ブロックチェーンは、参加者がインターネット上でデータの記録と共有を行うための仕組みです。信頼できる組織や中央サーバを介さなくても改ざんされていないデータを共有していることを保証できるという特徴があります。現在、ビットコインを始めとする仮想通貨の処理に活用されているほか、セキュアな情報共有の手段として注目を集め、世界各地で証券取引、貿易取引、エネルギー取引、サプライチェーン、公文書管理など多岐にわたる用途での実証実験が活発に行われています。
このように大きな注目を浴びる一方、ブロックチェーンには課題もあります。一つは、ブロックチェーンが用いる合意形成アルゴリズムに起因する、記録速度や参加ノード数の限界性です。ビットコインのブロックチェーンは誰もが自由に活用できますが、毎秒7件の書き込みが性能限界とされています。ビジネス向け用途を想定した参加者限定型のブロックチェーンにおいても、参加ノード数が数十ノードを超えると性能が極端に悪化します。もう一つの課題は、データの秘匿性です。全ての参加者が全ての記録を見ることができるため、個人情報や企業秘密を記録するには支障があります。
参加ノード数が200ノード程度の大規模環境下で、毎秒10万件以上の記録性能を実現しました。これは、近年の汎用プロセッサが備えるトラステッドハードウェアTEE(注2)のセキュリティ機能を最大限を活用して、参加ノードが合意形成するために必要な通信量ならびに通信回数を削減することで実現しています。
取引情報を全参加ノードに一律に公開するのではなく、取引情報の公開範囲を限定できる仕組みを開発しました。これにより、特定グループ内の取引情報はグループに属するノードにのみ公開するという制御が可能になります。
IoTデバイスがブロックチェーンのデータを参照する際に、個々の参加ノードが故障や悪意により記録と異なる情報を回答する場合があるため、複数の参加ノードに問い合わせて検証する必要があり、処理能力が限られるIoTデバイスには負担になります。そこで、参照の際にも、各参加ノードのTEEを活用して、IoTデバイスでも高速な検証を可能にしました。
本技術により達成された性能は、世界規模のクレジットカード取引を支えるシステムに必要とされる、毎秒数万件を上回っており、記録性能やノード数の制約によってブロックチェーンの適用を断念していたケースへも対応が可能になります。また取引情報のセキュリティとプライバシーを保証することで、個人情報や企業秘密にあたる取引の取扱も可能になります。
NECでは、現在取り組んでいる金融機関との実証実験(PoC)を進めるとともに、今後は金融以外への応用も視野に入れ社会インフラに要求される性能や機能を実現するブロックチェーンおよび上位レイヤの研究開発を進めます。