紹介

ブロックチェーン技術は、その分散化、不変性、透明性という特性により、金融、サプライチェーン、ヘルスケアなどの様々な産業に変革的な影響を与えています。その中で透明性は、すべての参加者がオンチェーンの取引記録やデータを閲覧できるというブロックチェーンの中核的な特性の1つであり、それにより信頼性と追跡可能性が確保されています。しかし、データが貴重な資産と見なされる現代において、ユーザーは個人の身元情報を保護することにますます関心を持つようになっています。したがって、ブロックチェーンの透明性の前提のもと、ユーザーの身元情報を効果的に保護する方法は、技術の発展過程で解決すべき重要な問題となっています。この問題は個人のプライバシーやセキュリティだけでなく、ブロックチェーンが幅広く採用され、さまざまなセクターに深く統合されるかどうかを決定するものです。

ブロックチェーン技術の原則

(1) 分散台帳と透明性

その核心において、ブロックチェーンはデータを一連のブロックに記録する分散台帳技術であり、各ブロックには特定の時間枠内での取引情報が含まれています。これらのブロックは時間的につながって不変のチェーンを形成します。従来の中央集権型台帳とは異なり、ブロックチェーン台帳はネットワーク内の多数のノードに分散しており、各ノードは台帳の完全または部分的なコピーを保持しています。これはつまり、一旦データがブロックチェーンに記録されると、広く流布され、保存され、全参加者がアクセスして検証できるようになります—データの透明性を実現しています。例えば、Bitcoinのブロックチェーンでは、すべての取引記録がネットワーク上のすべてのユーザーに見え、誰もがブロックチェーンエクスプローラを使用して特定のアドレスの取引履歴を表示できます。

画像ソース：https://blog.csdn.net/weixin_43783865/article/details/84581344

(2) コンセンサスメカニズムはデータの一貫性を確保します

分散台帳全体でデータの一貫性と正確性を確保するために、ブロックチェーンはProof of Work（PoW）、Proof of Stake（PoS）、Practical Byzantine Fault Tolerance（PBFT）などのさまざまなコンセンサスメカニズムを採用しています。Proof of Workを例に取ると、マイナーは複雑な数学問題を解決するために競い合い、最初に解決策を見つけた者が新しいブロックを作成し、ネットワークにブロードキャストします。他のノードはブロックの正当性を検証し、それを自分自身の台帳のコピーに追加します。このメカニズムにより、ブロックチェーンは中央集権的な介入なしにネットワーク全体でコンセンサスを達成し、透明性と信頼性をさらに強化しています。

ユーザーの身元保護メカニズム

(1) 暗号化技術の適用

非対称暗号アルゴリズム：ブロックチェーンシステムでは、ユーザーのアイデンティティは通常、公開鍵と秘密鍵のペアで表されます。公開鍵は情報や資産を受け取るための公開アドレスのように機能し、一方、秘密鍵はユーザーによって安全に保持され、パスワードのように使用され、取引の署名およびアイデンティティの検証に使用されます。例えば、Ethereumブロックチェーンでは、ユーザーは秘密鍵で取引に署名し、ユーザーのアイデンティティ情報と取引内容のハッシュを含むデジタル署名を作成します。取引を受け取った他のノードは、送信者の公開鍵を使用して署名を検証します。検証が成功した場合、取引は正当であり、正当な秘密鍵の保持者によって開始されます。これにより、取引の本物性と整合性が確保され、ユーザーの実際のアイデンティティが公開されることなく行われます。

ハッシュ関数：ハッシュ関数は、ブロックチェーンにおけるユーザーの身元保護にも重要です。これらは任意の長さのデータを固定長のハッシュ値に変換し、ユニークで不可逆なものにします。ユーザー登録や取引中には、システムが身元情報（例：名前、ID番号）をハッシュ化してその結果をブロックチェーンに保存します。これにより、ブロックチェーンデータが一般公開されても、攻撃者はハッシュを逆引きしてユーザーの実際の身元を特定することはできません。

(2) 匿名化および疑似化

匿名取引：一部のブロックチェーンプロジェクトは、ユーザーの身元を保護するために匿名取引の実装に焦点を当てています。たとえば、Moneroはリング署名やステルスアドレスなどの技術を使用して、送信者、受信者、取引金額を不明瞭にします。リング署名は複数のユーザーの公開鍵を混合して実際の署名者を不明瞭にし、ステルスアドレスは各取引ごとに一時的なアドレスを生成してトレースを防止します。

疑名のアイデンティティ: ほとんどのブロックチェーンシステムでは、ユーザーは実際の身元を登録せずに取引することができます。代わりに、ユニークな識別子（たとえば、イーサリアムアドレス）を使用してブロックチェーン上でやり取りします。この疑名は直接実世界のアイデンティティに結び付けられていないため、ユーザーは匿名で運営することができます。取引記録は公開されていますが、外部の人々が疑名と実際のアイデンティティをリンクさせるのは難しいです。

(3) ゼロ知識証明（ZKP）テクノロジー

ゼロ知識証明は、支持情報を明かさずに、ある主張が真実であるということを検証者に納得させることができる。ブロックチェーンでは、ZKPは、特定の条件を満たすか、特定の権利を持つことを確認するために使用することができ、個人の身元情報を公開せずに済む。例えば、ユーザーは、正確な年齢や他の個人情報を明らかにせずに、18歳以上であることを証明することができる。これは、実際のデータにアクセスせずに、検証者が主張の妥当性を確認できるように、数学的操作と論理構造を通じて達成される。

(4) データアクセス制御

アクセス許可ベース: ブロックチェーンネットワークは、正しい権限を持つノードやユーザーのみが特定の身元データを表示できるようにアクセスレベルを実装できます。例えば、企業ブロックチェーンでは、管理者が従業員に異なるデータアクセスレベルを割り当てることができます。通常のスタッフは仕事関連のデータのみを見ることができ、一方、役員はより機密性の高い情報にアクセスできます。これにより、身元データの露出が制限され、データ侵害のリスクが低減されます。

スマートコントラクト制御：スマートコントラクトは、ブロックチェーン上の自己実行プログラムで、アクセス規則や手続きを定義できます。 開発者は、ユーザーの身元データに誰がどの条件でアクセスして使用できるかを正確に制御するために使用できます。 たとえば、医療データ共有ブロックチェーンは、スマートコントラクトを介して、許可された医療機関や医師だけが患者の記録にアクセスでき、特定の臨床的な文脈内でのみアクセスできるように定義できます。 これにより、データのプライバシーとユーザーの身元が保護されます。

実践的なケーススタディ

(1) 国境を越える支払い

従来の国際送金は複数の仲介業者、複雑なプロセス、透明性の制限により、機関間で渡されることによりアイデンティティデータが危険にさらされます。 Rippleなどのブロックチェーンベースのソリューションは、分散台帳と暗号化技術を利用して迅速で低コストの国際送金を実現します。ユーザーのアイデンティティは暗号化によって保護されます-ブロックチェーンアドレスのみが必要であり、個人のアイデンティティの詳細は公開されません。一方、ブロックチェーンの公開性により、取引の追跡可能性と信頼が確保されます。

(2) 分散型融資

Compoundなどの分散型貸出プラットフォームでは、ユーザーはデジタル資産を担保にしてローンを確保することができます。ブロックチェーンは借入行動や資産情報を記録します。ユーザーは公開鍵と秘密鍵のペアで識別されますが、取引は公に可視化されているものの、実際のアイデンティティは暗号化されたアドレスの背後に隠れています。スマートコントラクトは自動的に貸出プロトコルを実行し、安全な資金フローを確保しながらユーザーのプライバシーを保護します。

(3) ヘルスケアにおけるプライバシー保護

医療記録には診断や治療歴などの機密性の高い身元データが含まれています。Gem Healthなどのブロックチェーン医療プロジェクトは、ブロックチェーンを使用してデータ管理とプライバシーを向上させることを目指しています。患者は医療記録をブロックチェーンに保存し、暗号化とアクセス制御を使用して誰がそれらを表示できるかを決定します。医療機関に一時的なアクセス権限を付与し、データの使用を特定のコンテキストに制限し、患者のプライバシーを保護することができます。

臨床試験では、多くの個人データや試験データが関与しています。ブロックチェーンは、このデータの安全な共有と管理を可能にします。たとえば、ゼロ知識証明を使用することで、研究者は患者が身元情報を公開せずに適格基準を満たしているかを検証することができ、研究の妥当性と参加者のプライバシーの両方を確保します。

前途に挑戦

暗号化アルゴリズムセキュリティ：現在の暗号化技術は、身元保護を提供しますが、計算能力の向上と量子コンピューティングの出現により、これらのアルゴリズムが最終的には危うくなる可能性があります。

プライバシーとパフォーマンスのバランス：ゼロ知識証明などの高度なプライバシー保護方法は、しばしば膨大な計算リソースを要求し、ブロックチェーンのパフォーマンスとスケーラビリティを妨げる可能性があります。複雑なZKP計算は取引の確認を遅らせ、効率を低下させることがあります。ZKPアルゴリズムの最適化とハードウェアアクセラレーター（例：暗号化チップ）の活用は、プライバシーとパフォーマンスのバランスを助けるかもしれません。

遅れている法的および規制フレームワーク：急速なブロックチェーンの発展は、身元保護に関する法的枠組みを凌駕しています。規制基準は地域によって異なり、国境を越えたブロックチェーンアプリケーションとコンプライアンスを複雑化しています。

ブロックチェーンにおけるユーザーの権利と責任の不明瞭さ：ブロックチェーンにおけるアイデンティティ保護には、複数の利害関係者が関与します — プラットフォーム開発者、ノードオペレーター、ユーザーなど。しかし、それぞれの責任と権利がしばしば曖昧です。たとえば、アイデンティティの侵害の場合、責任を負う当事者や補償の手続きを決定することは依然として課題となっています。