11章_ビットコインのアップグレード

担当: 発火大根

ビットコインには、「フォーク」という概念がある

このフォークは、githubのforkなどとは違う概念であり、「ブロックチェーンのプロトコルの変更」を意味する

フォークは2種類存在する

ハードフォーク

制限を厳しくする以外の変更が加えられている

新ノードが作った新ブロックは、旧ノードに受け入れられない場合がある

旧ノードが作った旧ブロックは、新ノードに受け入れられる

ソフトフォーク

制限を厳しくする変更

新ノードが作った新ブロックは、旧ノードに受け入れられる

旧ノードが作った旧ブロックは、新ノードに受け入れられない場合がある

ハードフォークの場合、ハッシュ率 (ある時点でのビットコイン・ネットワークが確保できる総計算能力の予測値)が

新ノード > 旧ノードとなった時、チェーンが分岐する

そこから更にハッシュ率が旧ノード > 新ノードとなった場合、チェーンが再編されてワイプアウトされる場合がある

※チェーンがワイプアウトされると、短いチェーンの取引履歴は無効となる

これを防ぐために、ハードフォークされた新ノードは「ワイプアウトプロテクション」といって

チェーンがワイプアウトされるのを防ぐ仕組みを導入する必要がある

※ビットコインキャッシュでは、分岐後の初期ブロックが1MB以上となるような制限が入っている

一方ソフトフォークの場合は、チェーンが分岐することはよしとしない。

基本的にビットコインのアップデートはソフトフォークで行われる。

前段

この章を理解するために、理解しておく必要のある章

6章 ブロックチェーン

7章 プルーフオブワーク

8章 ピアツーピアネットワーク

MASF (マイナーアクティベートソフトフォーク)

マイナーがサポートを表明(シグナリング)して新しいルールが施行

問題点: 大手のマイナーが事実上の拒否権を持てる

UASF (ユーザーアクティベートソフトフォーク)

「プロトコルを最終的に決めるのは経済的多数派」という考え

11.1 ビットコインのフォーク

ビットコインのフォークは、一般的なOSSのフォークと違う意味を持つ

ビットコインのフォーク = プロトコルの変更

プロトコル: 有効なブロックチェーンとは何か

フォーク: 有効なブロックチェーンの定義を変えること

例

ブロックの重さを4,000,000WU以下に制限する -> 合意されたプロトコル

ノードのリレーポリシー: プロトコルの一部ではない(フォークでは無い)

例: 手数料が低すぎるトランザクションのリレーを拒む

ハードフォーク

前方互換性: 保障しない

後方互換性: 保障しない

旧Verだと無効のブロックの一部が、新Verだと有効となる場合がある

例: ブロックの重さ上限を倍にする

ソフトフォーク

前方互換性: 保障する

後方互換性: 保障しない

旧Verだと無効のブロックは、新Verでも無効

旧Verだと有効のブロックの一部は、新Verでは無効の場合がある

例: ブロックの重さ上限を半分に引き下げる

図11.3のベン図が分かりやすい

11.1.1 ビットコインのフォークを伴わない変更

BIP-152 (Compact Block)

ブロックチェーンには手を付けていない

11.1.2 ハードフォーク

ハードフォークによるブロックチェーンの分岐

ハッシュ率が旧ノード > 新ノードの場合

https://scrapbox.io/files/674ddfe17e0ef75c91bb4824.png

ハッシュ率が旧ノード < 新ノードの場合

https://scrapbox.io/files/674de0b1f23a8925d503f420.png

再度ハッシュ率が旧ノード > 新ノードになった場合

https://scrapbox.io/files/674de3ec4aa170c6e351b63c.png

新ノードが旧ノードのチェーンに戻った時

チェーンが再編(re-organization)によりワイプアウト(wipeout)されたと言われる

11.2.1 ワイプアウトプロテクション

新ノードが、旧ノードに必ず弾かれるような変更を加えること

例: プルーフオブワークのハッシュ関数を変更する など

ビットコインからハードフォークしたビットコインキャッシュ

ブロックサイズを変更した

Segwitを取り除いた

ワイプアウト対策: チェーン分岐後の最初のブロックを1MB以上とした

11.1.3 ソフトフォーク

新ノードが作るブロックのプロトコルが、旧ノードでも受け入れられるようにすること

Segwit: ソフトフォークの例

11.1.4 ハードフォークとソフトフォークの違い

ハードフォーク:

ルールを厳しくする以外の変更

旧ノードが新ノードを受け入れないように、ワイプアウトプロテクションを入れる必要がある

ソフトフォーク:

ルールを厳しくする変更

旧ノードが新ノードを受け入れる

11.2 トランザクションのリプレイ

11.2.1 リプレイプロテクション

11.3 アップグレードメカニズム

11.3.1 コインベースによるシグナリング: BIP-16

11.3.2 ブロックのバージョン番号を上げることによるシグナリング: BIP-34, 66, 65

11.3.3 ブロックバージョンビットによるシグナリング: BIP-9

11.3.4 BIP-9による相対ロックタイムのデプロイ

11.3.5 BIP-9によるセグウィットのデプロイ

11.3.5.1 利害の衝突

11.3.5.2 UASF (ユーザーアクティベートソフトフォーク)

11.3.5.3 対立派閥を橋渡しする提案

11.3.5.4 得られた教訓

11.3.6 UASF

11.4 復習

11.5 演習問題

11.5.1 基本問題

11.5.2 応用問題

11.6 まとめ