ヘデラ（HBAR）ネットワークの信頼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）の一種であり、従来のブロックチェーンとは異なるアプローチで高いスループット、低い遅延、そして強固な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信頼性を支える基盤技術について、その詳細を解説します。

1. ハッシュグラフの基本原理

ヘデラネットワークの中核となる技術は、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個々のトランザクションを、ハッシュ値を用いて相互に接続します。このイベントの繋がりがグラフ構造を形成し、ネットワーク全体の合意形成を可能にします。

1.1. Gossip about Gossip

ハッシュグラフの合意形成アルゴリズムは、「Gossip about Gossip」と呼ばれます。これは、ネットワーク内の各ノードが、自身が知っているイベント情報を他のノードにランダムに伝播させることで、ネットワーク全体に情報を拡散していく仕組みです。このプロセスを通じて、各ノードは他のノードが知っているイベント情報を収集し、ネットワーク全体のイベント履歴を構築していきます。従来のブロックチェーンにおけるマイニングのような計算競争は存在せず、エネルギー効率が高いという特徴があります。

1.2. Virtual Voting

Gossip about Gossipによって収集されたイベント情報に基づき、ハッシュグラフでは「Virtual Voting（仮想投票）」と呼ばれるメカニズムを用いて合意形成を行います。各ノードは、自身のイベント履歴とネットワーク全体のイベント履歴を比較し、どのイベントが正当なものかを判断します。この判断は、明示的な投票を行うのではなく、イベントのハッシュ値とタイムスタンプに基づいて行われます。Virtual Votingは、従来の投票方式よりも効率的であり、ネットワーク全体の合意形成を迅速化します。

2. Hederaネットワークの構成要素

ヘデラネットワークは、ハッシュグラフの基盤技術に加え、以下の主要な構成要素によって構成されています。

2.1. Governing Council（ガバニング・カウンシル）

ヘデラネットワークのガバニング・カウンシルは、世界中の大手企業や組織によって構成される統治機関です。ガバニング・カウンシルは、ネットワークのノードを運営し、ネットワークのプロトコルを管理し、ネットワークの将来的な方向性を決定する役割を担っています。ガバニング・カウンシルは、ネットワークの分散性とセキュリティを維持するために重要な役割を果たしています。

2.2. Nodes（ノード）

ヘデラネットワークのノードは、ネットワークのインフラストラクチャを構成するコンピューターです。ノードは、イベント情報を伝播し、Virtual Votingに参加し、トランザクションを検証する役割を担っています。ヘデラネットワークには、ガバニング・カウンシルが運営するノードと、一般のユーザーが運営するノードが存在します。ガバニング・カウンシルが運営するノードは、ネットワークの信頼性とセキュリティを維持するために重要な役割を果たしています。

2.3. Services（サービス）

ヘデラネットワークは、様々な分散型アプリケーション（DApps）を構築するための様々なサービスを提供しています。これらのサービスには、スマートコントラクト、トークン、ファイルストレージ、データストレージなどがあります。ヘデラネットワークのサービスは、高いスループット、低い遅延、そして強固なセキュリティを提供します。

3. ヘデラネットワークのセキュリティ

ヘデラネットワークは、以下の技術によって強固なセキュリティを実現しています。

3.1. Asynchronous Byzantine Fault Tolerance (aBFT)

ヘデラネットワークは、非同期ビザンチンフォールトトレランス（aBFT）と呼ばれる合意形成アルゴリズムを採用しています。aBFTは、ネットワーク内のノードが一部故障したり、悪意のあるノードが存在したりする場合でも、ネットワーク全体の合意形成を保証するアルゴリズムです。aBFTは、従来のブロックチェーンにおけるプルーフ・オブ・ワーク（PoW）やプルーフ・オブ・ステーク（PoS）といった合意形成アルゴリズムよりも、高いセキュリティを提供します。

3.2. Hashgraphの構造的安全性

ハッシュグラフのグラフ構造自体が、セキュリティを強化する役割を果たしています。イベントが相互に接続されているため、悪意のあるノードが不正なイベントを挿入することは困難です。また、Virtual Votingによって、不正なイベントはネットワーク全体で排除されます。

3.3. Governing Councilによる監視

ガバニング・カウンシルは、ネットワークのノードを監視し、不正な活動を検知する役割を担っています。ガバニング・カウンシルは、不正な活動が検知された場合、ネットワークのプロトコルを修正したり、不正なノードをネットワークから排除したりすることができます。

4. ヘデラネットワークのパフォーマンス

ヘデラネットワークは、従来のブロックチェーンと比較して、高いパフォーマンスを実現しています。

4.1. 高いスループット

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ます。これは、従来のブロックチェーンと比較して、はるかに高いスループットです。高いスループットは、ヘデラネットワークが大規模なアプリケーションをサポートする上で重要な要素となります。

4.2. 低い遅延

ヘデラネットワークは、トランザクションの確定時間が非常に短いという特徴があります。トランザクションは、数秒以内に確定されます。低い遅延は、リアルタイム性の高いアプリケーションを構築する上で重要な要素となります。

4.3. 低コスト

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があります。トランザクション手数料は、数セント程度です。低いコストは、ヘデラネットワークが様々なアプリケーションで利用されることを促進します。

5. ヘデラネットワークの応用事例

ヘデラネットワークは、様々な分野で応用されています。

5.1. サプライチェーン管理

ヘデラネットワークは、サプライチェーンの透明性とトレーサビリティを向上させるために利用されています。ヘデラネットワークを用いることで、製品の原産地、製造プロセス、輸送履歴などを追跡することができます。

5.2. デジタルID

ヘデラネットワークは、安全で信頼性の高いデジタルIDシステムを構築するために利用されています。ヘデラネットワークを用いることで、個人情報の保護を強化し、不正アクセスを防止することができます。

5.3. 金融サービス

ヘデラネットワークは、決済、送金、証券取引などの金融サービスを効率化するために利用されています。ヘデラネットワークを用いることで、取引コストを削減し、取引速度を向上させることができます。

5.4. ゲーム

ヘデラネットワークは、ゲーム内のアイテムやキャラクターの所有権を明確化し、不正行為を防止するために利用されています。ヘデラネットワークを用いることで、より公平で透明性の高いゲーム環境を構築することができます。

まとめ

ヘデラネットワークは、ハッシュグラフという革新的な分散型台帳技術と、ガバニング・カウンシルによる統治、そしてaBFTという強固なセキュリティメカニズムによって、高い信頼性とパフォーマンスを実現しています。ヘデラネットワークは、サプライチェーン管理、デジタルID、金融サービス、ゲームなど、様々な分野で応用されており、今後ますますその重要性を増していくと考えられます。ヘデラネットワークは、分散型台帳技術の可能性を広げ、より安全で効率的な社会の実現に貢献することが期待されます。