ヘデラ（HBAR）ネットワークの安定性を支える技術とは？
ヘデラ・ハッシュグラフ（Hedera Hashgraph）は、分散型台帳技術（DLT）の分野において、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注目を集めているプラットフォームです。その中核となる技術は、ハッシュグラフと呼ばれるコンセンサスアルゴリズムであり、高いスループット、低い遅延、そして優れたセキュリティを実現しています。本稿では、ヘデラネットワークの安定性を支える技術について、その詳細な仕組みと特徴を解説します。
1. ハッシュグラフの基本原理
ハッシュグラフは、ブロックチェーンとは異なり、ブロックという概念を持ちません。代わりに、イベントと呼ばれるトランザクションの記録が、ハッシュグラフと呼ばれるグラフ構造で相互に接続されます。各イベントは、以下の情報を含みます。
- トランザクションの内容
- イベントのタイムスタンプ
- 親イベントのハッシュ値
- 自身のハッシュ値
これらのイベントは、ネットワーク参加者によって生成され、共有されます。各参加者は、受信したイベントを自身のローカルグラフに追加し、他の参加者と情報を交換することで、ネットワーク全体でハッシュグラフが構築されます。このプロセスにおいて、コンセンサスは、イベント間のハッシュ値の依存関係を通じて暗黙的に達成されます。
2. Gossip about GossipとVirtual Voting
ハッシュグラフのコンセンサスアルゴリズムの中核をなすのが、「Gossip about Gossip」と「Virtual Voting」という二つのメカニズムです。
2.1 Gossip about Gossip
Gossip about Gossipとは、ネットワーク参加者がランダムに他の参加者にイベント情報を共有するプロセスです。このプロセスは、噂話（Gossip）のように、ネットワーク全体に情報が拡散していきます。重要なのは、共有される情報が単なるトランザクションの内容だけでなく、他のイベントに関する情報（ハッシュ値、タイムスタンプなど）も含まれることです。これにより、各参加者は、ネットワーク全体のイベントの履歴を徐々に把握していくことができます。
2.2 Virtual Voting
Virtual Votingとは、実際に投票を行うことなく、イベントの正当性を判断するメカニズムです。ハッシュグラフでは、各イベントが他のイベントを「証拠」として参照します。これらの証拠は、イベントのタイムスタンプとハッシュ値に基づいて決定されます。ネットワーク参加者は、自身のローカルグラフにおいて、どのイベントが多数の証拠によって支持されているかを判断し、そのイベントが正当であるとみなします。このプロセスは、あたかも仮想的な投票が行われているかのように見えるため、Virtual Votingと呼ばれます。
3. Fair OrderingとTimestamping
ハッシュグラフは、トランザクションの順序付け（Ordering）とタイムスタンプの付与（Timestamping）を公平かつ正確に行うことができます。これは、ハッシュグラフのグラフ構造とVirtual Votingの組み合わせによって実現されます。
トランザクションの順序付けは、イベント間のハッシュ値の依存関係に基づいて決定されます。あるイベントが他のイベントを証拠として参照している場合、そのイベントは、参照されているイベントよりも後に発生したとみなされます。これにより、トランザクションの順序が明確に定義されます。
タイムスタンプの付与は、ネットワーク参加者によって生成されたイベントのタイムスタンプに基づいて行われます。ハッシュグラフは、Virtual Votingを通じて、ネットワーク全体のタイムスタンプの平均値を計算し、その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。これにより、タイムスタンプの正確性が保証されます。
4. Asynchronous Byzantine Fault Tolerance (aBFT)
ヘデラネットワークは、Asynchronous Byzantine Fault Tolerance (aBFT)と呼ばれる耐障害性を備えています。これは、ネットワーク参加者の一部が不正な行動をとったり、故障したりした場合でも、ネットワーク全体が正常に動作し続けることを意味します。aBFTは、ハッシュグラフのコンセンサスアルゴリズムの重要な特徴であり、高いセキュリティと信頼性を実現しています。
従来のブロックチェーン技術では、Byzantine Fault Tolerance (BFT)を実現するために、ネットワーク参加者の過半数が正直であるという前提が必要でした。しかし、ハッシュグラフは、aBFTによって、ネットワーク参加者の正直さに関する前提を緩和し、より高い耐障害性を実現しています。
5. Hedera Consensus Service (HCS)とHedera Smart Contract Service (HSCS)
ヘデラネットワークは、様々なアプリケーションをサポートするために、いくつかのサービスを提供しています。その中でも、Hedera Consensus Service (HCS)とHedera Smart Contract Service (HSCS)は、特に重要なサービスです。
5.1 Hedera Consensus Service (HCS)
HCSは、トランザクションの順序付けとタイムスタンプの付与を保証するサービスです。HCSは、ハッシュグラフのコンセンサスアルゴリズムを利用して、トランザクションの整合性と信頼性を確保します。HCSは、サプライチェーン管理、監査証跡、データ整合性などのアプリケーションに利用できます。
5.2 Hedera Smart Contract Service (HSCS)
HSCSは、スマートコントラクトの実行をサポートするサービスです。HSCSは、Ethereum Virtual Machine (EVM)互換であり、既存のEthereumアプリケーションを容易にヘデラネットワークに移植することができます。HSCSは、分散型金融（DeFi）、ゲーム、NFTなどのアプリケーションに利用できます。
6. Governing Councilとネットワークの安定性
ヘデラネットワークは、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、様々な業界の代表者によって構成されており、ネットワークのガバナンス、セキュリティ、そして持続可能性を確保する役割を担っています。Governing Councilは、ネットワークのアップグレード、パラメータの変更、そして不正行為の監視などを行います。
Governing Councilの存在は、ヘデラネットワークの安定性と信頼性を高める上で重要な役割を果たしています。Governing Councilは、ネットワークの長期的な発展を促進し、ユーザーの利益を保護するために、積極的に活動しています。
7. スケーラビリティとパフォーマンス
ヘデラネットワークは、高いスケーラビリティとパフォーマンスを実現しています。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技術と比較して、より高いスループットと低い遅延を実現することができます。ヘデラネットワークは、1秒あたり数万トランザクションを処理することができ、大規模なアプリケーションにも対応可能です。
また、ヘデラネットワークは、トランザクション手数料が非常に低いという特徴も持っています。これは、ハッシュグラフのコンセンサスアルゴリズムが、従来のブロックチェーン技術と比較して、より効率的なリソース利用を可能にしているためです。
まとめ
ヘデラネットワークは、ハッシュグラフと呼ばれる革新的なコンセンサスアルゴリズムを採用することで、高いスループット、低い遅延、優れたセキュリティ、そして高い耐障害性を実現しています。Gossip about GossipとVirtual Votingの組み合わせ、Fair OrderingとTimestampingのメカニズム、そしてaBFTの耐障害性は、ヘデラネットワークの安定性を支える重要な要素です。HCSとHSCSなどのサービス、Governing Councilによる管理体制、そして高いスケーラビリティとパフォーマンスは、ヘデラネットワークを、様々なアプリケーションにとって魅力的なプラットフォームにしています。ヘデラネットワークは、分散型台帳技術の未来を切り開く可能性を秘めた、非常に有望なプラットフォームと言えるでしょう。
