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ブロックチェーンにおけるデータ可用性問題:具体的な例
データ可用性問題が、実際にどのように起こりうるのか、具体的なブロックチェーンの例を挙げながら説明します。
例1:Bitcoinにおける51%攻撃
Bitcoinでは、悪意のあるマイナー集団がネットワークのハッシュレートの過半数を占拠してしまう「51%攻撃」によって、データ可用性問題が引き起こされる可能性があります。
攻撃者のブロック生成: 攻撃者は、自身の管理下にあるノードだけで構成されたブロックチェーンの分岐を作り、そこでトランザクションを処理します。
データの隠蔽: 攻撃者は、この分岐を他のノードに公開せず、秘密裏にトランザクションを処理し続けます。
攻撃者のブロックチェーンが優勢に: 攻撃者は、十分なハッシュパワーを使って、自身のブロックチェーンをより長く成長させます。
二重支払い: 攻撃者は、自身のブロックチェーンが優勢になった時点で、本来使用できないはずのBitcoinを使って二重支払いを行います。
データ可用性問題発生: 攻撃者が生成したブロックには、他のノードがアクセスできないため、二重支払いの事実を検証できず、データ可用性問題が発生します。
Bitcoinの場合、51%攻撃は非常に困難ですが、ハッシュレートの集中が進むと、リスクが高まる可能性があります。
例2:Ethereumにおける状態データの膨張
Ethereumでは、スマートコントラクトの実行状態を記録する「状態データ」が、年々増大しています。
状態データの増大: DeFiやNFTなどのアプリケーションの利用が増えるにつれて、状態データが肥大化し、全てのノードがデータを保持することが困難になります。
軽量ノードの増加: 状態データの保存容量が限られる「軽量ノード」が増加します。軽量ノードは、必要なデータのみを他のノードから取得して検証します。
データの欠落: 悪意のあるノードが、軽量ノードが必要とする状態データを提供しなかったり、改ざんしたデータを提供したりする可能性があります。
データ可用性問題発生: 軽量ノードは、完全なデータにアクセスできないため、トランザクションや状態遷移の正当性を検証できず、データ可用性問題が発生します。
Ethereumでは、この問題に対処するため、状態データを効率的に管理・検証する仕組みや、データ可用性を向上させるための技術開発が進められています。
まとめ
データ可用性問題は、ブロックチェーンの設計や運用、外部環境など、様々な要因によって引き起こされる可能性があります。
そのため、各ブロックチェーンプロジェクトでは、それぞれの特性に合わせた対策を講じることで、データ可用性問題のリスクを最小限に抑える努力をしています。