P2P・P2Pネットワークとは?【ビットコインを支える仕組みを説明】

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仮想通貨(ビットコイン)やブロックチェーンを調べているとよく聞く、P2PやP2Pネットワークという単語、なんとなく分かるけど詳しくはわからないのではないでしょうか。本記事ではそのP2PやP2Pネットワークについて解説していきます。

P2P・P2Pネットワークとは

・P2Pとは

P2Pとは、Peer to Peer(ピア・ツー・ピア)の略です。

AさんとBさんがいたらサーバーを介さず、AさんとBさんが直接接続し合うことを指します。

P2Pの端末(Peer)は一般的なPCやノートブック、スマホなどを指します。

この端末(Peer)はノード(Node)と呼ばれることもあります。

使用例:LINE通話・Skype通話等

・P2Pネットワークとは

P2PネットワークはPeerが複数いる状態です。さきほどP2Pの例として、AさんとBさんが直接接続しあっていると言いましたが、このAさんとBさんの他にCさんDさんEさん…と複数存在し、接続しあっている状態をP2Pネットワークと言います。

中央サーバを用意せず個々の端末(Peer)がお互いに信頼しあうことで成立するネットワークとなっています。

端末は他の端末に繋いで情報を交換する、もしくは他の端末のリクエストに応えて情報を共有します。つまり端末ごとがサーバの役割を担っています。

使用例:従来 winny・Torrent

   :現在 ビットコイン等の仮想通貨

・現在の一般的なWebサービスでは

現在の一般的なWebサービスでは、Server Based Network(サーバーベースネットワーク)が使われています。これはよくP2Pネットワークの対義語として使われます。

ファイルなどの資源を管理するサーバと、それを利用するユーザーという関係で接続し合う形を、Server Based Networkといいます。(中央管理されている)

このServer Based Networkが現在Webサービスで利用する主な形態になります。

使用例:facebook・AWS等

Server Based Network(サーバーベースネットワーク)のイメージ

ブロックチェーンとの関係

P2Pとブロックチェーンの関係性を語るのにポイントとなってくるのは、やはりビットコインです。ビットコインはブロックチェーンを利用することでP2Pネットワークの問題点であったビザンチン将軍問題を解決しました。

ビットコインはどのようにしてこれを解決しているのだろうか。

こちらのブロックチェーンの記事を合わせて読むことをオススメします。

忙しい方向け!ブロックチェーンとは? ブロックチェーンとは、一言で言えば新しいネットワークシステム ブロックチェーンの特徴は「非中央集権
・どのようにP2Pネットワークの問題点を解消したのか

どのようにしてビットコインはブロックチェーンを使うことで、P2Pネットワークの問題点を解消したのだろうか。

それにはまず、ビットコインプロトコルというルールに各ノードが沿っているからです。

そのルールはBIPという文書によって追加されていきます。各ノードはそこにビットコインの改善提案をしていきます。

BIP:BIPは、ビットコインの改良の提案をするものです。BIPは、ビットコインのコミュニティに情報を提供したり、ビットコインの新しい機能、仕様、環境、を説明する文書です。機能に対する簡潔な技術仕様と、根拠を示さないといけません。

私達は、BIPが、新しい機能を提案したり、コミュニティが問題を解決するために提案をしたり、ビットコインが向かっていく先を決定したりなどのためのしくみになることを期待しています。
BIPの作者は、コミュニティの反対意見や論文などにも、責任を持って内容の同意を得なければいけません。

BIPは差分管理されたテキストファイルです。BIPの変更の記録は、すべて将来のために残さなければいけません。

Proof of Work等のブロックチェーンの仕組み(ビットコインプロトコル)のルールがあるからこそ、このP2Pは機能していますが、

このBIPで各ノードが議論していることでP2Pが成り立っているといえます。

そしてこのBIP内で議論し、ルールの提案に反対派、賛成派に別れた時に分裂が起きます。

これがハードフォークと呼ばれるものになります。(ビットコインキャッシュはBIP内で分裂が起き、ビットコインからハードフォークして誕生しました)

・従来のP2Pネットワークよりも優れている点

ブロックチェーンと関係していることにより、どのような点が従来のP2Pよりも優れているのかを紹介していきます。

従来のP2Pネットワーク(ピアートゥーピアーネットワーク)では、IPアドレスごとに発言権を与えることで、制約を設けておりましたが、それでは、大量のIPアドレスを保有できる攻撃者に発言権を奪われてしまうという危険性がありました。

つまりシステムを改ざんされる危険性が高かったのです。

しかしビットコインプロトコルはそれを解決する方法を見つけました。

それが「Proof of Work(プルーフオブワーク)」になります。

プルーフオブワークは「最も仕事をした人がブロックを追加(記録)出来る仕組み」になります。ビットコインブロックチェーンにおいては、台帳に記録(ブロックを追加)することで報酬を得ることが出来ます。(これをマイニングと呼びます)

この報酬(インセンティブ)があることによりノードは積極的に、そして正当なブロックを生成しようとします

そして、もう一つのルールとして、「最も長いブロックチェーンを正当なブロックチェーンとして認識する」と言うものがあります。

これは悪意のあるノード(Peer)が、もし不正なブロックを生成(台帳に記録)した時に効果を発揮します。

不正なブロックが追加された時、一般的なノード達(悪意のないノード)はその不正なブロックに新たなブロックを追加することはありません。何故なら不正なブロックがあるブロックチェーンは皆に信頼されない可能性があるからです。そうすると「報酬」がもらえません。何故なら、「最も長いブロックチェーンを正当なブロックチェーンとする」というルールがあるからです。悪意のあるノードが全体の51%以上にならない限り、その不正なブロックが繋がれる可能性はありません。一般的なノードは不正なブロックを無視してその不正なブロックの一つ前のブロックにつなぐ事を試みます。

このようにしてブロックチェーンはP2Pの整合性をとっているのです。

まとめ

本記事ではP2P/P2Pネットワークについて紹介してきました。

本記事の内容をまとめると

  • P2Pとはサーバーを介さずノードが接続すること
  • P2Pネットワークとは中央サーバーを持たないネットワーク
  • 分散型のP2Pネットワークはブロックチェーンとの関係で成り立っている
  • 従来のP2Pネットワークよりもシステムの改ざんに強い

このようにP2Pは様々な分野で使われています。

そして仮想通貨で使われているP2Pネットワークはブロックチェーンによって、従来のものとは違う形になっています。

この分散型のP2Pネットワークは今後様々な分野で活用されていくことでしょう。

ブロックチェーンとの関連性を知りながら、この用語を理解していきましょう。


ビットコイン (bitcoin) ブロックチェーン 用語解説