ヘデラ（HBAR）による高速トランザクションの仕組み紹介

ヘデラハッシュグラフ（Hedera Hashgraph）は、分散型台帳技術（DLT）の一種であり、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することで、高速かつ安全なトランザクション処理を実現しています。本稿では、ヘデラの技術的な基盤、トランザクション処理の仕組み、そしてその利点について詳細に解説します。

1. ヘデラの技術的基盤：ハッシュグラフ

ヘデラの核となる技術は、ハッシュグラフと呼ばれる分散型台帳構造です。ブロックチェーンがトランザクションをブロックにまとめてチェーン状に連結するのに対し、ハッシュグラフは、トランザクションをイベントと呼ばれる単位で記録し、それらをグラフ状に連結します。このイベントは、トランザクションの内容、タイムスタンプ、そして過去のイベントへのハッシュ値を含んでいます。

ハッシュグラフの重要な特徴として、以下の点が挙げられます。

• 非同期性： トランザクションの検証と合意形成が非同期的に行われるため、ブロックチェーンのようなブロック生成の待ち時間が発生しません。
• ゴシッププロトコル： ノード間でイベントがランダムに共有されるゴシッププロトコルを採用することで、ネットワーク全体の情報を効率的に伝播させます。
• 公平性： イベントのタイムスタンプに基づいてトランザクションの順序が決定されるため、トランザクションの改ざんや不正な順序付けを防ぎます。
• セキュリティ： ハッシュグラフは、ビザンチンフォールトトレランス（BFT）を実現しており、悪意のあるノードが存在してもネットワーク全体の整合性を維持できます。

2. トランザクション処理の仕組み

ヘデラにおけるトランザクション処理は、以下のステップで構成されます。

2.1. トランザクションの作成と送信

ユーザーは、ヘデラネットワークにトランザクションを送信します。トランザクションには、送信者のアカウントID、受信者のアカウントID、そして送金額などの情報が含まれます。トランザクションは、ヘデラクライアントソフトウェアを通じてネットワークに送信されます。

2.2. イベントの生成と共有

ヘデラネットワークのノードは、受信したトランザクションに基づいてイベントを生成します。イベントには、トランザクションの内容、タイムスタンプ、そして過去のイベントへのハッシュ値が含まれます。生成されたイベントは、ゴシッププロトコルを通じてネットワーク内の他のノードに共有されます。

2.3. 合意形成（コンセンサス）

ヘデラは、ハッシュグラフの特性を利用して、高速かつ効率的な合意形成を実現します。各ノードは、受信したイベントに基づいてハッシュグラフを構築し、ネットワーク全体のイベントの順序と整合性を検証します。合意形成は、以下のプロセスを通じて行われます。

• Virtual Voting： 各ノードは、過去のイベントに基づいて仮想的な投票を行います。この投票は、イベントの正当性を評価するために使用されます。
• Famous Witness： ネットワーク内で最初に一定数以上のイベントを受信したノードは、Famous Witnessとして選出されます。Famous Witnessは、ネットワーク全体の合意形成を促進する役割を果たします。
• Round： イベントは、ラウンドと呼ばれる単位でグループ化されます。各ラウンドは、Famous Witnessによって決定されます。
• View： 各ラウンドは、ビューと呼ばれる単位で分割されます。各ビューは、特定のノードによって決定されます。

これらのプロセスを通じて、ヘデラネットワークは、トランザクションの順序と整合性について合意を形成します。

2.4. トランザクションの確定

合意形成が完了すると、トランザクションは確定されます。確定されたトランザクションは、ハッシュグラフに記録され、ネットワーク全体で共有されます。トランザクションの確定は、通常、数秒以内に完了します。

3. ヘデラの利点

ヘデラは、従来のブロックチェーン技術と比較して、以下の利点があります。

• 高速なトランザクション処理： ハッシュグラフの非同期性とゴシッププロトコルにより、ヘデラは、従来のブロックチェーンよりも高速なトランザクション処理を実現します。理論上、ヘデラは1秒あたり数万件のトランザクションを処理できます。
• 低い手数料： ヘデラのトランザクション手数料は、従来のブロックチェーンよりも低く抑えられています。これは、ヘデラの効率的な合意形成メカニズムとネットワークの最適化によるものです。
• 高いセキュリティ： ハッシュグラフは、ビザンチンフォールトトレランス（BFT）を実現しており、悪意のあるノードが存在してもネットワーク全体の整合性を維持できます。
• 公平性： イベントのタイムスタンプに基づいてトランザクションの順序が決定されるため、トランザクションの改ざんや不正な順序付けを防ぎます。
• スケーラビリティ： ハッシュグラフは、ネットワークの規模が拡大してもパフォーマンスを維持できるスケーラビリティを備えています。

4. ヘデラの応用分野

ヘデラの高速かつ安全なトランザクション処理能力は、様々な応用分野での活用を可能にします。以下に、ヘデラの主な応用分野を挙げます。

• サプライチェーン管理： 製品の追跡とトレーサビリティを向上させ、偽造品や不正な製品の流通を防ぎます。
• デジタルID： 安全かつプライバシーを保護されたデジタルIDを提供し、オンラインでの本人確認を簡素化します。
• 決済システム： 高速かつ低コストの決済システムを提供し、国際送金やマイクロペイメントを容易にします。
• ゲーム： ゲーム内アイテムの所有権を明確にし、安全な取引を可能にします。
• 医療： 患者の医療記録を安全に管理し、医療機関間の情報共有を促進します。
• 金融サービス： 証券取引、貸付、保険などの金融サービスを効率化し、コストを削減します。

5. ヘデラのガバナンスモデル

ヘデラは、分散型ガバナンスモデルを採用しています。ヘデラ評議会と呼ばれる主要な組織が、ネットワークの運営と開発を監督しています。ヘデラ評議会は、様々な業界の代表者で構成されており、ネットワークの公平性と透明性を確保する役割を果たします。

ヘデラ評議会は、以下の権限を持っています。

• ネットワークパラメータの変更： トランザクション手数料、ネットワーク容量などのパラメータを変更できます。
• ソフトウェアアップデートの承認： ネットワークのソフトウェアアップデートを承認できます。
• 新しいノードの追加： ネットワークに新しいノードを追加できます。

6. まとめ

ヘデラハッシュグラフは、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することで、高速かつ安全なトランザクション処理を実現する革新的な分散型台帳技術です。ハッシュグラフの技術的な基盤、トランザクション処理の仕組み、そしてその利点について詳細に解説しました。ヘデラは、様々な応用分野での活用が期待されており、今後の発展が注目されます。特に、そのスケーラビリティと低い手数料は、従来のブロックチェーン技術が抱える課題を克服する可能性を秘めています。ヘデラは、分散型台帳技術の普及を加速させる重要な役割を果たすと考えられます。