ブロックチェーンの安全性とセキュリティ [PDF 342KB]

ブロックチェーンの安
安全性とセキュリティ
コンセンサス・ベイス株式会社
代表取締役社
社⻑
© コンセンサス・ベイス株式会社 All Rights Reserved.
志茂博
⾃⼰紹介
志茂博
Shimo Hiro
oshi
コンセンサス・ベイス
ス株式会社
代表取締役社⻑
アメリカの⼤学にてコンピュ
ュータ・サイエンスを専攻。CTC、インターネットイニシ
アティブ、フリーランスのエ
エンジニアを経て、Webサービス会社を起業。
現在、ブロックチェーン技術
術專⾨企業である「コンセンサス・ベイス」を起業し、代
表を務める。
個⼈のブロックチェーンにおける活動
● 経済産業省「ブ
経済産業省「ブロックチェーン検討会」委員
クチ
ン検討会」委員
● 暗号通貨技術ユーザ会：Cryptocurrency Tech
h Japan 代表
メディア掲載
デ
掲載
● 週刊ダイヤモンド「FinTechの正体」に掲載
● ⽇経CNBCのテレビ番組「ザ・⾦融闘論〜仮想
⽇経CNBCのテレビ番組「ザ⾦融闘論仮想
想通貨最前線〜システム進化の光と影〜」に出演
最前線システム進化の光と影」に出演
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実績（15案件以上）
コンサルティング・開発
⼤⼿通信
信会社様（ビットコイン関連サービス）
ソフトバ
バンク様（国際募⾦プラットフォーム）
⼤和証券
券グループ様（ミャンマー資本市場）
⼤⼿メーカー様
⼤⼿メー
カ様（コンサルティング）
（ンサルテング）
某システ
テム会社様（⾦融系サービス）
スタート
トアップ数社（販売所、取引所など）その他、多数
教育
セブン銀
銀⾏様（社内勉強会）
IIJ様（技
技術ワクショップ）
技術ワークショップ）
会社
個⼈の
実績
NRI様：証券分野の実証実験
某
某メーカー：スタンプ関連の実証
カ
タプ関連実実験
みずほFG様+ISID様+⽇本マイク
クロソフト様：シンジケートローンの実証実験
NRI様+JPX（⽇本取引所グル
（⽇本取引所グループ）
プ）様：証券の実証実験
様
その他、多数
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本⽇のプレゼ
ゼンテション
ゼンテーション
ブロクチェーン全般の
ブロックチェ
ン全般の
セキュリティ（主にパブリック）の概要
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今回伝えたいこと
パブリックとプライベー
ートは、ほぼ別物
● プライベート
プライベト → ほぼ従来通り
りのセキリティ対策
りのセキュリティ対策
● パブリック
→ 従来とは違う
うセキュリティ対策
ブロックチェーンの新し
しいセキュリティの形
● 新しい実装と新しい攻撃⼿法（分散型合意やフォーク）
● ガバナンスや経済合理性というセキュリティ
セキリティ
→ 従来のセキュリティの考え⽅や⼈材では難しいのでは？
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結論: 今までの経験からの私⾒
セキュアでない？
使える場所で使うと
いう発想
既存の要件を満たさない、
ではなく利⽤できる
ところで使う
教育のための情報と
⼈材の育成
セキュリテ
ティの
話しはかなり先
話しは、か
か
それ以前
前に
やるべきことが
が沢⼭ある
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まだブロックチェーンを正しく
だブ
クチ
を
く
理解するという段階ガバナ
ンスや経済合理性に関する
知⾒を持つ⼈も必要
セキリテ
セキュリテ
ティて？
ティって？
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セキュリティとは？
情報セキュリティの
の三⼤要件（ＣＩＡ）
1. 機密性
2. 完全性
完
3. 可⽤性
Confidentiality
Inte
egrity
Availability
正当な権利を持った⼈のみ利⽤できる
（情報漏えいアクセス権）
（情報漏えい、アクセス権）
正当な権利を
を持たない⼈に
変更されてない（改
改ざん防⽌検出）
改ざん防⽌、検出）
必要な時に利⽤できる
（⼆重化など）
ブロックチェーンは、2
ブロックチェ
ンは、2と3が強く、１が弱い？
と3が強く、が弱い
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セキュリティとは？
情報セキュリティ
ィのその他四要件
4. 真正性
A thenticit
Authenticity
ある主体⼜は資源が、
主張通りであることを確実に
する特性利⽤者、プロセス、
システム、情報などのエンティ
情報ど
ティに対して適⽤する
5. 責任追跡性
Acco ntabilit
Accountability
あるエンティティの動作が、
その動作から動作主の
エンティティまで⼀意に追跡
できることを確実にする特性
確実
特性
6. 否認防⽌
Non ep diation
Non-repudiation
ある活動⼜は事象が
起きたことを、
後になって否認されない
ように証明する能⼒
能⼒
設計、実装
装による？
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7. 信頼性
Reliabilit
Reliability
意図した動作および
結果に⼀致する特性
ブロックチ
ブロックチェーン特
ン特
特有のセキリティ
特有のセキュリティ
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セキュリティのレイヤー例
セキュリティ・レベル
ガバナンス
ブロック
クサイズ、ハドフォク
クサイズ、ハードフォーク
ネットワーク
51%攻撃
撃など
分散組織
分散組織
織運営
プログラミング
スクリプ
プトコントラクト
プト、コントラクト
アカウント
秘密鍵の
の管理
トランザクション
検証され
れているか？
http://startupmanagement.org/2016/08/08/blockchain-security
p //
p
g
g/
/ / /
y-is-multi-layered-here-are-the-6-most-important-levels/
y
y
p
/
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ガバナンスと経済性
● ガバナンスと経済合理性が、
ガバナンスと経済合理性が安全性を決める
● ネットワ
ネットワークやソフトウェア
クやソフトウェア
アのガバナンス
・安全なソフトウェアか？
・⽅針を誰がどう決める？（ハード
⽅針誰がど決
（
ド
ドフォークと⾃分のコインの価値）
ク⾃分
価値）
● インセンティブ設計
・報酬設計：マイナー集中やハッシ
シュパワーに影響（PoW）
・経済合理性：⾃分のコインの価値
値を下げたくないから攻撃しない？
・シェアの設計：密かにシェアが多
多いと攻撃される（PoS）
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設計とセキュリティ
１．パブリック、コンソーシア
パブリク
シアム、プライベートの違い
ムプイ
ト違
２．コンセンサス・アルゴリズ
ズムによる違い
３．ノードの管理⽅法
設計の仕⽅が、⾮常に重要
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１．パブリックとプライベートの違
違い
パブリック
● 誰かわからない⼈からの攻撃（シビル攻撃）
● 不安定なネットワ
不安定なネットワーク
ク
● 確率的なことが多い
⇒ ファイナリティ、秘密鍵の
の衝突
● 鍵の管理など、⾃⼰管理・⾃⼰
鍵の管理など⾃⼰管理⾃⼰
⼰責任
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１．パブリックとプライベートの違
違い
プライベート／コンソーシ
シアム
● お互いに知っている主体間のネ
ネットワーク
⇒ 攻撃者が少ない、特定可能
能
● ネットワークの安定性をコントロール可能
● フォークせず、ファイナリティ
ィのある形を作れる
● 鍵の管理も、管理者でコントロ
鍵の管理も管理者でコントロ
ロル可能（より良いUX）
ロール可能
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２．コンセンサス・アルゴリズムの
の安全性
Proof
of
Work
Proof
of
Stake
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51%攻撃
ASICによる中央集
集権化
Nothing at Stak
ke：
復数のフォークで同時にブロック承認できる
復数のフォ
クで同時にブロック承認できる
Stake Grindin g：
過去に遡って過半数を取得できるブロックがあ
れば、それ以降のブロックを全て改ざんできる
低コスト51%攻撃
撃：
コインの51%を買える資⾦の証明をし、買うと
公表しコインの価格を下げて、コインを購⼊する
どのアルゴリズムが安全と⾔える？
アルゴリ
リズム名
Proof of Importance
アカウントの重要性にもとづく
DPOS
代理投
投票
Ripple Consensus
信頼で
できるノードリストを利⽤
Stellar Consensus Protocol
ノドのグループによる分散合意
ノー
ドのグルプによる分散合意
Tendermint
デポジット式のPoS
PBFT
従来型
型コンセンサス・アルゴリズム
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ファイナリティの問題と対策
ファイナリティ問題
ビットコインでは、ブロックが承認される
るまでに10分〜60分などかかる
時間の⻑短はそのときのブロックマイニン
ングの状況、フォーク（同時に2つ以上の
ブ
ブロックチェーンが⽣じること）の有無に
クチ
が⽣じ
と）有無に左右される
左右され
対
策
● コンセンサスアルゴリズムの改変・⾼
⾼性能化
● スーパーノードの導⼊
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３．ノードの設計と管理⽅法
ノードの数
⇒ 可⽤性と
と機密保持の範囲
と、機密保持の範囲
ノド管理者 ⇒ 信頼の範
ノード管理者
範囲機密保持の範囲
範囲、機密保持の範囲
秘密鍵の保管場所と管理⽅
⽅法
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秘密鍵の管理に関する安全性
複数署名
Multi-signature
ハードウェア
ウォレット
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セキュリティ
指針
vs. 利便性
ネットワクの
ネットワークの
のセキリティ
のセキュリティ
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ノード発⾒に関する安全性
初期
初期ノードの発⾒⽅法
ド発⾒⽅法
● クライアントソフトウ
ウアに直書き
ウェアに直書き
● DNSに問い合わせ
⇒ DNSSECを利⽤して
ていない?
● 前回アクセスしたリス
ストを利⽤
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Ｐ２Ｐネットワークの安全性
エクリプス攻撃
● P2Pネットワークの分断攻撃
● ネットワークAとネットワークBがあっ
ったとき、双⽅のネットワークを繋ぐ悪意
のあるノードが、A側から来た通信デー
ータを書き換えてB側に送り、B側から来
たデータを書き換えてA側に送る、また
たはデータを送らないという攻撃。
● ビットコインのネットワークの場合、ブロックチェーンが分岐し、別々のブロ
ックチェーンになる。
対
策
双⽅のネットワークのノードに届くように
にデータを送信する。
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経路の安全性
今までとさほ
ほど変わらず
ど
ず
ＳＳ
ＳＨ
ＶＰ
ＰＮ
専⽤
⽤線
その他：フルメッシ
シュにするのか？
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フォークが起こす問題
ファイナリティ
２重⽀払い
データが確定しない
商品を盗まれる
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ソフトウェアの安全性
ソフトウ
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ソフトウェアの安全性と対応策
コントラクト（チェーンコード）の安全性
レビュー、段階的リリースなど
ブックチ
ブロックチェーン・ソフトウェア
ンソフトウアの安全性
アの安
ア
性
● クライアント・ソフトウェアの安全性
性（検証）
● Gitian（複数⼈でバイナリを作ってサ
サインする）
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暗号の安全性
● 鍵の再⽣成
● 乱数⽣成（衝突）
● ハッシュ関数（ダブル
ルハッシュ）
の問題
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今後の安全性の展望と動き
アカデミックな動き
BSafe.network
Enigma
MITのD
Dr WongとDr Matsuoが⽴ち上げたブロ
Dr.WongとDr.Matsuoが⽴ち上げた、ブロ
ックチェ
ェーン研究期間のネットワーク
● MITが
が⽴ち上げ分散型クラウドコンピューティ
ングプロジェクト
● 制限付
付き完全準同型暗号を⽤いて、プライバシ
ーを保
保
保ちつつ、かつスケーラブルなクラウドコ
ブ
ンピューティンの実装を⽬指している
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社⻑志茂博
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