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tag:ビザンチン障害耐性

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ビザンチン障害耐性

ビザンチン障害耐性(Byzantine Fault Tolerance)

Qubicは、産業用分散コンピュートネットワークとして設計されており、極めて強力なビザンチン障害耐性(BFT)を実現しています。 これは単なる「33%耐性」の古典的BFTではなく、実質的に99.9%以上の悪意ノードが存在してもネットワークが正しく動作し続けるという、他に類を見ないレベルです。

QubicのBFTの核心メカニズム

Qubicは「Useful Proof of Work + 決定論的クォーラム + Arbitrator最終防衛線」という三層構造でBFTを達成しています。

耐性レベル 説明
1. Computorクォーラム 最大 325/676(約48%) の悪意ノードに耐性 676台のComputorのうち451台以上が同一の正しい結果を提出しない限りティックは進まない
2. 決定論的計算 悪意ノードが嘘をついても即座に検出 すべてのComputorは同一入力に対してビット単位で同一の出力を生成しなければならない
3. Arbitrator(49名) ネットワーク完全停止時の最終防衛線 クォーラムが形成できない極端な状況でのみ介入。状態改ざんは不可能

なぜQubicは「ほぼ100%の悪意ノードに耐性がある」と言えるのか?

  1. たとえ675/676台が悪意ノードでも、正直な1台が正しい結果を提出すれば、他の悪意ノードはそれとビット単位で一致しない限り投票できない
  2. 悪意ノードが正しい結果を知らない限り、正しいハッシュを生成できない(決定論的タスクのため)
  3. 結果、悪意ノードは正直ノードと同じ結果を提出するしかない → 実質的に無力化される
  4. これが「Honest Minority Safety」と呼ばれるQubic独自の性質です(正直ノードが1台でもいれば安全)

古典的BFTとの比較

システム 耐えられる悪意ノード割合 正直ノードが少数でも安全か? ファイナリティ
古典的PBFT / Tendermint 33%未満 ×(2/3以上必要) 即時
Ethereum (Casper FFG) 33%未満 × 経済的ファイナリティ
Solana (Tower BFT) 33%未満 × 確率的
Bitcoin (Nakamoto Consensus) 50%未満 ○(最長チェーン) 確率的
Qubic 実質99.85%(675/676) ○(1台でも正直なら安全) 即時かつ決定論的

実際の攻撃シナリオと耐性

攻撃タイプ Qubicでの結果
51%攻撃 不可能。過半数が嘘をついてもビット一致しないためクォーラム形成不可
Sybil攻撃 無意味。Computorは毎週のパフォーマンスで選出されるため、数量ではなく質が重要
DDoS攻撃(Computorへの攻撃) 一時的なティック遅延は発生するが、ネットワークはストールしても状態は改ざんされない
Arbitrator乗っ取り(49名全員悪意) 理論上は可能だが、現実的には世界中に分散しており極めて困難。介入しても過去状態は変えられない

ArbitratorはBFTを弱めるのか?

いいえ。むしろ強化しています。

  1. Arbitratorは状態を変更できない(過去のトランザクションや残高を改ざん不可)
  2. できるのは「次のティックを強制進行させる」だけ
  3. 悪意あるArbitratorが介入しても、正直なComputorが1台でもいれば次のティックで正しい状態に戻る
  4. つまり、Arbitratorはライブネス(生存性)を保証するが、セーフティ(安全性)は侵害できない

→ これは「Liveness-only Trust」と呼ばれ、BFT理論の最先端です。

実世界での証明(2024-2025年の事例)

  1. 2025年現在、Qubicは一度も不正なティックや分岐を経験していません
  2. 一時的なDDoSやノード障害は発生したが、すべて自動復帰
  3. Moneroネットワークへのハッシュレート移行実験でも、Qubic本体のセキュリティは一切影響を受けなかった

まとめ

Qubicのビザンチン障害耐性は以下の通りです:

  1. 理論上:最大675/676(99.85%)の悪意ノードに耐性
  2. 実質上:正直ノードが1台でも存在すればネットワークは正しい状態を維持
  3. ファイナリティは即時かつ決定論的
  4. Arbitratorは安全性を損なわず、生存性のみを保証

これは「世界で最も強いビザンチン障害耐性」と言っても過言ではなく、 真の分散型ワールドコンピュータを実現するための基盤となっています。

tag/ビザンチン障害耐性.1764766394.txt.gz · 最終更新: by d.azuma