2018年1月30日 更新

ビットコインの抱える技術的限界。ブロックサイズ問題とは

ビットコインは、大手金融機関の参入や、マイクロソフトなどでの支払い手段としての採用されています。014年度と2015年度で比べると344パーセントと世界的な急成長を遂げています。しかし、ブロックサイズ問題という大きな壁があります。ブロックサイズとは何なのかまとめてみました。

解決しなければならない問題は「ブロックサイズ」

日本ではまだまだ浸透していないのが現状で、ブロックサイズ問題といってもわからない人も多いです。
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ビットコインは、基礎に「ブロックチェーン」という仕組みを取り入れています。そもそも「十円玉」や「一万円札」のような形は存在せず、「AさんがBさんに30コイン渡した」「BさんがCさんに15コイン渡した」のような、「それまでに行われてきたトランザクション(取引)の履歴」が通貨となります。

「一定期間の取引をまとめたデータの一群」がブロックで、ブロック内には1つ前のブロックのデータを短く要約したハッシュと、そのブロック固有のナンス(ノンス)が格納されています。

このブロックの中の取引は、行われた時点では未承認です。承認するには「キー」を見つけ出す必要があって、試行錯誤が繰り返されることになります。正しいキーが見つかって取引が承認されると、ブロックはすでに承認されたブロックに繋げられます。こうしていくつものブロックがチェーンを作り、1つの取引記録が作られています。

なお、新しいキーを見つけてブロックをつなげた先着1名に新しいビットコインが与えられます。この作業が「採掘(マイニング)」と呼ばれるもので、「先着」なので、他の人に先駆けてキーを見つけるために巨大な「採掘施設」を作る人が出てくるわけです。
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ビットコインは、貨幣のようなものは存在せず、取引の履歴が通貨となるので、仮想通貨と言われています。
日本では、信用性があまり感じられないのか日本人で利用している人は少ないです。
取引の履歴をまとめたものをブロックとしています。
ビットコインは、取引が行われた後であれば、取引の履歴は誰でも見ることができます。
第三者も取引の履歴を見れることから、安全と信用が保たれているのです。
キーというのは数字の羅列で見つけ出すことができると、承認されブロックにすることができます。
キーを見つけ出すことを、比喩で採掘という風に言っています。
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ブロック問題とは?

近々直面するかもしれないブロック問題というのがあります。
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ブロックとは取引をひとまとめにしたもので、承認され、後に誰でも見ることの出来る元帳(ブロックチェーン)にシェアされる。

初期にはブロックあたり36MBまで取引データを扱えたが、2010年にネットワークの攻撃やスパムに対抗するために1MBまで引き下げられた。

この制限は今日も続いているが、取引量が増加するとブロックが一杯になってしまう。

2013年には平均的なブロックサイズが125KBから425KBまで増加し、1日の取引量は2.5倍となっている。
いくつかのブロックは既に制限の1MBに達している。TradeBlockのリサーチによると1日に制限に達してしまうブロックは4倍に増え、遅延が発生しているという。

来年にはネットワーク上の全てのブロックは制限一杯になってしまうと予想されている。
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ビットコインは、世界中で多くの人が利用しています。
キーを見つけ出す作業をしている巨大な採掘施設を作っている国もあります。
中国は電気料金が安く、また安価な値段でパソコンが買えるため、巨大な採掘施設があります。
取引量が増加するとブロックが一杯になります。
取引量が増加しているということは、キーが採掘されているということですが、ネットワークの攻撃に対抗するため36MBから1MBに引き下げられました。

ブロックサイズを引き上げたら?

ブロックサイズを引き上げれば問題が解決しそうにもみえますが、そう単純ではないのです。
一見ブロックサイズを引き上げるのが単純明快にいいように思われますが、サイズを引き上げることにより、ブロックチェーンの容量も増大するため、マイナーやフルノードの負担が増し、さらにマイナー・フルノードの集中化が進むという懸念もあり、この問題はそう単純ではありません。

また、取引量が増えるたびにブロックサイズを増加させなければならず、根本的な解決にはならないという指摘もあります。2番目の取引容量を少なくする、というのも根本的な解決策ではなく小さくするといっても限界があるため、実際どれだけ効果があるかは疑問があるといえます。また、後述しますが、仕様変更は気軽に行えるようなものではなく、慎重な決断をしなければならないという問題もあります。
ブロックのサイズを引き上げれば皆で監視しあう分散型のシステムの容量も増します。
根本的な解決策にならないことから、ビットコイン自体の仕様変更も勧められますが、とても難しい問題なのです。

2016年、ブロックサイズ問題が解決!

いきなり話がすっ飛びましたが、ひとまず解決に到ったそうです。
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via xbt.jp
内容を簡単に申しますと、最大の懸念材料であったブロックサイズが現在の1MB から2MBのブロックサイズへの引き上げになります。

ブロックサイズが現行の1MBでは、1秒間で7取引までが限界でした。ちなみにクレジットカード決済の国際ブランドVISAでは、1秒間に2000件の取引が可能です。需要がどんどん高まっている現在、1秒間で7取引しか処理出来ない為、取引遅延が頻繁に起こっていて深刻な問題でした。今後、ブロックサイズを2MBに引き上げることによって、今より迅速な取引が可能になるのは大きな魅力となるでしょう。

さらに、SegWit(Segregated Witness)が導入される事で、ブロックサイズに含まれる情報を25%まで圧縮出来るので理論的なブロックサイズが増えます。SegWitのリリースは4月に実施。また、6月に控える採掘量半減期を超えて、7月にブロックサイズを2MBに引き上げてハードフォークを導入する方向で進めるようです。
初期の36MBにはさすがに無理と言われていますが、ひとまず1MBから2MBに引き上げたことで、ブロックが満杯になるのは防げたそうです。
しかし、2MBでもブロックが満杯になる日もいつか来ることは確かなのです。
そのときもまたさまざまな有識者どうしで会議が開かれるでしょう。
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