Hashgraph vs ブロックチェーン|分散型台帳技術の比較

Hashgraph vs ブロックチェーン|分散型台帳技術の比較

はじめに

分散型台帳を実現する技術としてはブロックチェーンが有名ですが、その他にもIOTAの「Tangle」や「Hashgraph」など、複数のプロトコルが考案されています。いずれもスケーラビリティをはじめとするブロックチェーンの諸問題を解決しようとするものです。

すべてにおいて完璧なプロトコルは無いため、利用を検討する際には各技術の比較が欠かせません。そこで本記事では、Hashgraphとブロックチェーンの比較を行っていきます。

ブロックチェーン・Hashgraphとは?

まずはブロックチェーンとHashgraphの基本を抑えておきましょう。どちらもP2Pネットワークであり、イミュータブルな共通の台帳を各ノードが保持しています。

両技術について既に知っている方は、次の章「 Hashgraphとブロックチェーンの比較 」まで読み飛ばしてください。

ブロックチェーンとは?

ブロックチェーンは、2008年に発表されたビットコインの論文を起源とする分散型台帳技術です。特権的なノードを必要としないP2Pネットワークをベースとしており、ビットコインのような決済システムだけではなく、イーサリアムのようなスマートコントラクトプラットフォームも登場しています。

端的に表現すると、ブロックチェーンは多数のノードがコピーを保持する書き込み専用のデータベースです。改ざん耐性があるため、データの不変性が求められるサプライチェーン管理や金融業界、投票システムなどに活用されています。

Hashgraphとは?

Hashgraphは、分散型台帳を構築するためのコンセンサスプロトコルです。ブロックチェーンとは異なるアプローチを採用しており、安全・公平・高速とされています。また、Solidityもサポートしており、HashgraphベースのスマートコントラクトやDAppsを開発可能です。

Hashgraph自体はアメリカのソフトウェア企業「Swirlds」の共同創業者・CTOのLeemon Baird氏が考案し、同社が技術特許を取得しています。したがって、利用にあたってはライセンスが必要です。ただし、Hashgraphの公開実装である「Hedera Hashgraph」がリリースされています。

なお、HashgraphとHedera Hashgraphの概要を知りたい方は、以下の記事もご覧ください。

Hashgraphとブロックチェーンの比較

ブロックチェーンはトランザクション群をブロック型で処理しており、ネットワーク上で合意された取引を記録するチェーンは原則ひとつしかありません。一方でHashgraphはデータの保存とアクセスに有向非巡回グラフ(DAG:Directed Acyclic Graph)が用いられています。

Hashgraphとブロックチェーンの各要素を比較したものが以下の表です。ただし、ブロックチェーンに関しては一般的な傾向・性質を列挙しているため、個別の実装・フレームワークは別途比較する必要があるでしょう。

Hashgraphブロックチェーン
開発言語LISP、Java
※SDKはScalaなどのJVM言語が採用される傾向がある
言語は様々
アクセシビリティ原則プライベート
※Hedera Hashgraphの場合はパブリック
実装により様々
パブリック、プライベートあるいはハイブリッド型
コンセンサスアルゴリズム仮想投票(Virtual voting)Proof of Work、Proof of Stakeなど様々
セキュリティメカニズムABFT(Asynchronous Byzantine Fault Tolerance)暗号学的ハッシュ
スループット
(tps:transactions per second)
最大50万tps〜数万tps
公平性より公平あまり公平ではない
効率性100%<100%
ABFT100%準拠完全には準拠していない

いくつか要素をピックアップしていきます。

セキュリティ

基本的に、Hashgraphとブロックチェーンはどちらも、強固なセキュリティを備えています。ブロックチェーンであればデジタル署名や暗号学的ハッシュ、ハッシュチェーンを組み合わせることで、改ざん耐性を実現しています。ただし、セキュリティに関しては、パブリック型とパーミッション型(許可型)のブロックチェーンで異なる点には注意が必要です。

一方のHashgraphは、悪意のあるノードがネットワークの1/3未満であることが前提ではあるものの、非同期的BFT(Asynchronous Byzantine Fault Tolerance)によって、イベント(トランザクションのコンテナ)の正当性が保証されています。さらに、Hashgraphでは合意形成のプロセスにおいて、各ノードが平等に権限を有しているため、ブロックチェーンよりもDDoS攻撃への耐性があると言えるでしょう。

スループット

ブロックチェーンの場合、特にパブリックチェーンにおいてトランザクションの処理速度が遅い点が課題となっています。スループット(単位時間あたりの処理能力)が低い点は、パーミッション型のブロックチェーンで改善されていますが、Hashgraphはより高い性能を発揮します。Hashgraphでは理論上、1秒あたり最大50万トランザクションを処理することが可能です。

公平性

合意形成プロセスにおいて、ブロックチェーンは公平ではない場合が多いです。例えば、ビットコインに代表されるProof of Workの場合、ASICを大量に稼働させているマイナーに権限が集中してしまいます。Proof of Stakeの場合でも、コインを大量にステーキングをしているノードがトランザクションの承認において強い権限を持たざるを得ません。

ブロックチェーンは構造上、マイナーやバリデーターが特定のトランザクションを優先する余地が発生してしまうため、公平とは言えないのです。

一方でHashgraphの場合は、トランザクションの処理順序が所与のルールに基づいて決定されているため、特定ノードが取引の処理順序の決定プロセスに関与する余地がありません。したがって、Hashgraphの方がより公平であると言えるでしょう。

なお、この公平性の機能を切り出してAPI化したサービスとして「Hedera Consensus Service」がリリースされています。

参考:Hedera Consensus Service

効率性

効率性に関してはHashgraphの方が優位だと言えるでしょう。ブロックチェーンの場合、同時に2以上のブロックが生成されると最終的にはひとつのブロックのみがネットワークに承認され、棄却されたブロックを生成したマイナーのハッシュパワーが無駄になってしまいます。ブロックチェーンは計算効率が良くないのです。

Hashgraphには分岐が無く、正当に作成されたすべてのイベントが最終的には承認されるため、各ノードの計算資源が無駄になることがありません。

まとめ:Hashgraphはブロックチェーンを置き換える訳ではない

今回解説してきたように、Hashgraphとブロックチェーンは機能が異なります。比較すると、スループットや効率性、公平性などの点でHashgraphの方がブロックチェーンよりも優れているように見えますが、Hashgraphはブロックチェーンに比べて実際に稼働しているプロダクトが圧倒的に少ないのが現状です。

また、基盤となるHashgraph自体はオープンソースではなく、非公開であるため、ブロックチェーンに比べて普及や改善のスピードは遅いでしょう。ただ、この点はHedera Hashgraphという公開されたネットワークによってユースケースの拡大や機能改善が加速するかもしれません。

いずれにせよ現時点では、Hashgraphとブロックチェーンは目的に応じて比較検討した上で使い分けるべき技術であり、一方が他方を置き換えるものでは無いと言えるでしょう。

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