Please note that JavaScript and style sheet are used in this website,
Due to unadaptability of the style sheet with the browser used in your computer, pages may not look as original.
Even in such a case, however, the contents can be used safely.

NEC獨創區塊鏈技術完成全球最快速每秒10萬筆以上交易

區塊鏈在商業用途上的課題

專為記錄虛擬貨幣比特幣交易所發明的區塊鏈1技術,作為產業界共享安全訊息的方式而備受矚目,因此,世界各地也如火如荼展開金融交易、貿易交易、能源交易、供應鏈、公文書管理等各種事業用途的驗證實驗。

NEC以設於歐洲的自家研究中心成員為中心,從區塊鏈的草創期開始便持續投入於技術研究。除了發表多篇加強此領域安全性為重點的論文之外,也將研究成果封裝於區塊鏈OSS2 Linux Foundation的Hyperledger上。

在區塊鏈中作為確保安全手段上,為避免參加者在記錄新資料時,惡意登錄不適當的資料,於是便在參與進行交易記錄的各節點間,採取類似「多數決」方式形成共識。

現階段的課題為,在此過程所使用之共識演算法中,記錄速度和參與節點數的有極限性。在任何人皆可自由參與節點的比特幣區塊鏈中,面臨到每秒只能載入7筆的性能極限。此外,在預設應用於商業用途的參與節點限定型區塊鏈中,當參與節點數超過數十個節點時,性能就會極端惡化。

難以完全擔保隱私這點,也是區塊鏈的一大課題。目前雖嘗試藉由資料加密以確保隱私,但會形成所有使用者皆可掌握,參加者當中的例如“A公司與B先生之間正在發生某些交換”的事實結構。


※1  在網際網路上,可低成本實現資料記錄與共享架構。生成具有「區塊」之稱的交易資料的集合體後,像鍊子一樣連結起來,以保管資料的分散型總帳。其特徵在於,即便未透過可信賴的組織或中央伺服器,可擔保共享不受竄改的資料。

※2  開放源碼軟體(Open Source Software)。

 

透過研發新技術,為推廣安全、安心、公平之商業生態系帶來貢獻

在記錄性能和安全面上仍有改善餘地的區塊鏈現狀中,NEC及歐洲NEC研究中心在參與節點數達200節點左右的大規模連接環境下,於2017年成功開發每秒達成10萬筆以上記錄性能的全球最快速3共識演算法。

這個記錄性能遠超過支撐全球規模信用卡交易系統所需規格(每秒數萬筆)。

針對確保隱私問題研發出,透過只有交易當事人形成個別區塊鏈,讓特定群組或非關係人無法掌握資料的軟體。可透過高速性和安全性,實現全球最頂級的性能。同時也將即將到來的物聯網(IoT)時代納入視野後,已確立可從IoT設備確實參照區塊鏈資料的方式。

藉由這些技術,先前曾因記錄性能和節點數的限制、對安全有所疑慮等理由,而放棄導入區塊鏈的事業案件,也能夠運用區塊鏈。

NEC希望今後,不限於金融交易,更能同時著手進行國際貿易、能源交易等應用方式的高階研發,為建構安全、安心、公平的商業生態系做出貢獻。

 

※3  依據NEC調查(至2017年12月1日為止)。

透過善用「可信硬體(Trusted Hardware)」和獨創演算法,實現世界第一的高速和安全性

以下將解說區塊鏈的記錄速度和突破參與節點數極限的新技術。

參與具某些惡意的區塊鏈節點、或故障或感染病毒的節點,即便欲追加未依照事先訂定規則的未經授權資料,也會依參與交易的諸多節點,執行同於「多數決」的共識,因而將在整體區塊鏈上不影響資料管理的系統稱為「拜占庭(Byzantine)容錯」。

目前,用於預防追加未經授權資料的是,以「PBFT」為名的共識演算法。要利用此演算法實現拜占庭(Byzantine)容錯時,對於有惡意的節點f台,則需具備(3f+1)台的節點。其原因在於,當傳送的訊息相當複雜,參與節點數超過數十個節點時,就會造成處理性能極端惡化。

NEC及歐洲NEC研究中心鎖定內建於目前運作PC中的「可信硬體」設備。此項設備作用在於,正確輸出已輸入資料、及擔保外來攻撃的安全性。此時,則將實現拜占庭(Byzantine)容錯的所需節點數,減少到(2f+1)台。

透過將此功能運用到極限之下,成功大幅減少傳送訊息次數。具體而言,就是研發在傳送和記錄資料前,事先執行共享秘密處理的演算法。相較於以往的相同方式,透過實施這項事前處理,成功利用相同安全性,將傳送訊息次數減少到例如f=6時,約為9分之1。即便參與節點數在200個左右,也可達成高速處理每秒10萬筆的共識。

NEC藉由上述方式,得以讓獨創的區塊鏈技術,在高速與安全性雙方面擁有世界第一的性能。(日文版原文發表日期:2018年3月)

※Practical Byzantine Fault Tolerance

研究者簡介

佐古和惠 NEC安全性研究中心技術主任/日本學術會議合作會員

學生時期鑽研分析系統純數學之一「複變函數論」。進入NEC後,從事開發與研究電子投票、電子投標、電子抽籤、不記名認證等兼顧安全性與隱私、保證公平性的密碼通信協定機制。

屬於NEC引領全球安全技術的代表研究員之一。在具有「群組署名」之稱的不記名認證標準化作業中獲得國際組織倡議,在海外擁有崇高聲望。擔任日本應用數理學會會長、電子資訊通信學會副會長。在金融密碼相關國際會議「Financial Cryptography and Data Security 2018」中,為第2位以日籍身份擔任計畫聯合委員長職務。假日喜歡和女兒上街購物,最近在接受聲音訓練(Voice Training)中。

Dr. Ghassan Karame 歐洲NEC研究中心首席科學家

學生時期透過CNN新聞看到在紐約咖啡店實際使用比特幣付款的場景時,強烈感受到「看不出有任何安全性!」也因為這一則新聞的關係,開始研究比特幣。

由於歐洲NEC研究中心是歐洲少數能進行基礎研究的企業組織,受此點吸引,因而決定加入NEC。進入公司後,主要投入於研究公共類型區塊鏈,2013年首度發表提出比特幣安全課題論文。2017年發表產業用途的私人類型區塊鏈相關論文。目前負責帶領此領域,也在國際會議上對專門家解說區塊鏈的研究。假日則享受與家人在一起的時間。喜歡日本飲食文化,「日本炸雞塊最棒!」

Contact