インターネット技術と ビットコインの立ち位置 2022/10/31 Bitcoin White Paper Day Two Dogs Taproom 原 利英 / AndGo, Inc.

株式会社ＡｎｄＧｏ代表取締役　原　利英，博士（理学） 　2010年3月　東京理科大学理工学研究科情報科学専攻博士後期課程卒業 　2010年4月 - 2015年3月　東京理科大学理工学部情報科学科助教 　2015年4月 - 2017年4月　アクテイブ株式会社 IT研究所主任研究員 　2017年4月　株式会社ＡｎｄＧｏ創業 著書：数理物理と数理情報の基礎 , 近代科学社, 2016. SNS： 専門： 電子工作 天空の城ラピュタ ドラゴンボール 東芝J3100 (白黒液晶) QBasic, Delphi Doom, Quake, Unreal 小学生 中学生・高校生 ゲノム解析手法 塾教師/がん研究会 アーチェリー github/toshihr @ToshihideHara 大学生 Genome Analysis / Drug Delivery System / Chaos / Crypto 研究職 暗号と出会う ゲノムは暗号！ ・高精度アライメント法 ・AESより速い暗号化法 ・暗号化したまま比べる技術 自己紹介

株式会社ＡｎｄＧｏ代表取締役　原　利英，博士（理学） 　2010年3月　東京理科大学理工学研究科情報科学専攻博士後期課程卒業 　2010年4月 - 2015年3月　東京理科大学理工学部情報科学科助教 　2015年4月 - 2017年4月　アクテイブ株式会社 IT研究所主任研究員 　2017年4月　株式会社ＡｎｄＧｏ創業 著書：数理物理と数理情報の基礎 , 近代科学社, 2016. SNS： 専門： 電子工作 天空の城ラピュタ ドラゴンボール 東芝J3100 (白黒液晶) QBasic, Delphi Doom, Quake, Unreal 小学生 中学生・高校生 ゲノム解析手法 塾教師/がん研究会 アーチェリー github/toshihr @ToshihideHara 大学生 Genome Analysis / Drug Delivery System / Chaos / Crypto 研究職 暗号と出会う ゲノムは暗号！ ・高精度アライメント法 ・AESより速い暗号化法 ・暗号化したまま比べる技術 自己紹介

今日の内容 ビットコイン誕生にいたる、コンピュータサイエンス史を紹介します。 コンピュータ惣明期（〜1960年） ● チューリングマシン → アルゴリズムを評価可能に ● ノイマン型コンピュータ → ソフトウェアプログラム誕生 ● シャノンの通信路符号化定理 → デジタル通信の基礎 コンピュータネットワーク（1960年〜） ● ARPANET → パケット通信ネットワーク ● TCP/IP → 圧倒的な接続性を実現しインターネットへ ● HTTP・WWW → 人類の知識のプール 現代暗号技術（1970年代後半〜） ● 公開鍵暗号 → 秘密鍵・公開鍵による暗号技術

今日の内容 ビットコイン誕生にいたる、コンピュータサイエンス史を紹介します。 コンピュータ惣明期（〜1960年） ● チューリングマシン → アルゴリズムを評価可能に ● ノイマン型コンピュータ → ソフトウェアプログラム誕生 ● シャノンの通信路符号化定理 → デジタル通信の基礎 コンピュータネットワーク（1960年〜） ● ARPANET → パケット通信ネットワーク ● TCP/IP → 圧倒的な接続性を実現しインターネットへ ● HTTP・WWW → 人類の知識のプール 現代暗号技術（1970年代後半〜） ● 公開鍵暗号 → 秘密鍵・公開鍵による暗号技術 2008年10月31日 Bitcoin White Paperを公開

コンピュータ惣明期（〜1960年） チューリングマシン 1936年 計算の基礎数理「チューリングマシン」が定式化される ● アラン・チューリングによる偉業 ● 元々はクルト・ゲーテルの不完全性定理「数学は不完全であり、世界のすべてを記述できる などということはあり得ない」を証明するために発案された ● コンピュータの仕組み・原理・基礎として計算可能性理論が前進、その結果、アルゴリズムを客観的に 議論できるようになった ● 万能チューリングマシン（ようはエミュレータ）も考察 ● ある計算のメカニズムが万能チューリングマシンと同じ計算能力を持つとき、その計算モデルはチュー リング完全という → イーサリアムEVMはこれ Alan Turing https://en.wikipedia. org/wiki/Alan_Turing チューリングマシンは、一本のテープ、そしてそれを読み取るヘッド が1つあるだけの仮想的な計算機。この計算機でできることは、 ● テープに文字を書くこと ● ヘッドを右および左に1文字分のみ移動すること ● 文字を読み取ること のみ。 「どんなチューリングマシンについても、それが停止するかを判 定できるアルゴリズム」はつくれないことを証明した。 あらかじめ任意のプログラムが停止するかを判定 するプログラムはつくれない。 スマートコントラクトでよく議論されますね。 https://katoten.com/turing-complete/

コンピュータ惣明期（〜1960年） 電気機械式装置Bonbeを使ったエニグマ暗号の解読 第二次世界大戦中、チューリン グはドイツ軍のエニグマ暗号解 読にも取り組んだ。 毎朝6時に発せられる通信は、 「天気」「ハイル・ヒトラー」 からはじまる事が分かってい る。 これを装置が復号すれば良い！ イミテーションゲーム／エニグマと天才数学者の秘密 https://www.fashion-press.net/movies/21435

コンピュータ惣明期（〜1960年） フォン・ノイマン型コンピュータ プログラムをデータと同じように扱う方式のコンピュータ。 ENIAC - ケーブルでプログラムしている https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3ATwo_women_operating_ENIAC.gif John von Neumann https://en.wikipedia.org/wiki/J ohn_von_Neumann EDVAC - プログラム内蔵方式になった https://ja.wikipedia.org/wiki/EDVAC ソフトウェアプログラムが誕生！

コンピュータ惣明期（〜1960年） シャノンの通信路符号化定理 ● 1948年に情報理論の考案者であり父であるシャノンが定式化 ● 通信路の理論上の最大情報転送速度を通信路容量として定式化した ● 熱力学の分野で使われていたエントロピーを通信の分野に導入した Claude Shannon https://en.wikipedia.org/wi ki/Claude_Shannon 情報、通信、暗号、データ圧縮、符号化など、デジタル通信技術の基礎となる 通信システム https://en.wikipedia.org/wiki/A_Mathematical_Theory_of_Communication 用語「ビット」が情報単位として導入された（binary digit）

コンピュータネットワーク（1960年〜） ARPANET 世界で初めて運用されたパケッ ト交換方式の通信ネットワーク ネットワークの大きな部分が失 われても機能し続ける アメリカ国防総省高等研究計画 局（ARPA, 後のDARPA）が資 金提供 電話回線の交換手 https://en.wikipedia.org/wiki/Switchboard_operator パケット交換方式 http://www.it-shikaku.jp/top30.php?hidari=10-01-04.php& migi=km10... “目的は新しいコンピュータ技術を利用して、核の 脅威に対する軍事的指揮と制御のニーズを満た し、米国の核兵器の存続可能な制御を達成し、 軍事戦術と管理の意思決定を改善することでし た” DARPA副局長 ステファン・Ｊ・ルカシック

コンピュータネットワーク（1960年〜） TCP/IP (インターネット・プロトコル・スイート) Local Area Network (LAN) と インターネットとが融合 物理層（有線、無線）が違って も、異なるベンダ、異なるOS の間であっても、相互に通信す ることを可能にした TCP/IPに対応したUnix系OSと 共に普及（有線、無線） TCP/IPモデル https://www.itmanage.co.jp/column/tcp-ip-protocol/

コンピュータネットワーク（1960年〜） TCP/IPは凄いスケールする 伝書鳩でだって通信できる 2001年 ノルウェーのLinuxグループが実験 約5km離れた通信先に9つのパケット（鳩）を送信した 1時間〜1時間半の間に4羽帰ってきた 損失率55% 応答時間 3k〜6k秒 RFC 1149: A Standard for the Transmission of IP Datagrams on Avian Carriers (鳥類キャリアによるIP) https://ja.wikipedia.org/wiki/鳥類キャリアによるIP 衛星コンステレーションも実現 2022年10月 SpaceX社のStarlinkが日本でも提供開始される 月額12,300円 レイテンシ 20ms 下り速度 100〜200Mbps程度

コンピュータネットワーク（1960年〜） HTTP・WWW 1989年、欧州原子核研究機構 （CERN）のティム・バーナーズ =リーによる発明 “人類の知識のプール”を志向 ハイパーテキストシステムを実現 インターネット上に散在する文書同士 を相互に参照可能にした 今ではアプリケーション、クラウドコ ンピューティング等の基盤に World Wide Web https://www.fortinet.com/blog/industry-trends/how-the-world-wide-web-has-revoluti onized-key-industries-while-creating-a-land-of-opportunity-for-hackers Tim Berners-Lee https://en.wikipedia.org/w iki/Tim_Berners-Lee

現代暗号技術（1970年代後半〜） 公開鍵暗号 暗号化と復号に別の鍵を用い、暗号化鍵は公開できる暗号方式 従来の方式で大問題であった暗号化鍵の配送問題を解決 1976年のDiffie-Hellman key exchangeが最初に提案された方式 実は、1974年にMerkleが同様の論文を提出しており、これの掲載 は1978年であった なので Diffie-Hellman-Merkle key exchange と呼称することもある Whitfield Diffie https://ja.wikipedia.org/wiki/ホイット フィールド・ディッフィー Martin Edward Hellman https://ja.wikipedia.org/wiki/ マーティン・ヘルマン Ralph Merkle https://en.wikipedia.org/wiki/R alph_Merkle Diffie-Hellman key exchange https://www.practicalnetworking.net/series/cryptography/diffie-hellman/

まとめ ビットコインの立ち位置 インターネットは、 ● コンピュータネットワーク技術 ● 暗号技術 がそれぞれ発展、融合し誕生したものであり、ウェブを岐点に一般社会に根付き、私たちのコミュニケー ションの在り方を変えた。 ビットコインは、 そんなインターネット史における２段目のブースターであり、「基本的人権としてのお金」※ を実現し、社 会におけるインセンティブ・力学を担う存在になった。 インターネットは、 人類社会の在り方へ影響力をもつ存在になった。 ※ TeaTwoさんの表現

力をもったインターネットに期待されること 人類社会の課題解決を期待される ● ガバナンスの問題 個々の集合体としての意志決定とは ● 透明性の問題 政府・警察・企業にデータをこそっと書き換えられちゃたまらない ● 基本的人権であるプライバシーの問題 トレーサビリティありすぎるのってどうなの … Web3, Web5, Trusted Web, ... ビットコインは基礎技術としてインターネットに融合、 様々な課題解決の土台となる。

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