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2018.09.07 最終更新
ゆかり

仮想通貨のスケーラビリティ問題についてやさしく解説

仮想通貨 問題

仮想通貨のニュースなどでよく目にする「スケーラビリティ問題」。わかりそうで結局何のことなのかわからないという人が多いのではないでしょうか?今回はこのスケーラビリティ問題について、初心者でもわかるように、できるだけやさしく解説したいと思います!

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ゆかりゆかり

こんにちはー!
仮想通貨やってますか?ゆかりですー(*’ω’*)

仮想通貨は全体的に元気がないようですが、こんなときこそ元気出してやっていきたいですねー!

 

さて今日は、仮想通貨でときどき話題になる「スケーラビリティ問題」についてのお話をしたいと思います。

スケーラビリティ問題は、ビットコインキャッシュ誕生のきっかけにもなった大きな問題で、今でもいろんなところで議論されています。

仮想通貨の初心者からすれば、「スケーラビリティ?何それ?」って感じですよね(。-`ω-)

説明を見ても何が書いてあるかよくわからん、って人も多いはず・・・。

今回はそんな人たちのために、専門用語をかみ砕き、スケーラビリティ問題をできるだけわかりやすく解説していきたいと思います!

仮想通貨の仕組みをおさらい

仮想通貨、問題

スケーラビリティ問題というちょっと複雑な話をする前に、仮想通貨の仕組みについて簡単におさらいしておきたいと思います。

スケーラビリティ問題を抱えるブロックチェーンとは、そして問題のブロックサイズとは何かなど、あらためて確認しておきましょう♪

仮想通貨のブロックチェーンとは

ビットコインなどの仮想通貨は、ブロックチェーンと呼ばれるシステムで管理されています。

ブロックチェーンとは、P2Pを利用した「データ管理」システムのことでしたね(*^^)

P2P(ピア・ツー・ピア)は、サーバーを通さずに個々の端末でデータのやり取りができるシステムです。現在では、LINEやSkypeなどに利用されていますね♪

サーバーを通さないので、個々の端末の故障や不正アクセスなどの影響を受けにくいのが特徴です。

仮想通貨のブロックチェーンでは、取引に関するデータを共有管理しています。

「誰が誰に何枚送金したか」をブロックチェーンに記録していくことで、誰が何枚持っているかがわかる仕組みになっています。

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AさんがBさんに10BTC送金したという記録があれば、Bさんが10BTC持っているとわかりますよね♪「Bさんが10BTC持っている」という記録がされているわけではない、というところがポイントです!

それらのデータは、数千~数万単位でひとつのブロックにまとめられて記録されることになります。

そしてそのブロックは、前後のブロックとチェーン状につながっていることが最大の特徴です(*^^)v

この仕組みにより、ブロックデータの改ざんがますます不可能になっています。つまり、ひとつのブロックを改ざんすると、その前後のブロックとの整合性がなくなることで、ブロックチェーンからはじき出されてしまうのです。

しかも、ブロックチェーンはP2Pで管理されているため、特定の管理者がいません。不特定多数の有志が管理者(マイナー)として存在するだけなので、管理のための費用は一切かかりません。

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実際はマイナーがコンピュータを動かすための電気代などがかかっているのですが、マイナーは自由参加なのでそれは気にしなくてもいいでしょう(;’∀’)

あの有名なWikipediaは、誰もが閲覧・編集できるフリーの百科事典として有名ですが、あれも実はサーバー代や管理のための人件費などがかかっています。どんなシステムでも、たいていそのような費用はかかってしまうものですが、ブロックチェーンではそれが必要ないということです。

このようにブロックチェーンには、
・故障しない
・不正が起こらない
・サーバー代などが不要

というような、これまでのシステムにはない魅力的な特徴があります。

ビットコインのブロックチェーンについて

仮想通貨、問題

ビットコインのブロックチェーンは、パブリックブロックチェーンの一種です。

つまり、世界中のどこからでも、誰でも自由に参加できるブロックチェーンだということです。

それに対し、会社内でのブロックチェーンなど、特定メンバーしか参加できないブロックチェーンのことを「プライベートブロックチェーン」などと呼ばれます。

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Zaif取引所を運営するテックビューロ株式会社が開発する「mijin」などのプラットフォームが有名ですね!

ビットコインブロックチェーンの基本情報は以下の通りです。

  • 仮想通貨単位:BTC
  • 開始年月日:2009年
  • アルゴリズム:PoW(プルーフ・オブ・ワーク)
  • 暗号方式:SHA-256
  • 発行枚数上限:2100万枚
  • 難易度調整システム:NDA(Normal Difficulty Adjustment)
  • 難易度調整の間隔:2016ブロックごと(約2週間)
  • ブロック生成時間:約10分
  • 半減期:21万ブロックごと(約4年)
  • 現在のブロック報酬:12.5BTC
  • Segwit:実装済み
  • ブロックサイズ:1MB(メガバイト)

今回スケーラビリティ問題のお話をしていくうえで大切なのは、ブロックの生成時間とブロックサイズです。

この2つが、仮想通貨における取引の処理スピードと大きく関係しています。

次からは、もう少し詳しく解説していきますね(*’ω’*)

以下の記事もわかりやすいので、よければ参考にしてみてください♪

仮想通貨の王様「ビットコイン」の問題点とは

仮想通貨、問題

ビットコインは仮想通貨の王様などと呼ばれていますが、実はいくつか問題点を抱えています。

今世界中で取引されているビットコインは、一体どのような問題を抱えているのか、ひとつずつ確認していきましょう。

ブロックサイズが小さい問題

ビットコインが抱える一番の問題は、ブロックサイズが小さいことです。

ビットコインのブロックサイズは1MB(メガバイト)で、約3,000~4,000ほどの取引を格納できるそうです。それ以上の取引が行われた場合、「未確認取引データ」として貯められていき、次のブロック生成まで待たされることになります。

次のブロックの生成と言いましたが、ビットコインは約10分に1回の間隔でブロックが生成されるシステムになっているため、必然的に10分間で約3,000~4,000ほどの取引しか処理できないことになります。

ちなみに、ビットコインからの分裂で誕生したビットコインキャッシュのブロックサイズは32MB(2018年8月現在)です。

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32MBもあれば、世界中で取引数が増えてもまだまだ余裕があるそうです(`・ω・´)また、今回のお話とは関係ないですが、ブロックに別の情報を記録すること(スマートコントラクトの実装など)もできますね♪

それに比べてビットコインの1MBというのは、年々増加する取引量に追い付かないほど小さい数字です。

特にビットコインは仮想通貨の中でも絶対的な王者として人気を集めており、時価総額は2018年8月現在で13兆円にもなっています。

日本ではまだまだ決済として利用している店舗は少ないですが、世界ではビットコインによる決済システムはどんどん出来上がりつつあります。

そんな状況で、10分間で約3,000~4,000ほどの取引しか処理できないというのは、やはり重大な問題を抱えていることになります。

今後さらに爆発的にビットコイン利用者は増えると予想されており、何かしらの対策を迫られています。

送金詰まりの問題

仮想通貨、問題

では、10分間で約3,000~4,000以上の取引が世界中で行われた場合、何が起こるかわかりますか?

先ほど触れたように、ブロックに格納されなかった取引は「未確認取引データ」として、次のブロック生成を待つことになります。

もちろんそのあいだも世界中で取引が行われているので、どんどん未確認取引データは増えていきます。

すると、いくらブロックの生成を待っても、自分の取引がブロックに格納されないという問題が発生します。

これが、いわゆる「送金詰まり問題」です。

送金詰まりがひどかった時期には、送ったはずのビットコインが届かず、確認してもどこに行ったのかわからず、「自分のビットコインがなくなった!」と右往左往する人がたくさんいました。

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ちゃんと知識があれば確認できますが、簡易ウォレット(モバイルウォレットなど)を使うだけじゃ確認できないんですよね。

ツイッターなどでは、送金から10日待っても届かないという声も上がっていたほどです。

今では送金詰まり問題はある程度解消されていますが、取引数が増えてまたいつ詰まるかわかりません。

買い物するためにビットコインで決済をして、完了するまでに10日も待たされるなんていうことは、決済通貨として問題があるとしか言いようがありません。

それだけビットコインにとって、送金詰まり問題は解決すべき重要なポイントなんです。

送金手数料高騰の問題

仮想通貨、問題

仮想通貨(ビットコイン)では、送金の際に「送金手数料」が必要になります。

これは、ブロックチェーンを管理するマイナーに対して支払う手数料のことです。

マイナーは取引データをブロックに格納すると、その取引に含まれている送金手数料が自分の報酬となります。もちろんどの取引を格納するか自由に選ぶことができるので、基本的には送金手数料が高い取引から格納してくことになります。

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送金手数料は自由に設定できるけど、高いほうが早く承認されるってことですね!(^^)!

もし、ブロックのスペースに余裕があれば、マイナーは今あるすべての取引を格納します。同じ作業をするので、ひとつでも多く取引を格納したほうがお得だからです。

特に送金詰まり問題が発生している場合、高い送金手数料の取引を優先的に格納していきます。つまり、送金手数料が低く設定された取引データは、いつまで経っても送金が完了しないということになってしまいます。

そこで利用者は、ほかの人より送金手数料を高く設定し、自分の取引を早く完了させようとします。

それが世界全体で起こると、送金詰まり問題が発生しているあいだ、送金手数料はどんどん高くなっていくことになります。これが、送金手数料高騰の問題です。

ひどいときは、1回送金するのに2,000~4,000円もの手数料が必要になっていたそうです。

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1回の決済で2,000円も3,000円も手数料取られていたら、ちょっと話になりませんよね(;´・ω・)

ちなみに、仮想通貨はデータで管理されているので、送金する金額によって送料などは変わりません。(1BTCも100BTCもデータの量はそれほど変わらないということです。)

つまり、100円分送金するときでも100万円分送金するときでも、同じだけ送金手数料が必要になります。

100万円分の送金で送料が3,000円かかったとしても、納得できるかもしれません。しかし、100円の送金で送料が3,000円かかってしまうと考えると、何が問題なのかわかりやすいのではないでしょうか。

このような少額決済のことを「マイクロペイメント」と言います。これにより、音楽や動画データの秒単位での決済、タクシーの1m単位での決済、書籍のページ単位売りや小冊子のネット販売などができるようになります。

ビットコインキャッシュでは、送金手数料1円以下を実現できているため、マイクロペイメントが可能となっています。

ビットコインでは送金詰まり問題がだいぶ改善されたとは言え、まだまだマイクロペイメントの実用は難しいようです。

仮想通貨のスケーラビリティ問題

仮想通貨、問題

さて、ここまでいくつかビットコインが抱える問題についてお話をしてきましたが、これらはすべてひとつの問題に収束します。

どういうことかというと、これらすべての問題は、ブロックサイズ問題から始まっているということです。

仮想通貨のブロックチェーンはプログラムで構成されているので、ブロックサイズを大きくすることもやろうと思えばできます。

しかし、ブロックサイズを大きくすることで、さらに別の問題が発生する恐れもあります。

また、最初の「仮想通貨のブロックチェーンとは」でお話したように、ビットコインには特定の管理者が存在しません。つまり、誰もビットコインをアップデートする権利を持っていないのです。

このように「ブロックを拡大したくてもできない」という問題のことを、スケーラビリティ問題と言います。

スケーラビリティは、日本語では拡張性と訳されます。簡単に言うと、ビットコインには拡張性がないということですね!

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でもなぜ簡単にアップデートできないのか、不思議ですよね?

もう誰かが無理やりアップデートしたらいいのに!とそう思っていた時期が私にもありました・・・(;´・ω・)

スケーラビリティ問題は、そう簡単に解決できる問題ではなく、いろんなところで複雑に絡み合うやっかいな問題だったのです。

ビットコインのスケーラビリティ問題の解決方法

仮想通貨、問題

そんなやっかいなスケーラビリティ問題ですが、もちろん解決方法も存在します。

ひとつはSegwitと呼ばれるシステムを導入すること、もうひとつはブロックサイズを拡大しちゃうことです。

それぞれどのように解決されるのか、詳しく見ていきましょう。

Segwitの導入で問題解決する方法

ビットコインの開発者たちが提案した方法のひとつが、ビットコインのブロックチェーンにSegwit(セグウィット)を導入することでした。

Segwit(Segregated Witness)とは、取引データの一部(署名領域 / Witness)を切り離す(Segregated)ことで、たくさんの取引データを格納できるようにするシステムのことです。

仮想通貨の取引データには、実は取引に関する情報だけではなく、IDや署名など、いろいろな情報が含まれています。

その中で署名データを分離することで、取引データ自体をきゅっと縮小しちゃおうという作戦です。

Segwitを導入することで、これまでの約1.7倍もの取引データをブロックに格納できるそうです。

ブロックサイズで考えると、1.7MBまで拡大されたのと同じ効果があるということです。

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すべての取引データがSegwit対応になっていれば、理論上は4MBほどになるようですね(´ω`)

ただ実際には、すべての人がSegwitに対応させて取引をするのは難しいので、だいたい1.7MBぐらいになるだろうと言われています。

Segwitの理論上のブロックサイズは、Segwitの採用率によっても変わってくるので、そんなに信用できる数字ではないことを知っておきましょう。

ただSegwitを実装することにより、実際にブロックサイズを拡大するためのアップデートを実施しなくても、より多くの取引を処理できるようになるのは間違いありません。

ブロックサイズの拡大で問題解決する方法

Segwitの実施という解決方法に対して、ビットコインのマイナーたちはブロックサイズの拡大を支持しました。

ブロックサイズの拡大は、Segwitと違いブロックチェーンのシステムを根本からアップデートする必要があります

アップデートが実施されれば、ブロックサイズを格段に大きくすることができるので、Segwitとは比較にならないほど取引処理能力が高くなります。

たとえば、単純にブロックサイズを2MBに拡大すれば、これまでの2倍の取引データを格納できることになります。8MBにすれば8倍ということなので、送金詰まりが発生しにくくなることは明確です。

送金詰まり問題が解決すれば手数料の高騰も防げますし、スケーラビリティ問題全般を解決できるということです。

また、ブロックサイズの拡大に成功すれば、今後世界中で行われる取引がどんどん増加したとしても、またブロックサイズを拡大すれば対応できるという良い例になります。

スケーラビリティ問題による対立

仮想通貨、問題

どちらも悪くない解決策に見えますが、良い点ばかりではなく、それぞれにデメリットや問題点などが存在します。

そのため、ビットコイン開発者とマイナー派で、スケーラビリティ問題の解決策をめぐり対立が起こってしまいました。

開発者はSegwit、マイナー派はブロックサイズの拡大を支持し、長い間論争は続いていくことになります。

では、お互いにどのような主張をしていたのか、それぞれの解決策にはどのような問題点があったのか見ていきましょう。

Segwit導入の問題点

Segwitの導入は、ブロックチェーンの根本的なアップデートを必要しないことがメリットですが、アップデートは必要です。

アップデートでSegwitを導入すると、利用者のウォレットもSegwitに対応させなければいけなくなってしまいます。(未対応でも取引はできますが、その場合ブロックサイズの圧縮にはなりません。)

つまり、Segwitに対応させるためのウォレットの開発やアップデートが必要になるということです。

さらに、Segwitを導入することで内部のプログラムが複雑になるそうです。Segwitを実装したあとにSegwitを外すことはできなくなり、今後アップデートでブロックサイズの拡大を行うことが難しくなるそうです。

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今後取引数がさらに増えてしまうと、今度こそ対応が難しくなるということです(。-`ω-)

また、一部のマイナーが利用していたマイニング専用機器が使えなくなるという懸念点もありました。

特に中国の大手マイニングプールでは大規模なマイニングが行われており、Segwitを導入することで甚大な被害が出る可能性もありました。

主にこのマイニング機器の問題で、マイナー派はSegwitの導入に反対していたと考えられます。

それが原因で、ビットコインコミュニティの分裂につながるということも問題点のひとつです。特にマイナー派と対立ということになれば、ビットコイン自体が分裂してしまう可能性が非常に高かったのです。

ブロックサイズ拡大の問題点

仮想通貨、問題

それに対し、ブロックサイズを拡大することにも問題点はあります。

まずブロックサイズ(取引データ格納の上限容量)は、ブロックチェーンのシステム上きっちり定められており、これを変更するには根本的なアップデートが必要になります。

根本的なアップデートをするということは、アップデート後のシステムは、アップデート前のシステムとは互換性がなくなります。わかりやすくいうと、まったく別物のシステムになってしまうということです。

そのためブロックチェーンのセキュリティに、トラブルが発生する可能性が生じることになります。もちろん発生しない可能性もありますが、違うシステムになることで実際にどうなるか誰にもわからないのです。

ビットコインは仮想通貨界では唯一無二の存在なので、ほかの通貨で試してみることもできません。

そして、システムが異なるということは、マイナーがマイニングをするためのプログラムも変更しないといけないということです。

すべてのマイナーがアップデート後のシステムに移行してくれれば問題ありませんが、アップデート前のシステムを使い続けるマイナーが多数いた場合、ビットコインは分裂してしまうことになります。

ゆかりゆかり

最終的に、この分裂によってビットコインキャッシュが誕生します(´ω`)

さらに、ブロックサイズが巨大化することで、それを扱うコンピュータの負担も増えてしまいます。

資金のある大企業などは、それに合わせてハイスペックな機器を用意できるかもしれません。しかし個人でマイニングを行っている場合、資金の問題で機器を用意できない人が多くなることが予想されます。

するとマイニングの力(ハッシュレート)が、一部の大企業などに集中してしまうことにつながります。ハッシュレートが集中することで、そこが攻撃対象として狙われる危険性が増します。

それだけでなく、ハッシュレートを集めた企業自体がブロックチェーンに対して攻撃をする可能性も考えられます。

実際にはそのようなことが起こる可能性は低いですが、「起こる可能性がある」ということだけで、ビットコインの「資産」としての価値は大きく下がることになるでしょう。

ビットコインキャッシュの誕生で問題は終焉

仮想通貨、問題

この対立は、最終的にビットコインのSegwit導入、そしてブロックサイズ拡大によるビットコインキャッシュ誕生という結果を残すことになりました。

対立当時の妥協案として、ビットコインにSegwitを導入し、さらにブロックサイズを2MBに引き上げる「Segwit2X」が提案されました。

しかし結果的にSegwit2Xが実施されることはなく、中国のマイニングプール(ViaBTC社)が半ば無理やりブロックサイズ拡大のアップデートを行ってしまったのです。

ゆかりゆかり

このようなシステムの根本を変更するアップデートのことを、ハードフォークと呼びます(*’ω’*)

ハードフォークが行われたことで、コミュニティは完全に分裂。2017年8月1日、ビットコインから新たな通貨としてビットコインキャッシュが誕生しました。

ビットコインやビットコインキャッシュのハードフォークについては、以下の記事でも詳しく紹介しています!

ビットコインキャッシュは当時ブロックサイズを8MBとしていましたので、スケーラビリティ問題は完全に解決できたと言ってもいいでしょう。

残されたビットコインはSegwitを導入し、完全解決とまではいきませんが、問題は緩和しているようです。

また、Segwitを導入したことで、ライトニングネットワークと呼ばれる新たな技術を利用できる可能性が発生しました。現在はまだ開発中ですが、これが実現可能になると、取引の高速化や手数料の低下によるマイクロペイメントが実現できます。

ライトニングネットワークについては、以下の記事で詳しく解説しています。

スケーラビリティ問題はビットコイン特有の問題ではない

スケーラビリティ問題は、理論的にはどの通貨でも起こり得る問題です。たとえばイーサリアムのDappsゲームであるCryptoKittiesが人気を博した際は、その人気ゆえにイーサリアムネットワーク上のトランザクションが激増し、送金手数料のGasが高騰する事態を引き起こしています。

また最近だと、Fcoin系列の仮想通貨取引所が実施した仮想通貨の選挙に、イーサリアムのネットワークを使用したことから同じような結果となっています。

イーサリアムの開発陣もこの問題について、PlasmaやRaidenネットワーク、Shardingといった技術を開発することで対処しようとしています。

このように、スケーラビリティ問題は仮想通貨に共通して抱えている問題であり、今後仮想通貨が普及していくうえで、乗り越えていかなければならないものです。

逆に、スケーラビリティ問題を独自の技術で解決し、高速で安い送金が大きな特徴の仮想通貨もあります。代表的なもので言うとリップルですね。
ビットコインの思想とは違った方法なので、単純に比べることはできませんが今後注目しておくべき仮想通貨です。


ビットコインコミュニティの対立やスケーラビリティ問題に興味がある人は、ビットコインキャッシュ誕生についての以下の記事も参考にしてみてください♪


それでは今回も、最後まで読んでいただきありがとうございましたー!

最終更新日:2018年09月07日

【この記事を書いた女子会メンバー】

ゆかり
就活の到来から全力逃亡中。H〇NTER×HUNT〇Rのヒソカ好きな仮想通貨女子です。夢のハイパーニート生活のために全力で仮想通貨を勉強してます!
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