ヘデラ（HBAR）で使われる新技術「ハッシュグラフ」とは？

分散型台帳技術（DLT）は、ブロックチェーン技術の登場以降、金融、サプライチェーン、医療など、様々な分野で注目を集めています。しかし、従来のブロックチェーン技術には、スケーラビリティ、トランザクションコスト、ファイナリティといった課題が存在しました。ヘデラ・ハッシュグラフ（Hedera Hashgraph）は、これらの課題を克服するために開発された、全く新しい分散型台帳技術です。本稿では、ヘデラ・ハッシュグラフの基盤となる「ハッシュグラフ」技術について、その仕組み、特徴、利点、そしてヘデラにおける具体的な応用例を詳細に解説します。

1. ハッシュグラフの基本原理

ハッシュグラフは、従来のブロックチェーンとは異なるアプローチで分散型台帳を実現します。ブロックチェーンがトランザクションをブロックにまとめてチェーン状に連結するのに対し、ハッシュグラフは、トランザクションを「イベント」として記録し、それらのイベント間の関係性をグラフ構造で表現します。このグラフ構造こそが、ハッシュグラフの核心となる技術です。

1.1 イベントとハッシュ

ハッシュグラフにおける基本的な構成要素は「イベント」です。イベントは、トランザクションの内容、タイムスタンプ、そして過去のイベントへのハッシュ値を含んでいます。このハッシュ値は、イベントの改ざんを検知するために重要な役割を果たします。各イベントは、複数の親イベント（過去のイベント）を指し示すことができ、これにより、イベント間の依存関係がグラフ状に表現されます。

1.2 Gossip about Gossip

ハッシュグラフの分散合意アルゴリズムは、「Gossip about Gossip」と呼ばれます。これは、ネットワーク内のノードがランダムに他のノードと情報を交換し、イベントに関する情報を共有するプロセスです。各ノードは、自分が知っているイベント情報を他のノードに伝え、他のノードから受け取った情報を検証します。このプロセスを繰り返すことで、ネットワーク全体にイベント情報が拡散され、合意形成がなされます。

1.3 Virtual Voting

Gossip about Gossipによってイベント情報が拡散されると、各ノードは、ネットワーク内の他のノードがどのイベントを正当なものと見なしているかを推測することができます。この推測に基づいて、「Virtual Voting」と呼ばれる仮想的な投票が行われます。Virtual Votingは、実際にメッセージを交換することなく、ネットワーク全体の意見を集約する効率的な方法です。Virtual Votingの結果に基づいて、イベントのファイナリティ（確定性）が判断されます。

2. ハッシュグラフの特徴と利点

ハッシュグラフは、従来のブロックチェーン技術と比較して、いくつかの重要な特徴と利点を持っています。

2.1 高いスケーラビリティ

ブロックチェーンは、ブロックサイズやブロック生成間隔によってトランザクション処理能力が制限されます。一方、ハッシュグラフは、イベントを並行して処理できるため、高いスケーラビリティを実現します。理論上、ハッシュグラフは、ネットワーク内のノード数が増加するにつれて、トランザクション処理能力が指数関数的に向上します。

2.2 低いトランザクションコスト

ブロックチェーンでは、トランザクションを処理するためにマイナーに手数料を支払う必要があります。この手数料は、ネットワークの混雑状況によって変動し、高額になることがあります。ハッシュグラフでは、マイナーが存在しないため、トランザクション手数料が非常に低く抑えられます。ヘデラでは、トランザクション手数料は非常に安価であり、マイクロペイメントなどの小額決済にも適しています。

2.3 高速なファイナリティ

ブロックチェーンでは、トランザクションがファイナリティを得るまでに、複数のブロックが生成されるのを待つ必要があります。このため、トランザクションの確定までに時間がかかることがあります。ハッシュグラフでは、Virtual Votingによって高速にファイナリティが達成されます。ヘデラでは、トランザクションは数秒以内にファイナリティを得ることができ、リアルタイムなアプリケーションに適しています。

2.4 公正性と検閲耐性

ハッシュグラフは、Gossip about GossipとVirtual Votingの組み合わせによって、公正性と検閲耐性を実現します。Gossip about Gossipは、ネットワーク内のすべてのノードが平等に情報にアクセスできるようにし、検閲を困難にします。Virtual Votingは、ネットワーク全体の意見を反映した公正な合意形成を可能にします。

3. ヘデラにおけるハッシュグラフの応用

ヘデラ・ハッシュグラフは、ハッシュグラフ技術を基盤とした分散型アプリケーションプラットフォームです。ヘデラは、様々な分野で応用されており、その可能性は広がり続けています。

3.1 ヘデラ・コンセンサスサービス（HCS）

HCSは、ヘデラの主要なサービスの一つであり、ハッシュグラフのコンセンサスアルゴリズムを利用して、トランザクションのファイナリティを保証します。HCSは、高いスループット、低いトランザクションコスト、高速なファイナリティを提供し、様々なアプリケーションに適しています。

3.2 ヘデラ・スマートコントラクトサービス（HSCS）

HSCSは、ヘデラ上でスマートコントラクトを実行するためのサービスです。HSCSは、Ethereum Virtual Machine（EVM）互換性があり、既存のEthereumスマートコントラクトを容易に移植することができます。HSCSは、高いスケーラビリティと低いトランザクションコストを提供し、複雑なアプリケーションに適しています。

3.3 ヘデラ・トークンサービス（HTS）

HTSは、ヘデラ上でトークンを発行、管理するためのサービスです。HTSは、ERC-20トークン標準に準拠しており、既存のトークンエコシステムとの互換性があります。HTSは、高いスケーラビリティと低いトランザクションコストを提供し、様々なトークンアプリケーションに適しています。

3.4 サプライチェーン管理

ヘデラは、サプライチェーンの透明性とトレーサビリティを向上させるために利用されています。製品の製造から配送までのすべての情報をハッシュグラフ上に記録することで、偽造品の流通を防ぎ、製品の品質を保証することができます。

3.5 デジタルアイデンティティ

ヘデラは、安全でプライバシーを保護されたデジタルアイデンティティ管理システムを構築するために利用されています。ユーザーの個人情報をハッシュグラフ上に安全に保存し、必要な場合にのみ開示することで、プライバシーを保護し、不正アクセスを防ぐことができます。

3.6 金融サービス

ヘデラは、決済、送金、証券取引などの金融サービスを効率化するために利用されています。ハッシュグラフの高いスケーラビリティと低いトランザクションコストは、金融機関にとって大きなメリットとなります。

4. ハッシュグラフの今後の展望

ハッシュグラフは、従来のブロックチェーン技術の課題を克服する可能性を秘めた、革新的な分散型台帳技術です。ヘデラ・ハッシュグラフは、その技術的な優位性と多様な応用例により、今後ますます注目を集めることが予想されます。ハッシュグラフ技術のさらなる発展と、ヘデラにおける具体的な応用事例の増加によって、分散型台帳技術の普及が加速されることが期待されます。

まとめ

本稿では、ヘデラ・ハッシュグラフで使われる新技術「ハッシュグラフ」について、その基本原理、特徴、利点、そしてヘデラにおける具体的な応用例を詳細に解説しました。ハッシュグラフは、高いスケーラビリティ、低いトランザクションコスト、高速なファイナリティ、公正性、検閲耐性といった特徴を持ち、様々な分野で革新的なアプリケーションを可能にします。ヘデラ・ハッシュグラフは、分散型台帳技術の未来を担う重要なプラットフォームの一つであり、今後の発展に期待が寄せられています。