[転載]ブロックチェーンに影響を与える3つの問題

過去、多くの人々は記録の保存と管理に中央集権システムを使用していました。分散型台帳技術（DLT）の登場により、記録の保存方法が大きく変化し、その革新性は14世紀に初めて使用された複式簿記法とも比肩します。DLTの登場は金融取引と所有権データの記録方法を根本的に変えました。

ブロックチェーンは分散型台帳技術の典型的な応用です。分散化システムとして、ブロックチェーンの参加者は通常匿名であり、中央エンティティが存在しません。各メンバーは全てのデータレコードを閲覧して検証することができ、これが分散型台帳の根幹です。理想的な状態では、分散台帳は次の特徴を持っているべきです：情報を正確に記録すること、低コストであること、完全な分散化であり、権力の集中を避けること。

2008年、中本聰がブロックチェーン技術を発明しました。以後、多くの関連する革新的なアプリケーションが次々に登場し、中央集権的な政府機関や独占企業から権力を解放することを目的としています。しかし、分散化されたブロックチェーンコミュニティを実現するコストは非常に高いです。AbadiとBrunnermeierの2018年の研究によれば、ブロックチェーンの発展は「三重のジレンマ」に直面しており、どの帳簿も以下の3つの要求を同時に満たすことはできません。具体的には、分散化システムは次の3つの欠点に直面しています：リソースの浪費、低い計測性、...

次に、ブロックチェーンの適用範囲について最初に議論し、正確性、コスト効率、分散化の関係について詳しく説明します。

現在、ブロックチェーン技術は主に暗号資産の取引記録に使用されており、最もよく知られている暗号資産はビットコインです。しかし、ブロックチェーンの適用範囲はこれにとどまらず、一部の企業は複雑なサプライチェーンを追跡するためにブロックチェーンを活用しています。消費者の信用履歴や販売業者の評価もブロックチェーン技術を使用して保存することができ、現在の大手電子商取引企業（例：アリババやアマゾン）は主に中央集権システムに依存しています。金融市場では、ブロックチェーンを株式所有権の記録、担保の譲渡、相互支払いに使用できます。政府にとっては、ブロックチェーンがその権威を弱める可能性があるかもしれませんが、不動産登記において、ブロックチェーンベースの技術は依然として巨大な利用潜在力を持っています。

ブロックチェーンの「三重困境」をよりよく理解するためには、まずなぜ非中央集権化および匿名性を持つブロックチェーンシステムが多くの計算リソースを消費する必要があるかを理解する必要があります。これはブロックチェーンの3つのコストの中で最も重要な1つです。公共のブロックチェーンシステムでは、各メンバーがデータを追加できます。したがって、基準に合わないデータや不正確なデータを除外するためには、共通の合意アルゴリズムが必要です。

中本聡は2008年に解決策を提案しました：ブロックチェーンにデータを書き込む各メンバーは、情報をシステムに記録し、すべてのメンバーに伝達し、その情報の信頼性を検証するためのステップを実行する必要があります（つまり、情報に「投票」をします）。この過程には多大な計算リソースが必要です。現在最も一般的な共通協力アルゴリズムはProof of Work（PoW）です。PoWでは、「マイナー」は各情報を検証するために総当り法を使用する必要があります。各マイナーの計算能力は彼らの「投票権重量」を決定します。したがって、ブロックチェーンシステム全体は非常に民主的です。PoWアルゴリズムを使用すると、投票権重量を割り当てるための中央集権化されたエンティティは不要であり、誰でも自由にシステムに参加できます。

この「自由参加」の特性が人々をブロックチェーンシステムの使用に大いに奨励しました。過去には、中央集権化された中間機関が詐欺行為を回避する動機は、不正行為が露呈されると特許権の価値が大幅に減少することでした。言い換えれば、中央集権化された機関の行動動機は予想される利益に由来します。帳簿を改竄することで得られる利益が予想される利益の損失を上回る場合、彼らは詐欺を選択する可能性があります。しかし、ブロックチェーンシステムでは特許権の価値は存在せず、各メンバーが自由にシステムに参加できます。ブロックチェーンのメンバーは攻撃行為の収益とブロックチェーンへの情報記入コストを天秤にかける必要があります。例えば、暗号通貨マイナーは「ダブルスペンド」攻撃のコストと収益を比較します。したがって、「自由参加」によって中央集権化を実現することで、莫大な計算リソースの浪費が生じ、これがブロックチェーンの「三重困境」の一部である。

「自由参加」は、ブロックチェーンの第2のコストである可測性と密接に関連しています。ユーザーがブロックチェーンの他のメンバーを信頼しない場合、彼らはブロックチェーン全体を保持する必要があります。サイズが制限されたブロックチェーンシステムでも、保存コストは非常に高額です。例えば、ビットコインのブロックチェーンの処理速度は秒間7トランザクションですが、システム全体の容量は250GBに達しています。要するに、ブロックチェーンの使用頻度が高いほど、完全に中央集権化された記録のコストが高くなります。

「自由参加」に加え、ブロックチェーンは「フォーク」という形式の競争も可能にしています。特定のメンバーがブロックチェーンシステムの規則を変更したい場合、彼らは新しいルールに基づいて古いブロックチェーンに情報を追加することができます。そして、その情報は古い規則のもとでは非合法かもしれません。このような場合、ブロックチェーンは新しいチェーンと古いチェーンに分かれます。例えば、Bitcoin Cashの誕生は典型的な例です。一部のビットコインのブロックチェーンメンバーは、各ブロックのトランザクション上限を増やしたいと考え、それによりBitcoin Cashという新しいチェーンを作成しました。

「フォーク競争」の結果は非常に明快です：既存の帳簿内のデータは新しい帳簿に移行される可能性があります。情報が自由に移行できる場合、異なる帳簿間の競争は完全競争に向かいます。これに対して中央集権的帳簿のユーザーは、通常、帳簿自体に縛られる傾向があります。なぜなら、同じ情報を含まない新しい帳簿に切り替えるコストが高すぎるからです。ネットワーク外部性はこの「結合」行動を促進し、新しい帳簿の登場を困難にします。

「分叉競爭」はメンバー間の競争を促進しましたが、顕著な欠点もあります。分叉競争は、ブロックチェーンの第三のコスト、つまりネットワーク外部性の非効率性を直接もたらします。分割が頻繁に行われると、ブロックチェーンの安定性が脅かされ、ネットワーク効果を十分に発揮できなくなります。実際に、ビットコインやイーサリアムなどの主要な暗号資産ブロックチェーンは分割を経験してきました。多くのメンバーが元のブロックチェーンを放棄しました。

ブロックチェーンに関して、人々がしばしば見落とす問題の1つは、ブロックチェーンが所有権の移転をよく記録できる一方で、占有権の移転を保証できないということです。たとえば、不動産市場では、家の所有者は不動産証書に記載されていますが、実際の居住者こそが占有者です。購入者が不動産証書を取得しても、実際にその不動産を占有できることを確認する必要があります。一般的に、ブロックチェーンは義務を記録できますが、義務を果たさないメンバーに対して制裁を科すことはできません。ブロックチェーンは、ユーザーが規則を守ることに対するインセンティブを提供できません。中央集権的な仲介機関は、ルールを守らないことが評判を損ねるため、この機能をうまく果たすことができます。

一部の応用シナリオ（暗号資産など）では、執行が必ずしも重要ではありませんが、他の応用分野では特に金融分野で執行が不可欠です。たとえば、スウェーデンやインドなどの国々では、ブロックチェーンを基盤とするシステムを不動産登記に使用し始めています。政府の関与はいつでもどこでも必要です。執行が必要になった場合、評判のある実体にとって規則を守ることが最善の選択肢です。

ブロックチェーンの「三重のジレンマ」は、分散型台帳の設計時に考慮すべき経済的側面を示しています。従来の台帳は単一の実体が管理し、中央集権化を実現できません。中央集権的な台帳管理者は正確な記録を行う動機があります。なぜなら、自らの利益と特許権価値を損ないたくないからです。ブロックチェーンは「自由な参加」と「分割競争」を通じて中央集権的な仲介機関のコストを削減しましたが、中央集権化を実現するためには効率を犠牲にする必要があります。「自由な参加」はメンバーの特許権価値を無視し、台帳の正確性は成員へのPOWアルゴリズムのインセンティブに依存します。そして、分叉競争は競争を促進しますが、ブロックチェーンの不安定さや混乱を引き起こす可能性があります。さらに、真に効果的なブロックチェーンの運行には、政府の法的規制と執行が依然として必要かもしれません。