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イーサリアムの耐シビルアタックとコンセンサス

indiv Report

今日はEthereumのコンセンサスアルゴリズムについて概観していきたいと思います。

「シビルアタック対策」と「コンセンサスの形成」の2つに分けて説明していきます。

シビルアタック対策について

シビルアタック対策についてですが、これはPoWが使われています。
シビルアタックというのは、なりすまし等によって投票人のかさ増しが行われ、そのかさ増し分が攻撃者にとって都合の良いように使われる攻撃手法のことです。
多数決で物事が決定される場合、事前に決めたルールに従って投票をさせる必要があります。

シビルアタック対策は、公平なコンセンサスを得る為には非常に重要な論点ですよね。

最近注目を集めているZilliqa(ZIL)もコンセンサスの主はPBFTなんですが、シビルアタック対策としてユーザーがネットワークに参加するにあたって、PoWの作業を義務付けます。

この場合、別に一人一票である必要はありません。
PoSのように1トークン1票でも機能します。
ルールは何でも良いのですが、そのルールを守らせる必要があります。
PoWは「参加するためには計算力を消費しなければならない」という仕組みにすることによって、なりすましを防いでいます。

「参加するためには計算力を消費しなければならない」という部分が非常に重要で、シビルアタック対策でPoWを採用する意味として、違反をすると負のインセティブがあるといことを認知させることで、ルールを守らせる必要があります。

Ethereumのマイニングについて調べたことがある方は、「PoW」「Ethash」「Nakamoto consensus」などの単語を目にしたことがあると思います。

マイニングの全体像を俯瞰してみるとEthereumにおけるマイニングは「単純計算の繰り返しでしか探索することのできない値をEthashによって最初に探し出した人間をリーダーと仮定し、リーダーになった人間はブロックを一つ生成し、ブロック報酬を受け取ることができる」という説明になります。
この計算が単純計算であり、工夫の余地がないからこそ、抜け駆けできない計算力競争となりチェーンはよりセキュアになります。

単純計算による繰り返しでナンスを探索してリーダーを決めてブロックを生成する。抜け駆けできない計算力競争というのはビットコインも同様であり、非中央集権である為には欠かせない要素の1つとなっていますね。

 

コンセンサスとは何か?

「コンセンサス」とは何でしょうか。
何を持って合意に達したと言えるのでしょうか。
EOSの場合は、投票によって21人のブロック生成者が選ばれます。
その21人の2/3が合意に達することでブロックが生成されるのでした。

Ethereumの場合、1ブロックにリーダーは一人です。
そしてリーダーは誰の合意も必要なく、ブロックを生成することができます。
(もちろんブロック生成”後”に各ノードによって検証はされます)

整理してみます。
「ブロック生成を行うのは一人であり、且つブロックの生成には他者の合意は必要ないが、マイニング競争に参加することによって採掘難易度が上昇していくので、その環境下で適切なナンスを見つけ出した人間が生成したブロックは生成なものである」というコンセンサスがネットワーク内で使用されていることが浮かび上がってきます。

コンセンサス設計はプロジェクトにどんなメリットを与え、何を捨てるのかというトレードオフを決めることになり、非常に重要なルールとなります。イーサリアムに限らず、全てのブロジェクト(トークン)にはトレードオフによって得たメリットとデメリットが存在しています。

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今井 涼二

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