DAGとは次世代のブロックチェーン!?仮想通貨IOTA(アイオータ)に実装される新技術の仕組みを分かりやすく解説。

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「DAG」という技術を聞いたことがありますか?

この「DAG」という技術は、現在のブロックチェーンの仕組みを覆す、次世代のブロックチェーン技術として注目を集めています。

既に時価総額9位(2017年10月3日現在)にランキングされている「IOTA(アイオータ)」にも実装されているんですね。

「技術的な話になると頭がフリーズする…」という方にも直感的に分かりやすく「DAG」という新技術について、解説していきたいと思います!


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次世代のブロックチェーンとも言われるDAGとはどのような仕組み?

始めに「DAG(ダグ)」とは何か説明していきますね。

いきなり根底を覆すようなことを言いますが、元々「DAG」と言う言葉は、技術を表す言葉ではありません。

DAGとは、有向非巡回グラフというグラフを表す言葉で、「Directed Acyclic Graph」の略称になります。

「Directed Acyclic Graph」を直訳すると「方向が定められた(Directed)直線で環が一つもない(Acyclic)」「グラフ(Graph)」となります。

図1を見てもらうと分かる通り、DAGは、ある頂点「〇」と頂点を繋ぐ「→」で構成されています。

そして、何処の頂点「〇」から出発して「→」を辿っても、元の頂点「〇」には戻りません。

例えば、⑦から出発して⑪の方に進んだとしても「⑦→⑪→②」「⑦→⑪→⑩」「⑦→⑪→⑨」と⑦に戻ることはありません。

また、③から出発しても同様で「③→⑩」「③→⑧→⑨」と③に戻ることはありません。

このような、一方通行で、巡回しないグラフのことをDAG(有向非巡回グラフ)と言います。

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ここまでは、グラフの「DAG」についての説明でしたが、ここからは暗号通貨の「DAG」技術についての説明をしていきますね。

暗号通貨で使用される技術の「DAG」も、このグラフの特性を生かしているため、同じように「DAG(ダグ)」と呼ばれています。

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上図でも説明していますが、今までのブロックチェーンは、取引情報をブロックにまとめて、基本、ブロック1つに対して、繋がるブロックは1つで一本のチェーンになっています。
※ブロックチェーンにも通貨によって特性が異なりますが、ここでのブロックチェーンは、ビットコイン(bitcoin)のブロックチェーンのことを指すこととします。

参考:【図解】ブロックチェーンとは何かをわかりやすく解説。株式市場でも関連銘柄(本命)は大注目!

一方、「DAG」は、ブロックを形成せず、取引情報をひとつずつ処理していき、取引情報1つに対して、複数の取引情報がぶら下がる形になります。

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また、ブロックチェーンでは、取引情報のブロックをマイナーと呼ばれる担当者(PC)が承認し、未発行分の暗号通貨から一部を報酬としてを貰います。

参考:ビットコイン(bitcoin)のマイニングとは何か?意味と仕組みを図解で分かりやすく解説!

一方、DAGは、マイナーという特別な担当者がいるわけではなく、取引をおこなった人(PC)が過去に行われた「見ず知らずの誰かが行った未承認の取引」を承認していきます。

そのため、取引を実際に行っている人が承認を行うので、報酬を与えなくても承認作業が行われます。
※DAGの理論では、基本的に「発掘」は行わないため、暗号通貨を作った際に、想定している全ての数量を発行しつくします。

もはや「DAG」は、ブロックも一連のチェーンも存在しないので「次世代のブロックチェーン」というよりも「ブロックチェーンを越えた新技術」と言うほうが正しいのかもしれません…

新技術「DAG」のセキュリティを分かりやすく解説

新しい技術が出た際に、いつも話題にあがるのが、セキュリティについてですね。

ブロックチェーンでは、プルーフオブワークという仕組みを全世界のマイナーで行うことによって、改ざんの防止を行っていました。

プルーフオブワークについては、先ほど紹介した「ビットコイン(bitcoin)のマイニングとは何か?意味と仕組みを図解で分かりやすく解説!」の記事を参考にしてくださいね。

DAGの場合は全世界のマイナーが承認を行うのではなく、次に取引を行った人(PC)が承認を行っていきます。
※DAGの仕組みを採用している暗号通貨の中には、プルーフオブワークの仕組みを併用している通貨もあります。

しかし、ここで1つの疑問が浮かびかがります。

もし、AさんとBさんが手を組んでいて、Aさんが取引の改ざんを行ったあと、すぐにBさんが取引を行い承認してしまうと改ざんされた取引が成立してしまうのではないかと…

このようなことを防止するために、「DAG」では取引を行った人は、過去に行われた未承認の取引情報を複数 承認しなければならないルールになっており、ある一定量のルートからの承認を得た場合にのみ、初めて「承認済み」と判定され取引が成立する仕組みになっています。

少し難しいので、順番に説明していきますね。

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「A」「B」「C」「D」という過去発生した未承認の取引情報があり、「E」「F」「G」という新しく発生した取引情報があったとします。
※今回は、分かりやすく「いま発生した取引からの全てのルート」から承認を得た場合を「承認済み」のルールとします。

「E」は、前に発生した未承認の取引情報「A」と「B」を

「F」は、前に発生した未承認の取引情報「B」と「D」を

「G」は、前に発生した未承認の取引情報「C」と「D」を

承認したとします。

この状態で「いま発生した取引からの全てのルート」は、「E」「F」「G」のルートです。

「A」は、「F」「G」のルートの承認を受けていませんし、「B」は「G」のルートの承認を受けていませんので、まだ「承認済み」にはなりません。

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次に「H」「I」「J」という新規取引が発生しました。

この状態での条件「いま発生した取引からの全てのルート」は、「H」「I」「J」のルートになります。

そうすると「B」は、取引「E」ルートで「H」と「I」、取引「F」ルートで「H」「J」のルートで承認が貰え、「H」「I」「J」の全てからのルートで承認が貰えたことになるため、「承認済み」になります。

「D」についても同じで、「H」「I」「J」の全てからのルートで承認が貰えたことになるため、「承認済み」になります。

因みに、「C」については、「I」「J」からのルートの承認はあるものの「H」からの承認ルートがないため、未だ未承認のままです。

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さらに「K」「L」「M」という新規取引が発生しました。

これにより、「K」「L」「M」からの全てのルートからの承認を「A」「B」「C」「D」は貰えましたので、全てが承認済みになることができ、取引が成立したことになります。

今回の説明では、現在発生している取引からの全てのルートから承認を得た場合に「承認済み」としましたが、実際は承認される度に「重みづけ」をしていき、ある一定値を超えた場合に承認済みとなります。
※この一定値の基準は、暗号通貨毎の設定によって異なります。

また、取引が改ざんされた場合は、次の処理から承認がおりませんので、DAG上の取引情報の一部がいつまで経っても承認がされないという状態となり、すぐに発見できるようになっています。

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例えば、先ほどの例で「G」が改ざんされた場合、「I」「J」は承認を行いません。

「I」「J」が承認を行わないため、「I」「J」を承認しようとする「K」「L」「M」も承認をおこないません。

このように、「G」の後に続く取引が滞るため、すぐに「G」の取引が怪しい…と突きとめられるようになっています。


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実装される仮想通貨IOTA(アイオータ)のメリットとデメリット

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DAGの理論が使われている暗号通貨は「Byteball」「Aidos Kuneen」「DagCoin」など複数ありますが、一番メジャーなものが「IOTA」です。

IOTAは、2016年7月にスタートした少額決済を目的とした暗号通貨です。

最近、企業などでも一般的になってきた「IoT」に最適化された暗号通貨と言ってもよいでしょう。

DAGを使うことによって、IOTAは、ビットコインなどよりも以下のようなメリットがあります。

  • スケーラビリティがある
  • 承認時間が短い

1つ目のスケーラビリティについてですが、ビットコインは「取引者」と「承認者」が分かれています。

そのため、取引者が増えても承認者が増えない限り、承認する負荷はどんどん高くなる一方です。

これは、今ビットコインが一番問題となっていることですね!

一方、DAGを使用するIOTAは「取引者」と「承認者」が同じなので、取引者が増えると自動的に承認者が増えていきます。

そのため、スケールが大きくなっても承認する負荷が高くなることはありません。

2つ目の承認時間が短いということについてですが、ビットコインは、ある一定の取引情報をまとめてブロックにして処理するため、取引が発生してから約10分ほどのタイムロスが起こります。

その点、IOTAは、ブロックにまとめず取引情報単位で処理を行うため、すぐに承認作業に取り掛かることができ、ビットコインのようなブロックにするためのタイムロスが発生しません。

そのため、ビットコインよりも承認時間が短くなります。

ただし、課題も残っています。

DAGは、まだビットコインなどの旧来のブロックチェーン技術に比べ、歴史が浅いということです。

歴史が浅いため「まだ発覚していない問題がたくさんあるのではないか」という懸念は拭いきれません。

IOTAは、このような想定していない課題や問題が発生した際、すぐに対応できるように、暗号通貨の特徴である分散管理の一部を中央集権的な仕組みで稼働させているとのことです。

しかし、実績を積み上げた時には、本当にブロックチェーンに変わる「メインの新しい技術」として「DAG」が認められ始めるかもしれませんね。


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