【ブロックチェーン⑬】ハードフォークとソフトフォーク

2024-07-24

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アイお嬢様

フォークのハード?　ソフト?

執事くん

ブロックチェーンの分岐のことです

この記事に興味のある人はどんな人？

・ブロックチェーンのフォークに興味がある人
・ブロックチェーンのフォークについて知りたい人
・ブロックチェーンのフォークが気になる人

この記事を読むとわかること！

・ブロックチェーンのフォークについてわかる
・ブロックチェーンのフォークについて詳しくなれる
・ブロックチェーンのフォークについての知識が増える

　ブロックチェーン技術は、中央集権のない分散型データベースとして、多くの暗号通貨やアプリケーションで利用されています。この技術は、高いセキュリティと透明性を提供し、金融から物流まで様々な分野で革命を起こしています。しかし、その進化の過程で「フォーク」と呼ばれる現象が発生することがあります。

　フォークは、ブロックチェーンの分岐や分裂を指し、ネットワークの参加者間でソフトウェアの更新やルール変更に合意が得られない場合に起こります。

　本記事では、ブロックチェーンのフォークについて、その基本概念、種類、原因、影響、および解決策を詳しく解説します。フォークにはソフトフォークとハードフォークの2種類があり、それぞれ異なる影響をもたらします。さらに、フォークの原因やその影響、解決策についても深掘りしていきます。これにより、フォークのメカニズムを理解し、ブロックチェーン技術をより安心して利用できるようになるでしょう。

ブロックチェーンのフォークとは

　ブロックチェーンのフォークとは、ブロックチェーンのプロトコルに変更が加えられた結果、チェーンが分岐する現象を指します。この変更は、ネットワーク参加者の合意によって行われる場合もあれば、意見の対立や技術的な必要性から生じることもあります。フォークが発生すると、一つのブロックチェーンが二つ以上の異なるチェーンに分かれることがあります。

フォークには大きく分けて二つの種類があります。まず、ソフトフォークは後方互換性のある変更で、旧バージョンのノードでも新しいブロックを認識できます。一方、ハードフォークは後方互換性のない変更で、新しいプロトコルを採用しないノードは新しいブロックを認識できず、チェーンが完全に分裂します。

フォークの種類

　フォークは主に二つの種類に分類されます。ソフトフォークとハードフォークです。それぞれのフォークは、プロトコルの変更方法やネットワークへの影響が異なります。

ソフトフォーク

　ソフトフォークは後方互換性のあるプロトコルの変更です。新しいルールを適用したノードと、古いルールを守るノードが共存できるため、チェーンの分裂は起こりません。例えば、ブロックサイズの縮小や新しい取引形式の導入がソフトフォークに該当します。

　具体的には、ブロックサイズの上限を引き下げることで、ネットワークの効率性を向上させることができます。また、新しい取引形式の導入により、セキュリティの強化や処理速度の向上が図られます。ソフトフォークの実施後も、旧バージョンのノードは新しいブロックを認識できるため、ネットワークの統一性が保たれやすいという利点があります。

　例えば、ビットコインのSegregated Witness（SegWit）の導入は、取引データの一部を分離し、トランザクションのサイズを縮小することで、スケーラビリティ問題の改善を図りました。このように、ソフトフォークは比較的スムーズにネットワーク全体に浸透し、合意形成が容易であることから、多くのブロックチェーンプロジェクトで採用されています。

　ソフトフォークが成功するためには、ネットワーク参加者間の高いレベルの協力とコミュニケーションが必要です。したがって、コミュニティ全体が新しいプロトコルの変更を理解し、受け入れることが重要です。

ハードフォーク

　ハードフォークは後方互換性のないプロトコルの変更です。新しいルールが導入されると、旧バージョンのノードは新しいブロックを認識できなくなり、ブロックチェーンが二つに分裂します。ハードフォークは通常、大規模なアップデートや重大なバグ修正、新しい機能の導入の際に行われます。

　例えば、ビットコインとビットコインキャッシュの分岐は、ビットコインのスケーラビリティ問題に対する解決策を巡る意見の相違から生じました。ビットコインキャッシュはブロックサイズの上限を8MBに拡大し、取引処理能力を向上させることで、より多くのトランザクションを迅速に処理できるようにしました。このように、ハードフォークは新しいプロトコルの下で大幅な変更を導入するために不可欠な手段です。しかし、ハードフォークにはリスクも伴います。チェーンの分裂により、ネットワークの一体性が失われ、ユーザーや投資家に不確実性と混乱をもたらす可能性があります。また、フォーク後のチェーン間で競争が生じることもあります。ハードフォークの成功には、事前の準備と十分なコミュニケーションが重要です。

　例えば、EthereumとEthereum Classicの分岐も、DAOハック事件に対する対応策として実施されましたが、結果的に二つの独立したブロックチェーンが誕生しました。

　このように、ハードフォークは新しい技術的な改善やセキュリティ対策を導入するための重要な手段である一方、コミュニティの協力と合意形成が不可欠です。

ソフトフォークの仕組み

　ソフトフォークは、以前のバージョンと互換性のあるプロトコルの変更です。新しいルールが導入されても、旧ルールも依然として有効であり、ネットワークの参加者が新しいルールを受け入れる限り、チェーンは一つに保たれます。つまり、ソフトフォークによる変更は、旧バージョンのノードでも認識されるため、ネットワーク全体の分裂を防ぎます。

　代表的なソフトフォークの例として「Segregated Witness（SegWit）」があります。SegWitは、トランザクションの署名データを分離することで、ブロックの有効容量を増やすためのアップグレードです。これにより、より多くのトランザクションを1つのブロックに含めることが可能となり、ネットワークの効率性が向上します。また、SegWitの導入により、トランザクションの展性問題も解消され、セキュリティ面でも大きなメリットが得られました。トランザクションの展性とは、取引のハッシュ値が変更されることで、二重支払いなどの不正行為が行われるリスクを指しますが、SegWitによりこの問題が解決されました。

　ソフトフォークの実施には、ネットワーク参加者間での合意形成が重要です。多数のマイナーやノードが新しいルールを支持すれば、旧バージョンのノードでも新しいブロックを認識できるため、ネットワークの統一性が保たれます。例えば、ビットコインコミュニティでは、SegWitの導入に際して、多数のマイナーと開発者が協力し、新しいプロトコルの支持を得ることに成功しました。このように、ソフトフォークはネットワークの分裂を避けつつ、必要なアップデートを行うための有効な手段です。

　さらに、ソフトフォークは比較的リスクが低いとされています。旧ルールのノードが新しいルールをサポートするため、ネットワークの安定性が維持されやすく、新しいルールの導入による混乱や不安を最小限に抑えることができます。これは、特に大規模なネットワークにおいて重要なポイントです。ソフトフォークは、持続可能なネットワークの進化を促進する手段として広く認識されています。

ハードフォークの仕組み

　ハードフォークは、以前のバージョンと互換性のないプロトコルの変更です。これにより、ネットワークが二つの異なるチェーンに分岐し、それぞれが独自のトランザクション履歴を持つことになります。ハードフォークは通常、大規模なアップグレードや意見の対立によって発生します。

　ハードフォークが実行されると、新しいルールを採用したノードは旧ルールのブロックを認識しなくなります。その結果、旧ルールを維持するノードと新ルールを採用するノードの間でチェーンが分裂し、二つの独立したブロックチェーンが生成されます。この新しいチェーンは「兄弟姉妹チェーン（Sibling Chain）」とも呼ばれます。

　有名なハードフォークの例として、ビットコインとビットコインキャッシュの分岐があります。ビットコインキャッシュは、ビットコインのスケーラビリティ問題を解決するためにブロックサイズを拡大する目的で作られました。この分岐により、二つの異なる暗号通貨が同時に存在し、それぞれのコミュニティが独自の開発を続けることができるようになりました。

　ハードフォークは、コミュニティの意見の対立を反映することが多く、分岐後は新しいチェーンと旧チェーンがそれぞれ独自の発展を遂げることが一般的です。ハードフォークの実施にはリスクも伴いますが、成功すれば新しい機能や改良点を迅速に導入することができます。

ハードフォークの実施過程とその影響

　ハードフォークのプロセスは、まず新しいプロトコルの提案とそれに対するコミュニティの合意形成から始まります。次に、新しいルールが実装され、ノードが新しいソフトウェアにアップデートされます。この時点で、旧ルールを維持するノードは新しいブロックを認識できなくなり、チェーンの分裂が発生します。この分裂により、二つのチェーンは独自のブロックを追加し、それぞれが異なる取引履歴を持つことになります。

　例えば、EthereumとEthereum Classicの分岐は、DAOハック事件に対する対応策として実施されました。Ethereumはハッキングされた資金を回収するためにハードフォークを行い、新しいチェーンに移行しましたが、一部のコミュニティはこれに反対し、旧チェーンに留まりました。これにより、二つの独立したブロックチェーンが誕生し、それぞれEthereumとEthereum Classicとして知られています。

　ハードフォークの影響は多岐にわたります。まず、ネットワークの分裂により、ユーザーや投資家に不確実性と混乱が生じる可能性があります。また、分裂後のチェーン間で競争が生じることもあり、開発リソースやコミュニティの分散が発生することがあります。しかし、ハードフォークが成功すれば、新しい技術や改善が迅速に導入され、プロジェクト全体の進化を促進することができます。

　ハードフォークは、ブロックチェーン技術の進化において重要な役割を果たしますが、実施には慎重な計画と十分なコミュニケーションが不可欠です。コミュニティ全体が新しいプロトコルの変更に対して合意を形成し、リスクを最小限に抑えるための準備が必要です。

フォークの原因

　ブロックチェーンのフォークが発生する原因は様々です。主な原因には以下のようなものがあります：

プロトコルのアップグレード

　新しい機能の追加やセキュリティの向上を目的としたプロトコルの変更が行われることがあります。これにより、ネットワーク全体のパフォーマンスが改善され、ユーザーエクスペリエンスが向上します。例えば、ビットコインのSegregated Witness（SegWit）は、トランザクションの署名データを分離し、ブロックの有効容量を増やすためのアップグレードです。このようなアップグレードにより、取引処理速度の向上や手数料の削減が期待できます。また、スケーラビリティの問題に対する解決策としても重要な役割を果たします。この種のプロトコル変更は、ソフトフォークとして実施されることが多く、ネットワーク全体の分裂を防ぎながら進化を促します。

バグ修正

　ソフトウェアの不具合を修正するためにフォークが必要になることがあります。バグ修正を迅速に行うことで、ネットワークの安全性と信頼性が保たれます。重大なバグが発見された場合、迅速な対応が求められ、ハードフォークやソフトフォークが実施されることがあります。例えば、2016年にEthereumで発生したDAOハック事件では、盗まれた資金を取り戻すためにハードフォークが実施され、EthereumとEthereum Classicという二つのチェーンが生まれました。このようなケースでは、コミュニティの安全と信頼を回復するために迅速な決断と実行が求められます。

コミュニティの対立

　意見の相違やビジョンの違いにより、コミュニティが分裂することがあります。開発者やマイナー（採掘者）間での意見の対立が深刻化すると、異なる方向性を持つチェーンが生まれることがあります。例えば、ビットコインとビットコインキャッシュの分裂は、ブロックサイズの拡大をめぐる意見の対立が原因でした。ビットコインはブロックサイズを1MBに維持する一方、ビットコインキャッシュはこれを8MBに拡大し、トランザクション処理速度を向上させることを目指しました。このような対立は、技術的な見解の違いだけでなく、プロジェクトのビジョンや哲学の違いから生じることが多いです。コミュニティの分裂は、ネットワークの多様性を生む一方で、リソースの分散やユーザーの混乱を招くこともあります。

代表的なフォークの事例

　いくつかの有名なフォークの事例を紹介します。

ビットコインキャッシュ（BCH）

　ビットコインキャッシュは2017年にビットコインから分岐したハードフォークです。ビットコインのブロックサイズ制限によるスケーラビリティ問題を解決するために、ビットコインキャッシュはブロックサイズを1MBから8MBに拡大しました。これにより、トランザクション処理能力が大幅に向上し、トランザクションの混雑を緩和することができました。ビットコインキャッシュの導入により、送金手数料の削減や取引確認時間の短縮が実現され、日常の取引においてもビットコインの利用が促進されました。このフォークは、ビットコインコミュニティ内でのブロックサイズ拡大に関する意見の対立から生まれたもので、スケーラビリティ問題に対する解決策として注目を集めています。

イーサリアムクラシック（ETC）

　イーサリアムクラシックは2016年にイーサリアムから分岐したハードフォークです。The DAOと呼ばれるプロジェクトのハッキング事件を受けて、ハッキング前の状態に戻すべきか否かという意見の対立から生まれました。イーサリアムはハードフォークを実施し、ハッキングの影響を取り除く決定をしましたが、一部のコミュニティはこれに反対し、旧チェーンを維持する形でイーサリアムクラシックが誕生しました。イーサリアムクラシックは、コードは法である（”Code is Law”）という理念を掲げ、チェーンの不可逆性を重視しています。この分岐は、ブロックチェーンコミュニティにおけるガバナンスやセキュリティに関する重要な議論を引き起こしました。

ライトニングネットワーク

　ライトニングネットワークはビットコインのスケーラビリティ問題を解決するためのソフトフォークです。トランザクションをオフチェーンで処理することで、ネットワークの負荷を軽減し、迅速かつ低コストでトランザクションを行えるようにします。ライトニングネットワークの導入により、ビットコインの取引処理速度が劇的に向上し、日常的な小額決済にも対応できるようになりました。この技術は、ビットコインのブロックチェーンに直接影響を与えることなく、追加のレイヤーを構築することで、セキュリティを維持しながらスケーラビリティを向上させます。ライトニングネットワークは、マイクロペイメントの分野で特に有効であり、ビットコインの利用シーンを大幅に広げる可能性を秘めています。

フォークの影響

　フォークが発生すると、ネットワークやユーザーに様々な影響を及ぼします。以下はその主な影響です。

チェーンの分岐

　フォークにより新しいチェーンが生成されると、異なるトランザクション履歴が生まれます。これは特にハードフォークの場合に顕著で、旧チェーンと新チェーンの両方が独立して存在し、それぞれが独自のブロックを生成し続けます。これにより、ユーザーや開発者はどのチェーンを使用するかを選択する必要があります。例えば、イーサリアムとイーサリアムクラシックの分岐では、それぞれのチェーンが独自のエコシステムを形成し、開発者やユーザーは自分の価値観や技術的な利便性に応じてどちらのチェーンを利用するかを選択することとなりました。

資産の複製

　フォークが発生すると、ユーザーの資産がフォーク後の両方のチェーンに存在することになります。例えば、ビットコインがビットコインキャッシュに分岐した際、ビットコインを所有していたユーザーは同数のビットコインキャッシュを受け取りました。この資産の複製はユーザーにとって一時的な利益となる一方で、新しいチェーンの価値がどのように変動するかは不確定です。資産の複製は一時的に市場のボラティリティを増加させ、投資家に対してリスクと機会の両方を提供します。

コミュニティの分裂

　意見の対立が原因でフォークが発生する場合、コミュニティが分裂することがあります。開発者やマイナー、ユーザーが異なるビジョンや方針を支持することで、旧チェーンと新チェーンの支持者が分かれることになります。これはブロックチェーンプロジェクト全体の進行に影響を与え、コミュニティの協力が難しくなることがあります。例えば、ビットコインとビットコインキャッシュの分裂は、ブロックサイズの拡大を巡る意見の対立が原因でした。このような分裂は、プロジェクトの進化を阻害する可能性があり、開発リソースの分散や対立の激化を引き起こすことがあります。

その他の影響

市場のボラティリティ

　フォークは市場のボラティリティを増加させる要因ともなります。新しいチェーンの価値が不確定であるため、投資家は慎重な取引を行う必要があります。また、フォークに伴うニュースや予測が市場に与える影響も無視できません。例えば、ハードフォークの発表により、一時的に価格が急騰または急落することがあります。

セキュリティの懸念

　フォーク後の新旧チェーンは、それぞれのセキュリティ対策を独自に講じる必要があります。新しいチェーンがセキュリティ面で十分に強化されていない場合、攻撃のリスクが高まる可能性があります。特に、ハッシュパワーの分散により、51%攻撃のリスクが増大することがあります。

フォークの解決策

　フォークが発生した場合の解決策として、以下の方法があります。

合意形成

　コミュニティ内での合意形成を促進し、分岐を防ぐことが最も重要です。これには、開発者、マイナー、ユーザーなどの主要なステークホルダーとの対話が含まれます。透明性を保ち、全員が納得できる解決策を見つけることで、フォークのリスクを軽減できます。例えば、重要な変更やアップグレードを行う前に、コミュニティ全体でのディスカッションを重ね、コンセンサスを形成するプロセスを確立します。このように、全ての関係者が意見を述べ、共通の目標に向かって協力することで、分裂のリスクを最小限に抑えることができます。

アップグレードの計画

　プロトコルの変更を段階的に行い、ネットワークの混乱を最小限に抑えることが重要です。事前に十分なテストを行い、変更の影響を評価した上でアップグレードを実施します。例えば、テストネットを活用して新しいプロトコルの動作を確認し、潜在的な問題を事前に洗い出します。その後、アップグレードのステップを慎重に計画し、段階的に実行することで、予期せぬ問題の発生を防ぎ、ネットワークの安定性を保つことができます。また、ユーザーに対して事前に変更内容を通知し、適切な対応を促すことで、スムーズな移行をサポートします。

ソフトウェアの互換性

　ソフトフォークを利用して互換性を保ちながら変更を行うことが有効です。ソフトフォークは後方互換性があり、旧バージョンのノードでも新しいルールを理解できるため、チェーンの分裂を避けることができます。例えば、ビットコインのSegWit導入時には、旧バージョンのノードが新しいトランザクション形式を認識できるように工夫されました。これにより、ネットワーク全体の統一性が保たれ、ユーザーの混乱を防ぐことができました。互換性を重視したプロトコル変更は、ユーザーエクスペリエンスの向上とネットワークの信頼性維持に寄与します。

教育とコミュニケーション

　フォークに関する理解を深めるために、コミュニティメンバーへの教育と情報提供も重要です。フォークの目的や影響、対応策について明確に伝えることで、ユーザーの混乱を防ぎ、スムーズな移行を促進できます。例えば、フォークに関するFAQの作成や、ウェビナーの開催、フォーラムでのディスカッションを通じて、情報共有と教育を行います。これにより、コミュニティ全体の理解と協力が深まり、フォークの影響を最小限に抑えることができます。

　これらの解決策を実施することで、フォークのリスクを管理し、ブロックチェーンネットワークの安定性と信頼性を維持することが可能になります。

Q&A

ブロックチェーンのフォークとは何ですか？: ブロックチェーンのフォークとは、ブロックチェーンのプロトコルに変更が加えられた結果、チェーンが分岐する現象を指します。フォークが発生すると、一つのブロックチェーンが二つ以上の異なるチェーンに分かれることがあります。
フォークの種類にはどんなものがありますか？: フォークは主にソフトフォークとハードフォークの二つに分類されます。ソフトフォークは以前のバージョンと互換性があり、ハードフォークは互換性がありません。
ソフトフォークとは何ですか？: ソフトフォークは、以前のバージョンと互換性のあるプロトコルの変更です。新しいルールが導入されるものの、旧ルールも依然として有効です。代表的なソフトフォークの例として、Segregated Witness（SegWit）があり、これはトランザクションの署名データを分離することでブロックの有効容量を増やします。
ハードフォークとは何ですか？: ハードフォークは、以前のバージョンと互換性のないプロトコルの変更です。これにより、ネットワークが二つの異なるチェーンに分岐し、それぞれが独自のトランザクション履歴を持つことになります。ハードフォークによって生成された新しいチェーンは兄弟姉妹チェーン（Sibling Chain）とも呼ばれます。
オーファンブロックとは何ですか？: オーファンブロックは、ネットワーク内で一時的に存在するが、最終的にはメインチェーンに含まれなかったブロックです。異なるマイナーが同時に有効なブロックを生成した際に発生することがあり、フォークの一部として扱われることもあります。
代表的なフォークの事例には何がありますか？: 有名なフォークの事例には、2017年にビットコインから分岐したビットコインキャッシュ（BCH）、2016年にイーサリアムから分岐したイーサリアムクラシック（ETC）などがあります。