経過時間の証明（PoET）：より効率的で持続可能なブロックチェーンの合意メカニズム

ブロックチェーン・テクノロジーは、セキュリティ、透明性、効率性を向上させ、取引の認識と処理方法に革命をもたらした。ブロックチェーン・ネットワークの成功に貢献している主な要因のひとつは、次のようなものだ。コンセンサス・メカニズム .

近年、有望なコンセンサス・アルゴリズムとして注目されているのが、以下のものだ。経過時間の証明 (詩人 ).

PoETは、トランザクション検証の高速化、エネルギー消費の削減、スケーラビリティの向上を実現する独自のアプローチを採用している。

このブログセクションでは、効率的なコンセンサスのためにPoETを採用しているトップブロックチェーンについて掘り下げ、その特徴、利点、様々な産業への潜在的な影響を探っていく。

経過時間証明（PoET）とは？

経過時間の証明（PoET） は、従来のコンセンサス・アルゴリズムに代わるものとしてインテルが開発したコンセンサス・アルゴリズムである。プルーフ・オブ・ワーク・アルゴリズム ビットコインのポウ .PoETでは、複雑な数学的パズルを解く代わりに、ネットワークの参加者はランダムな待ち時間に基づいて採掘権を割り当てられる。

このアプローチによって公平性が確保され、トランザクションの検証やブロックチェーンへの新しいブロックの追加に関して、特定の参加者が他の参加者よりも優位に立つことを防ぐことができる。

このランダムな待ち時間を実装することで、PoETは効率的なコンセンサスを達成すると同時に、エネルギー消費を最小限に抑え、高いレベルのセキュリティを維持することを目指している。

この革新的なアルゴリズムは、他のブロックチェーンのコンセンサス・メカニズムが直面する主要な課題のいくつかに対処できることから人気を集めている。

PoETはどのように機能するのか？

PoETはProof of Elapsed Timeの略で、いくつかのトップブロックチェーンの間で人気を博しているコンセンサス・アルゴリズムである。

その動作方法は、ランダムな待機時間を経て次のブロック作成者を選ぶというものだ。

つまり、ネットワーク内のすべての参加者が、次のブロックを作るために選ばれる確率が等しいということだ。

ランダムな待機時間を使用することで、単一の参加者がブロック作成プロセスを独占できないようにし、公平で包括的なブロックチェーンエコシステムを促進します。

この非中央集権的なアプローチが、PoETをブロックチェーンのコンセンサスメカニズムとして信頼性が高く効率的なものにしている要因のひとつである。

ここでは、経過時間の証明がどのように機能するのか、ステップごとに詳しく説明する：

1. ネットワーク内の各ノードは、インテル SGX に待ち時間を要求する。 インテル SGX は、インテル・プロセッサーがセキュアなエンクレーブを作成できるようにする、信頼されたハードウェア・コンポーネントです。これらのエンクレーブは、機密データやコードが不正なプログラムからアクセスされないように保護するために使用することができます。
2. SGXは各ノードに対してランダムな待ち時間を生成します。 この待ち時間は、0から所定の最大値までの範囲の正の整数である。
3. ノードは待機時間からカウントダウンを始める。 最も待ち時間の短いノードが次のブロックの作成に選ばれる。
4. 選ばれたノードは新しいブロックを作成し、ブロックチェーンに追加する。 新しいブロックには、新しい取引データと前のブロックに関する情報が含まれる。
5. ネットワーク内の他のノードは新しいブロックを検証し、自分のブロックチェーンに追加する。

2つ以上のノードが同じ最短待ち時間を持つ場合、どのノードが次のブロックを作成するかを決定するために、同点解消メカニズムが使用される。

一般的なタイブレークのメカニズムは、ノードの公開鍵を使うことである。

以下は、経過時間の証明がどのように機能するかの例である：

PoETネットワークに5つのノードがあるとします。各ノードはインテル SGX に待ち時間を要求します。SGXは以下の待ち時間を返します：

• ノード1：100
• ノード2：200
• ノード3：300
• ノード 4: 400
• ノード5：500

ノードは待機時間からカウントダウンを始める。

ノード1が先にカウントダウンを終えるので、ノード1が次のブロックの作成に選ばれる。

ノード1は新しいブロックを作成し、ブロックチェーンに追加する。

ネットワーク内の他のノードは新しいブロックを検証し、自分のブロックチェーンに追加する。

PoETは、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）やプルーフ・オブ・ステーク（PoS）など、他のコンセンサス・メカニズムと比較して多くの利点がある。

PoETは、ノードが複雑な数学的問題を解く必要がないため、PoWよりもエネルギー効率が高い。

また、PoETは、コンセンサスメカニズムに参加するためにノードがコインをステークする必要がないため、PoSよりもスケーラブルである。

PoETはまだ比較的新しいコンセンサス・メカニズムだが、将来的には広く採用される可能性を秘めている。

すでにHyperledger SawtoothやR3 Cordaなど、多くの人気ブロックチェーンで使用されている。

PoET / イメージGeeksforGeeks

以下は、経過時間の証明の操作に関する詳細である：

• インテルSGX： インテル SGX は、インテル・プロセッサーが安全なエンクレーブを作成できるようにするセキュリティ技術です。これらのエンクレーブは、オペレーティング・システム自体からのアクセスも含め、不正アクセスから保護されている。このため、セキュリティが重要視されるブロックチェーン・アプリケーションでの使用に最適です。
• 待ち時間： 待ち時間は0から所定の最大値までの範囲の正の整数である。最大値はブロックチェーンネットワーク開発者によって決定される。
• タイブレークのメカニズム 2つ以上のノードが同じ最短待機時間を持つ場合、どのノードが次のブロックを作成するかを決定するために、タイブレーキング・メカニズムが使用される。一般的なタイブレーキング・メカニズムは、ノードの公開鍵を使用することである。

他のコンセンサス・メカニズムに対するPoETの利点は？

経過時間の証明（PoET）コンセンサス・アルゴリズムの利点。以下はその要点の要約である：

1. エネルギー効率 :PoETは、エネルギー集約的な計算タスクの必要性を排除し、ブロックチェーンネットワークの環境への影響を低減します。このエネルギー効率は長期的な持続可能性を保証し、従来のプルーフ・オブ・ワーク・アルゴリズムにおけるエネルギー消費の多さに関連する懸念に対処します。
2. 公平性と包括性 :PoETのランダム選択プロセスにより、すべての参加者が次のブロック検証者に選ばれる機会が平等に与えられます。この公平性が民主的で包括的なブロックチェーンエコシステムを促進し、ネットワーク参加者全員の積極的な参加を促します。
3. スケーラビリティ :PoETのランダム選択メカニズムにより、トランザクションの検証の高速化とネットワークの拡大が可能になり、高いスケーラビリティを実現しています。このスケーラビリティにより、PoETベースのブロックチェーンは、速度やネットワーク効率を損なうことなく、より大きな取引量を処理することができ、様々な高スループットアプリケーションに適しています。
4. セキュリティ :PoETは、そのランダムな選択プロセスによって悪意のある行為者を阻止し、誰が次のブロックを検証するかを予測することを困難にすることで、セキュリティを強化しています。このランダム性により、攻撃に対する保護レイヤーが追加され、ブロックチェーンネットワークの完全性と信頼性が保証されます。

これらの要素が組み合わさることで、PoETはブロックチェーン・ネットワークにとって強力で魅力的なコンセンサス・アルゴリズムとなっている。

エネルギー消費に対処し、公平性を促進し、スケーラビリティを確保し、セキュリティを強化するその能力は、ブロックチェーンエコシステムの継続的な進化における重要な候補として位置付けられ、さまざまな産業で応用される可能性がある。

PoETのデメリットは何ですか？

経過時間の証明（PoET）には限界があり、その実装には考慮が必要である：

1. 信頼できるハードウェア要件 :PoETは特殊なハードウェア・コンポーネントを必要とし、実装コストと複雑さを増大させる。この要件は、リソースや技術的専門知識が限られている組織がPoETベースのブロックチェーンを採用することを躊躇させるかもしれない。
2. 誠実な行動の前提 :PoETは、すべての参加者が誠実に行動するという前提に依存している。参加者がシステムを不正に操作しようとすれば、ブロックチェーンの完全性が損なわれ、ネットワークが脆弱になる可能性がある。
3. 攻撃を受けやすい :PoETは、時間ベースの攻撃や参加者間の談合など、特定の攻撃の影響を受けやすい。待ち時間の操作や内部の共謀は、不公平な優位性をもたらし、PoETコンセンサスメカニズムの公平性と完全性を損なう可能性があります。
4. スケーラビリティの課題 :PoETのスケーラビリティは、大量のトランザクションが発生する大規模なブロックチェーン・ネットワークでは問題となる可能性がある。参加者は経過時間に基づいてブロック生成の順番を待たなければならず、取引処理が遅くなる可能性がある。この遅延はブロックチェーン全体のスピードと効率に影響し、迅速なトランザクション検証と高いスループットを必要とするアプリケーションには適さない。

このような課題が存在する一方で、ブロックチェーン技術の現在進行中の研究と進歩は、これらの限界に対処することを目指していることに留意する必要がある。

追加のセキュリティ対策と最適化によって、これらの脆弱性を軽減することができる。

その欠点にもかかわらず、PoETはエネルギー効率、公平性、セキュリティの面で大きな利点を提供し、コンセンサス・アルゴリズムとしての価値を高めている。

技術が進歩し続ければ、こうした制限も克服され、将来的にはPoETの有効性と信頼性が高まるだろう。

どのようなブロックチェーンがPoETを使っているのか？

Hyperledger Sawtooth、R3 Corda、Quorum、Creditsなど、いくつかの著名なブロックチェーンプラットフォームが、効率的なコンセンサスのためにProof of Elapsed Time（PoET）の実装に成功している。

1. ハイパーレッジャー・ソートゥース は、そのスケーラビリティとエネルギー効率で有名なオープンソースのブロックチェーンプラットフォームです。PoETを利用することで、Sawtoothはすべての参加者に次のブロックを作成する機会を平等に与え、公平性と包括性を保証します。このアプローチにより、Hyperledger Sawtoothは効率性とセキュリティを維持しながら、大量のトランザクションを処理することができます。
2. R3ロープ は、分散型台帳技術プラットフォームであり、PoETを採用することで、高いパフォーマンスとプライバシーを保ちながら、ネットワーク参加者間のコンセンサスを実現しています。PoETの公平でランダムなブロック生成プロセスは、単一の参加者がシステムを独占することを防ぎ、包括性を促進し、セキュリティを強化します。この分散型アプローチは高速なトランザクション処理を可能にし、R3 Cordaをリアルタイムの検証や高スループットのアプリケーションに適しています。
3. 定足数 JPモルガン・チェースによって開発されたQuorumは、高速なトランザクション処理と安全なコンセンサスを実現するPoETを利用した、エンタープライズ向けのブロックチェーンプラットフォームです。PoETは公平なブロック生成を保証し、Quorumネットワーク内の信頼と整合性を育みます。この実装により、Quorumはスピードやセキュリティを損なうことなく大量のトランザクションを処理することができ、効率的でスケーラブル、かつ信頼性の高いブロックチェーン・ソリューションを求める企業にとって優れた選択肢となっています。
4. クレジット は、コンセンサスにPoETを採用しているもう一つのブロックチェーンプラットフォームである。その実装に関する具体的な詳細は本文中に記載されていないが、ブロックチェーン全体のパフォーマンスと信頼性を高めるために、PoETの公平性とエネルギー効率の特徴を利用していると思われる。

課題と今後の展開

PoETベースのブロックチェーンが直面する課題

PoETベースのブロックチェーンが直面する課題。これらの課題と潜在的な解決策を振り返ってみよう：

1. スケーラビリティ :トランザクション量の増加はPoETベースのブロックチェーンの速度を低下させる可能性がある。全体のスループットを向上させ、トランザクションの並列処理を可能にし、スケーラビリティを向上させるために、シャーディングやレイヤーツープロトコルなどのソリューションが検討されている。
2. 信頼できるハードウェアへの依存 :PoETが信頼された実行環境（Trusted Execution Environments：TEE）に依存することは、セキュリティリスクをもたらす。これらのリスクを軽減するためには、ハードウェア・コンポーネントの完全性を確保することが不可欠であり、ハードウェア・メーカーとブロックチェーン開発者が協力して強固なセキュリティ対策を確立する必要がある。
3. プライバシーに関する懸念 :PoET自体はプライバシーの保証を提供しないため、ゼロ知識証明や安全なマルチパーティ計算などの追加措置が必要となる。これらの技術により、機密性の高いデータ処理が可能になり、機密情報が非公開であることを保証しつつ、効率的なコンセンサスを得ることができる。
4. ダイナミックな参加の欠如 :PoETの動的参加の欠如は、ネットワークの回復力と柔軟性を妨げている。ノードのコンセンサスプロセスへの動的な参加と離脱を可能にすることで、使いやすさと効率が向上し、変化するネットワーク状況に適応し、さまざまなリソースを持つノードに対応することができる。

これらの課題に対処し、革新的な解決策を継続的に模索することは、PoETベースのブロックチェーンの可能性を最大化する上で不可欠である。技術が進歩するにつれて、これらの改善は、多様なブロックチェーンアプリケーションにおけるコンセンサスメカニズムとしてのPoETの効率性、安全性、使いやすさを高める上で重要な役割を果たすだろう。

PoETの今後の発展と強化の可能性

Proof of Elapsed Time（PoET）ベースのブロックチェーンのパフォーマンス、セキュリティ、スケーラビリティを向上させることを目的とした主要戦略。以下はその概要である：

1. スケーラビリティ・ソリューション（シャーディング、サイドチェーン） :ブロックチェーンを細かく分割したり、セカンダリーチェーンを利用したりすることで、全体のスループットが向上し、PoETベースのブロックチェーンは効率を犠牲にすることなく、より大量のトランザクションを処理できるようになる。
2. 代替信頼できるハードウェアと暗号技術 :安全なハードウェア部品と高度な暗号プロトコルの探求がブロックチェーンのセキュリティを強化します。耐タンパー性ハードウェアと堅牢な暗号化方式がコンセンサスプロセスを保護し、攻撃を防ぎ、PoETベースのブロックチェーンの完全性を保証します。
3. プライバシー保護技術（ゼロ知識証明） :ゼロ知識証明のようなプライバシー保護技術を実装することで、データの機密性が守られる。これらの技術は、データの完全性を維持しながら情報の選択的な開示を可能にし、機密データをブロックチェーン上で安全に保つことを保証します。
4. ダイナミックな参加メカニズム :ノードが動的にコンセンサスプロセスに参加したり退出したりできるようにすることで、ネットワークの適応性と回復力が高まる。この柔軟性は、様々なリソースを持つノードに対応し、PoETベースのブロックチェーンの全体的な効率性と使いやすさを向上させる。

これらの進歩を取り入れることで、PoETベースのブロックチェーンは既存の課題を克服し、より効率的で、安全で、適応性の高いものになる。

これらの戦略は、多様なアプリケーションにおけるPoETの可能性を最大限に引き出すための重要なステップである。

PoETとプルーフ・オブ・ワーク（PoW）の比較

詩人 は、PoWよりもエネルギー効率が高く、スケーラブルなコンセンサスメカニズムである。

計算コストが高く、多くのエネルギーを必要とする複雑な数学的問題をノードが解く必要はない。

その代わりに、PoETは抽選システムを使って、どのノードが次のブロックを作るかを決める。

各ノードにはランダムな待ち時間が割り当てられ、待ち時間が最も短いノードが抽選に勝ち、次のブロックを作成できる。

ポウ は、PoETよりもエネルギー効率とスケーラビリティに劣るコンセンサスメカニズムである。新しいブロックを作成するために、ノードは複雑な数学的問題を解く必要がある。

これは非常に計算コストがかかり、多くのエネルギーを必要とする。

しかし、PoWはPoETよりも安全なコンセンサスメカニズムでもある。

悪意のあるアクターがPoWネットワークを攻撃するのは、ネットワーク上のコンピューティング・パワーの大部分をコントロールする必要があるため、より困難である。

PoETとPoWの主な違いを表にまとめた：

特徴PoETPoWEエネルギー効率より高いエネルギー効率より低いエネルギー効率スケーラビリティより高いスケーラビリティより低いスケーラビリティセキュリティより低いセキュリティより高いセキュリティ

どちらのコンセンサスメカニズムが優れているか？

ブロックチェーン・ネットワークの具体的なニーズによる。エネルギー効率とスケーラビリティが重要な要素であれば、PoETは良い選択だ。

セキュリティが最も重要な要素であるなら、PoWの方が良い選択だ。

PoETとプルーフ・オブ・ステーク（PoS）の比較

詩人 は、PoSよりもエネルギー効率が高く、スケーラブルなコンセンサスメカニズムである。

コンセンサス・メカニズムに参加するためにノードがコインをステークする必要がないため、新しいノードにとっては参入障壁となりうる。

その代わりに、PoETは抽選システムを使って、どのノードが次のブロックを作るかを決める。

各ノードにはランダムな待ち時間が割り当てられ、待ち時間が最も短いノードが抽選に勝ち、次のブロックを作成できる。

PoS はPoETよりも安全なコンセンサスメカニズムである。

悪意のあるアクターがPoSネットワークを攻撃するのは、ネットワーク上のステークされたコインの大半をコントロールする必要があるため、より困難である。

しかし、PoSは、特にステーキングの要件が高い場合、PoETよりもスケーラビリティが劣る可能性がある。

PoETとPoSの主な違いを表にまとめた：

特徴PoETPoSEエネルギー効率より高いエネルギー効率より低いエネルギー効率より高いスケーラビリティより高いスケーラビリティより低いスケーラビリティより高いセキュリティより低いセキュリティより高いセキュリティ

どちらのコンセンサスメカニズムが優れているか？

それはブロックチェーン・ネットワークの特定のニーズに依存する。

エネルギー効率とスケーラビリティが重要な要素なら、PoETが良い選択だ。セキュリティが最も重要な要素であれば、PoSの方が良い選択である。

結論

経過時間の証明（PoET） コンセンサスメカニズムは、過度のエネルギー消費を伴わずにブロックチェーンのトランザクションを検証するための安全で効率的な方法である。

これは、インテルのような著名なブロックチェーンに実装され、成功を収めている。ハイパーレッジャー・ソートゥース そしてR3ロープ その信頼性は、業界のリーダーたちの間で信頼を集めている。

ブロックチェーン技術におけるPoETの将来性は、そのスケーラビリティと必要最小限のエネルギーによって有望視されている。

その性能と安全性を向上させるための研究が続けられており、サプライチェーン管理や医療記録といった分野への応用が広がっている。

信頼できるハードウェアに依存しているにもかかわらず、PoETをさまざまな環境で利用できるようにするための代替ソリューションが開発されている。

セキュリティの脆弱性に対処し、PoETの耐障害性を向上させるためには、学界、産業界の専門家、ブロックチェーン・コミュニティの協力が不可欠である。

よくある質問

経過時間証明（PoET）とは？
経過時間の証明（PoET）は、ブロックチェーン・ネットワークで使用されるコンセンサス・メカニズムである。これは公平な抽選システムの原理に基づいており、参加する各ノードがランダムな待ち時間を生成する。待ち時間が最も短いノードが新しいブロックの作成に選ばれ、コンセンサスプロセスの公平性と効率性が確保される。
PoETは、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）のような従来のコンセンサスメカニズムとどう違うのですか？
多大な計算能力とエネルギー消費を必要とするプルーフ・オブ・ワークとは異なり、PoETはエネルギー効率が高い。PoETのランダムな待機時間アプローチにより、単一のノードが優位に立つことがないため、ブロックチェーン・アプリケーションにとって持続可能で公平な選択肢となる。
ブロックチェーン・ネットワークにおけるPoETの主な利点は？
PoETは、エネルギー効率、公平性、スケーラビリティなど、いくつかの利点を提供します。また、公平な抽選システムにより、すべてのノードに平等な機会が与えられ、ネットワークにおける公平な競争環境が促進されます。
PoETはどのような産業に適用できるのか？
PoETの用途は暗号通貨だけにとどまらない。サプライチェーン管理、物流、在庫管理など、透明で安全な記録管理が不可欠なあらゆる分野で利用できる。
PoETはセキュリティ・リスクに脆弱ですか？
PoETは安全であるように設計されていますが、他のテクノロジーと同様、脆弱性が完全に排除されているわけではありません。現在進行中の研究開発では、潜在的なセキュリティ上の課題に対処し、多様なネットワーク環境におけるPoETの回復力を確保することに注力しています。