ブロックチェーンにおけるピアツーピア：その仕組み

本題に深入りする前に、ピアツーピアネットワークの定義と仕組みを理解することが賢明である。

ピアツーピア（P2P）とは何か？

コンピュータサイエンスにおいて

コンピュータサイエンスにおいて、P2P（ピアツーピアネットワークとも呼ばれる）の定義は、互いに情報を共有および保存するために接続されたデバイス（ユーザー）のグループで構成される分散型ネットワークである。各ノードまたはデバイスは個別のサーバーとして機能する。

これは、ピアツーピア通信が中央サーバーや管理者なしでこのネットワークで行われることを意味し、すべてのユーザーが同等の権力を持ち、同じタスクを実行できることを意味する。

フィンテック技術において

ブロックチェーン技術において、P2Pの定義は通常、分散型ネットワークを介して仮想資産や暗号通貨を交換することを指す。そのようなP2Pネットワークでは、購入者と販売者は仲介者を必要とせずに取引を実行する。

特定のウェブサイトが借手と貸手を接続するP2P環境を提供するケースもある。

P2Pインターネット接続はさまざまなタスクに理想的だが、最初のファイル共有プログラムが作成された1990年代半ばに普及し始めた。一般的に使用されているファイル共有プラットフォームには、GnutellaやNapsterなどがある。

現在、P2Pプラットフォームはほとんどの仮想通貨の基盤となっており、ブロックチェーン業界の重要な割合を占めている。

ピアネットワークはブロックチェーン技術に限定されない。それらは、ストリーミングプラットフォーム、InterPlanetary File System（IPFS）ウェブプロトコル、ウェブ検索エンジン、オンラインマーケットプレイスなどの他の分散型コンピューティングアプリケーションにも組み込まれている。

P2Pは違法か？

P2Pの合法性は定義と、あなたが参照している用語に依存する。もしあなたが「ペイ・トゥ・プレイ」について尋ねているのであれば、オンライン慣行を規制する具体的な法律はない。しかし、米国では特定の州がアダルト業界を統治するための政策を策定しており、P2Pが含まれている。

一方、NapsterやGnutellaのようなP2Pネットワークを介して情報、音楽、メディア、作品を共有することは、あなたが著作権所有者である場合にのみ合法とみなされる。しかし、ファイル共有ネットワークや音楽共有アプリケーションで行われるいかなる活動も、出版社の同意なく著作権で保護された作品を共有またはダウンロードする場合、違法とみなされる。

Uberはピアツーピアか？

過去数年間で、Uber、Airbnb、Lyftなどのいくつかの企業がピアツーピア共有システムを活用して成功を収めている。その結果、シェアリングエコノミーは著しい人気上昇を見せている。

現在、Investopediaは、ピアツーピアサービスプロバイダーがシェアリングエコノミーの大部分を牽引すると予測しており、アナリストは2025年までに市場規模が約3,300億米ドルに達すると見込んでいる。

このサービスはインターネット接続に依存しているため、新しいインターネットサービスプロバイダーが次々と出現し続けている。

ピアツーピアネットワークはどのように機能するか？

1つのピアネットワークは、分散型ネットワークを介して互いに接続された多数のユーザーによって本質的に管理されている。通常、P2Pネットワークは中央モデルを想定せず、管理者を持たない。各ユーザーはファイルのコピーを保持し、サーバーとしてもクライアントとしても機能する。

したがって、各ユーザーは他のコンピュータにファイルをアップロードし、そこからファイルをダウンロードできる。これが、P2Pインターネット接続を他の従来のクライアントサーバーネットワークと際立たせる主な属性である。

従来のクライアントサーバーネットワークでは、ピアは集中型サーバーからファイルやドキュメントをダウンロードする。

一方、P2Pネットワークは、コンピュータシステムに保存されたファイルやドキュメントを共有する。これは、インターネットを介して接続されたユーザー間の仲介者として機能するように特別に作られたソフトウェアアプリケーションの支援により可能になる。

ユーザーが特定のドキュメントをダウンロードすると、そのドキュメントの管理者として機能する特権が与えられる。

別の言い方をすれば、コンピュータがクライアントとして機能する場合、他のクライアントコンピュータシステムからファイルをダウンロードすることしかできない。しかし、コンピュータが関心のある特定のファイルを持っている場合、そのコンピュータはソースとなり、他のコンピュータシステムがファイルをダウンロードするためのサーバーとして機能する。

本質的に、アップロードとダウンロードの両方の機能を同時に実装できる。また、すべてのクライアントコンピュータがファイルの保存、受信、送信を行うため、ユーザーベースが大きくなるにつれて、ピアツーピアネットワークはより効率的で高速になる傾向がある。

さらに、分散型ネットワークアーキテクチャのおかげで、ピアP2Pインターネット接続はサイバー犯罪や攻撃に対してより耐性がある傾向がある。従来のシステムとは異なり、ピアP2Pには明確な単一障害点がない。

現在、アーキテクチャに応じて分類されるピアツーピアシステムには3つの主要なタイプがある。それらは、ハイブリッドP2P、構造化、および非構造化インターネット接続である。

ハイブリッドP2Pネットワーク

ハイブリッドピアツーピアコンピュータは、ピアネットワークの側面と従来のクライアントサーバーモデルのいくつかを組み合わせている。

構造化モデルと非構造化モデルと比較すると、ハイブリッドコンピュータは全体的に改善されたパフォーマンスを提供する傾向がある。これは、構造化と非構造化プラットフォームの利点を組み合わせることで、競争力と分散化の重要な程度を同時に提供および達成するためである。

構造化P2Pネットワーク

隣接して、構造化されたピアツーピアシステムは、組織化されたアーキテクチャを提供し、コンテンツが広く利用できない場合でも、ピアがネットワーク内でファイルを効率的に検索できるようにする。多くの場合、これはデータベースのルックアップを強化するハッシュ関数を最適化することで達成される。

これらのコンピュータは運用においてより効率的であるが、より高い中央集権レベルを提供する一方で、より高いメンテナンスとセットアップコストを要求する傾向がある。それに加えて、構造化システムは高いチーンスレートに直面すると生産性が低下する。

非構造化P2Pネットワーク

名が示す通り、非構造化P2Pモデルは特定の組織で運用されない。ユーザーは定められた手順に従わず、互いにランダムに通信する。

非構造化P2Pシステムは高いチーンスパイク活動に対して信頼性があるとみなされる。セットアップは簡単であるが、非構造化P2Pシステムとコンピュータは、検索クエリが可能な限り多くのハードディスクに送信されるため、より高いメモリ使用量とCPUパワーを必要とする傾向がある。

このアクションは、特に少数のハードディスクが所望の応答を提供する場合、システムをリクエストで洪水状態に陥らせる傾向がある。

ブロックチェーンにおけるピアツーピアの役割

主要な暗号通貨であるビットコインの初期段階において、サトシ・ナカモトはそれをP2P電子キャッシュシステムとして記述した。ブロックチェーン技術を使用することで、ビットコインはP2Pネットワークを介して1人から別の人物に転送できる。

ピアツーピア（P2P）サービスは、第三者による仲介なしで2人の個人が直接対話する分散型プラットフォームである。ブロックチェーン技術の役割は、分散型台帳として機能することである。ブロックチェーンのピアツーピアアーキテクチャにより、すべての暗号通貨を世界中で転送でき、仲介者や中央サーバーを必要としない。

したがって、ビットコインネットワークには記録保持や銀行処理操作はない。代わりに、ブロックチェーンP2Pソフトウェアは、すべてのビットコインアクティビティを公開的に記録する仮想台帳として機能する。各ユーザーのハードドライブはブロックチェーンのコピーを保持し、ピアのハードドライブと照合して情報が正確であることを確認する。不正確な点や悪意のある活動がある場合、ネットワークはすぐに取引を拒否する。

任意のユーザーは、取引の検証と確認のプロセスに関与したい場合、自分のコンピュータネットワークをビットコインバリデーターに変換できる。

P2Pネットワークにおけるコンピュータシステムの役割

すでにご存知の通り、P2Pはピアツーピアを意味する。そして、P2Pソフトウェアでは、コンピュータシステムはピアとして扱われ、インターネットを介して互いに接続されている。

P2Pソフトウェアでは、音楽、ゲーム、ドキュメントを中央サーバーを必要とせずにコンピュータシステム間で直接共有できる。言い換えれば、ピアツーピアネットワーク上の各計算デバイスは、クライアントステータスを維持しながらスタンドアロンのファイルサーバーとなる。

P2P決済とは何か？

ピアツーピア決済サービスにより、インターネットユーザーは携帯電話やコンピュータから、家族や友人に支払いを行うために、クレジットカード、デビットカード、銀行口座を使用できる。

送金アプリやP2P決済とも呼ばれるピアツーピア決済プラットフォーム（PayPal、Venmo、Cash Appなど）は、ユーザーがリンクされた銀行口座やカードを介して、手持ちのデバイスから送金および受金できるようにする。

P2P決済システムは、家族や友人間で請求書を分割する際に便利である。

どのP2P決済を使用すべきか？

現代では、家族や親しい友人の請求書を支払うことは簡単なタスクであるべきだ。コンピュータや携帯電話での支払い最初の実用化は、PayPal、Venmo、Googleによって行われた。PayPal、Venmo、GoogleなどのこれらのP2Pアプリケーションは、送金がどのように機能するかを革命化している。

現在、P2Pアプリケーションは、ほぼすべての信用組合、金融機関、銀行、強力なソーシャルメディアプラットフォームに取り入れられている。

使用する最適なP2Pソフトウェアはどのプログラムかという点については、家族や友人がすでに使用しているプログラムにかかっている。彼らと同じアプリを持っていると、お金の交換がより便利になる。

P2Pネットワークは決済に安全か？

主要なP2P決済サービスプロバイダーの多くは、取引を安全に保つために金融情報を保護または暗号化する。しかし、いくつかのアプリケーションでハッキングや詐欺のケースがあった。

P2P決済の金額と速度は？

ピアツーピア決済プログラムを使用する際は、以下の点に留意することが重要である。

• データ入力には注意すること。受信者の名前、電話番号、またはメールアドレスを誤入力した場合、お金は間違った人物に送金され、資金を取り戻すことができないことを理解すること。取引を開始する前に、互いに必ず二重確認すること。
• 取引には時間がかかる。取引通知がすぐに届く場合でも、お金を受け取るまでに2〜3営業日待つ必要があるかもしれない。サービスプロバイダーの中には、他のプロバイダーよりも高速なところもある。
• 課金される可能性があります。通常、P2Pアカウントまたはリンクされた銀行アカウントからのP2P送金は無料で行えます。ただし、一部のサービスプロバイダーは2％から3％の手数料を請求することがあります。

ブロックチェーンにおけるP2Pアーキテクチャの利点

ブロックチェーンで使用されるピアツーピアモデルに関連する多くの利点は尽きることがありません。ユーザーの経験によると、最も重要な利点は、ピアツーピアネットワークが従来のクライアントサーバーシステムよりも優れたセキュリティを提供することです。

他のネットワークとは異なり、ブロックチェーン技術に関連するピアツーピアネットワークは、サービス拒否（DoS）攻撃に対して実質的に免疫である。

また、トランザクションが実行される前に、ほとんどのクライアントのハードドライブが互いに合意形成を行う必要があるため、元のファイルを変更することはほぼ不可能です。

セキュリティに加え、ユーザーからユーザーへのブロックチェーンアーキテクチャは、中央の統治機関による検閲からユーザーを免疫化します。通常の銀行口座とは異なり、仮想通貨ウォレットは銀行や政府によって資金を引き出されたり凍結されたりすることはありません。

ブロックチェーンにおけるP2Pネットワークの制限

ブロックチェーンでのピアツーピアネットワークの使用には、それなりの制限も伴います。分散型台帳が中央サーバーではなくすべてのコンピュータで更新されるのが一般的であるため、ブロックチェーンネットワークでトランザクションを実行するには大量のCPUパワーが必要です。

セキュリティが向上する一方で、効率性の低下はこの技術の主な制限事項の一つです。私たちが光を当てたいもう一つの障壁は、ハードフォークイベントです。ブロックチェーンと仮想通貨は安全ですが、100％安全というわけではありません。

これは、それらを変更できるハッキングやその他の攻撃に対して責任を負う可能性があることを意味する。より単純な用語では、ハードフォークイベントとは、誰でも主要なファイルを複製し、仕様に従って変更し、新しい並列ネットワークチェーンを作成できることを意味する。

これらの制限にもかかわらず、ブロックチェーン開発者やオペレーティングシステムの専門家は、ブロックチェーン技術と仮想通貨を100％安全かつセキュアにするために、これらの障壁を取り除く方法を探し続けています。

結論

P2Pアーキテクチャが私たちのそばにあることを否定することはできません。結局のところ、それは私たちの時代の最も優れた技術の一つであるブロックチェーン技術をサポートしています。

P2Pアーキテクチャは、エネルギー取引プラットフォームやファイル共有ネットワークなど、他の多くの技術を強化できますが、現在ではブロックチェーンと仮想通貨ソリューションを提供するために使用されています。

P2Pネットワークは、ブロックチェーン技術と組み合わせることで、より良い分散化、自由、セキュリティ、および不変性を提供します。

では、P2Pシステムと仮想通貨およびブロックチェーン技術におけるその役割について、あなたはどう思いますか？あなたの意見をお聞かせください。以下にコメントして教えてください。