5．ビットコインの所有権とプライバシーの問題 - 非対称暗号化アプリケーション

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翻訳者のTwitter Account：taro03293

この章では、Bitcoinシステムが、Bitcoinの所有権をどのように保証しているかについて説明します。

銀行システム

まず現在の銀行のシステムについて考えてみましょう。
銀行に口座を開設するには、自分の個人情報を銀行に提供する必要があります。
銀行に自分の口座ができたとき、その口座の所有権は個人情報を渡した“自分”にあります。
誰かにお金を支払うとき、銀行は我々のリクエストに応じて、自分の口座から対象の口座へお金を振り込みます。
あなたの個人情報は自分と銀行両方がそれぞれ管理しています。

Bitcoinシステム

では、Bitcoinは、銀行が関与していない状態で、どのように口座(アカウント)の所有権を決め、そしてどのように個人情報を守るのでしょうか。
実は、Bitcoinのアカウントはaddressで表され、個人情報はネットワーク上には表示されません。
Bitcoinにおける取引、とはあるaddressから別のaddressにBitcoinを動かすことを指します。
Bitcoinシステムで記録される取引は次のようになります。

{
    "金額を支払うaddress "："2A39CBa2390FDe"
    "金額を受け取るaddress "："AAC9CBa239aFcc"
    "金額"："0.2btc"
}

BitcoinシステムでBitcoinを取引する場合、addressとそれにリンクするPrivate Key(パスワードのようなもの)が必要です。

addressとPrivate Keyは非対称の関係にあります。
Private Keyをシステム的に計算(2回Hash化します)すれば、そのKeyに紐づくaddressを得ることができます。
逆にaddressからPrivate Keyを求めることはできません。

コードで表すと下記のようになります。

address： 2A39CBa2390FDe
Private Key： sdgHsdniNIhdsgaKIhkgnakgaihNKHIskdgal

Hash(Hash(fun(sdgHsdniNIhdsgaKIhkgnakgaihNKHIskdgal)))  -> 2A39CBa2390FDe

銀行システムの場合は、口座情報とパスワードは完全に独立しています。
よって、銀行取引する場合、口座情報、パスワード両方を検証する必要があります。

先程の取引の場合、address(2A39CBa2390FDe)のPrivate Key(sdgHsdniNIhdsgaKIhkgnakgaihNKHIskdgal)を持つ人だけが、この支払いを実行できます。

{
    "金額を支払うaddress "："2A39CBa2390FDe"
    "金額を受け取るaddress "："AAC9CBa239aFcc"
    "金額"："0.2btc"
}

取引記録にデジタル署名をするには

取引情報から要約情報を取得するためにハッシュ化を行い、次に要約情報をデジタル署名します。
プロセスは大体次のようになります。

1.取引情報をハッシュ化して、ハッシュ値を求める

hash('
    {"金額を支払うaddress"："2A39CBa2390FDe",
    "金額を受け取るaddress"："AAC9CBa239aFcc",
    "金額"："0.2btc"
    }') -> 8aDB23CDEA6

2．Private Keyを使ってハッシュ値にデジタル署名をする

#パラメーター1はハッシュ値
#パラメーター2はPrivate Key
#sign(パラメーター1,パラメーター2)でデジタル署名を返す
sign("8aDB23CDEA6", "J78sknJhidhLIqdngalket") -> "3cdferdadgadg"

デジタル署名の後、支払いノードは隣のノードに
“Address：AAC9CBa239aFccに0.2btcを送り、デジタル署名は3cdferdadgadgです。”
という内容を隣のノードに送ります。
隣のノードは、上記内容を検証した後、その情報を隣のノードに送り、最終的にネットワーク全体に上記の情報が広まります。

ノードは第一のノードから情報を受け取ったあと、デジタル署名が支払いの時に使われたPrivate Keyから生まれたものかを検証します。
もし、検証が確認出た場合、取引が有効になり、相応する金額が別の口座に記録されます。
(実際には、支払い者の残高照会の検証がさらに必要ですが、ここでは省略します)
コードで表すと下記に様になります。

#パラメーター1はデジタル署名
#パラメーター2は支払い方のAddress
#verify()でハッシュ値を返す
verify("3cdferdadgadg", "2A39CBa2390FDe") -> "8aDB23CDEA6"

もし検証結果verify()と元のハッシュ値が一致していれば取引が有効になり、相応する金額が別の口座に記録されます。

if(verify("3cdferdadgadg", "2A39CBa2390FDe")
    == hash('{"支払い方のAddress"："2A39CBa2390FDe",
              "受け取り方のAddress"："AAC9CBa239aFcc",
              "金額"："0.2btc"}')) :
    # 記帳する
    # 他のノードに伝える
else:
   # 検証結果が無効の場合、何もしない

ここまででPrivate KeyとAddressとデジタル署名の関係が分かったと思います。
さらに詳しく知りたい方はそれぞれの概念についてGoogleで調べてみてください。

続く