数学の知識のいらないブロックチェーン紹介 - 2

アクセリアの研究
所有権の記述
 前回は、ブロックチェーン技術が解決しようとする基本的な問題について説明しました。中でも重要な、最後のブロックから繰り返しましょう。(前回のコラム

 ブロックチェーンシステムとは、下記の状況を満たす分散元帳です:
  ・整合性を達成し維持する必要があります
  ・純粋に分散されたピアツーピアシステムでは、未知の数のピアと未知の信頼性と信頼性を持ちます

以下では、すべてのブロックチェーンシステムによって実装されるソリューションへのパスを示します。 

 ・所有権の記述:トランザクションの履歴
 ・所有権の偽造の防護:デジタル署名
 ・トランザクションの保存:ブロックチェーン・データ・ストラクチャ
 ・ピアツーピア環境のレジャー・ディザイン:変更不可
 ・レジャー(元帳)の分散:ネットワークでの情報転送
 ・トランザクションの追加:ブロックチェーンアルゴリズム
 ・複数のレジャーから選択方法:分散型コンセンサス・アルゴリズム

 所有権の記述をするには、「所有権の証明」と「所有権の使用」という2つの異なる特性を実現する必要があります。
所有権の証明は、トランザクションの全履歴を介した所有権の記述に基づいています。アイテムを作成した人と、アイテムを誰にいつ転送したかが最初からわかっていれば、いつでも正しい所有権を引き出すことができます。

 所有権の使用は、単一のトランザクションで表される所有権の譲渡に具体化されます。トランザクションの正確性を保証するには、ブロックチェーン環境に組み込まれたトランザクションセキュリティと同様に、処理ロジックが必要です。
所有権の保護
 前述のように、トランザクションの正確性を確保するには、トランザクションセキュリティが必要です。つまり、許可されたアクターのみがトランザクションを開始できるようにする必要があります。承認に加えて、ユーザーが適切に認証および識別されることも確認する必要があります。これらのプロパティはすべて、公開/秘密キーとデジタル署名を介した非対称暗号化によってサポートされています。非対称暗号化については、この後のコラムで説明します。
トランザクションの保存
 ブロックチェーンで使用されるトランザクションストアのアイデアを提供するために、連続した2つのページから始めましょう。



 以下では、本全体を読むことができるようにページのフォーマットを変更します。最初のステップは、本の全てのページを引き裂いて山にすることです。ページの順序が完全に失われないように、各ページに前のページへのリンクを配置します。



 次の手順では、ページコンテンツの一意の識別ハッシュを残りのページヘッダーに含めることで、ページのコンテンツ(メインテキスト)と注文情報を含むページヘッダーを分離します。これは、本の場所を示す図書館の索引に似ています。



 最後に、ページヘッダー内の他の関連情報から生成された一意のハッシュでページ番号を置き換え、前のページへのポインターを更新して正しいハッシュを含めます。



 これは基本的に、ブロックチェーンに情報を保存する方法の考え方です。各ブロック(ページヘッダー)には、前のブロックへのポインター、追加情報、ブロックのコンテンツを指すハッシュがあります。
まとめ
 未知で信頼できない可能性のあるピアの配布のために元帳を準備することは、データ構造とアルゴリズムの両方に深刻な課題をもたらします。いくつかの構成要素を紹介しましたが、次のコラムでも継続して説明します。


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Norbert Preining

アクセリア株式会社 研究開発部社員
北陸先端科学技術大学院大学ソフトウェア検証研究センター 研究員
ウィーン工科大学 研究員
デビアン開発者
TeX User Group (取締役会員)、Kurt Godel Society (取締役会員)
ACM, ACM SigLog, 日本数式処理学会、ドイツ数学論理学会