2022年06月24日 08時00分ソフトウェア

ブロックチェーンは本当に分散的で非中央集権的なのかを詳細に分析した研究レポートをDARPAが発表

ネットワークの参加者全員で1つのデータベースを分散的に管理する「ブロックチェーン」は将来的にさまざまな応用が期待されている技術です。アメリカ国防高等研究計画局(DARPA)とさまざまな技術のセキュリティについて調査する団体・Trail of Bitsが、「ブロックチェーンは本当に安全で非中央集権的なデータ管理システムなのか」を検証したレポートを発表しました。

Are blockchains decentralized? | Trail of Bits Blog
https://blog.trailofbits.com/2022/06/21/are-blockchains-decentralized/

Are #blockchains actually decentralized? Analysis we commissioned from @trailofbits uncovers unintended centralities and provides important insights on the potential impacts of security vulnerabilities within this technology. Access the full report here: https://t.co/V36rSOmvJc pic.twitter.com/WCbv7m9WQy
— DARPA (@DARPA)

ブロックチェーンは、ネットワーク内で行われた取引記録をブロックと呼ばれる暗号情報の塊にまとめ、それぞれのハッシュ値を次のブロックに含めてつなげあわせながら、ネットワークのユーザーで分散的にデータベースを管理するシステムです。従来のデータベースの管理は国・組織・企業・個人などが一手に担う中央集権的なものでしたが、ブロックチェーンはネットワークのすべてのユーザーで分散管理するので、「非中央集権的なデータ管理システム」といえます。

「ブロックチェーン」とは何か？そしてなぜ一般的に使われるようになりつつあるのか？ - GIGAZINE

By Antana

ブロックチェーンはデータが暗号化されているだけでなく、データの一意性を確保するハッシュ値によってブロックをつなげている上に、全ユーザーが1つの台帳を共有するため、データの改ざんが理論上不可能なシステムとなっています。そして、このブロックチェーンで必要となる暗号計算が「マイニング」であり、ビットコインやイーサリアムなどの仮想通貨はマイニングの報酬として得られる暗号資産です。

Trail of Bitsは「ブロックチェーンや仮想通貨に内在するリスクはこれまで十分に説明されていません。ここ10年のゴールドラッシュで儲けようとしている人はこのリスクを無視するのが常態化しており、あるいはバカにさえしていると思っています。最近の市場の混乱と価格の急落に対して、仮想通貨の支持者はブロックチェーン技術の基礎は健全だと述べていますが、本当にそうなのでしょうか？」と述べています。

まずTrail of Bitsは、「ブロックチェーンの不変性は、暗号化の脆弱(ぜいじゃく)性を悪用するのではなく、ブロックチェーンの実装やネットワーキング、コンセンサスプロトコルのプロパティを破壊することで崩壊する可能性があります」と指摘しています。また、仮想通貨で使われる暗号化はあらゆる意味で安全ですが、支持者が吹聴するような安全性を保証するようなものではないとのこと。

加えて、ブロックチェーンやビットコインそのものは暗号化されていても、ビットコインを取引するトラフィックは暗号化されていないため、インターネットサービスプロバイダーやWi-Fiアクセスポイントの管理者、政府といった「ノード間のネットワークにアクセスする第三者」が監視する可能性が示唆されています。

2022年3月時点でビットコインの取引で最も使われているネットワークプロバイダーは匿名通信プロトコルネットワークのTorであり、ビットコインのノードのおよそ55％がTor経由でアドレスしています。しかし、悪意のあるTorのノードはトラフィック内容を改ざんしたりドロップしたりする可能性があります。

また、5台に1台以上のビットコインノードが、脆弱性の存在が知られている古いバージョンのビットコインコアクライアントを実行しているとのこと。ノードがネットワークについて古いネットワークモニター、あるいは誤ったネットワークモニターを使用している場合、標準的な51％攻撃を実行するためのコストが下がるそうです。なお、2021年前半に行われたビットコインに対する51％攻撃のコストはハッシュレートの約49％で、理論上必要なコストよりも低かったとのこと。このコストはネットワークの遅延によってさらに大幅に削減できるそうです。

ブロックチェーンを破壊するのに十分なエンティティ数はビットコインで4、イーサリアムで2であり、その他のほとんどのネットワークで10数個以下。ブロックチェーンが最適に分散されるためには、1人が複数のノードを支配してネットワークを攻撃しないようにする対策が必要です。しかし、ビットコインやイーサリアムのようなパーミッションレスなブロックチェーンで、中央集権的で信頼できる第三者を採用せずにこの対策を実装する方法は、記事作成時点では見つかっていないとのこと。そのため、第三者を排除した完全非中央集権的な運営で、パーミッションレスなブロックチェーンが完全に分散化することはほぼ不可能といえます。

Trail of Bitsは、DARPAによるサポートの下でさまざまな分析や計算に基づいてレポートを作成しており、オープンソースで公開しています。レポート本文は以下から読むことができます。

Are Blockchains Decentralized - Unintended Centralities in Distributed Ledgers - Final Report - 62af6c641a672b3329b9a480_Unintended_Centralities_in_Distributed_Ledgers.pdf
(PDFファイル)https://assets-global.website-files.com/5fd11235b3950c2c1a3b6df4/62af6c641a672b3329b9a480_Unintended_Centralities_in_Distributed_Ledgers.pdf