Week1まとめ。カリフォルニア大学バークレー校 ビットコインと仮想通貨の無料講義超訳|Week1-7

前回までの記事はこちら。

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こんにちは!クレメア(@cremea_tw)です。

前回に引き続き、カリフォルニア大学バークレー校の無料講義、
「ビットコインと仮想通貨のオンライン講座」で学んだ内容をシェアしていきます。

講義そのものにおいて、

読者対象:ビットコインや仮想通貨について詳しく知りたい全ての人
前提知識:不要

という感じなので、
講義内容を読むだけでもかなり理解が深まるのではないかと思います。

 

文章のスタイルとしては、
翻訳ではなく、個人的解釈バリバリの超訳をしてきます。

荒削りですがスピード重視で、
クレメア的な解釈も交えてお伝えするので、
間違いや意見などあればコメントいただければと思います。

 

また、太字や文字色などの文章の装飾は極力していません。

学びの本質はそこではない、時間がもったいない、あとでできる、
ということで、今回は泣く泣くカットしました。

見辛いかもしれませんが、予めご了承ください。

 

ということで、
講義の内容に沿って進めます。

今回の記事は、
Week1まとめについてお伝えします。

それでは、本題に入っていきましょう。

ビットコインの復習

アイデンティティ

あなたの鍵があなたのアイデンティティ

私たちが講義で学んだことを復習していきましょう。

最初に、ビットコインネットワーク上の
アイデンティティーの概念について説明しました。

ビットコインでは、
各ノードのIDは公開鍵で表されます。

しかし、最終的に公開鍵は、
秘密鍵の所有者によって制御されます。

お金を使うには、
秘密鍵が必ず必要です。

 

アイデンティティについてもう1つ注意しなければならないのは、
ユーザーが好きなだけプライベート/パブリックキーペアを生成できるということです。

もう一度講義の重要な部分だけ説明します。

覚えておいていただきたいことは、
生成可能な秘密鍵の総数は2^160個ほどあることです。

そのため、あなたと同じ秘密鍵を生成する可能性は非常に低いです。

また、誰かがあなたの秘密鍵を推測して、
あなたのお金を勝手に使うこともないでしょう。

 

トランザクション

豚の貯金箱を壊す

ビットコインには、
銀行が持つアカウント残高モデルはありません。

代わりにユーザーは、
以前のトランザクションの出力を消費します。

これらの特定の出力は、
「未使用トランザクション出力」またはUTXOと呼ばれます。

 

あなたが持っているビットコインの合計値は、
あなたが所有している全てのUTXOの合計です。

これらのUTXOは一意に識別可能であり、
プロトコルレベルでの追跡支払いをはるかに簡単にします。

UTXOレコードシステムにより、
ノードがユーザーとUTXO間で資金がどのように変化するかを、
簡単に確認できます。

 

UTXOは分かりやすいモデルではないかもしれませんが、
アーキテクチャ上の観点からはビットコインにはうまく機能します。

 

レコードキーピング

全ての人の銀行

前述したように、
ブロックチェーンはビットコインのアクティビティを記録するための、
重要なデータ構造です。

新しいトランザクションは、
既存の確立されたチェーンに追加された、
新しいブロック内に記録されます。

トランザクションが記録されると、
このデータベースの全てのバージョンを変更することなく、
元に戻すことは限りなく不可能になっていきます。

 

コンセンサス

共有された不変の元帳のアップデート

ネットワークがコンセンサスに達する方法は、
Proof-of-Workです。

Proof-of-Workとは、
投票者がトランザクションの検証をするために、
かなりの計算力を費やすことです。

しかし、なぜProof-of-Workが必要なのでしょうか?

1人が1度だけ投票することを確実にする中心的権限はなく、
1人の人間が生成できるアイデンティティの数に制限がないため、
ビットコインは悪意のあるエンティティの投票力を制限するために、
計算力をリソース制約として使用しています。

したがって、Proof-of-Workは皆の投票コストを上げることを目指しているので、
アイデンティティの数ではなく、
どれだけ計算力を持っているかに基づいています。

 

ビットコインのユニークなプロパティ

バズワードの解読

これらの情報を全て揃えることで、
あなたが今まで聞いたことのあるであろう、
ビットコインに関連する一般的な流行語の多くを正当化できるようになりました。

ビットコインの最も一般的な記述は、
「pseudonymous」「decentralized」「immutable」および「trustless」です。

 

Pseudonymousは、
偽を意味する「pseudo」という単語と、
匿名を意味する「anonymous」という単語の組み合わせです。

ビットコインは全てのユーザーに公開鍵である乱数を使用させることで、
匿名での試みを行っています。

しかし、これらの仮想アイデンティティを、
現実のアイデンティティに戻すことは不可能ではないので、
ビットコインは完全な匿名制ではなく、
匿名性を模倣するだけです。

ビットコインでは、アドレスと仮名は同義語です。
それは偽の名前ですが、十分に努力をすれば、
あなたとあなたの関係を辿るために使用することはできます。

 

さらに「decentralization」は、
一般に1つの中心的エンティティによって実行される、
複数の当事者間での情報の保存と計算を繰り返す活動を取ることを表します。

ビットコインは私たちが既に学んだように、
ビットコインネットワークの全ての参加者に、
トランザクションの完全な履歴を格納させることで、分散化を目指します。

この方法では、
全てのユーザーがトランザクション履歴のコピーを共有しており、
他のユーザーにその情報を要求する必要はありません。

 

「immutable」は、
情報を変更することができないことを示しており、
ビットコインは分散化によりそれを実現しました。

ビットコインネットワークの全てのユーザーがトランザクションの有効性を決定すると、
自分自身を含む誰も決定を元に戻すことは非常に困難です。

この機能は、
ネットワーク上のノード間の信頼関係を築くのに役立ちます。

トランザクションの履歴を変更したい場合は、
全ての単一ユーザーのローカル履歴を同時に変更する必要があります。
現時点では、1万に近いユーザーです。

 

「pseudonymous」「decentralized」「immutable」
この3つの特性の結果、
ビットコインでは「trustless」なネットワークを実現しています。

全てのユーザーは、
デフォルトでは皆見知らぬ人同士ですが、
どのようにネットワーク内で互いを信頼しているのでしょうか?

もしビットコインユーザーの過半数を信頼しない場合、
ビットコインをどのように信頼するのでしょうか?

 

ビットコインプロトコルを使用すると、
ビットコインネットワークの残りのメンバーによって、
実行された取引が正確に記録されることを確実にするため、
ピアツーピアを信頼する必要がなくなります。

まず、元帳は公的に検証可能です。

誰でもビットコインのトランザクション履歴に関する、
全ての情報を見ることができます。

ブロックチェーンに行き、
トランザクションが完了したかどうかを確認することができます。

さらにビットコインネットワークは、
ナカモトサトシが設計したProof-of-Workコンセンサスプロトコルによって保護され、
誰もが暗号通貨について考える方法を変えました。

 

「pseudonymous」「decentralized」「immutable」および「trustless」
これらはビットコインの4つの不可欠な固有のプロパティです。

 

講義の要約

I. ビットコインって何?

暗号通貨は完全にデジタル形式の通貨であり、
コンピュータサイエンス、暗号法、経済学を元に構築されています。

ビットコインは最初の暗号通貨であり、
もっとも広く使用されている暗号通貨でもあります。

 

ビットコインは、
暗号を使用して外部エンティティからプライバシーを保護することを提唱した、
1980年代のサイファーパンクムーブメントに触発されています。

ナカモトサトシは2008年と2009年に、
最初にアウトラインを作成し、その後ビットコインを生み出しました。

 

ビットコインは、
「pseudonymous」「decentralized」「immutable」
および「trustless」であることを目指しています。

さらに、コンピュータとインターネット接続を持つ人は、
誰でもビットコインネットワークに参加できます。

各コンピュータは、
ビットコインネットワーク内のノードであり、
各ノードは、自分の資金のトランザクション履歴を検証し、
監査することもできます。

ビットコインでは、
ビットコインの生成と分配はマイニングによって決定されます。

誰もがマイニングをしてビットコインを得ることができるので、
このプロセスも分散化を目指しています。

 

ビットコインが取り組むべき課題のいくつかは次の通りです。

  • 全てのビットコインノードがトランザクション履歴の一貫したバージョンを保持することの難しさ
  • 悪意のある人物を特定することの難しさ

これらの条件は、ノードがネットワークの一部を騙して、
通常と異なるトランザクション履歴を信じさせ、同じ資金を2回以上使う、
二重支払い攻撃を実行させる可能性があります。

しかしサトシは、
ブロックチェーンとProof-of-Workを使って、この問題を解決しました。

 

ビットコインは銀行と同じ機能を果たすので、堅牢です。

  • アカウント管理:ビットコインプロトコルは、ユーザーが独自のIDを作成して管理する方法を提供します。
  • 正当性:それは、私たちが正当な所有者であり、アカウントのアクセス者であることを保証します。
  • 記録の保存:それは正当に各取引で口座残高を記録します。

銀行とは異なり、ビットコインは分散化されており、
高度なプライバシーと信頼性を保証します。

 

ブロックチェーンは透明性が高いために信頼性が構築されています。

ブロックチェーンはどのエンティティも所有していなく、
公的に検証可能な元帳であり、単一障害点を防止します。

 

この信頼を維持するには、
認証と責任の割り当てのために、
ビットコイン上でアイデンティティが必要です。

ビットコインは資金を送信する為に公開鍵を使い、
公開鍵の所有権と、送信された資金の償還のために秘密鍵を使います。

各個人は、
自分の秘密鍵と公開鍵の作成と管理を担当します。

公開鍵は秘密鍵から生成され、
資金の送受信に使用されます。

秘密鍵はランダムに生成され、
公開鍵の所有権を証明するために使用されます。

同じ秘密鍵を推測する可能性は非常に低いです。

 

トランザクションが有効とみなされるためには、所有権の証明に加えて、
利用可能な十分な資金を保持していることと、
他のトランザクションに同じ資金が使われていないことが必要です。

ビットコインは、
ユーザーが自身のトランザクションから直接生成した、
未使用トランザクションの出力、UTXOを使用します。

 

個別にトランザクションと格納する代わりに、
ビットコインはそれらを前のブロックから構築された「ブロック」にバッチして、
改ざんのないブロックチェーンのデータ構造を形成します。

 

ブロックチェーン上のユーザーは、
ブロックチェーンに追加する更新とブロックに関して、
コンセンサスを取る必要があります。

そうすることで、
二重支払いも防止されます。

ビットコインは、ピア検証の一形態を使用して、
共有トランザクション履歴を構築します。

ネットワーク上の全員が、
トランザクションの有効性に関する投票を行います。

ユーザーが悪意のある目的で、
複数のアイデンティティを作成するシビル攻撃を防ぐため、
ビットコインは投票力が計算力に基づいているProof-of-Workを利用して、
投票を高価にします。

 

宿題 1: ビットコインを簡潔に説明してください

これまでの講義の内容をもとに、
自分の言葉でビットコインを簡潔に説明してみてください。

このコースの目標の1つは、
暗号通貨とブロックチェーンの険しい学習曲線を乗り越えることです。

ビットコインはブロックチェーン技術の背後にある動機であったため、
簡単に説明することが重要です。

重要な細部を失うことなく、
ビットコインをできるだけ簡潔に説明してください。

提出前に家族や友人にテストして、
彼らの理解度を確認し、必要に応じて再度編集してみることをオススメします。

また、うまく説明できている点と改善点を、
お互いに自由にコメントしてみてください。

 

Reading

The shy college student who helped build Bitcoin into a global phenomenon

The Essence of How Bitcoin Works (Non-Technical) 

(Optional) The Untold Story of Silk Road, Part 1

(Optional) Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System

(Optional) Bitcoin Developer Guide  (up to but not including “P2PKH Script Validation”)

(Optional) How Bitcoin Works in 5 Minutes (Technical) 

 

Week1 クイズ

Question 1

ビットコインに関して正しいのは次のうちどれですか?

  • Has no central bank
  • Uses a blockchain and Proof-of-Stake consensus
  • Enables distributed consensus around the world
  • Transactions are peer-to-peer
  • Was developed to combat Cypherpunks’ increasing power

 

Question 2

ラスティは100ビットコインをUTXOで持っています。
デリックとグロリアはビットコインを持っていません。
ラスティはデリックに50ビットコインを送り、
デリックはグロリアに25ビットコインを送り、15ビットコインをラスティに返しました。
いくつのUTXOが残っているでしょうか?

  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

 

Question 3

Proof-of-Workの説明として最も適切なものを選びなさい。

  • A barrier to entry for new users, requiring them to expend computational power solving a brute force puzzle before being allowed to freely submit blocks to the network.
  • A method of identification, forcing users to generate a large number of signatures to prove ownership of some UTXO.
  • A prerequisite for users to find gold and tokenize it on the blockchain, thereby giving them bitcoins. This is where the term “miner” comes from.
  • A protocol to prevent spam, double spend attacks, and Sybil attacks by tying votes (blockchain updates) to scarce physical resources, specifically computational power.

 

あとがき

ということで、
いかがでしたでしょうか?

ビットコインについて、
だいぶ理解が深まってきたのではないかなと思います。

理解が浅いところは、
どんどん復習して理解度を深めていきましょう。

ということで、

今回はこの辺で失礼します。

このブログを書く僕の目的は、
「ファンを作ること・仲間を増やすこと」です。

趣味が合う、気が合う、考え方が合う。
なんかええなーと思ったら、気軽にメッセージください。喜びます。

終わり。

 

次の記事
ビットコインの歴史。サイファーパンク運動の過程。カリフォルニア大学バークレー校 ビットコインと仮想通貨の無料講義超訳|Week2-1

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物語の引き金を引く男 / 「てめえの人生に火をつける」 / プロ火付け役 / 腐れニートからの再始動 / 見知らぬ人にMacBook Proを買った人 / 32日で100記事達成 / ただの足跡を伝説に変えていく男 / Youtubeで #クレメアラジオ 不定期配信 / サロン「裏世界」オーナー 参加希望者はDMまで