分散化とCBDC By Andrea Civelli
この記事では、CBDCについての最初の記事で紹介した、成功する中央銀行デジタル通貨（CBDC）を設計するための原則の1つである「分散型システムの重要性」について詳しく説明します。
なぜ分散化（非中央集権化）が重要なのか？
決済システムは、様々な方法で分散化の恩恵を受けることができます。ブロックチェーン・ベースの分散型CBDCが決済システムにもたらすメリットが大きいと思われる主要な分野を少なくとも5つ挙げることができます。
第1の分野はネットワークの安定性です。アメリカの銀行は毎日、FedWireやFedACHなどの連邦準備制度の決済サービスを利用して、3兆ドル以上の取引を電子的に決済しています。2021年2月23日、突然、操作上の不具合により、連邦準備制度の決済システム全体が数時間にわたって利用できなくなりました。その日の重要な支払い期限は、システムのクラッシュによってマイナスの影響を受けました。効率的で安全な決済システムは、現代の経済において最も重要なものとなっています。例えば、FedACHは、給料や税金還付、その他の重要な支払いや送金に使用されており、何億人もの人々がこのシステムに依存しています。今回のFRB決済システムの障害は、一時的とはいえ、レガシー技術に基づく中央集権的なシステムは、その効率性のレベルにかかわらず、単一障害点の問題に直面することを思い起こさせます。一方、分散型ブロックチェーン・システムに基づくCBDCは、最新の暗号技術に依存して単一障害点の問題を解決し、近代化された決済インフラが必要とするレベルの安定性を保証します。例えば、ネットワークを支えるハードウェアの閾値が低い分散型インフラでは、ネットワークを支えるマシンの多様性が確保されるため、標的となる個々の脆弱性がシステム全体を停止させることによる影響を軽減することができます。
2つ目の分野はセキュリティです。分散型台帳の大きな特徴の一つは、耐タンパー性です。コンセンサス・プロトコルが新しいブロックをブロックチェーンに順次追加していくことで、不変的で改ざん不可能な取引記録が作成されます。一方、中央集権型の台帳では、台帳のデータベースがハッキングされたりすると、エントリが操作されてしまいます。
3つ目は運用コストです。ネットワークの構造要件が軽いこと、システムの規制・管理要件が簡素化されていること、中央集権的なシステムに比べて開発者の参入コストが低いことなどから、分散型決済システムは運用コストだけでなく、技術の維持・更新コストも削減することができます。
4つ目は、先ほどのポイントと関連しますが、イノベーションです。分散型台帳技術に基づくシステムは、中央集権的なレガシーシステムに比べて、新しいユーザーやユースケースに柔軟に対応することができます。これにより、決済事業者間の競争とイノベーションが促進され、最終的なユーザーにとってもコストがさらに抑えられます。
最後の分野は、中央銀行向けの透明性とモニタリング機能です。台帳の透明性は、例えば、中央銀行がデータ分析を用いて不正や詐欺を検出することを、現金の場合よりもはるかに容易にします。中央銀行は、ブロックチェーンの取引履歴を広範囲に検索し、その情報を利用して自らの政策や規制を明確にすることができるため、これは重要な政策的影響をもたらします。
完全な分散化へのハードル
しかし、分散化のメリットがあるにもかかわらず、分散型システムへのCBDCの実装には2つの課題があります。
取引の最終性（ファイナリティ）を持つ
経済全体のニーズを満たす拡張性
取引の最終性
決済の最終性という点では、現金での取引には即時決済の最終性がありますが、高価で中央集権的な決済インフラとなります。デジタル通貨が現金に対抗し、それを凌駕するためには、即時決済の最修性を持つ必要があります。そうでなければ、カウンターパーティ・リスクを抱えることになり、CBDCを導入するメリットが失われてしまいます。初期世代のブロックチェーンはフォークの脅威に悩まされており、ユーザーはブロックチェーンの他の競合ブランチが優勢にならないことを完全に確認するために、長期間待たなければなりません。フォークのリスクに伴う不確実性は、CBDCプロジェクトを実現不可能なものにしています。分散型CBDCが成功し、必要とされる取引の最終性を確保するためには、システムのフォークを防ぎ、真の分散型システムのセキュリティと回復力をもたらすことができる、最先端の次世代ブロックチェーン技術を選択する必要があります。
経済全体のニーズを満たすスケーラビリティ
これまでのほとんどのブロックチェーン、特にプルーフ・オブ・ワーク（PoW）アルゴリズムに基づくブロックチェーンでは、スケーラビリティの問題やスループット（1秒あたりの取引数）の不足が問題となっていました。大きな国の経済全体に必要な取引量を確実に処理するためには、多くの初期世代のブロックチェーンでは実現不可能です。例えば、約5,000万人のCBDCユーザーが1日に数回の取引を行う国の場合、CBDCシステムは1秒あたり平均1,500件の取引を処理しなければなりません。これは、今日の標準的なプルーフ・オブ・ワーク型のブロックチェーンの処理能力の100倍以上になります。
スケーラビリティは、シームレスなユーザー・エクスペリエンスの鍵であり、それはひいては新しい決済手段の採用と受け入れの鍵でもあります。もしユーザーが低額の取引でも決済に数秒待たなければならないとしたら、現金に不可欠な多くのユースケースはCBDCにとってアクセスできなくなります。CBDCが実験から実世界での導入に移行するためには、グローバルな導入のニーズに対応できる高度な技術が必要です。
アルゴランド・ブロックチェーンは、完全に分散化されたCBDCシステムの性能とセキュリティを確保可能
私たちが提案するリテールCBDCモデルは、私たちが未来の金融に必要だと考えるものと、アルゴランド・ブロックチェーンのユニークな機能の両方の特徴に触発されています。人々、組織、政府が未来の金融や決済で成功するためには、CBDCの基盤は以下のようになっていなければなりません。
設計上、分散化されていること
すべての人が参加できる包括的でオープンなものであること
経済全体で摩擦のない価値の交換を可能にすること
次世代のセキュリティを持ち、即時に取引が完了すること
アルゴランドは、強力なCBDCの実装を支援するユニークな立場にあります
分散化は、コンセンサス・プロトコルの参加者数、ハードウェア要件、トポグラフィ、コンセンサス・プロトコル自体のステークを所有する人の数の関数です。アルゴランドは、他のプラットフォームとは異なり、重要なインフラを運営するためには、あらゆるレベルで分散化を可能にすることが単一障害点を回避するための鍵となると判断しました。アルゴランドの貴重な経験は、完全な分散化と高度なスケーラビリティの両方を備えたシステムを設計することで、中央銀行は、取引の最終性やネットワークのパフォーマンスを損なうことなく、安定性とセキュリティを保証する分散型CBDCシステムを展開することができます。
多くのブロックチェーンでは即時決済の最終性を持たず、中には決済の最終性を全く持たないものもありますが、アルゴランドのピュア・プルーフ・オブ・ステーク（Pure Proof-of-Stake）コンセンサス・プロトコルはこれをネイティブに実装しています。アルゴランドのブロックチェーンは、フォークしないことが数学的に証明されており、また、量子コンピューティング技術に対しても安全であるとされています。
アルゴランドは、グローバルな分散レベルにおいても、高いスケーラビリティを持つように設計されています。2021年には、ブロック最終性の時間が2.5秒に短縮され、TPSが46,000まで向上すると予測されています（ブロック・パイプラインの真実のアプローチによる）。
結論
アルゴランドのCBDCモデルは、暗号学者、経済学者、技術者、政策専門家を含む学際的なチームによって設計されており、摩擦のない経済のための最も革新的で効果的なソリューションを見つけるというアルゴランドのコミットメントを体現しています。
アルゴランドでは、各国のデジタル通貨プロジェクトで経験を積む中で（例えば、アルゴランドはマーシャル諸島共和国の新しいデジタル通貨であるSOVを支えるインフラです）、最近の一連の投稿で説明したCBDCのオリジナルで徹底したモデルを開発しました。
アルゴランドのCBDCモデルについてご興味のある方は、「Issuing CBDC using Algorand」レポートの全文をダウンロードしてください。