ヘデラ（HBAR）のPOH（ProofofHistory）とは何か？

分散型台帳技術（DLT）の世界において、ヘデラ・ハッシュグラフ（Hedera Hashgraph）は、その革新的なコンセンサスアルゴリズムであるProof of History（POH）によって注目を集めています。POHは、トランザクションの順序付けとタイムスタンプを効率的に処理し、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を克服するための重要な要素です。本稿では、POHの概念、仕組み、ヘデラにおける役割、そしてその利点について詳細に解説します。

1. POHの概念：トランザクションの順序付けとタイムスタンプ

ブロックチェーン技術では、トランザクションの順序付けは、マイナーと呼ばれる参加者によって行われます。マイナーは、トランザクションをブロックにまとめ、暗号学的ハッシュ関数を用いてブロックをチェーンに追加します。このプロセスは、トランザクションの改ざんを防ぐために重要ですが、同時に、トランザクションの処理速度を制限する要因ともなります。特に、ネットワークの混雑時には、トランザクションの承認に時間がかかり、手数料が高騰することがあります。

POHは、この問題を解決するために、トランザクションの順序付けをコンセンサスアルゴリズムから分離します。具体的には、POHは、トランザクションのハッシュ値を連続的に計算し、そのハッシュ値をトランザクションのタイムスタンプとして使用します。このプロセスによって、トランザクションの順序付けは、ネットワーク全体の合意を必要とせずに、効率的に行うことができます。

2. POHの仕組み：ハッシュグラフと仮想投票

POHは、ハッシュグラフと呼ばれるデータ構造を用いて実装されます。ハッシュグラフは、トランザクションをノードとして、トランザクション間の依存関係をエッジとして表現するグラフです。各ノードは、自身のトランザクションのハッシュ値と、親ノードのハッシュ値を格納します。この構造によって、トランザクションの順序付けとタイムスタンプは、ハッシュグラフの構造に基づいて決定されます。

POHの重要な要素の一つは、仮想投票（Virtual Voting）と呼ばれる仕組みです。仮想投票は、ネットワークの参加者が、トランザクションの有効性について直接投票を行うのではなく、ハッシュグラフの構造に基づいて、間接的に投票を行う仕組みです。具体的には、各参加者は、自身のノードから見て、過去のトランザクションが有効であるかどうかを判断し、その判断結果をハッシュグラフに記録します。この記録に基づいて、ネットワーク全体でトランザクションの有効性が検証されます。

仮想投票の利点は、従来の投票方式と比較して、効率的でスケーラブルであることです。従来の投票方式では、ネットワークの参加者全員が、すべてのトランザクションについて投票を行う必要がありますが、仮想投票では、各参加者は、自身のノードから見て、過去のトランザクションが有効であるかどうかを判断するだけで済みます。このため、ネットワークの規模が大きくなっても、トランザクションの処理速度を維持することができます。

3. ヘデラにおけるPOHの役割：ハッシュグラフコンセンサスアルゴリズム

ヘデラ・ハッシュグラフは、POHを中核的な要素とするハッシュグラフコンセンサスアルゴリズムを採用しています。このアルゴリズムは、POHによってトランザクションの順序付けとタイムスタンプを効率的に処理し、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を克服します。ヘデラにおけるPOHの役割は、以下の通りです。

• トランザクションの順序付け： POHは、トランザクションのハッシュ値を連続的に計算し、そのハッシュ値をトランザクションのタイムスタンプとして使用することで、トランザクションの順序付けを効率的に行います。
• タイムスタンプの生成： POHは、トランザクションのハッシュ値をタイムスタンプとして使用することで、トランザクションの発生時刻を正確に記録します。
• コンセンサスの迅速化： POHは、トランザクションの順序付けとタイムスタンプを効率的に処理することで、ネットワーク全体のコンセンサスを迅速化します。
• スケーラビリティの向上： POHは、トランザクションの処理速度を向上させることで、ネットワークのスケーラビリティを向上させます。

ヘデラのハッシュグラフコンセンサスアルゴリズムは、POHに加えて、公平性（Fairness）とセキュリティ（Security）の要素も備えています。公平性は、トランザクションの処理順序が、ネットワークの参加者によって操作されないことを保証します。セキュリティは、トランザクションの改ざんを防ぎ、ネットワークの信頼性を維持します。

4. POHの利点：スケーラビリティ、セキュリティ、公平性

POHは、従来のブロックチェーン技術と比較して、多くの利点があります。主な利点は、以下の通りです。

• 高いスケーラビリティ： POHは、トランザクションの処理速度を向上させることで、ネットワークのスケーラビリティを大幅に向上させます。ヘデラは、POHによって、1秒あたり数万件のトランザクションを処理することができます。
• 高いセキュリティ： POHは、トランザクションのハッシュ値を連続的に計算し、そのハッシュ値をトランザクションのタイムスタンプとして使用することで、トランザクションの改ざんを防ぎます。
• 高い公平性： POHは、トランザクションの処理順序が、ネットワークの参加者によって操作されないことを保証します。
• 低い手数料： POHは、トランザクションの処理速度を向上させることで、トランザクションの手数料を低く抑えることができます。
• エネルギー効率： POHは、従来のプルーフ・オブ・ワーク（Proof of Work）のような計算集約的なコンセンサスアルゴリズムを使用しないため、エネルギー効率が高いです。

これらの利点により、POHは、金融、サプライチェーン管理、医療、投票システムなど、様々な分野での応用が期待されています。

5. POHの課題と今後の展望

POHは、多くの利点を持つ一方で、いくつかの課題も抱えています。主な課題は、以下の通りです。

• 初期の信頼： POHは、初期のトランザクションの信頼性を確保するために、信頼できるノードが必要となります。
• 複雑な実装： POHは、ハッシュグラフと呼ばれる複雑なデータ構造を用いて実装されるため、実装が難しいという側面があります。
• ネットワーク効果： POHの利点を最大限に活かすためには、ネットワークの規模を拡大し、ネットワーク効果を高める必要があります。

しかしながら、これらの課題は、技術の進歩やネットワークの成長によって克服される可能性があります。ヘデラ・ハッシュグラフは、POHを基盤とした革新的なDLTプラットフォームとして、今後ますます発展していくことが期待されます。特に、エンタープライズレベルのアプリケーションにおける需要が高まるにつれて、POHの重要性はさらに増していくでしょう。

まとめ

Proof of History（POH）は、トランザクションの順序付けとタイムスタンプを効率的に処理するための革新的なコンセンサスアルゴリズムです。POHは、ハッシュグラフと呼ばれるデータ構造と仮想投票と呼ばれる仕組みを用いて実装され、高いスケーラビリティ、セキュリティ、公平性を提供します。ヘデラ・ハッシュグラフは、POHを中核的な要素とするハッシュグラフコンセンサスアルゴリズムを採用しており、様々な分野での応用が期待されています。POHは、DLT技術の未来を形作る重要な要素の一つとなるでしょう。