JP6688779B2 - マイニング処理の分散管理システム及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、マイニング処理の分散管理システム及びその方法に関する。

近年、近年、円やドルといった貨幣による物品の取引のみではなく、電子マネー等の仮想通貨を用いた商取引が行なわれている。さらに、オープンかつ分散を前提とした「ビットコイン（登録商標）」と呼ばれる仮想通貨を用いたサービスが提案されている。

このビットコインでは、実現のために「ブロックチェーン」と呼ばれる技術が使用されている。まず、ビットコインによる取引では、ハッシュ関数と公開鍵暗号方式とを用いて、取引情報の真正性を担保している。暗号技術を用いて行われた仮想通貨の取引情報（以下、「トランザクション」という。）は、ビットコインを利用する全端末に対してブロードキャストで送信される。送信されたトランザクションは、マイナー（採掘者）と呼ばれる端末によって真正性が検証され、承認されるとブロックにまとめられ、ブロックチェーンと呼ばれる台帳に記録される。ビットコインによる取引では、マイナーにマイニング（採掘）と呼ばれる計算処理を行わせてから、ブロックチェーンにブロックを追加することによって、トランザクションの改ざんを防いでいる。

ここで、ブロックチェーンの末尾のブロックには、複数のトランザクションと、ブロックチェーンの末尾のブロックの一つ前のブロックのハッシュ値と、予め条件が定められた適切な値（「Ｎｏｎｃｅ（ナンス）」という。）と、が格納されている。マイナーは、マイニングとして、このブロックチェーンの末尾のブロックのハッシュ値と、真正性を保証すべきトランザクションとから、次のブロックに使うハッシュを生成するようなＮｏｎｃｅを、総当たりで探索する。

このとき、マイナーが、他のマイナーに先駆けてＮｏｎｃｅを発見するためには膨大な計算量が必要である。この計算量が非常に大きいことがブロックチェーンの内容の真正性の根拠となっている。このように、各取引をネットワークで合意・認証するために多くの計算量を費やす方式を、プルーフ・オブ・ワークという。プルーフ・オブ・ワークは、仮想通貨など、様々な情報の真正性を示すために適用されている。

このブロックチェーン技術には様々な応用が検討されており、ビットコインの仕組みを基に、類似した暗号通貨システム（オルトコイン）が提案されている。オルトコインとしては、ライトコイン、ドージコイン、モナコイン（登録商標）等があり、現在、５００以上の暗号通貨システムがあるといわれている。

このようなオープンかつ分散型の仮想通貨を提供するサービスでは、ブロックチェーンの内部に記述される情報（ビットコインの場合はトランザクションである。）の真正性は、その系を支えるマイナーが提供する計算量に依存している。

言い換えると、計算量によっては、ブロックチェーンへの攻撃が可能となる。例えば、悪意あるグループまたは個人が、全体の計算量の５０％以上を超えると、ネットワーク全体の採掘速度の５０％以上を支配し、不正な取引が可能となることが知られている（５１％攻撃）。

したがって、プルーフ・オブ・ワークによって真正性を保証するためには、すなわち、攻撃者からの改ざんを防ぐためには、攻撃者が、攻撃のために費やす計算量を超えることが極めて困難となるように、マイナーが非常に大きな計算量を費やすことが必要条件となる。

特許文献１には、このようなブロックチェーンを利用した取引情報の真正性の保証度を高める技術が開示されている。

特開２０１７−２０７８６０号公報

ところで、ブロックチェーンにおいては、上述したプルーフ・オブ・ワークに関する計算負荷の増加に伴いマイニングに必要なマシンスペックも高いものが要求される。これに伴い、マイニングによる電力消費量も増加し、地域や規模によっては、収支に見合わないことが多く起こるようになってきた

本発明は、このような課題を解決するための技術を提供することを目的とする。

本発明によれば
管理サーバと、少なくとも発電装置からの電力の供給を受けて稼働するユーザ端末とを含み、仮想通貨のマイニング処理の分散管理システムであって、
前記ユーザ端末は、前記管理サーバからの指示に基づいて前記仮想通貨の前記マイニング処理を行い、
前記管理サーバは、前記ユーザ端末夫々の前記マイニング処理の結果に応じて、報酬の支払い処理を実行する、
マイニング処理の分散管理システムが得られる。

本発明によれば、効率的なマイニング処理を行うことができる。

本発明の実施の形態によるイメージ図である。 従来のシステムと本発明の実施の形態による分散間システムとの比較を表す図である。 図１の管理サーバが管理するデータベースを示す図である。 図１の管理サーバのハードウェア構成を示すブロック図である。 図１のユーザ端末のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の変形例を示す図である。

本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態によるマイニング処理の分散管理システムは、以下のような構成を備える。
［項目１］
管理サーバと、少なくとも発電装置からの電力の供給を受けて稼働するユーザ端末とを含み、仮想通貨のマイニング処理の分散管理システムであって、
前記ユーザ端末は、前記管理サーバからの指示に基づいて前記仮想通貨の前記マイニング処理を行い、
前記管理サーバは、前記ユーザ端末夫々の前記マイニング処理の結果に応じて、報酬の支払い処理を実行する、
マイニング処理の分散管理システム。
［項目２］
項目１に記載のマイニング処理の分散管理システムであって、
前記ユーザ端末は、前記発電装置による発電量を管理して余剰電力量を算出し、当該余剰電力量に基づいて、前記マイニング処理のパフォーマンスを決定する、
マイニング処理の分散管理システム。
［項目３］
項目１又は項目２に記載のマイニング処理の分散管理システムであって、
前記管理サーバは、前記発電装置による発電量に基づいて算出される所定のインセンティブ情報を取得し、他の管理サーバに送信する、
マイニング処理の分散管理システム。
［項目４］
項目３のいずれかに記載のマイニング処理の分散システムであって、
前記管理サーバは、前記インセンティブ情報を当該管理サーバと接続されている複数の前記ユーザ端末で構成されるネットワーク内において分散管理処理を行う、
マイニング処理の分散管理方法。
［項目５］
管理サーバと、少なくとも発電装置からの電力の供給を受けて稼働するユーザ端末とを利用した、仮想通貨のマイニング処理の分散管理シ方法であって、
前記ユーザ端末が、前記管理サーバからの指示に基づいて前記仮想通貨の前記マイニング処理を行うステップと、
前記管理サーバは、前記ユーザ端末夫々の前記マイニング処理の結果に応じて、報酬の支払い処理を実行するステップと、を含む
マイニング処理の分散管理方法。

＜実施の形態の詳細＞
以下、本発明の実施の形態によるマイニング処理の分散管理システム（以下「管理システム」と呼ぶ）について、図面を参照しながら説明する。

＜概要＞
本発明の実施の形態による管理システムは、太陽光発電装置等の所謂再生可能エネルギーによる発電装置の余剰電力を効率的に利用して、マイニング処理を分散して行うものである。

図１は、本発明の実施の形態による管理システム１００の全体像を示すイメージ図である。なお、図示されている全体像は例示であり、他の要素が追加されていてもよい。

図１に示されるように、管理システム１００は、管理サーバ１と、複数のユーザ端末２と、当該ユーザ端末２に電力を供給する太陽光発電装置２０とを備えている。

管理サーバ１は、複数のユーザ端末２とネットワークを介して接続されており、所謂クライアントサーバモデルを構築している。更に、管理サーバ１は、ブロックチェーンネットワーク５０にも接続されている。 管理サーバ１は、ブロックチェーンネットワーク５０においてマイナー（採掘者）として活動するものである。

図２は、従来の電力利用イメージ（ａ）と、本実施の形態による管理システム１００による電力利用イメージ（ｂ）とを比較する図である。

図２（ａ）に示されるように、太陽光発電装置２０によって発電された電力は、各ユーザが家庭において使用する家庭消費分と使用しなかった余剰電力とに分けられる。

また、太陽光発電等の所謂再生可能エネルギーを発電する装置を所有する場合、当該装置による発電量に応じて、ＣＯ２削減に関する利益（インセンティブ：権利）を受け取ることができる。このような削減利益は、省エネルギー設備や、再生可能エネルギー発電設備の導入により削減できたＣＯ２排出削減分に基づいて創出される利益である。

図示されるように、従来の場合、余剰電力は例えば、電力会社等に削減利益ごと（又は削減利益とは別に）売電され、ユーザは売電の対価を得ることとなる。

一方、図２（ｂ）に示されるように、本実施の形態においては、余剰電力を管理しながら、ユーザ端末２において利用する。なお、余剰電力の中にはユーザ端末２に利用する分と電力会社等に売電する分との両方が含まれていてもよい。

なお、ユーザ端末２には、太陽光発電装置２０によって発電した電力の管理機能を有していてもよい。管理機能は、発電した電力の使用装置や電力量の割当を、管理サーバ１、ユーザからの操作又は自動で行う。

管理サーバ１は、ユーザ端末２を遠隔で管理し、マイニング処理の状態を把握・管理し、マイニング処理の結果に応じて、報酬を支払う。報酬は、マイニング処理に応じて付与された仮想通貨の量を基準に所定の計算式によって算定される。

＜管理データ＞
図３は、管理サーバ１によって管理されるデータテーブルの一例である。管理サーバ１は、各ユーザ端末２に関連づけられているウォレットＩＤ、端末の状態、採掘レート、当月累計採掘量、当該ユーザ端末２が供給を受けている発電装置の発電量を管理する。

＜ハードウェア構成＞
＜管理サーバ１＞
図４は、管理サーバ１のハードウェア構成を示す図である。なお、図示された構成は一例であり、これ以外の構成を有していてもよい。

図示されるように、管理サーバ１は、複数のユーザ端末２とともに情報処理を実行することにより、分散管理システムの一部を構成する。管理サーバ１は、例えばワークステーションやパーソナルコンピュータのような汎用コンピュータとしてもよいし、或いはクラウド・コンピューティングによって論理的に実現されてもよい。

管理サーバ１は、少なくとも、プロセッサ１０、メモリ１１、ストレージ１２、送受信部１３、入出力部１４等を備え、これらはバス１５を通じて相互に電気的に接続される。

プロセッサ１０は、管理サーバ１全体の動作を制御し、各要素間におけるデータの送受信の制御、及びアプリケーションの実行に必要な情報処理等を行う演算装置である。例えばプロセッサ１０はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であり、ストレージ１２に格納されメモリ１１に展開されたプログラム等を実行して各情報処理を実施する。

メモリ１１は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の揮発性記憶装置で構成される主記憶と、フラッシュメモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）等の不揮発性記憶装置で構成される補助記憶と、を含む。メモリ１１は、プロセッサ１０のワークエリア等として使用され、また、管理サーバ１の起動時に実行されるＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ ／ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）、及び各種設定情報等を格納する。

ストレージ１２は、アプリケーション・プログラム、及びブロックチェーンネットワークに対する認証プログラム等の各種プログラムを格納する。各処理に用いられるデータを格納したデータベースがストレージ２２に構築されていてもよい。

送受信部１３は、管理サーバ１をネットワーク１０及びブロックチェーンネットワーク２０に接続する。なお、送受信部１３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及びＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）の近距離通信インタフェースを備えていてもよい。

入出力部１４は、キーボード・マウス類等の情報入力機器、及びディスプレイ等の出力機器である。

バス１５は、上記各要素に共通に接続され、例えば、アドレス信号、データ信号及び各種制御信号を伝達する。

＜ユーザ端末２＞
図５は、ユーザ端末２のハードウェア構成を示す図である。なお、図示された構成は一例であり、これ以外の構成を有していてもよい。

ユーザ端末２は、管理サーバ１による管理を受けて分散管理システムの一部を構成する。

ユーザ端末２は、少なくとも、プロセッサ２０、メモリ２１、ストレージ２２、送受信部２３、入出力部２４等を備え、これらはバス２５を通じて相互に電気的に接続される。

ユーザ端末２のプロセッサ２０は、ユーザ端末２の全体の動作を制御し、各要素間におけるデータの送受信の制御、及びマイニング処理のアプリケーションの実行に必要な情報処理等を行う演算装置である。例えばプロセッサ１０はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。

図６に示されるように、管理サーバ１は、削減利益３０に関する情報を各ユーザ端末２０から取得して管理する（削減利益プール）。取得した削減利益は、ブロックチェーンネットワークを利用して保管される。

図示されるように、削減利益プールは、その一部又は全部に関する情報を他の管理サーバに送信することとしてもよい。即ち、取得した削減利益を売却処理することとしてもよい。

本実施の形態におけるブロックチェーンネットワークは、特定のものだけが参加可能なプライベートネットワークでもいいし、パブリックネットワークとしてもよい。

以上の処理によれば、マイニング処理の負荷を分散しつつ、余剰電力を有効活用することができる。また、削減利益をブロックチェーンネットワークを利用して管理することにより、安全性と取引性を向上させることができる。

上述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。

１ 管理サーバ
２ ユーザ端末
２０ 太陽光発電装置
３０ 削減利益
５０ ブロックチェーンネットワーク

Claims (4)

1. 管理サーバと、少なくとも発電装置からの電力の供給を受けて稼働するユーザ端末とを含む仮想通貨のマイニング処理の分散管理システムであって、
   前記管理サーバは、前記ユーザ端末夫々に対して前記マイニング処理を行う指示を送信し、
   前記ユーザ端末は、前記発電装置による発電量を管理して余剰電力量を算出し、当該余剰電力量に基づいて、前記マイニング処理に係る前記ユーザ端末の採掘レートを決定し、前記管理サーバから受信した前記指示に基づいて前記仮想通貨の前記マイニング処理を行い、前記マイニング処理の結果を前記管理サーバに送信し、
   前記管理サーバは、前記マイニング処理に応じて付与された前記仮想通貨に基づき、前記ユーザ端末夫々から受信した前記マイニング処理の結果に応じて、前記ユーザ端末夫々に対する報酬の支払い処理を実行する、
   マイニング処理の分散管理システム。
2. 請求項１に記載のマイニング処理の分散管理システムであって、
   前記管理サーバは、前記発電装置による発電量に基づいて算出される所定のインセンティブ情報を取得し、他の管理サーバに送信する、
   マイニング処理の分散管理システム。
3. 請求項２に記載のマイニング処理の分散管理システムであって、
   前記管理サーバは、前記インセンティブ情報を当該管理サーバと接続されている複数の前記ユーザ端末で構成されるネットワーク内において分散管理処理を行う、
   マイニング処理の分散管理システム。
4. 管理サーバと、少なくとも発電装置からの電力の供給を受けて稼働するユーザ端末とを利用した、仮想通貨のマイニング処理の分散管理方法であって、
   前記管理サーバは、前記ユーザ端末夫々に対して前記マイニング処理を行う指示を送信するステップと、
   前記ユーザ端末が、前記発電装置による発電量を管理して余剰電力量を算出し、当該余剰電力量に基づいて、前記マイニング処理に係る前記ユーザ端末の採掘レートを決定し、前記管理サーバから受信した前記指示に基づいて前記仮想通貨の前記マイニング処理を行い、前記マイニング処理の結果を前記管理サーバに送信するステップと、
   前記管理サーバは、前記マイニング処理に応じて付与された前記仮想通貨に基づき、前記ユーザ端末夫々から受信した前記マイニング処理の結果に応じて、前記ユーザ端末夫々に対する報酬の支払い処理を実行するステップと、を含む
   マイニング処理の分散管理方法。