【図解】ヘデラ（HBAR）の仕組みを分かりやすく解説
ヘデラ（Hedera Hashgraph）は、分散型台帳技術（DLT）の一種であり、従来のブロックチェーン技術とは異なるアプローチを採用することで、高いスループット、低い遅延、そして高いセキュリティを実現しています。本稿では、ヘデラの仕組みを詳細に解説し、その特徴と利点を明らかにします。
1. ヘデラの概要
ヘデラは、スウェーデンに拠点を置くSwirlds Labsによって開発された分散型台帳技術です。従来のブロックチェーンがブロックと呼ばれるデータの集合体を鎖状に繋げて取引履歴を記録するのに対し、ヘデラは「ハッシュグラフ」と呼ばれるデータ構造を使用します。このハッシュグラフが、ヘデラの高いパフォーマンスとセキュリティの根幹をなしています。
ヘデラは、公開型と許可型（プライベート型）の両方のネットワークをサポートしており、様々なユースケースに対応可能です。公開型ネットワークでは、誰でも参加してトランザクションを検証できますが、許可型ネットワークでは、特定の参加者のみがアクセスを許可されます。
2. ハッシュグラフの仕組み
ハッシュグラフは、イベントと呼ばれるトランザクションの記録を、グラフ構造で表現したものです。各イベントは、以下の情報を含んでいます。
- トランザクション：送金、データ保存など、実行される処理の内容
- タイムスタンプ：イベントが発生した時間
- 親イベント：イベントが依存する過去のイベント
- 自身のハッシュ：イベントの内容から生成される一意の識別子
- 他のイベントのハッシュ：イベントが知っている他のイベントのハッシュ
これらの情報に基づいて、イベント同士が相互に接続され、ハッシュグラフが形成されます。このグラフ構造により、イベントの順序と整合性が保証されます。
ハッシュグラフとは： イベントと呼ばれるトランザクションの記録を、グラフ構造で表現した分散型台帳技術のデータ構造。
(ハッシュグラフの図解。イベント同士の繋がりを示すグラフ構造)
3. コンセンサスアルゴリズム：ゴシップ・アバウト・ゴシップ
ヘデラは、従来のプルーフ・オブ・ワーク（PoW）やプルーフ・オブ・ステーク（PoS）といったコンセンサスアルゴリズムとは異なる、「ゴシップ・アバウト・ゴシップ」と呼ばれる独自のアルゴリズムを採用しています。このアルゴリズムは、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することで、コンセンサスを達成します。
ゴシップ・アバウト・ゴシップのプロセスは以下の通りです。
- 各ノードは、自身が知っているイベント情報を、ランダムに選択した他のノードに送信します。
- 受信したノードは、自身が知らないイベント情報を自身のハッシュグラフに追加し、同様に他のノードに送信します。
- 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ます。
- 各ノードは、受信したイベント情報を分析し、イベントの順序と整合性を検証します。
- ネットワーク内のノードが多数一致することで、コンセンサスが達成されます。
このアルゴリズムの利点は、高いスループットと低い遅延を実現できることです。従来のコンセンサスアルゴリズムでは、トランザクションの検証に時間がかかるため、スループットが制限されますが、ゴシップ・アバウト・ゴシップでは、複数のノードが同時にトランザクションを検証できるため、スループットを大幅に向上させることができます。
4. ヘデラのセキュリティ
ヘデラは、高いセキュリティを誇っています。その理由は、以下の通りです。
- 非同期バイザンチンフォールトトレランス（aBFT）： ゴシップ・アバウト・ゴシップは、aBFTと呼ばれる特性を持っており、ネットワーク内のノードの一部が不正な行動をとったとしても、コンセンサスを維持できることを保証します。
- ハッシュグラフの構造： ハッシュグラフは、イベント同士が相互に接続されているため、データの改ざんが困難です。
- 公平性： ゴシップ・アバウト・ゴシップは、ネットワーク内のノードに公平にトランザクションを処理する機会を与えるため、特定のノードによる不正な操作を防ぐことができます。
これらのセキュリティ機能により、ヘデラは、金融取引、サプライチェーン管理、デジタルID管理など、高いセキュリティが求められるユースケースに適しています。
5. ヘデラのユースケース
ヘデラは、様々なユースケースに対応可能です。以下に、代表的なユースケースを紹介します。
- 金融取引： 高速かつ低コストな決済処理を実現し、国際送金やデジタル通貨の発行を可能にします。
- サプライチェーン管理： 製品のトレーサビリティを向上させ、偽造品の流通を防ぎます。
- デジタルID管理： 安全かつプライバシーを保護されたデジタルIDを発行し、本人確認やアクセス管理を簡素化します。
- ゲーム： ゲーム内アイテムの所有権を明確にし、不正行為を防ぎます。
- 医療： 患者の医療情報を安全に共有し、医療サービスの質を向上させます。
6. ヘデラと他のDLTとの比較
ヘデラは、他のDLTと比較して、いくつかの点で優れています。
| 特徴 | ヘデラ | ブロックチェーン |
|---|---|---|
| スループット | 非常に高い | 低い |
| 遅延 | 非常に低い | 高い |
| セキュリティ | 高い | 高い |
| コンセンサスアルゴリズム | ゴシップ・アバウト・ゴシップ | PoW, PoSなど |
| エネルギー消費 | 低い | 高い（PoWの場合） |
ヘデラは、高いスループットと低い遅延を実現できるため、大量のトランザクションを処理する必要があるユースケースに適しています。また、エネルギー消費が低いため、環境負荷を低減することができます。
7. ヘデラの課題と今後の展望
ヘデラは、多くの利点を持つ一方で、いくつかの課題も抱えています。例えば、ネットワークの規模がまだ小さいため、十分な分散化が実現されていないという点が挙げられます。また、ヘデラの技術は比較的新しいため、まだ十分に検証されていません。
しかし、ヘデラは、その高いパフォーマンスとセキュリティにより、今後ますます多くの企業や団体に採用されることが期待されます。特に、金融業界やサプライチェーン業界における導入が進む可能性があります。また、ヘデラは、メタバースやWeb3といった新しい技術との連携も進めており、今後の発展が注目されます。
まとめ
ヘデラは、従来のブロックチェーン技術とは異なるアプローチを採用することで、高いスループット、低い遅延、そして高いセキュリティを実現した分散型台帳技術です。ゴシップ・アバウト・ゴシップと呼ばれる独自のコンセンサスアルゴリズムとハッシュグラフと呼ばれるデータ構造により、従来のDLTの課題を克服し、様々なユースケースに対応可能です。ヘデラは、今後ますます多くの企業や団体に採用され、社会に大きな変革をもたらす可能性があります。
