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IoTを支える基幹技術となるか?ブロックチェーンに代わる新技術DAGとは?

DAG(Directed acyclic graph)のしくみ

ビットコインの基盤技術であるブロックチェーン技術は大変注目を集めており、今後ビジネスにおいてさまざまな応用が期待されています。その意味でも、ブロックチェーンが与えた衝撃はIT革命を遥かに凌ぐインパクトだとも言われています。

そのブロックチェーン技術よりさらに新しく、ちがう技術が現れました。それがDAG(Directed acyclic graph)です。

DAG型の暗号通貨として2015年にIOTAが登場、ICOで3億円の資金を集め、大きな話題になりました。2016年にはテスト版をリリース、2017年に上場、ICO当時の数百倍もの値段をつけて話題になりました。

DAGのメリット

スケーリング

スケーリングに優れ、より多くのトランザクションを処理できます。

スケーラビリティはビットコインもイーサリアムも抱えている問題です。トランザクションが多くなると処理しきれなくなり、取引に時間がかかってしまうのです。また、マイニング難度も上がり、取引手数料も高騰してしまいます。これを解消し、取引が多くなるほど高速化するという仕組みになっています。

マイナー不在

ビットコインとは違い、マイナーがいない。これは、ビットコインのようにマイナーが大きな政治的影響力を持ってしまうことを防ぐことが目的。

マイナーの力に大きく左右されてしまう今のビットコインの現状は、本来目指していた非中央集権による民主的なお金という目的から離れつつあります。DAGでは、マイナーが存在しないことでその問題を根本的になくしてしまおうという仕組みです。

取引手数料がかからない

マイナーがいないので、IOTAのように取引手数料がかからない仕組みがつくれます。(Byteballでは別の方式を採用しており、手数料がかかる)

ビットコインの取引手数料はビットコイン価格の高騰によってどんどん上がっています。以前はタダ同然だったのですが、今では少額送金では手数料の安さというメリットはほとんどなくなってしまいました。DAG型暗号通貨のIOTAでは、取引手数料がゼロなのでこの問題を将来的にも解決しています。

DAGのデメリット

新しい技術のため発展途上にある。未検証のことがら、予測されていない問題点があるのでは、など懸念があります。

DAGの応用例

IOTA 初のDAG暗号通貨 マイクロペイメントに特化

暗号通貨としての特徴・・・IoT(モノのインターネット化)産業での実用化が目的。ビットコインには向いていないマイクロペイメント(少額決済)に特化、送金手数料が無料。

技術的特徴・・・ブロックサイズの概念がないため、理論的には無限量のトランザクションを処理できるDAG構造。

IOTA ホワイトペーパーに掲載された図

図の□を「ノード」、←を「エッジ」と言います。左にあるノードが古く、一番右のグレーのノードが最新です。1つの新しいノードから2つの古いノードに向かってエッジが出ています。これは、新しいトランザクションは必ず、自分よりも前に生成されたトランザクションを2つ以上承認する必要があることを表しています。

IOTAでは、このDAG構造のことをTangleと呼びます。ビットコインの場合には、一定の取引情報をまとめてブロックにして処理するので、取引が発生してから10分ほどのタイムロスが生じることがありますが、IOTAでは1つ1つの取引ごとに処理を行うのでタイムロスが発生せず、取引が承認、成立するまでの時間が短くなります。

なぜ取引手数料が無料になるのか

ビットコインの場合には、取引を承認するのはマイナー。マイナーの承認があって初めて取引が成立します。そしてマイナーに報酬が支払われます。

IOTAの場合には、取引を承認するのは利用者自身。トランザクション生成時には前の2つのトランザクションを参照(承認)することが必要。この作業に自分のPCリソースを提供して、ビットコインと同様に暗号計算(Proof of Work 移行PoW)を行います。利用者自身が承認を行うので採掘報酬は発生しません。

スパム攻撃への対策

IOTAの場合には、スパム攻撃するには前2つのトランザクションを承認が必要。これは、未承認の取引を承認してくれることになり、ネットワークの高速化に貢献することになるという面白い仕組み。同じ理由で利用者が増えれば増えるほど取引も高速化していきます。

ただし、逆に不安というか予測できない面があります。IOTAでは、「不正な取引を承認した場合には自分の取引が承認されないだろうと予測される」ことで、不正な取引を承認しない動機付けを行っています。ユーザーが正しく行動するという予測に基づいてシステムが設計されていると言ってよいでしょう。ブロックチェーンのようにすべての取引をすべてのユーザーが確認でき、不正がすぐに明らかになるシステムと比べると脆弱と言えます。

量子コンピューター対策

使い捨てアドレスが基本のWinternitz署名を導入し、量子コンピューターの登場に備えている点で先進的です。アドレスの秘密鍵はいずれ破られてしまう危険性があり、量子コンピューターが登場したら固定アドレスを使うリスクは非常に高くなります。

IOTAのトランザクション管理は、ビットコインに用いられているUTXOモデルとイーサリアムに用いられているアカウントベースモデルのいいとこどり、使い捨てのアカウントを用いたアカウントベースモデルを使用しています。匿名性が高い代わりにお金の動きが複雑になり、セキュリティ面で不安が残ります。

Byteball オールマイティのDAG型暗号通貨

Byteball ホワイトペーパーより

IOTAとのちがい

データの埋め込み、独自トークン発行などのスマートコントラクト機能があり、マイクロペイメントに特化したIOTAとは異なりオールラウンド型と言えます。

匿名送金機能も実装済みで、blackbytesというトークンを用います。

管理者witnessの存在

IOTAの仕組みとちがい、PoWではなく、全ユーザーから選挙によってえらばれた12人のwitnessと呼ばれる代表者が管理にあたり、二重支払いを防ぎます。witnessは現実世界において高い地位や名声のある人がなることが想定されています。不正を働くことで受ける損失が利益よりも大きいために不正を働かないというわけです。witnessには報酬として手数料が支払われます。

witnessは、DAGの網の目のグラフの中に「メインチェーン」を作ります。二重支払いが生じたときに先にメインチェーンを承認したトランザクションのみを有効にして他を無効にします。witnessによる「メインチェーン」をもとにすべてのトランザクションの有効性が決定されるので過去のトランザクションの改変可能性がゼロになります。

witnessへの報酬として取引手数料が発生し、取引データ1バイトあたり1byteトークンの支払いが発生します。

まとめ

DAGの長所・・・何といってもスケーリング(膨大な取引量への対応)、ブロックサイズの問題がない、IOTAの場合は取引手数料が発生しないこと。

DAGの短所・・・というかまだわからない要素が多い。システムがきちんと機能するか、セキュリティの問題はどうか、bytecoinの場合は、コインの価格が高騰したら取引手数料が割高になるなどが不安要素

まったく新しい技術なのでこれから検証、改良が進められていく中で後発のコインも登場してくるのではないでしょうか。また、さらに新しい技術が出てくる可能性もあります。その中で覇権を握るのはどのシステムかということが大きな関心の的となるでしょう。一般的に利用されるようになるには規格統一が欠かせないからです。今後も技術発展の行く先を注視していきましょう。

IOTAとBytecoinの将来性

IoT戦略

IOTAの最大の強みは手数料がかからないことにあります。実用化されれば、小額決済だけでなく、今後のIoTの発展に伴いありとあらゆるところで利用される可能性が出てきます。例えば駐車場で車が自動的に駐車料金の支払いを済ませるケースなど。

IoTではモノとモノが無数に情報のやり取りを行うようになるため、膨大な数の少額決済ケースが生じるでしょう。こうした取引にいちいち取引手数料がかかっていては手数料の方がサービス料金より高くなりかねません。IOTAであれば手数料なしでサービス対価のみ支払うことができるというわけです。

また、IOTAはさらに先を見据えて、こうした支払い自体もモノ(機械)同士で完結させることを目指しており、金銭の支払いに関する手間とトラブルも減ることになります。こうした仕組みはMTM(machine to machine)と呼ばれています。

セキュリティ

Byteballではwitnessによる管理システムによって二重支払いが完全に防がれ、セキュリティ面では秀でているといえます。また、マイクロペイメントに特化したIOTAとは違い、多機能なため、異なる分野で発展していく可能性が考えられます。

IoT時代を見据えた戦略、そしてブロックチェーンとは異なる新しい技術としてのDAGの今後の発展に今後も注目です。

参考 https://cripcy.jp/  http://www.jpbitcoinblog.info/  https://iota.org/  https://byteball.org/

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