ブロックチェーン基盤比較_向き不向きの観点でユースケースを考える.pdf

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2 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. LayerXのミッションすべての経済活動を、デジタル化する。ブロックチェーン技術をもとに、「新たな経済基盤」をつくりだす。それは、信用や評価のあり方を変え、業務や生産をはじめとした経済活動の摩擦を解消し、この国の課題である生産性向上を実現する。私たちは、そう信じて行動し続けます。ブロックチェーンが実装された社会、そこには、これまでの延⻑にはないまったく新しい可能性が広がっている。 LayerXは、デジタル社会への発展を後押しすることで、経済史に新たな1ページを刻んでいきます。

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3 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. 三津澤サルバドール将司 Masashi Salvador Mitsuzawa @MasashiSalvador Lead Engineer @ LayerX 発表者プロフィール ● 金融中心に複数のプロジェクトの技術リード ● LayerXには創業当初からジョイン ● 好きな言語 Go, TypeScript, Haskell ● 最近鬼滅の刃の壮絶なネタバレを喰らいました

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6 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. テーマ：チェーン選定 BC基盤選択 …. なかなかに難しい ● 「Cordaは金融資産用のライブラリが標準で存在して...」 ● 「EthereumベースだとERC20等の標準規格が使えて...、Fabricは標準トークンはないらしい」 ● 「秘密鍵の管理法とか違いあるのか？」 ● 「エンドユーザもノードを持たないといけないのか？」 ● 「Solidityは結構癖が強いから開発生産性が....」 ○ 「EVMつらいってツイッターに書いてあるぞ」 ○ 「Fabricの環境構築が大変だってツイッターに書いてあるぞ」 ○ 「そんなことはない」 ● 「あああああああああああ！！！！」

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7 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. BC基盤比較をする際に気をつけるべきこと ● 各BC基盤のbuilt-inの本質的な差異を客観的に整理する差異がユースケース・ビジネス要件に影響するかを検討する BC比較基準に求められるもの ● 理論的な整理に基づき客観的な分類・整理を行い比較 ● 向き・不向きの評価の理由を解説 ● 極力 ‘フェア’ に意味のある比較軸を検討客観性設計パターンの提示 ● 実際のBC基盤選択者の検討に資するよう、設計上・実装上の制約と設計パターンを明確化運用の観点 ● 最大瞬間風速での比較ではなく、中長期目線での比較へ ● BC基盤の長期的運用を見据え、BC基盤上で自然に実装しやすいユースケースについて検討 ● 運用に必要なエコシステムについても検討

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8 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. LayerXのBC基盤比較：4つの評価軸 + α ● アプリケーション実装に際し、向き・不向きの検討 ● コンソーシアム組成の際、参加者の技術的・ビジネス的負荷の検討基本機能・基本設計 ● 何をどう隠すことができるのかの整理 ● セキュリティの観点（可用性・真正性）でプライバシー機能を評価 ● プライバシー機能の設定の柔軟性の評価プライバシー ● 他のBCサービスと接続する際の設計・実装パターンの類型化 ● 各BC基盤との接続の難易度・留意点などの差異を明確化 interoperability ● 先行研究を参考にBC基盤に求められるパフォーマンス指標を整理 ● 特殊な条件下での最大瞬間風速ではなく、特定のユースケースのパフォーマンスを計測・比較パフォーマンス ● ガバナンス・開発者の数・開発容易性の評価 ● ライブラリ・関連ソフトウェア・クラウド対応状況を評価 ● R&Dプロジェクトの数やプラグイン実装の容易性などを評価エコシステム（環境・柔軟性・拡張性）

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10 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. LayerXのBC比較で取り扱うブロックチェーン ● JP Morganが開発するEthereumベースのブロックチェーン基盤 ● Ethereumの基本機能に、プライバシー保護技術が付加 ● JPM Coin, Project Ubin, Project Khokha等 ● R3の開発するブロックチェーン基盤 ● 取引当事者間でのみtxを共有することによるプライバシー担保 ● ネットワーク構築・ワークフロー作成用の豊富なソフトウェア群 ● Marco Polo, HSBC, Project Jasper等 ● Linux FoundationのHyperledger Projectの1つ、IBMが主に開発を主導 ● built-inのプライバシー保護技術・アプリケーション単位の柔軟な承認ルールの設定 ● IBM Food Trust等多数 ● Amazon QLDB … 単一主体内のデータのトレーサビリティ担保のための台帳データベース ● Hyperledger BESU … Ethereumベースのプライバシー保護技術が組み込まれた基盤・豊富なネットワーク管理・構築ソフトウェア群 ● substrateもエンタープライズユースケース向けパッケージが存在

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12 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. 各ブロックチェーンで共有されてるデータとは？ ● 宛先アドレス ● 送信者の署名 ● 実行する関数名+引数 or バイトコード ● ナンス、ガス等 ● inputのUTXOsとoutputのUTXOs ● txHashへのtx関係者の署名 + Notaryの署名 ● 検証ルール・必要な署名 ● txのtime-window ● RWSet (tx前のstate, tx後のstate) ○ keyのバージョン ● 実行する関数・引数 ● endorserの証明書・署名

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13 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. コンセンサス・トランザクションフロー ● txを取引当事者で署名しNotaryへ ● Notaryが署名するとfinalize ● initiatorが起点となってtxを中継 ● blockという単位はなくtx単位で処理 ● 普通のノードは全データを持たない ● propose -> ordering -> validate & commit ● Ordererがtxを順序付け ● Ordererがblockをbroadcast（finalize?) ● 各ノードは全tx/blockを保持 ● pre-prepared -> prepared -> commit ● validatorはtxの状態遷移を検証 ● tx / ブロックは全ノードにbroadcast ● 2N/3以上の署名でfinalize

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14 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. ビジネスロジックの実装方法・考慮点スマートコントラクトオフチェーンのロジック ● 開発言語 ● データ設計（アセット管理の単位等） ● 標準データ形式の有無 ● セキュリティ上の考慮点の有無（re-entrancy等） ● 台帳上のデータをどの程度利用できるか ● SDKの対応言語・使いやすさ（tx作成・イベント監視） ● 署名収集等のワークフローが作りやすいか ● 台帳のクエリ性能 ● 台帳外のindexが作りやすいか

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15 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. 特定のキーに頻繁な書き込みデータ設計に要工夫得意なユースケース・不得意なユースケース得意不得意特定のキーに頻繁な書き込みマルチシグ（Workflow作成が容易）台帳へのクエリ標準規格(ERC20, ERC721) の承認・移転グローバルな値を見る必要がある場合 assetの全移転に署名するノード必要台帳へのクエリ複雑なデータ構造(EVMの限界）柔軟なキー設計台帳へのクエリ柔軟な検証ルール設定 chaincodeA :2 of 4 chaincodeB: A + 1 of 3

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16 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. 運用を見据えて：アップデート・アセット管理 etc ● スマートコントラクトは工夫をしない限りアップデートできない ● EVMに引きづられる形でaddressにアセットが紐づく設計になりやすい ● コントラクトはアップデート可能 ● キー設計の自由度は高い（アセットをどのキーに紐付けるかの自由度高い） ● プラグインによる検証ルールの追加(Endorsement plugin) ● Contract（検証ルール）・Flow（ワークフロービルダー）共にアップデート・配布可能 ● NotaryのFlowに対して検証ルールを付加することも柔軟に可能 ● アセットは公開鍵に紐づく設計になりやすい

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18 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. 実ユースケースではデータを共有したいが全てを見せたくないという要件は必ず存在する ● 商流データから算出したスコアは公開していいけど、生の商流データは見られたくない ● リアルタイムで証券の注文の情報が公開されるのは困る ● 取引している証券の銘柄が公開されるのは困る、残高も隠したいユースケース例各チェーンのPET Private Data Private State Non validating Notary ● 同じカテゴリの技術 ● 共有先を限定 ○ コンセンサスノードもTxを全て検証するわけではない ○ グループ外のユーザはTxを検証しない ● グループ内のユーザは全員honestである前提 ○ accountabilityなしに情報を漏洩できる BC基盤比較：各チェーンのプライバシー保護技術 Private Ledger(PL)

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19 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. プライバシー比較軸 BC基盤比較：プライバシー秘匿したい対象 ● txの存在・txのタイムスタンプ・txの状態遷移内容... etc ● 誰から見られないか（コンセンサスノード・取引当事者以外） ● 一見秘匿できていても、ヒューリスティクスで推測可能かも検討 ● PLが壊れることがあるか、どの場合に壊れるかを検討 ● 壊れる = validity, safety, liveness, data availabilityが破綻する ● 壊れた場合に原因が分かるか(accountabilityがあるか）を検討 ● 「攻撃が存在する」という意味でセキュリティは同一 ● Quorum, HLF 対 Cordaで存在 ● PLのユーザ設定の柔軟性に関して検討 ● 追加・削除の柔軟性 ● コントローラビリティ ○ 見せる範囲をコントロールできるか ○ Cordaは遡及的検証があるので... セキュリティ設定の柔軟性 >（越えられない壁）> になるので助っ人を..

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22 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. プライバシー比較結果 ● CordaはPrivacyは優秀だが、Public stateは持ちづらい ● HLFはトントンでEndorsement Policyによってはpublic, private 両方のstateを触れる ● Quorumは..... となるので BESUを使うと良さそう ○ Quorum頑張ってくれ... プライバシー比較結果より詳しくは... 背景のロジック、理論的な詳しい整理解説はレポートに！

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23 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. ブロックチェーン基盤比較：interoperability 色々なBC基盤上のサービスが発展中で、相互に接続してTxを発行するニーズは高まっている ● 商流データの載るチェーンと商流データを元にファイナンスが実行されるチェーンが別 ● 証券決済を行なうチェーンと資金決済を行なうチェーンをつなぐ ● データ共有PFを実装するにあたり、他から相乗りしやすい基盤を探したい・ユースケース例各チェーンにおける手法の向き・不向き ● 伝達手法によっては相手型チェーンが特定のノードが何をすべきか決まる ● 自サービスのチェーンの情報を伝達する際に、考慮しなければ行けない点が決まる

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24 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. ブロックチェーン基盤比較：チェーンのつなぎ方一般の話チェーン間接続法 2020.05.14 - Introduction to Cordage v0.2 (日本語) @ blockchain.tokyo Online by @shuntak に詳しく整理されてます　 https://docs.google.com/presentation/d/1pTf-jmhg6mCeNAXH2p-eCxXdZtiRYAIFK70ZZB-_slc/edit#slide=id.p10 今後リリースするinteroperabilityレポートでも詳しく解説します。 TTP Relay HTLC Trustless（汎用） Trust Pointあり（汎用） Trustless（特化）

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25 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. BC基盤比較：interoperabilityの軸で interoperability比較観点 ● チェーンの接続方法をRelay・TTP・HTLCに類型化 ● 各接続方法のセキュリティの仮定を含む性質を明確化チェーン間接続方法 ● 各手法（Relay・TTP・HTLC）ごとに自サービス上の誰が何の役割をするべきかを明確化 ● 接続先チェーンに求められる要件の明確化各チェーンでの設計パターン ● 各手法の各チェーンにおける実装難易度を総合的に検討 ○ 十分なライブラリがあるかないか ○ 署名アルゴリズム・ブロックデータのパーサ等...etc 実装難易度等チェーン間接続法は相対的に優秀は実装上の工夫が必要 (VN) (NN)

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27 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. interoperability: LayerX’s solution blockchain.tokyo Onlineの発表資料: Introduction to Cordage by @shuntak GitHub https://github.com/LayerXcom/cordage Gitter chat https://gitter.im/LayerXcom/Cordage

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29 CONFIDENTIAL : © 2019 LayerX Inc. BC基盤比較チームの取り組み：パフォーマンスパフォーマンス比較観点パフォーマンス指標の明確化パフォーマンス計測ツールの比較 ● スループットに限らない指標: Latency(e2e), Network Latency等を整理 ● 各基盤ごとにどこで計測するのがフェアな計測値かを検討 ● Blockbench (NUS), Hyperledger Caliper含むツールの検討 ● 指標を正確に計測できていないツールに関してはカスタマイズ先行研究最大瞬間風速計測ツール・手法 ● Blockbenchはベンチマーク用のワークロードのパターンを整理 ● Hyperledger CaliperのPSWGのペーパーに計測値の定義が整理 6300 tps? 617 tps 2100 tps 2700 tps Thakkar et al. Baila et al. R3 blog etc.