ワンフォーオール、オールフォーワン?!裏切り者…ビザンチン将軍問題、解説

トア
トア

ねえGG、将軍って指導者のことで、偉い人だよね?

GG
GG

そうじゃな、戦における指揮官のポジションじゃろうな

トア
トア

なのになんで問題なの?

GG
GG

え?

トア
トア

ビザンチン将軍問題!指揮を取るはずの人が問題起こすって何なの?

GG
GG

そりゃ聖人君子が世の中どれほどいるのか分からんし…まずは歴史についての解説からじゃな~

暗号資産関連の情報サイトを閲覧する際に、「ビザンチン将軍問題」という言葉が使用されていることがあります。
しかし、このビザンチン問題について「名前は知ってるけど意味は知らない」という方も少なくないと思います。
今回はそんな「ビザンチン将軍問題」について用語解説をしていきます。

ヨーロッパに実在した、帝国の御話

ビザンチン将軍問題は、1980年に数学博士達3名により論文化された「分散システム上の信頼」に関わる問題のことを指します。
この定義された問題は、突然提唱されたわけではなくモデルとなった歴史があります。
まずはビザンチン将軍問題のモデルになったとされている歴史について見ていきましょう。

【ビザンツ帝国の全軍行動】

ビザンチン将軍問題という名称は、ヨーロッパに実在したビザンツ帝国の9人の将軍がモデルとなっています。

ある都市を攻め落とすため、ビザンツ帝国の将軍は9名で包囲している状態です。
攻め落とすには将軍が率いるそれぞれの部隊(9つの部隊)の一斉攻撃が必要になります。
1部隊でも欠けた状態で攻撃した場合は攻め落とすのに失敗するという戦況をイメージしてください。
このような状況下において、「全軍で攻め入る」か「全軍で撤退して体勢を立て直す」かの二択を迫られています。

この作戦を遂行するためには、各部隊の指揮系統を担う将軍9名の意思表示が求められますが、全軍攻撃か全軍撤退か、多くの意思表示がされた作戦が採用されます。

【裏切り者が発生すると…?】

攻撃すると答えた将軍が4人、撤退と答えた将軍が4人とした場合、最後の将軍の判断によって結果が左右されますが、最後に決断する将軍が裏切者だった場合は、作戦失敗を目論むはずです。

この時裏切者の将軍は、攻撃の意思表示をした将軍に対し「攻撃することが決定した」と説明、撤退すると意思表示をした将軍に対しては「撤退することが決定した」と説明をします。
このように最後の”間違えた”伝達がされてしまった場合、4部隊が攻撃、残り4部隊は撤退という行動を取ります。
結果的に、全軍足並みを揃えることで勝利できたかもしれないビザンツ帝国は、裏切者の将軍の思惑通り、戦力が不足し敗戦に追い込まれてしまうのです。

トア
トア

ええ…最後の伝達者のせいで負けちゃうの?!

GG
GG

0か100か、攻めるか守るか、全員がまとまった行動をして初めて作戦として成り立っておったんじゃろ

トア
トア

スマホとかパソコンとかないから、メールとかも無理だもんね…

GG
GG

そうじゃな、直筆のサインだったら何とかなったかもしれんが、改ざんも可能じゃろう

トア
トア

それに戦場に羊皮紙と万年筆とかなさそうだよね!

GG
GG

よしよし、これを理解した上で、ビザンチン将軍問題について解説していくぞい!

システムにおけるビザンチン将軍問題

モデルとなったビザンツ帝国9人の将軍について紹介したところで、どのような問題か想像できた方もいらっしゃると思います。
ここからは実際にネットワーク上のシステムで同様のことが起こった際、また暗号資産に用いられているブロックチェーンではどのようなことが起こるのか解説していきます。

【ネットワーク上でのビザンチン将軍問題】

「内部の複数メンバーで監視し合うシステム」「内部の複数メンバーで協力し合うシステム」があったとしても、反逆者や、複数の者が結託して不正を働こうとした場合は合意形成がうまくいかなくなってしまいます。
しかし、この問題の重要な点は、「メッセージが何らかの形で遅れる、破壊される、紛失したりする可能性がある」ことです。
このような裏切りに限らない情報の障害やシステムの故障のことはビザンチン故障や障害と呼ばれることもあります。

また、この問題自体は暗号資産が誕生するより以前から提唱されているということもあり、ビザンチン・フォールトトレラント性と呼ばれる、問題発生があったとしても全体として動作している状態を表す解決法のようなものも存在します。

【ブロックチェーンとビザンチン将軍問題】

ビットコイン等の暗号資産においては、取引の改ざんがビザンチン将軍問題における裏切り者の将軍となります。
分散型ネットワークにおいては信頼のおけないネットワークについて、見知らぬ人とどうやって信頼を築きあげるかというのは大きな課題と言えるでしょう。

ビットコインの場合はコンセンサスアルゴリズム(合意形成)にPoWが採用されていますが、このPoWによって問題発生の可能性を低くしています。
PoWはマイナーからの合意が取れて初めて取引を成立することが可能ですが、この承認システムについても多数決型となっており、51%攻撃等の不正は起こり得ます。
しかし、実際にはビザンチン将軍問題のように誤った情報を流そうとしても、すでに正しい処理が行われた結果を書き換える必要があるのです。
この上書き処理を行うにはきわめて膨大な時間とコストが必要になり、成功したとしても得られる物がそれらの作業と見合わないと言われています。

また、このようなブロックチェーン技術に組み込まれたコンセンサスアルゴリズムと、ビザンチン将軍問題は前提が異なるため、懸念すべきものの発生のリスクは非常に低いとも言われています。
事実として、ビットコインが世に出てからのブロックチェーン技術に組み込まれたコンセンサスアルゴリズムが、このビザンチン将軍問題に発展したことはないのです。
51%攻撃、コンセンサスアルゴリズム、ブロックチェーンについてはこちらをチェックしてみてください♪

トア
トア

ブロックチェーンでは裏切り者が発生しないんだね!

GG
GG

というわけでもないが、このビザンチン将軍問題とは異なる理由でハッキングやサイバー攻撃がされているんじゃ

トア
トア

まだ起きていないからと言っても気を付ける必要があるよね!

GG
GG

そうじゃな、ブロックチェーンを構築する時点で対策は練っておく必要があるじゃろう

トア
トア

未然に防ぐのが大事だから、度々この単語が使われているって分かったよ!

GG
GG

うむ、なによりじゃ!では今日のまとめに入るぞい!

ワンフォーオール、オールフォーワン?!裏切り者…ビザンチン将軍問題、解説、まとめ

ビザンチン将軍問題は、
・実在したヨーロッパのビザンツ帝国の将軍がモデルである
・1人の裏切りにより、全体の情報が改ざんされてしまった歴史を元にしている
・1980年に数学者3名によって論文化された、「メッセージが何らかの形で遅れる、破壊される、紛失したりする可能性がある」問題のこと
・情報障害やシステムの故障のことをビザンチン故障やビザンチン障害ということもある
・発生したとしても動作がされていることをビザンチン・フォールトトレラント性という
・ブロックチェーン技術では改ざんが難しいということで、現在に至るまで発生していない


いかがでしたでしょうか?
続々と誕生する暗号資産ですが、ブロックチェーン技術によりこのような問題が起こりにくいと言われています。
ただし、100%安全というわけではないため、取引を行う銘柄の特性を知ることは資産を守ることに繋がることもあるでしょう。
本記事を読んで、皆様の取引銘柄選択の一助になったのであれば幸いです♪

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