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この記事のポイント
  • スケーラビリティ問題とは?
  • スケーラビリティ問題の解決方法と課題

「送金したのにいつまで経っても送金処理されない」

仮想通貨によって、このような状況が発生しています。送金遅延の原因はいくつかあり、総称してスケーラビリティ問題と呼ばれています。では、スケーラビリティ問題とは具体的な内容や、解消するための技術について、これから詳しく説明していきます。

仮想通貨のスケーラビリティ問題とは

ブロックチェーンの仕組み

ブロックチェーンとは、通貨の全取引履歴が書かれた台帳のことです。ブロックと呼ばれる一定サイズの記憶装置の中に、誰が誰に送金したのかという取引履歴が書かれています。1つ1つのブロックがチェーンのように、一直線に繋がっていることから、ブロックチェーンと呼ばれます。取引履歴をブロックチェーンに繋げる場合、内容に改ざんがないことを第三者の有志によって確認してから繋げます。

マイニングの仕組み

マイニングとは、ブロックに書かれた取引履歴が正しいことをチェックする方法です。そしてマイニングのチェック担当者は、マイナーと呼ばれます。マイニングの方法は、取引履歴に付加された複雑な計算問題を解き、いち早く正しい答えを出したマイナーに、仮想通貨の報酬が与えられます。マイナーがマイニングしない限り、送金処理やブロックチェーンへの書き込みがされない仕組みになっています。

ブロックチェーンのフォークとは

マイニング成功時や仕様変更などにより、一時的または永久的にブロックチェーンが途中から枝分かれすることです。各ブロックでマイニング報酬が与えられるのは、取引履歴が正しいと一番に答えを出したマイナーだけです。ところが、複数のマイナーが正しい答えを同時に見つけた場合、一時的にフォークすることがあります。他にはブロックチェーンの仕様変更による、ソフトフォークやハードフォークがあります。この2つのフォークに関しては、後述する「技術的な解決方法」の項目で説明します。

スケーラビリティ問題とは

スケーラビリティ問題とは、取引処理が間に合わず、結果的に送金遅延が発生する問題です。仮想通貨の取引システムは、取引量がある程度増大しても、取引処理の速度が落ちないよう設計されています。ところが、予想していた以上に取引量が増大し、結果的に送金遅延が発生する事態が起きています。ビットコインでは、1日以上経っても送金が完了しない事態が起きました。スケーラビリティ問題が常に起こると評判が悪くなり、市場価値の低下や他の仮想通貨に利用者が流れる恐れがあります。この問題をどのように解決するかは、各仮想通貨により異なります。

技術的な解決方法

ソフトフォーク

ソフトフォークとは、現状の仕様を引き継ぎながら機能改良を行う方法で、新旧2つの仕様のブロックチェーンの枝分かれが一時的に発生します。機能改良や対応が終わった時点で、ソフトフォークによる枝分かれが解消されます。メリットとして、利用者は仕様変更のことを気にせず、仮想通貨の取引を利用できることです。

ハードフォーク

ハードフォークとは、ブロックチェーンなどの仕様を大幅に変更し、従来の仕様を捨てて完全に刷新する方法です。また、従来の仮想通貨から新しく仮想通貨を作成する場合にも、ハードフォークが用いられます。ハードフォークによって枝分かれすると、ソフトフォークと違い永久的に枝分かれしたままです。ハードフォークの実例として、仮想通貨イーサリアムがあります。2016年9月にシステムの不具合を突いた、「TheDAO事件」が発生し不正出金がありました。この問題に対応するためハードフォークを行い、イーサリアムクラシックの仮想通貨が新しく誕生しました。仕様が大幅に変わることから、利用者やマイナーから批判が来るデメリットがあります。

ライトニングネットワーク

ライトニングネットワークとは、マイニングの回数を減らし、送金遅延の解消や手数料を軽減しマイクロペイメント(少額決済)を実現する方法です。マイニングは基本的にすべての取引に対しチェックを行うため、送金遅延とマイニング報酬の増大が懸念事項になっていました。例えばAさんからBさん、BさんからCさんに送金した場合、2回取引が発生することになります。そこで、最終的にAさんからCさんに送金した取引結果のみをマイニングさせれば、マイニング回数とマイニング報酬を減らすことができます。結果として、送金手数料の引き下げや、少額決済の取引を増やすことが可能になります。

Segwit

Segwitとは、取引履歴を格納するブロックサイズを変えることなく、取引データを圧縮し、スケーラビリティ問題を解消する方法です。ビットコインの場合、ブロックサイズは1MBで、この中に送信元や送信先の情報、電子署名といった情報が格納されます。とくに、電子署名がブロックサイズを圧迫しているため、この数や量を減らすことで、スケーラビリティ問題を解消できるとされています。この変更はソフトフォークのため、利用者はとくに意識することなく、今まで通り仮想通貨を利用できるメリットがあります。

解決にあたっての課題

スケーラビリティ問題を解決する大きな課題としては、マイナーから批判が来ることです。ライトニングネットワークを行うと、マイニング回数が減ることで、結果としてマイニング報酬が減ります。SEGWITを行うと、マイニングの仕様が変わるため、今まで使用していたマイニング専用PCが使えなく恐れがあるからです。マイナーが減れば、マイニング処理がされず、スケーラビリティ問題が新たに発生することもあるからです。仮想通貨の利用者はもちろん、マイニングを支えるマイナーの同意を得ることが、今後の課題となっています。

まとめ

スケーラビリティ問題に関して、関連する用語や具体的な問題、解消するための技術について説明してきました。仮想通貨の普及や取引量の増大により、スケーラビリティ問題がより表面化する、仮想通貨が増えると考えられます。これから本格的に仮想通貨による取引を始めるなら、スケーラビリティ問題を考慮に入れて選択するのも1つの方法です。

執筆者情報
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仮想通貨部 かそ部 編集部

名前。 はじめまして。本サイトの執筆を担当している、「仮想通貨部 かそ部」編集部です。本サイトは、仮想通貨の総合情報サイト「仮想通貨部 かそ部」の運営や、各種Web情報メディア事業を展開するドットメディア株式会社により運営されております。編集部一同、正確な論拠に基づいた調査のもと、読者(ユーザー)様にとって正確かつ最新の情報をお届けできるよう努めてまいりますので、どうぞよろしくお願い致します。