ヘデラ（HBAR）分散化の仕組みと安全性を解説

ヘデラ・ハッシュグラフ（Hedera Hashgraph、HBAR）は、従来のブロックチェーン技術とは異なる分散型台帳技術（DLT）であり、高いスループット、低いトランザクションコスト、そして高いセキュリティを特徴としています。本稿では、ヘデラの分散化の仕組みと安全性について、技術的な詳細を交えながら解説します。

1. ヘデラの概要

ヘデラは、スウェーデンのコンピュータ科学者であるレマン・バビ（Leemon Baird）によって開発されました。従来のブロックチェーンが抱えるスケーラビリティ問題やセキュリティ上の課題を克服するために、ハッシュグラフという新しいコンセンサスアルゴリズムを採用しています。ヘデラは、企業向けの分散型アプリケーション（DApps）の開発と展開を目的としており、金融、サプライチェーン、ゲームなど、幅広い分野での活用が期待されています。

2. ハッシュグラフの仕組み

ハッシュグラフは、従来のブロックチェーンとは異なるデータ構造を採用しています。ブロックチェーンがブロックと呼ばれるデータの塊を鎖状に繋げていくのに対し、ハッシュグラフはイベントと呼ばれるトランザクションをグラフ状に繋げていきます。各イベントは、自身のID、タイムスタンプ、そして親イベントのハッシュ値を記録しています。これにより、イベント間の依存関係が明確になり、トランザクションの順序を決定することが可能になります。

2.1. Gossip about Gossip

ハッシュグラフのコンセンサスアルゴリズムの中核となるのが、「Gossip about Gossip」と呼ばれる仕組みです。各ノードは、ランダムに他のノードにイベントを共有します。このプロセスを繰り返すことで、ネットワーク全体にイベントの情報が拡散されます。重要なのは、イベント自体だけでなく、イベントに関する情報（誰がいつどのイベントを知っていたか）も共有される点です。この情報に基づいて、ネットワークはトランザクションの順序と有効性を検証します。

2.2. Virtual Voting

ハッシュグラフでは、明示的な投票プロセスは行われません。代わりに、「Virtual Voting」と呼ばれる仕組みが採用されています。各ノードは、ネットワーク全体で共有されているイベントの情報に基づいて、トランザクションの有効性を暗黙的に判断します。このプロセスは、数学的に証明されており、高い信頼性を保証します。Virtual Votingにより、従来のブロックチェーンにおける投票処理に伴うオーバーヘッドを削減し、高速なコンセンサスを実現しています。

2.3. Fair Timestamping

ハッシュグラフは、「Fair Timestamping」と呼ばれる仕組みにより、トランザクションのタイムスタンプを公平に決定します。各イベントは、自身の生成時間だけでなく、親イベントのタイムスタンプも記録します。これにより、ネットワーク全体で共有されているイベントの情報に基づいて、トランザクションのタイムスタンプを正確に決定することが可能になります。Fair Timestampingにより、トランザクションの順序を操作することが困難になり、高いセキュリティを確保しています。

3. ヘデラの分散化

ヘデラは、分散化されたネットワークであり、単一の主体による支配を防ぐための仕組みが組み込まれています。しかし、ヘデラの分散化は、従来のブロックチェーンとは異なるアプローチを採用しています。

3.1. Governing Council

ヘデラは、「Governing Council」と呼ばれる主要な組織によって管理されています。Governing Councilは、世界中の大手企業や機関によって構成されており、ネットワークの運営方針や技術的な改善を決定します。Governing Councilのメンバーは、ヘデラのノードを運営し、ネットワークのセキュリティと安定性を維持する役割を担っています。Governing Councilの構成メンバーは、IBM、Google、LG、Boeing、Tata Communicationsなど、多岐にわたります。

3.2. Permissioned Network

ヘデラは、「Permissioned Network」と呼ばれるアクセス制限のあるネットワークです。つまり、誰でも自由にノードを運営できるわけではありません。ノードを運営するためには、Governing Councilの承認が必要です。この仕組みにより、ネットワークのセキュリティと信頼性を高めることができます。Permissioned Networkは、パブリックブロックチェーンとは異なり、特定の参加者のみがネットワークに参加できるため、より高いレベルの制御とプライバシーを確保することができます。

3.3. HBARトークン

ヘデラネットワークのネイティブトークンであるHBARは、ネットワークの利用料金の支払いや、ノードの運営報酬などに使用されます。HBARトークンは、ネットワークのセキュリティと安定性を維持するための重要な役割を担っています。HBARトークンを保有することで、ネットワークのガバナンスに参加し、ネットワークの運営方針に影響を与えることができます。

4. ヘデラの安全性

ヘデラは、高いセキュリティを特徴としています。ハッシュグラフのコンセンサスアルゴリズムは、従来のブロックチェーンが抱えるセキュリティ上の課題を克服するために設計されています。

4.1. Byzantine Fault Tolerance (BFT)

ハッシュグラフは、「Byzantine Fault Tolerance (BFT)」と呼ばれる耐障害性を備えています。BFTとは、ネットワークの一部に悪意のあるノードが存在しても、ネットワーク全体が正常に動作し続ける能力のことです。ハッシュグラフは、数学的に証明されており、高いBFT性能を発揮します。これにより、悪意のある攻撃者によるネットワークの乗っ取りやデータの改ざんを防ぐことができます。

4.2. Asynchronous Byzantine Fault Tolerance (ABFT)

ハッシュグラフは、さらに高度な「Asynchronous Byzantine Fault Tolerance (ABFT)」と呼ばれる耐障害性を備えています。ABFTとは、ネットワークの通信遅延や中断が発生しても、ネットワーク全体が正常に動作し続ける能力のことです。ABFTにより、ネットワークの信頼性をさらに高めることができます。従来のBFTは、ネットワークの通信が安定していることを前提としていますが、ABFTは、不安定なネットワーク環境でも高い耐障害性を発揮します。

4.3. Quantum Resistance

ヘデラは、量子コンピュータによる攻撃に対する耐性も考慮して設計されています。量子コンピュータは、従来のコンピュータでは解くことが困難な問題を高速に解くことができるため、暗号技術に大きな影響を与える可能性があります。ヘデラは、量子コンピュータによる攻撃に耐性のある暗号アルゴリズムを採用することで、将来的なセキュリティリスクに対処しています。

5. ヘデラの応用例

ヘデラは、その高いスループット、低いトランザクションコスト、そして高いセキュリティを活かして、様々な分野での応用が期待されています。

• 金融: 決済、送金、デジタル資産の管理
• サプライチェーン: 製品の追跡、トレーサビリティの向上
• ゲーム: NFTの取引、ゲーム内資産の管理
• 医療: 患者データの安全な共有、医療情報の管理
• IoT: デバイス間の安全な通信、データ収集

6. まとめ

ヘデラは、従来のブロックチェーン技術とは異なるアプローチを採用した分散型台帳技術であり、高いスループット、低いトランザクションコスト、そして高いセキュリティを特徴としています。ハッシュグラフという新しいコンセンサスアルゴリズムを採用することで、従来のブロックチェーンが抱えるスケーラビリティ問題やセキュリティ上の課題を克服しています。ヘデラは、企業向けの分散型アプリケーションの開発と展開を目的としており、金融、サプライチェーン、ゲームなど、幅広い分野での活用が期待されています。Governing Councilによる管理とPermissioned Networkの採用により、高いセキュリティと信頼性を確保しています。ヘデラは、将来の分散型アプリケーションの基盤となる可能性を秘めた、革新的な技術と言えるでしょう。