあるプロジェクトにはHyperledger Burrow（Monax社）やHyperledger Fabric（IBMが先導）などがあります。 [133] [134] [135]もう1つは、 JPモルガン・チェースによる許可型プライベートブロックチェーンであるQuorumで、プライベートストレージを備え、契約アプリケーションに使用されます。[136]
オラクルはOracle 21cデータベースにブロックチェーンテーブル機能を導入した。[69] [70]
ブロックチェーンはピアツーピアのエネルギー取引にも利用されている。[137] [138] [139]
軽量ブロックチェーン、または簡易ブロックチェーンは、従来のブロックチェーンよりもモノのインターネット（IoT）アプリケーションに適しています。[140]ある実験では、軽量ブロックチェーンベースのネットワークは、毎秒最大134万の認証プロセスに対応できることが示唆されており、これはリソースが制限されたIoTネットワークには十分である可能性があります。[141]
ブロックチェーンは、製品、文書、出荷に固有の識別子を関連付け、偽造や改ざんができない取引に関連する記録を保存することで、偽造品の検出に使用できます。[142] [143]ただし、ブロックチェーン技術には、物理的なオブジェクトとブロックチェーンシステム間の強力な結合を提供する技術と、[144] KYC標準のような コンテンツ作成者の検証の規定を補完する必要があると主張されています。[145] EUIPOは、ヨーロッパレベルでの偽造防止インフラストラクチャを「定義、試験運用、実装」することを目的とした偽造防止ブロッカソンフォーラムを設立しました。[146] [147]オランダの標準化組織NENは、証明書の認証にブロックチェーンをQRコードと組み合わせて使用しています。[148]
北京と上海は、2022年1月30日までに中国がブロックチェーンアプリケーションの試験運用を行う都市に指定されている。 [149]中国の法的手続きでは、ブロックチェーン技術は2019年に杭州インターネット裁判所によってインターネット証拠の認証方法として初めて認められ、その後、他の中国の裁判所でも認められている。[150] : 123–125
ブロックチェーンの相互運用性
暗号通貨をサポートするものだけでも、ブロックチェーンシステムの数が増えているため、ブロックチェーンの相互運用性は重要なトピックになりつつあります。その目的は、あるブロックチェーンシステムから別のブロックチェーンシステムへの資産の移転をサポートすることです。ウェグナー[151]は、「相互運用性とは、言語、インターフェース、実行プラットフォームの違いにかかわらず、2つ以上のソフトウェアコンポーネントが連携する能力である」と述べています。したがって、ブロックチェーンの相互運用性の目的は、そのような違いにもかかわらず、ブロックチェーンシステム間の連携をサポートすることです。
すでにいくつかのブロックチェーン相互運用性ソリューションが利用可能である。[152]これらは、暗号通貨相互運用性アプローチ、ブロックチェーンエンジン、ブロックチェーンコネクタの3つのカテゴリに分類できます。
IETFの参加者数名がブロックチェーン相互運用性アーキテクチャの草案を作成した。[153]
エネルギー消費に関する懸念
一部の暗号通貨はブロックチェーンマイニングを使用しています。これは、取引の検証と確認を行うピアツーピアのコンピュータ計算です。これには大量のエネルギーが必要です。2018年6月、国際決済銀行は、パブリックプルーフオブワークブロックチェーンの使用はエネルギー消費量が多いと批判しました。[154] [155] [156]
エネルギー消費量の高さに対する初期の懸念は、Cardano（2017年）、Solana（2020年）、Polkadot （2020年）などの後発のブロックチェーンが、エネルギー消費量の少ないプルーフ・オブ・ステークモデルを採用する要因となった。研究者らは、ビットコインはプルーフ・オブ・ステークネットワークの10万倍のエネルギーを消費すると推定している。[157] [158]
2021年、ケンブリッジ大学の調査によると、ビットコイン（年間121テラワット時）はアルゼンチン（121TWh）やオランダ（109TWh）よりも多くの電力を消費していることが判明した。[159] Digiconomistによると、ビットコイン取引1回あたり708キロワット時の電力が必要で、これは米国の平均的な家庭が24日間で消費する量に相当する。[160]
2021年2月、ジャネット・イエレン米財務長官はビットコインを「取引を行うための極めて非効率的な方法」と呼び、「取引の処理に消費されるエネルギーの量は驚異的だ」と述べた。[161] 2021年3月、ビル・ゲイツは「ビットコインは人類が知る他のどの方法よりも取引あたりの電力消費量が多い」と述べ、「気候に良い影響はない」と付け加えた。[162]
カリフォルニア大学バークレー校国際コンピュータサイエンス研究所のニコラス・ウィーバー氏は、ブロックチェーンのオンラインセキュリティとプルーフ・オブ・ワークのパブリックブロックチェーンのエネルギー効率を調査し、どちらも著しく不十分であると判断した。 [163] [164] 2018年にビットコインに使用された31TWh～45TWhの電力は、1,700万～2,300万トンのCO2を排出した。 [ 165] [166]ケンブリッジ大学とデジコノミストの推定によると、2022年までに、2大プルーフ・オブ・ワークブロックチェーンであるビットコインとイーサリアムは、合わせて1年間でスウェーデン全体の2倍の電力を使用し、年間最大1億2,000万トンのCO2を排出することになる。[167]
一部の暗号通貨開発者は、プルーフ・オブ・ワークモデルからプルーフ・オブ・ステークモデルへの移行を検討している。[168] 2022年9月、イーサリアムはプルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークに移行した。[169]
学術研究
2014年10月、MITビットコインクラブはMIT卒業生の資金援助を受けて、マサチューセッツ工科大学の学部生に100ドル分のビットコインへのアクセスを提供した。カタリニとタッカー（2016）が研究した採用率によると、通常テクノロジーを早期に採用する人が遅れてアクセスすると、そのテクノロジーを拒否する傾向があることが明らかになった。[170]多くの大学が暗号通貨とブロックチェーンに焦点を当てた学部を設立しており、 2017年にはMITもその1つである。同年、エディンバラ大学は「ブロックチェーンコースを開始した最初のヨーロッパの大学の1つ」になったとフィナンシャルタイムズは報じている。[171]
採用決定
ブロックチェーン技術の採用動機（イノベーション採用の一側面）は研究者によって調査されてきました。例えば、Janssenらは分析の枠組みを提供し、[172] KoensとPollは採用が非技術的な要因によって大きく左右される可能性があることを指摘しました。[173] Li [174]は行動モデルに基づいて、個人レベルと組織レベルでの採用の違いについて議論しました。
コラボレーション
ビジネスと経営の学者たちは、コラボレーションをサポートするブロックチェーンの役割を研究し始めています。[175] [176]ブロックチェーンは協力（すなわち、日和見的な行動の防止）と調整（すなわち、コミュニケーションと情報共有）の両方を促進できると主張されてきました。信頼性、透明性、記録の追跡可能性、情報の不変性のおかげで、ブロックチェーンは、従来の契約の使用とも関係規範とも異なる方法でコラボレーションを促進します。契約とは異なり、ブロックチェーンは合意を強制するために法制度に直接依存しません。[177]さらに、関係規範の使用とは対照的に、ブロックチェーンは協力者間の信頼や直接的なつながりを必要としません。
ブロックチェーンと内部監査
| 外部ビデオ | |
|---|---|
 ブロックチェーンの基礎と暗号化、ゲイリー・ゲンスラー、マサチューセッツ工科大学、0:30 [178] |
内部監査が組織の効率性を効果的に監視する必要があるため、新しい形式で情報にアクセスする方法の変更が必要になります。[179]ブロックチェーンの導入には、ブロックチェーンを使用した取引に関連するリスクを特定するためのフレームワークが必要です。内部監査人協会は、内部監査人がこの変革的な技術に対処する必要があることを明らかにしました。脅威とリスクを特定する監査計画を策定するには、新しい方法が必要です。内部監査財団の調査「ブロックチェーンと内部監査」では、これらの要因を評価しています。[180]米国公認会計士協会は、ブロックチェーンの結果としての監査人の新しい役割を概説しました。[181]
ジャーナル
2015年9月、暗号通貨とブロックチェーン技術の研究に特化した初の査読付き学術誌「Ledger」が発表された。創刊号は2016年12月に発行された。[182]この雑誌は、暗号通貨に関連する数学、コンピューターサイエンス、エンジニアリング、法律、経済学、哲学の側面を扱っている。 [183] [184]この雑誌は、投稿された論文のファイルハッシュにデジタル署名することを著者に推奨しており、これはビットコインブロックチェーンにタイムスタンプとして記録される。著者はまた、否認防止のために論文の最初のページに個人のビットコインアドレスを含めるよう求められている。[185]
参照
- 変更ログ– プロジェクトに加えられたすべての注目すべき変更の記録
- チェックリスト– 失敗を減らすために使われる情報補助
- デジタル化の経済学
- ブロックチェーンの一覧
- プライバシーとブロックチェーン
- バージョン管理– すべての変更（主にソフトウェア プロジェクトの変更）をグラフ形式で記録します。
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外部リンク
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