#techcircleja で喋った内容です。 ブロックチェーンの性質の源泉について整理

1. blockchainを支える技術
@seiketkm

2. 自己紹介
清家 巧
せいけ たくみ
tw:@seiketkm
所属 TIS株式会社
Webではこのアバターで活動してます。

3. 話題
blockchainの性質として語られること
❏ 過去の記録は改ざんできない
❏ 正当な記録しか記録できない
❏ ※例えば人が勝手に預金移動できたりしない。
❏ ゼロダウンタイム/低コスト
❏ 管理者がいない
...etc
これらの性質の技術的な源泉をかんがえます。

4. 話題
blockchainの性質として語られること
❏ 過去の記録は改ざんできない
❏ 正当な記録しか記録できない
❏ ※例えば人が勝手に預金移動できたりしない。
❏ ゼロダウンタイム/低コスト
❏ 管理者がいない

5. 話題
blockchainの性質として語られること
❏ 過去の記録は改ざんできない
❏ 正当な記録しか記録できない
❏ ※例えば人が勝手に預金移動できたりしない。
❏ ゼロダウンタイム/低コスト
❏ 管理者がいない ハッシュ関数

6. 「ハッシュ関数」とは
A
Ａ
Aのハッシ
ュ値
ハッシュ関数
ハッシュ関数
XXXXXXX
(1)同じ入力は同じ出力
(2)衝突しにくい
入力を自由に操作しても
任意のハッシュ値となる入力の発見が困難
(3) 「Aのハッシュ値」
から「A」は推測困難
(4)出力値は
固定長
Aのハッシ
ュ値
Aのハッシ
ュ値
ハッシュ関数
概ねこれらの性質をもつ関数

7. 「ハッシュ関数」よくある利用
❏ ファイルの改竄/破損のチェック
❏ 取得したファイルの破損がないか
❏ 取得したファイルが正当か？
配布ファイル
配布ファイルの
ハッシュ値
ハッシュ関数
配布元 取得者
取得ファイル
取得ファイルの
ハッシュ値
ハッシュ関数
ダウンロード
比較
ハッシュ値が正しければ破損改ざんがない

8. 「ハッシュ関数」ブロックチェーンの使いみち
取引群N-1
ハッシュ
N-1
ハッシュ関数
取引群N
ハッシュ
N
ハッシュ関数
取引群N+1
ハッシュ
N+1
ハッシュ関数
取引のハッシュ値をチェイン（連鎖）させるこ
とで過去のすべての取引内容に対して改ざんの
チェックができる。
＝過去の記録は改ざん出来ない。

9. 「ハッシュ関数」ブロックチェーンの使いみち
取引群N-1
ハッシュ
N-1
ハッシュ関数
取引群N
ハッシュ
N
ハッシュ関数
取引群N+1
ハッシュ
N+1
ハッシュ関数
取引のハッシュ値をチェイン（連鎖）させるこ
とで過去のすべての取引内容に対して改ざんの
チェックができる。
＝過去の記録は改ざん出来ない。
ブロックチェーンの
「過去の記録が改ざんできない」
性質はハッシュ関数で実現されている。

10. 話題
blockchainの性質として語られること
❏ 過去の記録は改ざんできない
❏ 正当な記録しか記録できない
❏ ※例えば人が勝手に預金移動できたりしない。
❏ ゼロダウンタイム/低コスト
❏ 管理者がいない

11. 話題
blockchainの性質として語られること
❏ 過去の記録は改ざんできない
❏ 正当な記録しか記録できない
❏ ※例えば人が勝手に預金移動できたりしない。
❏ ゼロダウンタイム/低コスト
❏ 管理者がいない
電子署名

12. 電子署名でできること
電子署名
＝公開鍵暗号を利用した、本人の証明
＝本人がやったことの否認防止
A
取引α：AからBに42円送る
取引αのハッシュ値
秘密鍵で署名（暗号化）
取引α：AからBに42円送る
取引αのハッシュ値
取引αへのAの電子署名 取引αへのAの電子署名
公開鍵で復号化
取引αのハッシュ値

13. 電子署名でできること
A
取引α：AからBに42円送る
取引αのハッシュ値
秘密鍵で署名（暗号化）
取引α：AからBに42円送る
取引αのハッシュ値
取引αへのAの電子署名 取引αへのAの電子署名
公開鍵で復号化
取引αのハッシュ値
電子署名
＝公開鍵暗号を利用した、本人の証明
＝本人がやったことの否認防止
電子署名によって
検証者（マイナー、ハーベスタ）
が取引の正当性（本人が間違いな
くやった）を検証できる

14. 電子署名でできること
A
取引α：AからBに42円送る
取引αのハッシュ値
秘密鍵で署名（暗号化）
取引α：AからBに42円送る
取引αのハッシュ値
取引αへのAの電子署名 取引αへのAの電子署名
公開鍵で復号化
取引αのハッシュ値
電子署名
＝公開鍵暗号を利用した、本人の証明
＝本人がやったことの否認防止
電子署名によって
検証者（マイナー、ハーベスタ）
が取引の正当性（本人が間違いな
くやった）を検証できる
ブロックチェーンの
「正当な記録しか保存できない」
（正当であることが検証できる）
性質は電子署名で実現されている。

15. blockchainの性質
blockchainの性質として語られること
❏ 過去の記録は改ざんできない
❏ 正当な記録しか記録できない
❏ ※例えば人が勝手に預金移動できたりしない。
❏ ゼロダウンタイム/低コスト
❏ 管理者がいない

16. blockchainの性質
blockchainの性質として語られること
❏ 過去の記録は改ざんできない
❏ 正当な記録しか記録できない
❏ ※例えば人が勝手に預金移動できたりしない。
❏ ゼロダウンタイム/低コスト
❏ 管理者がいない
P2Pネットワーク

17. P2Pネットワークとは
P2Pとは
参加するすべてのノード（ピア）
が対等。
例：skype/torrent など

18. P2Pネットワークとは

19. P2Pネットワークとは
（コスト面の課題）
多重化、冗長化、ハイスペック化
などを行う場合が多い。
（P2Pネットワークの性質）
つながっている端末だけでサービ
スを継続する

20. P2Pネットワークの使いみち
blockchainはP2Pネットワークで構成されている
ためblockchainもその性質がある。
❏ゼロダウンタイム
❏ 高可用性、SPOF（単一障害点）の排除
❏低コスト
❏ 一般的な構成に必要な冗長構成/高スペックが不要

21. P2Pネットワークの使いみち
blockchainはP2Pネットワークで構成されている
ためblockchainもその性質がある。
❏ゼロダウンタイム
❏ 高可用性、SPOF（単一障害点）の排除
❏低コスト
❏ 一般的な構成に必要な冗長構成/高スペックが不要
ブロックチェーンの
「ゼロダウンタイム」や
「低コスト」という性質は
P2Pネットワークで実現されている。

22. blockchainを支える技術 まとめ
blockchainの性質の多くは既知の技術の組合せによるもの。
❏ 改ざんできない→ハッシュ関数
❏ 正当性の担保→電子署名
❏ ゼロダウンタイム/低コスト→P2Pネットワーク
❏ 管理者不在→P2Pネットワーク

23. blockchainを支える技術 まとめ２
blockchain特有の技術（アルゴリズム？）として
の
信頼形成の方式（PoW/PoS/PoI）については詳し
い人教えて下さい！！

24. ありがとうございました！