When to use the Blockchain

2018/11/29 @Blockchain Kyoto

Transcript

1. When to use the Blockchain ブロックチェーンの何がうれしいのか？
2. ブロックチェーンはいつ使うのか？ When do you need blockchain? https://medium.com/@sbmeunier/when-do-you-need-blockchain-decision-models-a5c40e7c9ba1 10/10： 使う価値あり 7/10以下： 検討の価値なし
3. DHS Model
4. Morgen E. Peck Model
5. J. GARDNER Model
6. D. Birch Model 要するに、従来型のシステム使えってこと？
7. （おさらい）ブロックチェーンの定義 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。」 日本ブロックチェーン協会(JBA) http://jba-web.jp/archives/2011003blockchain_definition
8. （おさらい）ブロックチェーンの種類 Fujitsu｜金融ソリューション ～ブロックチェーンの取り組み～ http://www.fujitsu.com/jp/solutions/industry/financial/concept/blockchain/
9. プライベートチェーンとは？ プライベートチェーンとは、取引を承認する権限を有したノードが一部に限定されているブロックチェーンのことです。 特定の管理者が存在し、その管理者でなければブロックチェーン上の承認やデータの記録を実行することができません。 ビットコインやイーサリアムのブロックチェーンは管理者が存在せず、不特定多数のノードがそれぞれ取引の承認や記録を行って いるため、プライベートチェーンには該当しません。 プライベートチェーンはひとつの機関や組織内において、限定的なブロックチェーンを構成するのに役立ちます。管理者があらか じめ定められているため、取引の承認プロセスも比較的厳格ではなく、取引に要する時間も速いという特徴があります。そのため、 特定の企業や組織の中で、ブロックチェーンを応用したシステムを構築する際にはプライベートチェーンが採用されることが多い です。 プライベートチェーンのメリットは、ブロックチェーンの個別のルールを独自に定めることができ、その変更も容易であるという 点が挙げられます。企業や組織内で独自のルールを設け、適応しやすいシステムを構築するには欠かせないポイントです。 また、プライベートチェーンは秘匿性に優れているため、外部に社内の情報が漏れるといったリスクもありません。ルールをつく る際に、管理者以外の情報閲覧を制限することも可能であり、外部・内部ともにプライバシーを確保できるメリットがあります。 プライベートチェーンのもうひとつのメリットとして挙げられるのは、取引手数料の安さです。決済などを目的としてプライベー トチェーンを運用する場合、限られたノードの中で管理者が承認を行うため、取引に関わる手数料は安くなります。 一方で、プライベートチェーンを新たに導入する際にはコストが割高となるデメリットもあります。そのため、プライベート チェーンの導入は比較的大規模なシステムを企業内で構築する際に適しているといえます。 ⇒使い道ある？ https://ja-info.quoinex.com/glossary/private-chain/
10. 真にパブリックなチェーンとは？ だれでも • トークン（通貨）を利用でき、 • データを閲覧でき、 • ノードが建てられ、 • コードベースにコミットでき、 • ブロック生成者／承認者 になれる状態 ⇒使い道ある？
11. パブリック？プライベート？ Birch-Brown-Parulava Model
12. 分散システムからのブロックチェーン ちょっとビットコインに引きずられすぎ？もしくは、イデオロギーにとらわれすぎ？ ビットコイン以前から、分散（Distributed）システムの文脈では「Decentralized」は 利用されていたけど、 「 マスタとスレーブの区別がないこと」くらいの意味合い。 • リーダー選挙問題 • 二人の将軍問題 • ビザンチン将軍問題 • 2フェーズコミット • Paxos/Raft • PBFT
13. データ分散と合意アルゴリズム PoW BFT Paxos/ Raft Backup/ Replication 障害耐性 Byzantine Fail-Recover Fail-Stop 障害回復 フェイルオーバー and 瞬時 検知・切替 or スイッチ 必要サーバ数 無数 3m+1 2m+1 m+1
14. （参考）Blockchain Algorithm ① There are varying ways to implement Proof-of-Stake algorithms, but the two major tenets in Proof-of-Stake design are chain-based PoS and Byzantine Fault Tolerant- based PoS. Tendermint is a BFT-based PoS design, Casper the Friendly Ghost is a chain-based PoS design, and Casper the Friendly Finality Gadget is a hybrid of the two. The CAP Theorem in computer science returns the impossibility of providing more than 2 out of 3 guarantees in distributed data systems: availability, consistency, and partition tolerance. Chain-based PoS algorithms tend to choose availability over consistency, where having availability means that all transactions will be processed, but at the expense of a consistent state replicating across the network. BFT-based PoS algorithms, on the other hand, strictly choose consistency over availability. By Tendermint(BPoS)
15. （参考）Blockchain Algorithm ② There are two general blockchain consensus systems: those that produce unambiguous 100% finality given a defined set of validators and those which do not provide 100% finality but instead rely on high probability of finality. The first generation blockchain consensus algorithms (Proof of Work, Proof of Stake, and BitShares’ Delegated Proof of Stake) only offer high probability of finality that grows with time. In theory someone could pay enough money to mine an alternative “longer” Bitcoin blockchain that goes all the way back to genesis. More recent consensus algorithms, whether HashGraph, Casper, Tendermint, or DPOS BFT all adopt long-established principles of Paxos and related consensus algorithms. Under these models it is possible to reach unambiguous finality under all network conditions so long as more than ⅔ of participants are honest. By EOS(DPoS)
16. （参考）Blockchain Algorithm ③ In a nutshell, blockchain technologies are state machine replication protocols. Every state machine replication protocol has to satisfy two important properties: Safety : all servers in the network have the same record of transactions; Liveness : transactions of clients are submitted and documented into the log quickly. There are two fundamentally different ways to achieve state machine replication: classical-style consensus and blockchain-style consensus [18]. Classical-style consensus generally applies Paxos-like algorithms and is used in the permissioned setting where there is a priori knowledge of the consensus nodes known by the system. An example of this application would be the servers at software companies like Amazon, where their servers collectively use a classical way to replicate and store information, and the classical algorithm establishes the fundamentals to form a consensus of the ordering of their data. By IOST（PoB）
17. ブロックチェーンの特徴と従来型との違い BC RDB 分散システム ハッシュポインタで繋ぐデータ構造 （改ざん検知） 〇 〇 〇 P2Pネットワーク （高可用性・改ざん耐性） 〇 △ 〇 コンセンサスアルゴリズム （ビザンチン耐性） 〇 × △ トークンエコノミー （インセンティブ・ペナルティ） 〇 × ×
18. 決定的な違いは... 従来型システムは、管理主体を信用するのに対し、 ブロックチェーンは、プロトコルを信用すること。 （だと思う） つまり、管理主体が存在したとしても、それ自体が私的利用（プライベート）ということ ではないし、ソースコードやガバナンスを「関係者に」公開するなど透明性を保持するこ とで、公的利用（パブリック）としても存在価値を持てる。客観性や合理性が重要。 むしろ、プライベートチェーンという言葉は、存在自体がブロックチェーンに矛盾してい る。（と思う） ただし、ガバナンス問題は微妙なところ...（BC全体の課題）
19. ということで、 「グローバルチェーン」と「ローカルチェーン」 というのはいかがでしょう。 BitcoinやEthereumなどの世界規模の経済圏を形成するものをグローバルチェーン。 例えば、日本だけとか、ある企業団体だけとか、労働者だけとか、商店街だけとか、 〇〇愛好家だけいう限定的な経済圏を形成するものをローカルチェーンとします。 （管理主体がなかろうが、一主体であろうが、複数あろうが気にしません。とにか く関係者に対してパブリックであればそれで良しとします。ただし、プロトコル外 のガバナンスとして、検閲などはありえる。）
20. で、ブロックチェーンの何がうれしいのか？ ①価値の可視化 ②独自経済圏の形成 ③データの公共化 これまでの価値観は、いわゆる強者が決めていて、無意識的に皆がそれに従っていた。 BCは些細な価値であっても、それを可視化することができるし、これまで見過ごされて きた世界に光を当てることができる。 同じ価値観、共通の目的、利害の一致するもの同士が、仲介なしに価値交換が可能。 資本や権力をもたなくても、個が集結することで大きな力を生み出せる。いわゆるスイミー 作戦。特に、デジタル化可能な芸術、音楽などの分野では世界規模も可能。 私企業によるデータ収集とは異なり、公にデータを蓄積・共有することができる。 データの売買も可能。データドリブンな社会の実現（Madana, Scoutchain, etc）
21. 参考 • 私たちはいつこの技術を使うべきか？国連ブロックチェーンイベント （https://alis.to/MariSaita/articles/2xABvLgBBmwB） • 我が国経済社会の 情報化・サービス化に係る基盤整備 （http://www.meti.go.jp/press/2016/04/20160428003/20160428003-1.pdf） • ブロックチェーンパターンブック （http://www.hitachi.co.jp/rd/portal/highlight/blockchain/pb/index.html）