Hacktivation2025_イントロダクション_ブロックチェーンことはじめ

Hacktivation 2025 ～ブロックチェーンことはじめ～

もくじはじめに～第一部～　「Web3」ってなんだ　ブロックチェーンってなんだ　ちょっと歴史の話　続・ブロックチェーンってなんだ　ビットコイン以外のブロックチェーン　イーサリアムの話　UTXOとアカウントモデル
　トークンとNFT 　ブロックチェーンアプリ開発の概要 (2/157) 2/102 ～第二部～　開発にあたって知っておきたいこと　ブロックチェーンのいいところ　ブロックチェーンの弱いところ　FAQっぽいものまとめおわりに付録参考文献

はじめに

特大エクスキューズ…… 色んなとこからヤリとかマサカリとか飛んできそうなので、最初にデカめのエクスキューズをさせてくだせぇ…… ・このスライドの記載は個人の発表時点での理解なので、間違ってたら優しくご指摘ください…… ・自然言語の曖昧さと発表者による表現の拙さにより、読み方によって論理的に不適切な場面があるかもしれません。。これも、（できるだけ初心者向けの語彙を使おうと努力している点も踏まえつつ）お気づきの点は良い感じの改善案とともに優しくご指摘ください…… (4/157)
4/102

このスライドの構成・発表用のスライドと読む人用の文章スライド（このスライドみたいに左上に★がある）があります・文章スライドには思いのたけを込めているので、文字サイズとか用語選択は気にせず書いてます（なので、後のスライドで出てくる用語が先に出てきたりもあります。すみません）・発表時は、文章スライドは飛ばしていきます（なので、事前に読むときも最初は★付きは飛ばして大丈夫です）・「()」付きのページ番号は、★付きを含めたページ数です・文章スライドは、エクスキューズも兼ねて慎重めに書くようにしているので、発表時の内
容よりも理解しづらいかもしれません (5/157) ★

その他・ISO文書の引用部分は、ISOの引用ルールにしたがって、引用範囲が問題ないことを日本規格協会に問い合わせて確認いただいた上で引用しています。ISO文書を引用する場合はご注意ください[1]。・自分で言うのもなんですが、既存の教科書とか論文を読む方が確実です。　→GBECとかMITの動画とかもあります[2,3]。 (6/157) ★

～第一部～

「Web3」ってなんだ

世間的な認識は…… たぶん、わりとこんな感じ Web 1.0 Web 2.0 Web 3.0＝Web3 (9/157) 7/102
インターネットの普及 ↓ 情報発信の民主化 SNSの普及 GAFA(M)の登場 ↓ 管理主体の中央集権化ブロックチェーンの登場 ↓ 管理主体の民主化 ※「知識ゼロから雰囲気つかみたいだけ」用 ※ちゃんとやるには怒られると思う

世間的な認識は…… たぶん、わりとこんな感じ Web 1.0 Web 2.0 Web 3.0＝Web3 (10/157) 8/102
インターネットの普及 ↓ 情報発信の民主化 SNSの普及 GAFA(M)の登場 ↓ 管理主体の中央集権化ブロックチェーンの登場 ↓ 管理主体の民主化 ①もーちょいまじめに説明した方がいい ②「＝」は怪しい

世間的な認識は…… さっきのスライドだけ見せたり、さっきの理解だけだと詳しい人から怒られます。たぶん。ただ、インターネットが登場して普及した時代のことをWeb1.0、そこにSNSが出てきて普及したり、これとともにいわゆるGAFA(M)と呼ばれる、 Google、Apple、Facebook（現Meta）、Amazon（、Microsoft）といった巨大プラットフォーム企業たちによって個人情報が握られる（＝データ主権が中央集権化される）状況をWeb2.0と捉える向きはあると思っています。ちなみに、web2.0に関して技術的な観点も加えておくと、（他にもあるとは思うのですが）2005年に登場したGoogleマップ[4,5]（≒Ajaxの登場[6-8]）というのも大きいのかなという認識[9-11]もあったりします。この、「主権」がどこにあるかみたいなところが、近代西欧の市民革命の文脈になぞらえつつ、Web3.0の話をするときに「民主化」と語られるところなのかなと理解しています。特に、EU圏では2018年にGDPR（General
Data Protection Regulation：一般データ保護規則）[12]が施行されるなど、「個人情報を誰が握るか？」は問題視されている流れがあります。こういうのもあって、当時のFacebookは叩かれていて、彼らが当時やろうとしたLibra（Libraは後にDiemへ改名、この技術がさらにはAptosやSuiにつながる）も見事につぶされてしまいました（付録もご参考）。GAFA(M)の問題は、David Lyonの言う『監視社会』[13]への危機感もある認識です。で、これらの流れを踏まえて、じゃあWeb3.0では「データ主権の民主化だ」みたいな語られ方がする、というのが個人的な理解です。 (11/157) ★

①Web 1.0 → Web 2.0 → Web3 の話そんなわけで、総務省の白書を見てみましょう[14,15]。 (12/157)
9/102 ※Web3.0じゃなくてWeb3なのは後述

①Web1.0 → Web2.0 → Web3 の話総務省の資料[16]では、1990年代～2000年代前半をWeb1.0、2000年代後半～をWeb2.0としています。Web3（またはWeb3.0、「Web3」と「Web3.0」については後述）はこれからという感じなのかなというのが個人的理解です（まだ普及していると言い難いし） [14]。
Web2.0が2000年代後半からというのは、先駆者としてmixi [17]などもありましたが、よく言われることとして、やはり2007年のiPhone登場からのスマホ普及、からのX（旧Twitter、これは2006 年発[18]）をはじめとするSNS普及が意識されていると思われます。ここで、インターネットが、（HPを作れる人だけが発信して、他の人はそれを見るという意味で）受動的というよりも、（ SNS により簡単になった発信プロセスを使って）より能動的に個人が発信するような使われ方に推移していった肌感もあって、実際にそのような分析を先の総務省資料でもしている、と理解しています。 (13/157) ★

①Web1.0 → Web2.0 → Web3 の話たとえば『情報通信白書平成29年版』[19]と『情報通信白書令和6年版』[20]のグラフを見ると、日本のスマホ普及が2010年頃から爆増しています。
(14/157) ★

②Web3.0＝Web3か？印象だけど、　Web3.0 ＝ Web3 ＝ブロックチェーンとフワッと認識されている気がする。が、イコールでもない。以下の認識がたぶん安パイ：・Web3.0：セマンティックウェブなどある
・Web3 ：ブロックチェーン技術を基盤する分散型ネットワーク環境 by総務省・ブロックチェーン：「Web3」に使えるけど、必ずしもこれに限らない技術 (15/157) 10/102

②Web3.0＝Web3か？実際、行政の資料でもWeb3.0とWeb3の混同が見られる印象があります。たとえば、総務省の『情報通信白書令和5年度版』では、Web3の説明をしている箇所では「本書では、「Web3」を情報リソースに意味（セマンティック）を付与することで、人を介さずに、コンピューターが自律的に処理できるようにするための技術である「セマンティックウェブ」として提唱された「Web3.0」とは異なる概念と整理している。」と注意書きしつつも[15]、同白書の別ページで引用しているデジタル庁の資料[21]では、（セマンティックウェブではない）Web3の意味でWeb3.0を使っているように見受けられます。ただし、分散型アプリ的な意味での「Web3」提唱者であるGavin WoodのHPでもWeb3 Foundationでも「Web3.0」と言っているので、彼ら的
には同じ意味なのかもしれないです[22-24]。一方で、Tim O'Reilly[10]が発端とされる（ただし、公平を期すためにDarcy DiNucciの「Fragmented Future」[25]で「Web2.0」という言葉が出てきていたことにも言及しておきます）、2000年代前半頃までのインターネット（＝Web1.0）が進化した「Web2.0」があったので、さらにその先の「Web3.0」という言葉の意味（むしろ「将来像」と言った方が正確かもしれない）はGavin Wood以外も考えていて、その中でブロックチェーンが（ビットコインやそれに続く仮想通貨/暗号通貨/暗号資産によって）流行ったことで、Gavin Woodの意味が2025年現在では支配的になってきた、という見方が妥当なんじゃないかな、というのが個人的な意見です。この中で、Gavin Woodの意味でWeb3.0を捉えるときに「Web3」が使われる、というのが実状な気がします。「web3」に関してはbitFlyerによるレポート[26]もかなり参考になるかと思います。ブロックチェーンに関しては、「Web3」と言われたときにはたいてい意識されていると思いますが、「分散型アプリ」のようなものを考える上では、DAG（IOTA[27]なんかはこれ）などの別の技術も選択肢としてあり得るので、ここもやはり「Web3」とイコールではない。あくまで、これを実現する要素技術の選択肢の一つだと考えておく方が賢明かなと思います。そして、ブロックチェーンはあくまで技術的選択肢の一つなので、必ずしも応用が「Web3」にしかないか、というのも個人的には疑問です。 (16/157) ★

というのも踏まえつつ、このイベントでは、・Web3技術の一環として「ブロックチェーン（技術）」を取り上げて、・特にイーサリアムを使った・ブロックチェーンアプリを作ってみるをやることが目標 →最後にハッカソンをやるので、ぜひご参加ください！ ※説明はイーサリアム寄りだけど、ハッカソンはイーサリアム縛りではない (17/157) 11/102

ブロックチェーンってなんだ

超ざっくり言うと、ブロックチェーンは、暗号資産ビットコインの要素技術として登場した、　①P2Pネットワークで　②ハッシュによって順序づけられて　③「この順序のデータを正しいとしましょう」と合意できるような、データ保存のやり方 →P2P＋ハッシュチェーン＋合意アルゴリズム (19/157) 13/102 ※キーワードたちは、後のスライドで説明していきます

「暗号資産」の話日本では元々「仮想通貨」とか「暗号通貨」とか呼ばれていましたが、資金決済法の改正（2020年5月1日施行）により「暗号資産」へ呼称が変更されました（法令では元は「仮想通貨」でした）[28]。この背景としては、2018年頃からG20のような国際的な場で「crypto assets」が使われるという国際的な動向などがあります[29]。「通貨」ではなく「資産」とするのは、「トークン」と呼ばれる、金や銀、プラチナのような「資産」として取引される「通貨」ではないカテゴリのものも含む意図があります。 (20/157) ★

「ハッシュチェーン」という用語についてブロックチェーンの説明として、「ハッシュチェーン」という用語がわりと使われる印象で、イメージもしやすいので使ったのですが、調べてみてもいまいち起源が判然としなかったです。 2018年10月付のNIST文書[30]には巻末の用語集として「Hash chain」が定義されているのですが、本文でこの用語が使われるでもなく、特に引用もなく起源がたどれないです。 2018年5月付のRFC8391[31]でも「hash chain」が出てくるのですが、ここにも引用とかが無いです。 ChatGPTに調べてもらったら、1996 年のRivestとShamirによる論文[32]が初出で、ブロックチェーン文脈だと
2011年のCommitCoin論文[33]が公式な文献だと初出、と回答されました。ただ、いずれにせよ引用によって文献をたどる、というのがうまくできなかったです。 Goyal論文[34]などを見ると1981年11月のLamport論文[35]が引用されていて、概念的には確かにそれっぽいのですが、 Lamport的には「one-way function」で通しているように見えます（目がすべって見逃している可能性もありますが ……）。一応1997年12月の Nguyen-Mu-Varadharajanのabstractでも「hash chain」が使われているのを確認したのですが [36]、有料なのに日和ってしまいここをたどるのは断念しました。。ちなみに、後述するいくつかの定義を見ると「ハッシュチェーン」と言っているものが実はあまり無い印象で、 ISOは「ハッシュリンク」と言っていたり、その他も「ハッシュポインタ（による～）」みたいな感じの言い回しを使っていたりします。ビットコインの原論文でも「an ongoing chain of hash-based proof-of-work」くらいの表現で、「hash chain」とは言っていないです[37]。 (21/157) ★

ブロックチェーン定義はある？・世界的に決まった定義はない認識・いくつかの定義がある：　- ISO（国際標準化機構）[38] 　- JBA（日本ブロックチェーン協会）[39] 　- NIST（アメリカ国立標準技術研究所）[30] 　-
EU Blockchain Observatory and Forum [40] →たとえばISOは、「distributed ledger with conﬁrmed blocks organized in an append-only, sequential chain using hash links.」としている (22/157) 14/102

ブロックチェーン定義はある？ ISO定義は、実際には用語定義に別の用語定義の参照を含んでいて、なかなか複雑な形でなされています（引用では参照番号を省略しています）。参照元と参照先を Marmaidでグラフにしたのと、Marmaid記法のテキストを付録に残したのでご参考ください。さて、各定義を見比べてみましょう。このあたりの定義は技術寄りな印象です。ちなみに、 RFCやIEEE（こちらはコミュニティはある [41]）では用語定義が見当たらず、 ITU-T[42]は用語定義はしていたけどISOを文献に挙げてしていたので省きました。総務省は JBAの定義を引用しています
[43]。 - ISO [38]：distributed ledger with confirmed blocks organized in an append-only, sequential chain using hash links. - JBA [39]：１）「ビザンチン障害を含む不特定多数のノードを用い、時間の経過とともにその時点の合意が覆る確率が 0へ収束するプロトコル、またはその実装をブロックチェーンと呼ぶ。」　　　２）「電子署名とハッシュポインタを使用し改竄検出が容易なデータ構造を持ち、且つ、当該データをネットワーク上に分散する多数のノードに保持させることで、高可用性及びデータ同一性等を実現する技術を広義のブロックチェーンと呼ぶ。」　　　※１は狭義、２は広義の定義とされています。 - NIST [30]：Blockchains are distributed digital ledgers of cryptographically signed transactions that are grouped into blocks. Each block is cryptographically linked to the previous one (making it tamper evident) after validation and undergoing a consensus decision. As new blocks are added, older blocks become more difficult to modify (creating tamper resistance). New blocks are replicated across copies of the ledger within the network, and any conflicts are resolved automatically using established rules. - EU Blockchain Observatory and Forum [40]：A tamper-proof, shared digital ledger that records transactions in a decentralized peer-to-peer network. The permanent recording of transactions in the blockchain permanently stores the history of asset exchanges between the peers (participants) in the network. →結局のところ、実装に寄った定義だと、ざっくり「 P2P＋ハッシュチェーン＋合意アルゴリズム」というのが概ね共通理解なのかなという理解です。 ★ (23/157)

数学的な定義について（1/2） EUROCRYPT 2015のGaray-Kiayias-Leonardosの仕事が知られていて、これの 2020年8月付のバージョンだと、以下のような定義がされています（ブロックチェーンからだと判らないので、ブロックの定義から引用） [44,45]。ハッシュ関数を想定したり、ビット列が想定されていたり、わりと具体的。 (24/157) ★

数学的な定義について（2/2）先ほど挙げたGaray-Kiayias-Leonardos[45]やその系譜だけでなく、Ethereumのイエローペーパー[46]だったり、Ouroborosの論文[47]だったり、Thunderella [48]だったり、数学的に語っているものは見受けられるものの、状態機械だったり、確率論（合意形成の部分とかに出て来がちという認識）だったりが乗るくらいの具体性がある印象があります。 SET-THEORETIC BLOCKCHAINS [49]なる論文もあって読み解けてはないのですが、どうもここで語りたい意味での「ブロックチェーン」とはちょっと違いそう
……？という感じです（グロタンディーク宇宙とかそういう系の話……？このへんの理解が違うかったら教えてください……）。何が言いたいかと言うと、もっと集合論と位相数学くらいで定義できないのかなとか個人的に思ってたりします、という蛇足（？）を書き残しておきたいのです。 (25/157) ★

で、定義は結局どういうこっちゃ？となると、さっきの　P2P＋ハッシュチェーン＋合意アルゴリズムの話にもどる →個人的な言葉遣いだと「分散型または非中央集権型 P2Pネットワークにおいて、順序が合意されたデータの保存方法とその実装」という感じ →このへんの言葉たちは後続のスライドで説明します
(26/157) 15/102

ちょっと歴史の話

はじまりはビットコイン・インターネットでデジタルなお金があれば便利じゃない？を実用的に解決したのが、 2009年に出たビットコイン　→「サイファーパンク」[50]という歴史的な流れがある・ビットコインで使われた技術の一部が、今日の「ブロックチェーン」 (28/157) 17/102

忙しい人のためのビットコイン[51] ・2008年11月1日：サトシ・ナカモト（Satoshi Nakamoto）を名乗る謎の人物（または団体）が暗号学のメーリングリストへ投稿した論文「Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System」[37]がはじまり・2009年1月：サトシ・ナカモトにより実装がリリースされる[52,53]
・2009年10月：ビットコイン取引サイト登場、ビットコインに価値が付く[54] ・2010年5月22日：初めてビットコイン払いが成立（1万BTCとピザ2枚）[55,56] ・標準規格として、BIP（Bitcoin Improvement Proposal）[57]がある →最小限必要な情報を書いたつもり（異論は認めるｗ） →（P2P）電子通貨 (29/157) 18/102

サイファーパンク・「監視社会」[13]の文脈で出てきた、SFであるサイバーパンクからの造語　→技術発展してディストピア感ある未来世界的な作品（攻殻機動隊[58]とか）・サイファー（暗号）＋パンク（反体制的な感じ）　→「国家による監視に対抗して、暗号を使うことでインターネット上でのプライバシーを守ろう」みたいな思想　→「プライバシー＝情報を公開するかどうか選べること」と考える（サイファーパンク宣言）[59] (30/157) 19/102
→この背景の中で「非中央集権的な匿名通貨」も研究され、ビットコイン誕生

サイファーパンク「サイファ（ー）」（cipher）とか「クリプト」（crypto）が日本語では「暗号」と訳出されます。『暗号解読事典』 [60]によると、cipherはアラビア語のsifr（「無」）に由来して、 cryptoはギリシア語のkryptos（「秘密の」「隠された」）という語に由来するそうです。 codeの訳語にも「暗号」があったりしますが、文字単位変換したりする方を cipherと呼ぶ一方で、単語とかの単位で変換したりするのを codeと呼ぶようです。サイファーパンクの背景として「監視社会」だけを持ち出すのはおそらく不十分とは思うのですが、少なくとも、サイファーパンクとして知られる WikiLeaks[61]創始者ジュリアン・アサンジによる著作[62]なんかを読むと、この「監視社会」に対する強い警戒感が窺えます。「監視社会」自体は、（ライアンの著作を読めてないのでフ
ワッとした知識ですが）Facebookなどがサービス利用者の個人情報を中央集権的に握り、これを使ってたとえば広告による誘導なども可能だよね、みたいな危機感だと（ざっくり）理解しています。ライアンの『監視社会』（邦訳）から一部を引用すると、ここでの「監視」は「個人の身元を特定しうるかどうかはともかく、データが集められる当該人物に影響を与え、その行動を統御することを目的として、個人データを収集・処理するすべての行為」を指していて、これが「可能性を広げると同時に束縛をかけ、配慮にも管理にも関わる」と指摘しています [13]。サイファーパンクの世界観では、サイファーパンク宣言によれば「 Privacy is the power to selectively reveal oneself to the world.」としてプライバシーを重視し、それゆえ匿名性と、これを実現するために暗号の必要性を指摘します。この中で、「 privacy in an open society requires anonymous transaction systems」と匿名通貨の必要性を示唆します。ここには最小限の政府や無政府を志向するリバタリアニズムやアナーキズムといった思想も背後にあることでしょう [63-65]。個人的な意見としては、リバタリアニズムはまだ分からんでもないですが、アナーキズムはやや個々の能力や競争に対する楽観を感じて、あまり現実的とは思えないところです。匿名性はもちろん、使いようによっては犯罪など悪用が考えられますが（実際、トルネードキャッシュの開発者が逮捕 [66]されたり匿名性の高い暗号資産が取引所で上場廃止になったりもしました[67]）、彼らの言う通り、自分の情報を提供するかの選択肢を持つプライバシーの重要性というのも無視できないように思えます。ただし、「シルクロード事件」[65,68]しかり、真に匿名のまま活動するのはかなり難しそうです。 (31/157) ★

ビットコインの歴史、もう少しビットコイン以前にも、匿名の電子通貨（もしくはデジタル通貨、電子マネーなどとかも使われますが、用語の正確な使い分けを個人的には知らない ……）を実現する試みは存在していました [51,65,69,70]。最初期の例としては、「ブラインド署名」 [71]を提案したChaumが、DigiCash社を設立して商業化した ecashが知られています [72-74]。これが1990年前後です。ビットコインまでの系譜としてよく挙げられるのが、 1997年にBackが提案した
hashcash[75]では（2002年のバージョン[76]がビットコインの原論文で引用されています）、後のスライドで説明するProof of Work（PoW）の原型が現れます。ちなみに、インターネットの普及が本格化したとされるのは、 Windows95発売を契機とした 1995年からです[77]。1998年には、ビットコインの原論文でも引用された b-money がDaiにより提案されます [78]。Szaboによれば1998年にBit goldというのを考えていたようですが [79]、公開されたのは2005年のブログでした [80]。b-moneyとBit goldではビットコインに近いところまで行っていたものの、問題を残しつつ実装もなされなかったという理解です（詳細は文献を参照してください ……）。電子決済サービスという観点からは、たとえば『仮想通貨の教科書』の最初の方にあるように、ここで挙げた以外にもたくさんあったようです[65]。結果的に、ビットコインに必要だった要素となった要素たちは（ Markle [81]やHaber-Stornetta [82]なども含めて）、2002～2005年くらいには出そろっていました。逆に、この時期まではビットコインにつながるアイデアのピースたちがそろっていなかったとも言えます。 (32/157) ★

ビットコインは何が新しかったか？ 2002～2005年くらいにはピースがそろっていただろうに、ビットコインまでにさらに 3年くらいはかかっているのは何だったのでしょう？ Narayanan-Clark [69]やSzaboの分析[79]も参考にすると、非中央集権的な匿名通貨を実現するために、技術的な要素を良い感じに統合しつつ、ここに報酬の与え方に関するインセンティブ設計をうまく絡めるというところに、発想の飛躍と新しさがあったようです。この統合に時間がかかったのでしょう。
ビットコイン、もしくはブロックチェーンにおいては、こういった技術やインセンティブ設計によって、信頼できる第三者を仮定せず、もっと言うと誰も信頼せずに、全員または大半の人がデータの順序に合意できる（ただし、合意アルゴリズムが保証する範囲内で）、というのが本質的だと理解しています。経済学あたりのメカニズムデザイン的 [83,84]にインセンティブ設計を組み込むようなところは、トークンエコノミーとかトークノミクス、暗号経済学とかいうキーワードで言及されます [85-87]。合意アルゴリズムの説明をするあたりでも書くのですが、信頼できる第三者なしに順序を合意するのは基本的には難しい問題です。AさんがXY、BさんがYXという順序を提示したとき（特に「お金」の話だと、二重支払いの問題というのがあります）、普通はどっちを正とする？と言われても判断するのが難しいので、順序を決めている Cさんが「XYが正しいです！」とか「YX が正しいです！」とか教えてくれるけど、こういう Cさんを導入しないのがブロックチェーンです。 (33/157) ★

参考：ChatGPTにきてみたあくまでお遊びの参考程度ですが、仮に2005年を起点としてビットコインまで3年くらいかかったのが妥当かChatGPTに聞いてみたら、こんな回答でした。 (34/157) ★

(35/157) 20/102 で、「ビットコイン」実現に使われた技術が今日の「ブロックチェーン」となった

続・ブロックチェーンってなんだ

このパートで話したいこと・P2P ・分散型ネットワーク・ハッシュチェーン・合意アルゴリズムあたりの言葉たちを説明して、「P2P＋ハッシュチェーン＋合意アルゴリズム」とか言っていたあたりを「ほーん」と思っていただきたい (37/157) 22/102

(39/157) 24/102 「P2P」は、誰がどんな処理をするか、という役割分担の話

処理の役割分担による分類クライアント／サーバ（C/S）型[88,89] P2P（ピア・ツー・ピア）型[90] えらい→ ①処理依頼 ②結果 ①処理依頼対等な通信対等な通信対等な通信
役割が対等じゃない役割が対等サーバ　→主にここで（重い）処理　→落ちたらネトゲが止まるやつ　→企業向けコンピュータ的なのピア（or ノード）　→PC、スマホ、… クライアント　→PC、スマホ、… ピア（or ノード）　→PC、スマホ、… iPhoneのAirDropはP2P通信で、ネット接続せずに（サーバが落ちるとか気にせずに）ファイルを共有できる[91] (40/157) 25/102

(42/157) 27/102 「分散型」とかいうのは、ネットワークの形の話

ネットワークのかたち（トポロジー）　centralized （中央集権型）　decentralized （非中央集権型） distributed （分散型） ←Baran [92]の図がよく出てくる
（著作権的に念のため自作） ←日本語で「分散型」と書いてるけど、原文は「非中央集権」の場合もある ←ブロックチェーンのときは、通信は概ねP2P が念頭にある (43/157) 28/102

ネットワークについてちなみに、ネットワークは、基本的には物理的につなげられているコンピュータたちのことを言っています。 Wi-Fiなどの無線もありますが、遠距離の通信は物理的にケーブルでつながっていると思っていいと思います（衛星経由とか無線で数珠繋ぎとかも考えられますが）。たとえば日米間での通信も、海底ケーブルで物理的に大陸が接続されていて、海底ケーブル可視化マップ[93]なんかもあります。メッシュネットワークとはどう違うの？というのはありますが、ChatGPTに聞いた感じだと、まずP2Pかどうかではなくトポロジーの話で、物理的なトポロジーがメッシュネットワークの話、論理的なトポロジーが分散型ネットワークの話、みたいな感じらしいです
が、自信ないので詳しい方が居たら教えて欲しいです。 (44/157) ★

「ブロックチェーン」のネットワークブロックチェーンの場合、非中央集権型/分散型で、P2P型のやり取りを想定 C/S 現実たぶん理想 P2P 全部P2P (45/157) 29/102

「ブロックチェーン」のネットワークとはいえ、原理的にはもちろん中央集権型ネットワークだったり、クライアント／サーバ（ C/S）型で使えないわけではない理解ではあります。設計によっては、もしかすると、こういう用例で適切なことがあるかもしれない。 C/S サービスを提供する 1台のサーバでブロックチェーンの技術を使うのが嬉しいかは疑問ですが。また、分散型とか P2P通信が前提と言いつつも、すべてがこれである必要はなくて（非中央集権型にはなるのかな）、高スペックのコンピュータたちが分散型の
P2P通信をしていて、この高スペックのコンピュータから、普通（or 低スペック）のコンピュータ（スマホとか IoTデバイスとかも含む）に対して C/Sでサービスが提供される、みたいなのは普通にあると思います（というか、実態としてはこうなっている理解）。あくまで「分散型または非中央集権型 P2Pネットワークにおいて、順序が合意されたデータの保存方法とその実装」技術として捉えると、分散型 P2Pネットワークは単一障害点が無くて可用性が高い（すべてのノードが同じ処理をできるので、どれかのノードが壊れても、 1台でも生きていればネットワークは維持される）ので、あるネトゲサーバを運営している会社が、ネトゲのサービスを提供するためのサーバたちを分散型 P2Pネットワークとして可用性を高める、とかは考え得るかなと思います。ここは可用性を担保するための他の技術と、コストとか技術的な親和性とかを吟味して選ぶことになるかと思います。 (46/157) ★

(48/157) 31/102 「ハッシュチェーン」はデータ構造の話まずは「ハッシュ」から……

2つのデータが「同じ」ことをどう判断する？たとえば、・2つの画像があって、1ピクセル（点1つ）だけ違うのを、一目見て分かるにはどうすれば良いか？・ダウンロードしたファイルは、壊れてたり、改ざんされてない？ →データが「違うか」「ちゃんと同じか」「本物か」判断したいときがある →これに「ハッシュ」というのが使える (49/157) 32/102

こんな関数があると便利何かしらのデータを入力したときに、出力が ①一定サイズになる（「256ビット」とか） ②入力が少し違うと全然違う値になる ③入力の推測は困難なものになる (50/157) 33/102
　→少ない文字列なら「一目で」判断できる　→元のデータが「同じか/違うか」判断できる　→元のデータが「本物か」（改ざんされてないか）判断できる →こういうのを「（暗号学的）ハッシュ関数」という（出力は「ハッシュ値」）

例：（暗号学的）ハッシュ関数を使ってみるたとえばWindowsだと、「CertUtil」の「-hashﬁle」オプションで計算できる (51/157) 34/102 内容が同じだとハッシュ値も同じ内容が違うとハッシュ値はかなり違う

ハッシュ関数について「ハッシュ関数」と「暗号学的ハッシュ関数」は違いますが、「暗号学的ハッシュ関数」のことを単に「ハッシュ関数」と呼ぶことも多いです。 CRYPTRECの資料[94]によると、「ハッシュ関数は、任意長の入力メッセージを固定長のメッセージダイジェスト (ハッシュ値) に圧縮する関数である。特に、一方向性 (one-wayness) と衝突発見困難性(collision-resistance) を満たすハッシュ関数のことを暗号学的ハッシュ関数と呼ぶ。」ということです。同じ資料から、「衝突発見困難性」は「ハッシュ値が一致する、すなわち
H(M) =H(M') を満たすような異なる２つのメッセージ M と M' を見つけることが計算量的に困難である」性質のことで、「一方向性」（もしくは「原像計算困難性」）は「ある未知のメッセージ M に対するハッシュ値が与えられた時、ハッシュ値が一致する、すなわち H(M) = H(M') を満たすようなメッセージ M' を見つけることが計算量的に困難である」性質のことです。「できない」ではなく「困難」と言っているのは、起こる可能性はゼロではないためです。任意のデータを入力として固定長の出力を作っているわけなので、別の入力が同じ出力になることが「原理的には」存在する（つまり、衝突することがある）わけです。ただし、入力データに対して出力が疑似ランダムで（アルゴリズムで決定論的に計算されるので、真のランダムではなく「疑似」ランダムになる）あって、現実的な時間（数秒～数年とか）で逆演算とか総当たりによって、出力の固定長データから入力データが復元できなければ実用としては使えます（ただし、使いどころによってどこまでの困難さが求められるかは変わると理解しています）。（「暗号化パスワード」というのもあるそうですが [95]、これは触れないことにして）「暗号学的ハッシュ関数」は、「暗号学的」とある通り確かに「暗号技術」ではありますが、基本的にはNIST文書が「Encryption is used to provide conﬁdentiality for data.」と書いている[96]意味での「暗号化」とはまた別だというのは念のため言及しておきます（これも念のためですが、「難読化」と「暗号化」も別の用語なのでご注意ください）。 CRYPTRECの資料[97]では「技術分類」として「ハッシュ関数」（これは「暗号学的ハッシュ関数」のことを言ってると理解して良いのか不安ではある）書いているので、「暗号技術ではある」と言うよりも「暗号の技術分類に入る」と言う方が正確かもしれないです。 (52/157) ★

(53/157) 35/102 これで「ハッシュチェーン」を説明する準備は整ったけど、単独でやるとたぶん冗長なので…… （データ構造としての）「ブロックチェーン」まで進んでから「ハッシュチェーン」に言及することにします

トランザクション（Tx）概ね、「1つ1つのやり取り（取引）記録」＝「トランザクション」 →例：　・ＡさんがＢさんに 1 BTC 送金した　・CさんがDさんにデジタルアートの所有権を渡したなんか送った
1 Tx ※細かいことはぼかしてます (54/157) 36/102

ブロックブロック＝管理用データ＋いくつかのトランザクション管理用データ Tx Tx Tx … ←いくつかのトランザクション（Tx）をまとめて、管理用データを付
与した塊がブロック (55/157) 37/102

（データ構造としての）ブロックチェーンハッシュで順序付けて鎖状につなげた構造を「ハッシュチェーン」と呼ぶ →ブロックの（ハッシュ）チェーンが（狭い意味で）「ブロックチェーン」管理用データ Tx Tx Tx … 前ブロックのハッシュ管理用データ
Tx Tx Tx … 前ブロックのハッシュ管理用データ Tx Tx Tx … 前ブロックのハッシュ ① たとえばここを改ざんするには (56/157) 38/102 ② ここも影響があるチェーンが長いほど改ざんは大変（改ざん困難）

（データ構造としての）ブロックチェーンハッシュ値は、入力が「少し違う」だけで出力が「かなり違う」ので、前のブロックが少し変更（改ざん）されると、その後のブロックも改ざんしていかないとブロックチェーンの改ざんは終わりません。これでもって、「ブロックチェーンは改ざんが困難」と言われます。ただし、原理的にできないとは言っていないこともポイントです。ここでは「（データ構造としての）」とカッコ書きを加えておきました。「ブロックチェーン」と言っている人の頭に浮かぶデータ構造としてはこの「ブロックを単位としたハッシュチェーン」だと思うのですが、これだけではちょっと足りません。ここに「合意アルゴリズム」が加わって、これが非中央集権型 /分散型のP2Pネットワーク上で「正しい順序とされる」ブロックのハッシュチェーンが 1つ
合意されることで、ようやく「（データ構造としての）」というカッコ書きをブロックチェーンと呼べると理解しています（「1つ」と言うと反例や語弊がある場合があるかもですが、細かいところは触れないことにします……）。この合意されたものを分散型台帳とか元帳とか呼んでいる認識です。元がビットコインという通貨取引をトランザクションとして記載していくという経緯から、会計簿における元帳をイメージしてこのように呼ばれているという認識です。ただし、分散型台帳≠ブロックチェーンで、DAGのようにブロックチェーンではないような分散型台帳もあります。というのもあって、ブロックチェーンの定義で「distributed ledger」とか「分散型台帳」とかいう用語が出て来るのですが、「そのうちでも、こういうもの」みたいな書き方がされていることが読み取れます。「いやいや、もうちょっと条件が必要」とか、「（DAGとか）もう少し別のデータ構造も考慮しなさいと」とかもあるかもしれませんが、個人的にはまずはここまでの理解で良いのかなという見解です。「ブロックチェーン」と言ってる世間の人的にはこれくらいで許されるのでは…… (57/157) ★

(59/157) 40/102 非中央集権型 /分散型のP2Pネットワーク上で「どのチェーンが正しいか？」を合意したいこれが前提 →「どのチェーンか？」＝「どの順序か？」 →ここで「合意アルゴリズム」が必要

もし中央集権型で C/Sでの合意なら…… みんなが「正しい」情報を提供してくれる人の情報を採用すれば合意できる (60/157) 41/102 正しい順序はＡ→Ｂ→Ｃです！なるほど、Ａ→Ｂ→Ｃね！
なるほど、Ａ→Ｂ→Ｃね！なるほど、Ａ→Ｂ→Ｃね！

でも、今やりたいのは、中央の人が居ないときの合意みんなが思い思いのことを言うので、どれが正しいかよくわからない！カオス！ (61/157) 42/102 Ａ→Ｂ→Ｃで合ってる？Ｃ→B→A で合ってる？Ａ→C→B
で合ってる？さっきの頼りになる人が居ない…… どっちやねんどっちやねんどっちやねん

(62/157) 43/102 この分散型の合意問題を定式化したものに、「ビザンチン将軍問題」がある →分散型の合意がむずかしいよ～という話

将軍に指揮されるビザンチン軍たちを想像してみる…… 設定：・各軍は、敵都市の外で離れ離れに野営・将軍たちは使者を通じてのみやり取りできる・別々の場所に居るすべての軍が、同じ作戦（攻撃 /撤退）をしないといけない →ただし、将軍の中には裏切り者が居るかもしれない！ →どうやったら、すべての軍が同じ作戦をできるだろうか？ (63/157) 44/102

ビザンチン将軍問題のイメージ（伝わります？） (64/157) 45/102 攻撃/撤退攻撃/撤退攻撃/撤退攻撃/撤退攻撃/撤退

ビザンチン将軍問題今の話をもうちょっと整理…… 命令を出す 1 人の将軍（司令官）と命令を実行する n-1 人の将軍（副官）を考えて、次のルールで考察してみる：
①すべての忠実な副官は、同じ命令に従う。 ②司令官が忠実な場合、すべての忠実な副官は、司令官が送った命令に従う。 →忠実じゃなかったら（裏切り者だったら）従うとは限らない (65/157) 46/102

司令官1人＋副官2人の場合、裏切り者1人で失敗副官が裏切り者の場合 (66/157) 47/102 司令官が裏切り者の場合攻撃！攻撃！撤退だってどっち？
攻撃！撤退！撤退だってどっち？副官副官副官副官司令官司令官

司令官1人＋副官3人の場合、裏切り者1人なら合意副官が裏切り者の場合 (67/157) 攻撃！攻撃！撤退だって副官副官司令官
★ 攻撃！攻撃だって 3人中2人が攻撃なので攻撃っぽい各自が受け取ったメッセージの多数決をすることで、「合意すべき」命令が判断できる

司令官1人＋副官3人の場合、裏切り者1人なら合意司令官が裏切り者の場合 (68/157) 攻撃！攻撃！攻撃だって副官副官司令官
★ 撤退！攻撃だって 3人中2人が攻撃なので攻撃っぽい各自が受け取ったメッセージの多数決をすることで、「合意すべき」命令が判断できる

(69/157) 48/102 このやり方だと、m 人の裏切り者が居たら司令官＋副官＜ 3m + 1 人
だと合意できないことが知られている

ビザンチン将軍問題についてここでの「ビザンチン将軍問題」は、 1982年7月のLamport論文[98]の内容を意図しています。ここでの設定だと厳密さを欠いているので、より詳細な問題設定に関しては原論文を参照してください。この論文では、 3m + 1 人未満では m 人の裏切り者
が居たら「ビザンチン将軍問題」を解決できないことを、背理法と帰納法を用いて、 3人（司令官1人＋副官2人）の場合に帰着させて証明しています。同時に、解決できる場合のアルゴリズムも提示しています（前のスライドでは、内容を簡単にするために分散型の合意が「むずかしい」ことだけにフォーカスしましたが）。合意を取るために意思疎通する「やり取り」の方法に関しても、考察する上でもっとちゃんと定義されています。しかも、この「やり取り」に署名を使うことで、 3m + 1 というのを 2m + 1 まで改善できる話もあります。なので、実はこの「やり取り」に関する定義も重要なことが分かります。ここでいう「裏切り者」はもちろん、悪意ある攻撃者だけでなく、「故障ノード」も意図されています（というか、 Lamportの論文的には分散型ネットワークにおける故障ノードに関する考察の方がモチベーションという理解）。ちなみに、1982年のLamport論文に引用されている1982年1月のDolev論文[99]で（この論文は、3人のとき1人の裏切り者で解決できない厳密な証明が載っている、と Lamportが引用しています。Dolevによる証明の確認はサボりましたサーセン）、 1982年7月のLamport論文のプレプリント版っぽいものが引用されていて（この文献自体は見つけ出せなかったです）、これからすると「ビザンチン将軍問題」という名前自体は 1980年4月にはLamportによって提案されていたもよう。 (70/157) ★

じゃあ、どうするか？ビットコインでは、　①Proof of Work 　②（分岐した場合）最長チェーンを採用というルールで合意して解決を試みる (71/157) 49/102 →これはビットコインの例だけど、
ブロックチェーンの「合意アルゴリズム」（合意のやり方）の基本 →注意点：扱い方がさっきと変わるので、ここでは 3m + 1 ではなく 50% が基準

じゃあ、どうするか？この、ビットコインの合意アルゴリズムのことを、「Nakamoto consensus」と呼びます。合意（コンセンサス）部分に関しては、共通プレフィックスの話[45,100]なんかもあると認識してはいるのですが、ここでのお気持ち的にはRenの「Nakamoto consensus centers around the proofof-work (PoW)
mechanism and the “longest-chain-win” rule.」に依っている感じです[101]。ただし、Nakamotoの原論文[37]にもある通り、この合意ルールによって、チェーンが長くなるほど「ちゃんとした」チェーンが残る「確率が高い」ことで（決定論的ではなく）確率論的にファイナリティが達成されるという理解です。実装レベルだと正直Bitcoin Core[102,103]の読み込みができてないので詳しい人に聞きたい感じではありますが、bitcoin/src/consensus/consensus.hにあるCOINBASE_MATURITYあたりである程度長さの基準があると理解して良い……？なお、トランザクションが有効か、ブロックが有効かも、それはそれでチェックが入ることも一応コメントしておきます。 Lamportの論文では、メッセージのやり取りも含めて、状況設定が定義されていることを前のスライドに書きました。ビットコインでは、まさにこのあたりの状況設定が変わってくるので（インセンティブ設計とかも含めて）[65]、単純にLamportのビザンチン将軍問題と同じ考え方で 3m + 1 未満だとビザンチン将軍問題を解決できない、という話をそのまま適用はできません（という理解ですが、間違ってたら教えてください……）。 NakamotoはPoWを用いた合意によってビザンチン将軍問題を解決すると考えていた形跡がありますが[104]、Garay-Kiayia-Leonardosでは「Nakamoto's protocol does not quite solve BA since it does not satisfy Validity with overwhelming probability」と指摘されています [45]。混乱させそうなのになぜわざわざ「ビザンチン将軍問題」の説明を入れたかというと、ブロックチェーンの文脈で、この裏切り者（or 故障）への耐性である「ビザンチン障害耐性」がどの程度あるか、というのは興味の対象としてよく言及されるからです[45]。なので、知っておいた方が良いかなと思って入れました。 (72/157) ★

①Proof of Work（PoW、作業証明）ざっくり、「こういう値のハッシュ値になる元データを探しなさい」という問題を解く「元データ探し」選手権 (73/157) 50/102 →一番早く問題を解けた人
（ノード）が、次のブロックを作成できる　→作成した人は周知、認められたら各参加ノードのローカルに組み込まれる →（暗号学的）ハッシュ関数の「入力（元データ）の推測は困難」を使う　→推測困難なので、総当たりしかない（これを「マイニング」という）　→ビットコインの場合、確率的に10分くらいで解ける難易度の問題

①Proof of Work（PoW、作業証明）表記としては、ビットコインの原論文だと「 Proof-of-Work」だったり[37]、日本語文献だと「プルーフ・オブ・ワーク」とかもよくあります。訳語も揺れている印象で、「仕事による証明」とか、「仕事量による証明」「作業量による証明」とかも見かける気がします。起源は 1992年にDwork-Naorが迷惑メール対策として提案したもので [69,105]、1999年にJakobsson-Juels [106]が定式化しました。
シビル耐性に関しては発表用のスライドでは触れないことにします（収拾させる自信がないので ……）。このスライドでは少し触れておくと、ビットコインのようなブロックチェーンは、基本的に不特定多数の匿名のアカウントがやり取りする（トランザクションを作る）ような状況を想定しているので、現実で 1人の人が、たくさんの匿名アカウント（匿名 ID）を持っていて、これでもってネットワークとしての多数決を乗っ取るような状況を想定しないといけません。こういう、複数の IDを偽造することを「シビル攻撃」 [107]と言います（Flora Rheta Schreiberによる書籍『Sybil』[108]にちなんだ名づけらしい）。 PoWは、暗号学的ハッシュ関数によって（「良い」暗号学的ハッシュ関数は逆計算などができず、入力となる元のデータを見つけるには総当たりで探すくらいしかできない）確率的にほどよく難しい問題設定になっているため、ブロック生成に（確率的に）一定時間かかるようになっています。ということは、どれだけたくさん IDを作ろうが、この総当たりで「特定のハッシュ値になる」（ビットコインの場合、特定の値よりも小さいハッシュ値）ような元データを探さなければ（このような元データを「ナンス」と呼びます。）、結局ブロック作成権を得られないので、この意味の範囲でシビル耐性があると考えられます。ただ、 IDの数では勝負できないですが、ハッシュ値の計算能力（「ハッシュパワー」と呼ぶ）を高めれば「他の人よりも高確率でブロックを作れる」状況は作れます。（暗号学的）「ナンス（ nonce）」は「an arbitrary number that is only used once」のことで[30]、ビットコイン以外でも使われます。ビットコインの場合の「ナンス」は「特定の値（ターゲット値）より小さくなるハッシュ値（ PoWの計算で見つけたい値）」を指しますが、「ナンス」と言われたらこれのこと、というわけではないのでご注意ください。たとえばイーサリアムでは別の使い方で、一度だけ使う数字のことを「ナンス」と呼びます。「 nonce」という単語自体は古い英語にあって、 Oxford English Dictionary的には1175年頃のエビデンスがあるらしい。ググるとよく出てくる「 number used once」の意味ですよというのは、 IETFの『OAuth 2.0 Nonce Endpoint』[109]で見られますが、他はまさにこれを書いてるのは見つけられず。古い論文だと、 1978年の Needham-Schroederで「"Nonce" means "used only once."」という記述を見つけました [110]。ここでは「匿名」と書いたのですが、「匿名（ anonymous）」と「偽名（pseudonymity）」も使い分けが必要な用語で [65]、ざっくり言うと、「マジで誰か追えない」レベルで誰か分からないのが「匿名」で、やり取りを追いかけたり、 SNSのフォローとか（ソーシャルグラフ）を追いかけたりすると誰か特定できなくもないけど「ぱっと見は誰か分からないけど、頑張れば誰か追える」レベルの誰か分からなさは「偽名」と呼ばれるようです（ Twitterのアカウント名は、少なくともたいてい「偽名」と言える）。 (74/157) ★

②（分岐した場合）最長チェーンを採用こーいう場合…… (75/157) 51/102 こっちを採用 →周知されたブロック情報を受け取るタイミングによって、分岐が発生し得る →選ぶチェーンは自由だけど、「正しい」チェーン以外は淘汰される（と期待） →こういう合意を積み重ねていく

②（分岐した場合）最長チェーンを採用 PoWでブロック作成権を得たノード（P2Pのピアになっているコンピュータ）はブロックを作成して、作成したブロックをネットワークに周知（ブロードキャスト）して、ネットワークの参加者たちが各自で持っているローカルのブロックチェーンに、この新しいブロックをくっつけてくれて、ようやくこの新規ブロックはこのブロックチェーン上で「正しい」ブロックとして認知されたことになります。ネットワークは有線なり無線なりで物理的に接続されているので、あるノードが作成したブロックの情報が伝わるのは、物理的にどれだけ離れているかによって到達までの時間が変わってきます（もちろんどんな配線かにもよって、極端には隣に置いているコンピュータが、ネットワーク的に他の色んなコンピュータを経由していたら、その分遅くなって、他のもう少し離れた場所にあるコンピュータの方が速く到達すると思われる）。たとえば、自分が1つブロックを作成できてローカルのチェーンにこれを追加したとしても、自分が追加したのと同じ追加前のチェーンに、他の人たち（自分からはネットワーク的に離れていて、自分がブロックを作成したときにこの情報は知らなかった）が 2つのブロックを追加してこれがネットワークに出回っていたとすると、こちらの方が長いので、おそらく自分が
1つだけ追加したチェーンは、ネットワーク全体としては「短い方」と見られておそらく採用されないわけです。ネットワーク参加者としては、「今後も残るだろう」と思えるチェーンを採用していくはずで、もしそうしないと、自分が送金したトランザクションなんかが、ネットワーク全体としてなかったことにされてしまいます。ハッシュパワー（ハッシュ計算をする能力）が大きい攻撃者が、ハッシュパワーにものを言わせてたくさんブロックを作って（でもこの時点ではブロードキャストしない）、ネットワーク全体で出回っているチェーンの長さを追い越した長さのチェーンになったときにこの「最長」チェーンを公開（ブロードキャスト）することで、ネットワーク全体で元々あったいくつかのブロック（とその中に含まれるトランザクション）が覆されてなかったことにする（そして二重払いなど、自分に都合の良い取引だけを残す）、ということも原理的には可能です。素朴にはネットワーク参加者のうち、過半数のハッシュパワーを持てば、この攻撃は可能そうです。これがいわゆる 51%攻撃です。ただし、厳密に51%かと言われるとものにもよるし微妙なところなので、このあたりは合意アルゴリズムの評価に関する論文を探してください [45,111]。最長チェーンに関しては、難易度は変動するので、ブロック数が一番多いのではなくて累積作業量が一番多いものとする変更があった、みたいな記述も見かけたのですが、ここ詳しくないのでこういう話がある、ということだけ言及するにとどめておきます [112-114]。 (76/157) ★

合意アルゴリズムとマイニング・PoWでマイニングが成功すると、報酬がもらえる・マイナー（マイニングするノード）は以下2つのマイニング報酬を得られる：　 - 新たに発行されたコイン（発行量上限がある場合、いずれなくなる）　 - 取引手数料（取引ユーザが支払ったブロック内での合計金額） (77/157)
52/102 →報酬は基本的にはそのブロックチェーン上でのネイティブ通貨建て（例：BTC） →マイニングという名のブロックチェーン保守作業には電気代などのコストがかかるけど、報酬があるのでマイナーはやる動機がある

ここまでのまとめ・ブロックチェーンは、ざっくり　　P2P＋（ブロックの）ハッシュチェーン＋合意アルゴリズム・ノードたちはネットワーク維持コストがあるけど、報酬で動機付けされる (78/157) 53/102

ビットコイン以外のブロックチェーン

(80/157) 55/102 ブロックチェーンは、ざっくり　　P2P（ネットワーク）　　（ブロックの）ハッシュチェーン　　合意アルゴリズムがポイントだった →これら要素の違いが、ブロックチェーンの違い

公開範囲によるブロックチェーンの種類ネットワーク公開範囲で、種類がある：・パブリック型（だれでも見れる）　→例：ビットコイン、（普通の）イーサリアム、… ・コンソーシアム型（複数の企業とか「加盟団体」的な人が見れる）　→例：HyperLedger Fabric、Quorum、… ・プライベート型（一つの企業とか自分だけ見れる）　→例：HyperLedger Fabric、Quorum、…
※HyperLedgerに関しては、これの中でもFabricを含むいくつかの種類がある (81/157) 56/102

ブロックの中身もチェーンによって違うブロックの管理情報（ブロックヘッダ）を比べてみる…… (82/157) 57/102 version previous block header hash merkle
root hash time nBits nonce 例：ビットコイン[112,115] 例：イーサリアム [116] slot proposer_index parent_root state_root body（ここにいろいろ入ってる）ブロックの中身が違ってる！

その他の合意アルゴリズム他にも合意アルゴリズムが色々あるけど[117-120]、ここでは言葉だけ…… ・PoS（Proof of Stake）・PBFT（Practical Byzantine Fault Tolerance）　etc…
(83/157) 58/102 →「合意アルゴリズム」の違いの議論は、しばしばPoXの違いが議論される印象

こんな感じで、いろんなブロックチェーンがある無難なとこだけ挙げておくと、・ビットコイン（Bitcoin）・イーサリアム（Ethereum）・ハイパーレッジャー（Hyperledger）　etc… (84/157) 59/102 →必ずしも「ブロックチェーン＝通貨」ではない（実質どうかは置いといて……）
このイベントでは、特にこれを取り上げる

イーサリアムの話

忙しい人のためのイーサリアム[121] ・2013年（2014年？）：Vitalik Buterinが考案[122]、ホワイトペーパーをリリース・2014年4月：Gavin Woodによるイエローペーパーがリリース[46,123] ・2014年7月22日～同9月2日：イーサリアムが販売される[124] ・2015年7月30日：イーサリアム最初のブロックが作られる[125,126] ・標準規格として、EIP（Ethereum Improvement Proposals）、ERC（Ethereum
Request for Comments）というのがある[127] →その後、事件や何度かのアップデート（PoW→PoSとか含む）を経て現在に至る →ブロックチェーン上でプログラムを動かせる（スマートコントラクト） →ワールドコンピュータ (86/157) 61/102

イーサリアムの歴史、もう少しホワイトペーパーとイエローペーパーの日付についてはethereum.orgの記述[121]を信用して書いたのですが、ここに書かれているリンクといくつか調べた感じだと、日付を確信できる資料が見つけられなかったです。同じethereum.orgのページでも、ホワイトペーパーのページ[128]だと 2014年12月版[129]が正式版として扱われているもよう。GitHubのIssue#5469 [130]によると 2014年が正しそう……？ Vitalikによると、Millerの指摘によりイーサリアムはスタックマシンにしたらしいです [122]。有名なThe
DAO事件や、ハードフォークの歴史はethereum.org英語版の記述が参考になります[121]。あと、全体的にイーサリアムは（ちょっと古いですが）『マスタリング・イーサリアム』 [131]を読むのが個人的にはオススメです。ベージュペーパー[132]というのもあるのでご参考。 (87/157) ★

スマートコントラクトってなんだ・「ブロックチェーン上で動くプログラム」が、まずはざっくり理解　→動かすのに「ガス代」と呼ばれる手数料がかかる・歴史的には、1997年にNick Szaboが提唱した概念[133] 　→「（IT技術によって）自動化された契約（執行）」　→自動販売機の例がよく出てくる・プログラム言語として、高級言語のSolidity[134]とVyper[135]がある →「書きかけの契約をネットに放流できる
」[136]という理解がわりと本質的と思う　（「契約」に引っ張られて欲しくもないけど） (88/157) 62/102 このイベントはこっちでやる

スマートコントラクトとはイーサリアムはEthereum Virtual Machine (EVM)[46,131,137]と呼ばれる実行環境上でスマートコントラクトと言う名のプログラムを実行します。 EVMはそのままだと無限ループが可能なので、実行時にガス代と呼ばれる手数料を要求して「ガス欠になるまで実行する」ことにして無限ループを回避する準チューリング完全（状態）マシンです。世にある普通の契約は、「当事者双方の意思表示（考えを表すこと）が合致することで成立する
約束」[138]なので当事者双方の意思表示が前提です。でも、スマートコントラクトの場合、（金銭も絡めて良いような）片側の意思表示を誰もが（わりと）気軽に、誰でも見れる形で（公開範囲の設定にもよりますが）公開できます。こう考えると、自動販売機はこれと近いような気もします。というあたりを考えると、「書きかけの契約をネットに放流できる」という理解は、サービスを考えるうえでヒントになるような理解なのかなと思いここで取り上げてみました。 (89/157) ★

(90/157) 63/102 結局、ブロックチェーン（イーサリアム）でのプログラミングは、概ね「Solidityでスマートコントラクトを書く」こと

UTXOとアカウントモデル

(92/157) 65/102 ブロックチェーンの違いとして、他にも「残高の管理方法」という観点もある →基本的なものとして、　・UTXO 　・アカウントモデルがある

UTXO（Unspent Transaction Output）[70,100,139-141] ・取引データに基づいた残高の管理方法（ビットコインはこっち）・取引記録（トランザクション）にはインプットとアウトプットがある・未使用のアウトプットをUTXOという (93/157) 66/102 In 別の取引のInに使う
→一度使われたものは使えない 10 BTC 7 BTC 3 BTC Out In 7 BTC 2 BTC 5 BTC Out 使われて無いOutが、別の取引で使える「残高」 →Outを二重使用できない →UTXOの考え方

アカウントモデル[100,131] ・アカウントに基づいた残高の管理方法（イーサリアムはこっち）・アカウント（口座）ごとに、そのアドレスに紐づく取引履歴を記録する・ナンスと呼ばれるカウンタで、取引の順番を管理　→分散型のP2P通信なので、何もないとノードによって到達順が違って困る (94/157) 67/102 A→Bへ 1 ETH
送金 C→Aへ 2 ETH送金 … アカウントA A→Bへ 1 ETH 送金 … … … C→Aへ 2 ETH送金 … アカウントB アカウントC

(95/157) 68/102 UTXOとかアカウントモデルで残高を「所有」するのは、「秘密鍵」による署名と、「公開鍵」で表現する

署名とかハンコの一般的な話を復習・署名はその人、ハンコはそのハンコでしか同じものが基本的に作れない　→（偽造は難しいという前提で）この社会的な認識がある・書類に署名/押印して、その人/そのハンコを持った人が「確認しました」とかを検証できるようにしている (96/157) 69/102

秘密鍵と公開鍵を使った（デジタル）署名の話「秘密鍵」「公開鍵」と呼ばれる2つのデータのペアを作って、（「鍵」に引っ張られず）「ハンコ」と「印影」のように使ってデータに「署名」[142]します。 ①「印影」（＝「公開鍵」）はみんなに教えておく（印鑑登録証明とか） ②「ハンコ」（＝「秘密鍵」）は持ち主が大事に持っておく ③データに押印しておくと（「秘密鍵」で検証用のデータを作成して、データと組にしておく）、①で知られている「印影」（＝「公開鍵」）と照合すると、そのデータが②の「ハンコ」（＝「公開鍵」）を持ってる人が、このデータ（の組）を作ったたことが検証できる (97/157) 70/102
→「秘密鍵」で作った検証用のデータが「（デジタル）署名」

秘密鍵と公開鍵を使った（デジタル）署名の話共通鍵暗号とか公開鍵暗号の話もしたいところではありますが、これ以上の説明は荷が重いので『図解即戦力暗号と認証のしくみと理論がこれ1冊でしっかりわかる教科書』 [141]あたりをお読みください…… この本にもある通り、「公開鍵暗号」と日本語で言ったときにはPKE（Public Key Encryption）の意味で使われる場合と、PKC（Public Key Cryptography）の意味で使わ
れる場合があるのでご注意ください。 PKEの意味で「公開鍵暗号」を説明するとき、南京錠を使った説明がよくあるのですが、錠≠鍵であって、錠は鍵穴がある方で、鍵とはむしろ反対のものであるところにも念のためご注意ください。南京錠も基本的には「共通鍵」の使われ方が普通ですが、錠と鍵を別々に使うと、「公開鍵」と「秘密鍵」のような使い方もできる、というのがよくある説明で出てくるやつです。 (98/157) ★

BTCやETH送金先アドレスは、「公開鍵」を加工して作るたとえばこんな感じで表される　BTC：1Archive1n2C579dMsAu3iC6tWzuQJz8dN 　ETH：0x1B40ed3d89fd40f875bF62A0ce79f562714d011E （Internet Archiveの寄付ページより[143]） (99/157) 71/102

公開鍵を使ってアドレスを作ると…… ・誰でもアドレスを作れる・対応する秘密鍵を持つかどうかで、所有者がわかる　→さっきの話から、ペアになる公開鍵で検証できる「正しい」署名をできれば、その秘密鍵は対応する秘密鍵と言える　→こういう秘密鍵で署名することで、「出金」できる人を区別する　→ざっくり、「ある公開鍵のアドレスに送ることで、対応する秘密鍵を持つ人しか動かせないようにロックする」というような考え方 (100/157) 72/102

トークンとNFT

「トークン」というのがよく出てくる・第一段階の理解としては「そのブロックチェーン上で発行されている通貨」　→たとえばBTCとかETHとか、その他にも独自通貨とか・第二段階の理解としては「そのブロックチェーン上にある、受け渡しや残数確認などの機能を持つタイプのデータ」　→この後に出てくる「NFT」とか (102/157) 74/102

FT（Fungible Token）とNFT（Non-Fungible Token）・「Fungible」は「代替可能な」、「Non-Fungible」だと「代替不可能な」・普通の通貨は、どの紙幣やコインを使っても同じ価値　→こーいうのは（各紙幣やコインを）代替可能＝ FT ・画像とか「ゾロ目番号でプレミアがついた紙幣」とかは、1つ1つに別々の価値　→こーいうのは、代替不可能
＝ NFT ・SBT（SoulBound Token）[144,145]とかRFT（Re-Fungible Token）[146]とかもあるけどこのへんは各自で…… (103/157) 75/102

ブロックチェーンアプリ開発の概要

まず、普通のWebアプリはざっくりこんな感じアプリによるけど、これくらいのイメージがあればひとまずOK (105/157) 77/102 ブラウザ画面サーバデータベース（DB） ①ブラウザで何かする ②処理依頼 ③データ問合わせ
④データ返却ユーザ ⑤処理結果返却 ⑥画面に結果反映フロントエンドバックエンド HTML/CSS JavaScript C、C++、C♯、 Java、Python、 Ruby、PHP、 Go、Rust、… MySQL、OracleDB、 PostgreSQL、…

これが、Web3アプリだと…… こんなイメージになる (106/157) 78/102 ブラウザ画面ブロックチェーン ①ブラウザで何かする ②処理依頼ユーザ ⑤処理結果返却
⑥画面に結果反映フロントエンドバックエンド HTML/CSS JavaScript Solidity、…

言語とかの補足ライブラリ、フレームワークとかは省きましたが、実際にはフロントエンドではReactとか Next.jsとかがしばしば使われますし、バックエンドでもSpringBootなど色々あります。詳しくはググってください。 HTML/CSSはプログラミング言語ではないですが、説明するのに書いておいた方が良いかなと思ってこの並びに書いています。XMLは省きました。その他の言語とDBも、とりあえず書いといた方が良さそうなものを書きましたが、好きな言語が挙げられていなくても勘弁してください。ブロックチェーンのところは、このイベント的にSolidityを主にやる（ハッカソン的にはどの言語でも良いけど）ので、という意味でSolidityだけ書いています。Vyper
[135]とかMove [147]とかのことも覚えてはいます。 (107/157) ★

(108/157) 79/102 なので、実質やるのは ①HTML/CSS＋JavaScriptでフロントを作る ②Solidityでブロックチェーン上の動作を作る ③JSライブラリで①から②を呼び出すすでにやったReactのイベント今日の後半にやる明日の前半にやる

～第二部～

開発にあたって知っておきたいこと

基本的なweb3アプリ開発のながれ ①ローカルネットで開発＆テスト ②セキュリティ監査（専門機関に依頼・報奨金出す・） ③テストネットにデプロイしてテスト運用＆改善 ④メインネットにデプロイ ※デプロイ：開発したソースコードを、ブロックチェーンのネットワークにアップロードすること（ざっくり説明） →お金を扱ったりコード変更不可なので、メインネットへのデプロイは慎重に！ (111/157) 82/102

（JSON-）RPCノード[148] ブロックチェーン（ここではイーサリアム）のネットワーク上で、・P2Pノードになっていて・ブロックチェーン上での実行環境を提供しているノード (112/157) 83/102 →ブロックチェーンのP2Pノードを自分で運用するのは大変だったりするので、サービスとして提供されている →Infura
[149]、Alchemy [150]あたりがよく使われる

ブロックチェーンエクスプローラー・Googleなどの検索エンジンの、ブロックチェーンの取引内容版みたいなの・イーサリアムでよく使われるのはEtherscan [151] (113/157) 84/102

その他、イーサリアムでよく使われるツール的なもの・秘密鍵管理：Metamask [152]、Safe [153]など・コントラクト管理：OpenZeppelin [154]など・監視ツール：Tenderly [155]など・フロントとの接続：web3.js [156]、Wagmi
[157]、Ethers [158]など・分散型ストレージ：IPFS [159]、Arweave [160]など・インデクシング：TheGraph [161]など・開発環境：Foundry [162]、Hardhat [163] (114/157) 85/102

法的な注意・「暗号資産」の法律があるので注意[100,164,165] ・お金がからむと、ギャンブルとかになったりする可能性があるので注意が必要・税金関連も注意 →ガチのサービス展開を考える際は、法律や税の専門家に相談した方が良いっす (115/157) 86/102

たいていの科学や技術は価値判断ができない・技術はあくまで、それ自身に悪意があるわけでは（基本的には）ない　→誰がどういう目的で使うかがとても大事・ここに哲学や思想の系譜なんかでよく研究されてきた価値判断の基準がある　→こういう基準を頼りにしつつ、それぞれが倫理的規範をもって、技術を使っていくことが大事　→こういう中で、法があったり（自主も含む）規制があったりする (116/157) 87/102

ブロックチェーンのいいところ

よく挙げられるいいところ・改ざん耐性、真正性：ブロックチェーン上のデータは改ざん困難・高可用性：P2Pなので、1つでもノードが生きてたら全体が死なない・透明性、追跡可能性：（設計にもよるけど）やり取りの記録は誰でも見れる (118/157) 89/102

ブロックチェーンの弱いところ

よく挙げられる弱いところ・変更不可能：ブロックチェーンに書き込んだら、プログラムとか変更できない・プライバシーの問題：（設計によるけど）やり取りは公開されてしまう・オラクル問題：ブロックチェーン外のデータを書き込むとき正しいと限らない (120/157) 91/102

トリレンマの話ブロックチェーンは、この3つを同時に満たせないと言われている [166-168] (121/157) 92/102 スケーラビリティ分散性安全性トランザクションをどれだけ速く処理できるか？
1つのノードに影響力が偏らないか？攻撃を受けたときにどれだけ安全と言えるか？

FAQっぽいもの

Why blockchain？（「ワイブロ」問題）「ほんとにそれ、ブロックチェーンである必要ある？」「なんでブロックチェーンを使うの？」と、よく突っ込まれます（「ワイブロ問題」とか言われる） (123/157) 94/102 →ブロックチェーンはあくまで技術的な選択肢の一つ　→サービスを作るときは、「ブロックチェーンの必要性」を考える
→もちろん、「技術があるからとにかく使う」も新たな理解や応用などが判ったりして意味もある　→意図してこれをするか、意図せずこうなっちゃうかでは意味が違う

NISTによるガイド[30] (124/157) 95/102 NISTの2018年資料で、ブロックチェーン利用に適したシーンを判別するフローチャートがある ※2022年のGAO（Government Accountability Oﬃce）資料[169]でも似たようなのがある（右図の
NISTフローチャートを踏襲してると思われるけど）出典：NISTIR 8202 Blockchain Technology Overview

何に使えるの？・2016年の経産省報告書[170]にある予想/期待的まとめが右図・2024年の報告書も参考になるかも[171] (125/157) 96/102 出典：経産省『平成２７年度我が国経済社会の情報化・サービス化に係る基盤整備（ブロックチェーン技術を利⽤したサービスに
関する国内外動向調査）報告書概要資料』

事例について・金融、貿易、クリエイティブ、デジタルID、…などなど色々ある・行政系の資料とかをググってみるのがオススメ (126/157) 97/102

まとめ

アプリ開発に向けたまとめざっくり押さえとくと良い（と思う）ところ：・ブロックチェーンは、非中央集権 P2Pネットワークでのデータ順序を保証する・スマートコントラクトは、不完全な契約をインターネットに放流できる →技術的によく使われるのは「トークン（≒通貨）」や「NFT」だけど、これらに囚われる必要はない（よく言われるやつよりはちょっと攻めたこと書いてます）
(128/157) 99/102

ハッカソンへの補足・このハッカソンとしてはトークンとかNFTあたりがおそらくとっつきやすい・ただし、より本質的（だと個人的に思う）のは、データ順序合意と思っている、というのがお気持ち　→ここまで抽象化してから応用を考えると、より応用範囲が広がると思ってる・データ順序だけを仮定してできるもので個人的に思いついたもの：　　 - ノンパラメトリック検定（ランキング付けができたらできる数理統計の検定がある）　　-
数学的帰納法（もしくは逆の共帰法）　→とかくらい……ただ、これで何ができるかまでは思いついてないっす…… (129/157) 100/102

おわりに

謝辞とコメントこの資料を作るにあたって議論に付き合っていただいたり、アドバイスをいただいたり、複数人のご協力をいただきました。慎重に作っているつもりではあるものの、おそらくたくさんあるだろう不備の文責を発表者が負うようにするためお名前は書かないのですが、お心当たりのある皆さま、ありがとうございました！！！あと、（引継ぎとか考えたときの実務上の理由もあるけど）ブロックチェーンのコンセプト説明資料ということで、発表者の名前も書かないことにしておきます。 (131/157) 102/102

ご清聴ありがとうございました！

付録 ★

ISO定義の参照グラフ ISO 22739:2024にあるブロックチェーンの定義、定義に出てくる用語が別の用語を参照しまくってたので、全体像を把握しようと作ったグラフを参考までに置いときます (134/157) ★

グラフのMermaid記法版（コピペしたい人用）　1/2 graph TD %% blockchainの定義 3_6["3.6 blockchain (3.10) (3.23) (3.47)"] %%
****** %% 3.6の参照 3_10["3.10 conﬁrmed block (3.2) (3.9)"] 3_23["3.23 distributed ledger (3.13) (3.31) (3.54)"] 3_47["3.47 hash link / cryptographic link (3.46)"] 3_6 --> 3_10 3_6 --> 3_23 3_6 --> 3_47 %% ****** %% 3.10の参照 3_2["3.2 block (3.3) (3.4)"] 3_9["3.9 conﬁrmed (3.12) (3.23)"] 3_10 --> 3_2 3_10 --> 3_9 %% 3.23の参照 3_13["3.13 consensus mechanism (3.12)"] 3_31["3.31 DLT node / distributed ledger technology node (3.55)"] 3_54["3.54 ledger (3.51) (3.81) (3.93)"] 3_23 --> 3_13 3_23 --> 3_31 3_23 --> 3_54 %% 3.47の参照 3_46["3.46 hash function / cryptographic hash function"] 3_47 --> 3_46 %% ****** %% 3.2の参照 3_3["3.3 block data (3.95)"] 3_4["3.4 block header (3.2) (3.47)"] 3_2 --> 3_3 3_2 --> 3_4 %% 3.9の参照 3_12["3.12 consensus (3.23) (3.31) (3.93) (3.97)"] %% (3.23)は既出 3_9 --> 3_12 3_9 --> 3_23 %% 3.13の参照 %% (3.12)は既出 3_13 --> 3_12 %% 3.31の参照 3_55["3.55 ledger record (3.48) (3.68) (3.81) (3.95)"] 3_31 --> 3_55 %% 3.54の参照 3_51["3.51 immutability (3.23) (3.55)"] 3_81["3.81 record (3.1)"] 3_93["3.93 transaction"] (135/157) ★

グラフのMermaid記法版（コピペしたい人用）　2/2 3_54 --> 3_51 3_54 --> 3_81 3_54 --> 3_93
%% 3.46の参照 %% 参照なし %% ****** %% 3.3の参照 3_95["3.95 transaction record (3.81) (3.93)"] 3_3 --> 3_95 %% 3.4の参照 %% (3.2)は既出 %% (3.47)は既出 3_4 --> 3_2 3_4 --> 3_47 %% 3.12の参照 %% (3.23)は既出 %% (3.31)は既出 %% (3.93)は既出 3_97["3.97 validated (3.38)"] 3_12 --> 3_23 3_12 --> 3_31 3_12 --> 3_93 3_12 --> 3_97 %% 3.55の参照 3_48["3.48 hash value (3.46)"] 3_68["3.68 on-ledger (3.35)"] %% (3.81)は既出 %% (3.95)は既出 3_55 --> 3_48 3_55 --> 3_68 3_55 --> 3_81 3_55 --> 3_95 %% 3.51の参照 %% (3.23)は既出 %% (3.55)は既出 3_51 --> 3_23 3_51 --> 3_55 %% 3.81の参照 3_1["3.1 asset"] 3_81 --> 3_1 %% 3.93の参照 %% 参照なし %% ****** %% 3.95の参照 %% (3.81)は既出 %% (3.93)は既出 3_95 --> 3_81 3_95 --> 3_93 %% 3.97の参照 3_38["3.38 entity"] 3_97 --> 3_38 %% 3.48の参照 %% (3.46)は既出 3_48 --> 3_46 %% 3.68の参照 3_35["3.35 DLT system / distributed ledger system / distributed ledger technology system (3.23)"] 3_68 --> 3_35 %% 3.1の参照 %% 参照なし (136/157) ★

リブラ（Libra）のはなし 2019年6月18日に当時のFacebook社（現Meta社）が、リブラという暗号資産を発表しました [172]。時期的には、暗号資産という観点からは、コインチェック社での NEM盗難事件[173]が話題になった1年半後、詐欺に使われがちだったICOと呼ばれる新たな資金調達方法の規制が議論されていた [174]とかそんなあたりです。 Facebook社という観点からは、 GAMA(M)がGDPR規制の矢面に立たされていたり
[12]、Facebook社のデータ流出が問題になった時期でもありました [175,176]。リブラ責任者である Marcus氏や、Facebook社（当時）のCEOであるZuckerberg氏らは議会に呼び出されてかなり批判されました [177,178]。彼らは議会の指摘を受けて、なかなか野心的だったリブラのホワイトペーパー [179] は、2020年4月に更新版[180]が出ます。第2版では「マルチ通貨ステーブルコイン」という言葉も出てきて、かなりステーブル寄りなプロダクトになった印象です。その後はディエム（ Diem）と名前を変えましたが [181]、結局プロジェクトは消えてしまいました [182]。。当初のリブラは消えてしまったものの、その技術的資産は Aptos [183,184] やSui [147]へ引き継がれていきました。ちなみに、同時期に話題になっていたのは中国のデジタル人民元でした。中国は 2014年頃からデジタル通貨を研究していたようです [186]。 (137/157) ★

参考文献 ★

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