JP7579041B2 - Points Trading System - Google Patents
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Description
本発明は、ポイント取引システムに関する。 The present invention relates to a points trading system.
低消費電力広域通信網(LPWAN)は、低コスト、低消費電力、長距離、多数接続の特性により、近年、IoTにアクセスするための主要技術となっている。同時に、ポイント取引システムは、典型的な第三者決済のための応用技術として、学術界や産業界からますます広範にわたる注目を集めている。そのため、LPWANのポイント取引システムの研究開発は、非常に実用的な重要性を持っている。 Low-power wide-area networks (LPWANs) have become a key technology for accessing the IoT in recent years due to their characteristics of low cost, low power consumption, long distance and multiple connections. At the same time, point trading systems, as a typical application technology for third-party payment, have attracted increasingly extensive attention from academia and industry. Therefore, the research and development of LPWAN point trading systems is of great practical importance.
例えば、非特許文献1には、LPWANが、IoTがネットワークにアクセスするための要件を満たす通信技術である点に関する記述がある。 For example, Non-Patent Document 1 describes how LPWAN is a communications technology that meets the requirements for IoT to access networks.
モバイルIoTの急速な発展に伴い、多くのアプリケーション指向の第三者決済技術が、新しいIoTファイナンスを生み出している。典型的な第三者決済の応用技術として、アプリケーション指向のLPWANのためのポイント取引システムが広く注目を集めている。 With the rapid development of mobile IoT, many application-oriented third-party payment technologies are creating new IoT finance. As a typical application technology of third-party payment, the point trading system for application-oriented LPWAN has attracted wide attention.
しかし、現在のポイント取引システムは、システムの整合性を確保するための会計データを維持するために、基本的に集中型のデータストレージを使用している。集中型のデータストレージは、単一で障害点となる可能性があり、データへのアクセス性能が不足するとサーバが利用できなくなる。従って、いかにデータセキュリティを確保するか、という点が大きな懸念事項である。 However, current point trading systems basically use centralized data storage to maintain accounting data to ensure the integrity of the system. Centralized data storage can be a single point of failure, and insufficient data access performance can cause the server to become unavailable. Therefore, how to ensure data security is a major concern.
台帳ベースの技術は、電子通貨の生成に用いられており、集中セキュリティの問題に対する優れた解決策となり得る。具体的には、台帳は、複数のサイト、異なる地理的位置、または複数の組織のネットワークで共有される資産のデータベースである。さらに、分散型共有台帳は、暗号技術により改ざん及び偽造が不可能であることが保証されている。そのため、分散型共有台帳はIoTファイナンスにおいて最も広く利用されている。 Ledger-based technologies are used to generate electronic currency and can be a good solution to the problem of centralized security. Specifically, a ledger is a database of assets that is shared across multiple sites, different geographic locations, or a network of multiple organizations. Furthermore, distributed shared ledgers are guaranteed by cryptography to be tamper-proof and impossible to forge. That is why distributed shared ledgers are most widely used in IoT finance.
しかし、IoT端末デバイスの演算能力は一般的に低く、大規模な演算処理を実行できない。 However, the computing power of IoT terminal devices is generally low and they cannot perform large-scale computational processing.
上述した事情に鑑み、本発明は、データセキュリティを十分に保証し、演算能力の低いIoTデバイスに適した、アプリケーション指向のLPWAN用の軽量な台帳を用いたポイント取引システムを提供する。 In view of the above, the present invention provides a points trading system using a lightweight ledger for application-oriented LPWANs that fully guarantees data security and is suitable for IoT devices with low computing power.
本発明は、ポイント取引端末と、複数のノードで構成される低消費電力広域通信網と、を備え、前記ポイント取引端末は、前記複数のノードのうちの1つのノードであるウィンドウノードに対し、ユーザ間のポイント取引の内容を示すトランザクションデータを送信し、前記ウィンドウノードは、自装置に記憶している台帳を参照し、前記トランザクションデータの有効性を確認すると、前記トランザクションデータの内容を当該台帳に反映するために当該台帳に追加すべきブロックの候補を生成し、当該ブロックの候補に自装置の署名を付与した後、前記低消費電力広域通信網内にブロードキャストし、前記複数のノードのうち、前記ウィンドウノードからブロードキャストされた前記ブロックの候補を受信したノードは、前記ブロックの候補に付与されている署名を検証し、当該ブロックの候補の有効性を確認できた場合、当該ブロックの候補に自装置の署名を付与した後、前記低消費電力広域通信網内にブロードキャストし、前記複数のノードの各々は、各々に異なるノードの署名が付与されたブロックの候補を所定数以上収集し、収集した所定数以上のブロックの候補の各々に付与されている署名を検証し、当該所定数以上のブロックの候補の内容が一致していることを確認すると、当該所定数以上のブロックの内容を正しい増分のブロックとして自装置に記憶している台帳に追加するポイント取引システムを提案する。 The present invention comprises a point trading terminal and a low-power wide area communication network composed of a plurality of nodes, the point trading terminal transmits transaction data indicating the contents of a point transaction between users to a window node, which is one of the plurality of nodes, the window node refers to a ledger stored in the device, and when it confirms the validity of the transaction data, generates a candidate block to be added to the ledger in order to reflect the contents of the transaction data in the ledger, and after attaching a signature of the device to the candidate block, broadcasts it within the low-power wide area communication network, and among the plurality of nodes, broadcasts it from the window node. A node that receives the broadcasted block candidate verifies the signature attached to the block candidate, and if the validity of the block candidate is confirmed, it attaches its own device's signature to the block candidate and then broadcasts it within the low-power wide area communication network, and each of the multiple nodes collects at least a predetermined number of block candidates each attached with a signature of a different node, verifies the signature attached to each of the collected block candidates at least the predetermined number, and if it confirms that the contents of the block candidates at least the predetermined number match, it adds the contents of the block candidates at least the predetermined number to a ledger stored in its own device as correct increment blocks.
本発明によれば、LPWAN内のIoT端末デバイス間におけるポイント取引が可能となる。 The present invention enables points transactions between IoT terminal devices within an LPWAN.
市場調査会社のGartnerによると、IoTデバイスの数は2020年までに204億台に達する。IoTデバイスの数が増えるにつれて、従来の集中型モデルで管理する場合はコストがかかり、セキュリティ上のリスクが伴う。これに対し、台帳ベースの技術の分散型の性質は、IoTの自律性を実現する手段を提供する。 According to market research firm Gartner, the number of IoT devices will reach 20.4 billion by 2020. As the number of IoT devices grows, managing them through traditional centralized models becomes costly and poses security risks. In contrast, the decentralized nature of ledger-based technology provides a means to achieve IoT autonomy.
IoTデバイスがネットワークに接続されている場合、デバイスのIDを確認するために認証する必要がある。サードパーティ製のデバイスを使用せずに、IoTデバイス認証に台帳ベースの技術を適用することで、認証コストを効果的に削減し、IoTデバイスのセキュリティを提供し、不正なデバイス偽装を防ぐことができる。また、外部からの攻撃からIoTデバイスを保護することもできる。さらに、台帳のコンセンサスメカニズムを変更することで、IoTデバイスに適用されるコンセンサスネットワークを構築することが可能である。 When an IoT device is connected to a network, it needs to be authenticated to confirm the identity of the device. Applying ledger-based technology to IoT device authentication without using third-party devices can effectively reduce authentication costs, provide security for IoT devices, and prevent unauthorized device impersonation. It can also protect IoT devices from external attacks. In addition, by modifying the consensus mechanism of the ledger, it is possible to build a consensus network that is applied to IoT devices.
IoT環境では、スマートデバイスノードは、データ計算作業やワークロードメカニズムの証明を行うのではなく、データの暗号化と転送のみを実行する。そのデータの転送は、台帳トランザクションとしてネットワーク全体にブロードキャストされる。台帳ベースの技術は、デバイスとユーザまたはネットワークサービス間で交換されるデータの台帳を保持することにより、個々のデバイスの独自の履歴を追跡する方法を構築することができる。また、台帳ベースの技術により、スマートデバイスを独立したエージェントにしたり、トランザクションを個別に管理したりすることもできる。 In an IoT environment, smart device nodes do not perform data computational tasks or proof of workload mechanisms, but only perform data encryption and transfer. That data transfer is broadcast to the entire network as a ledger transaction. Ledger-based technologies can build a way to track the unique history of each individual device by keeping a ledger of data exchanged between devices and users or network services. Ledger-based technologies can also make smart devices independent agents and manage their transactions separately.
要すれば、IoTに対する台帳ベースの技術の適用により、膨大な数のIoTデバイスに対して、低コストで安全な運用を提供する自己維持型のシステムが確立できる。 In short, the application of ledger-based technology to IoT can establish a self-sustaining system that provides low-cost and secure operation for large numbers of IoT devices.
しかし、台帳ベースの技術には2つの深刻な問題がある。第1の問題は、システムスループットが低いと、ネットワーク内の未処理トランザクションが無限に蓄積され、トランザクションの平均処理時間が増加する、という点である。その場合、台帳ベースの技術は、リアルタイムな処理が求められる場面において使用できない。 However, ledger-based technology has two serious problems. The first problem is that low system throughput leads to an infinite accumulation of unprocessed transactions in the network, increasing the average transaction processing time. In that case, ledger-based technology cannot be used in situations where real-time processing is required.
第2の問題は、各検証ノードは、完全な履歴データの台帳と対応する状態情報とを個別に維持する必要があり、そのため、大量のストレージ資源を消費する、という点である。 The second problem is that each validator node needs to independently maintain a complete ledger of historical data and corresponding state information, thus consuming a large amount of storage resources.
システムスループットが低い、という問題に対処するために、さまざまなスケーリング技術が提案されている。しかし、それらのスケーリング技術のほとんどは、セキュリティ、分散化、スケーラビリティという、台帳の3つの課題を同時に解決することができていない。 A variety of scaling techniques have been proposed to address the issue of low system throughput. However, most of these scaling techniques are unable to simultaneously address the three challenges of ledgers: security, decentralization, and scalability.
これに対し、台帳の3つの課題を解決できる効果的な方法として、断片化技術が考えられる。 In response to this, fragmentation technology is considered to be an effective method for solving the three issues with ledgers.
大量のストレージ資源を消費する、という問題に対処するために、剪定技術(pruning technique)というものが提案されている。この技術においては、一部のノードにおいて、トランザクションとブロックの検証に役立たない履歴データは消去(剪定)され、検証状態情報のみが維持される。この方法によれば、台帳全体のサイズと履歴データの同期の問題を効果的に低減できる。ただし、台帳を剪定する手法は、履歴データによるディスクの容量不足は解決できるが、メモリの容量不足を解決することはできない。 To address the problem of consuming large amounts of storage resources, a pruning technique has been proposed. In this technique, historical data that is not useful for verifying transactions and blocks is deleted (prune) from some nodes, and only the verification state information is maintained. This method can effectively reduce the overall ledger size and the synchronization problem of historical data. However, although the ledger pruning technique can solve the problem of insufficient disk capacity due to historical data, it cannot solve the problem of insufficient memory capacity.
[実施形態]
上記の課題を解消するシステムとして、以下に、本発明の一実施形態として、LPWAN用軽量台帳ベースのポイント取引システム(以下、「ポイント取引システム1」という)を提案する。
[Embodiment]
As a system for solving the above problems, we propose a lightweight ledger-based points trading system for LPWAN (hereinafter referred to as "points trading system 1") as one embodiment of the present invention.
ポイント取引システム1により以下が実現される。
(1)タグ間のポイント取引が容易に行われる。
(2)台帳により、ポイントの残高が厳密に管理される。ポイントは特定の状況下で取引のための特別な通貨として使用することができるので、ポイントの残高を厳密に管理できることは重要である。
(3)LPWANを使用することで、障害発生時でもポイントが転送できる。障害が発生した場合、インターネットが部分的に中断される可能性がある。そのような場合でも、物理的接触を必要としないLPWANベースのポイント取引システム1は正常に動作する。
The points trading system 1 achieves the following:
(1) Points can be easily traded between tags.
(2) The ledger strictly manages the balance of points. Since points can be used as a special currency for transactions under certain circumstances, it is important to be able to strictly manage the balance of points.
(3) By using LPWAN, points can be transferred even when a failure occurs. When a failure occurs, the Internet may be partially interrupted. Even in such a case, the LPWAN-based points trading system 1, which does not require physical contact, will operate normally.
ポイント取引システム1は、以下の環境下で運用可能である。
(a)タグの機能が制限されている。システム内のタグはバッテリ駆動であり、バッテリ交換の頻度は低い。
(b)LPWANのノードの機能も制限されている。LPWANのノードの演算能力は非常に低く、ストレージ容量は非常に小さい。
The points trading system 1 can be operated in the following environment.
(a) The functionality of tags is limited. Tags in the system are battery-powered, and the frequency of battery replacement is low.
(b) The functionality of LPWAN nodes is also limited. LPWAN nodes have very low computing power and very small storage capacity.
ポイント取引システム1は、通常時及び災害時のいずれにおいても機能する決済システムである。ポイント取引システム1においては、各イベントにおけるポイントの取引が分散台帳によりトレース可能である。ポイント取引システム1においては、台帳の構築により、トランザクションデータが改ざんされず、高い信頼性が保証される。 The points trading system 1 is a payment system that functions both in normal times and in times of disaster. In the points trading system 1, point transactions at each event can be traced using a distributed ledger. In the points trading system 1, the construction of a ledger prevents transaction data from being tampered with, ensuring high reliability.
図1は、ポイント取引システム1の構成の概要を示した図である。ポイント取引システム1においては、様々なタグがBluetoothによりポイント取引端末(例えば、スマートフォン)に接続できる。また、ポイント取引システム1においては、ポイント取引端末に対し、BluetoothによりLPWANのウィンドウノードが接続されている。 Figure 1 is a diagram showing an overview of the configuration of a points trading system 1. In the points trading system 1, various tags can be connected to a points trading terminal (e.g., a smartphone) via Bluetooth. In the points trading system 1, an LPWAN window node is also connected to the points trading terminal via Bluetooth.
ポイント取引システム1においては、システム台帳全体の不変性とセキュリティを確保するために、LPWANの演算能力の低さを考慮して、PoA(Proof of Authority)を簡素化した処理負荷の少ないコンセンサスが採用されている。 In the points trading system 1, in order to ensure the immutability and security of the entire system ledger, and taking into account the low computing power of LPWANs, a consensus with a low processing load that is a simplified version of PoA (Proof of Authority) is adopted.
ポイント取引システム1は、オープンAPIを通じて外部のビジネスシステムにサービスを提供する。一般的に、ビジネスシステムの利用者は、ビジネス管理者と一般ユーザ(以下、単に「ユーザ」という)に区分される。ユーザはビジネス管理者からポイント(例えば、コミュニティのプロモーションポイントや災害時の補償ポイントなど)を取得できる。 The points trading system 1 provides services to external business systems through an open API. In general, users of the business system are divided into business administrators and general users (hereinafter simply referred to as "users"). Users can obtain points (e.g., community promotion points, disaster compensation points, etc.) from the business administrator.
ユーザは、タグとポイント取引端末を携帯している。タグは、ユーザの識別子として機能する。ポイント取引端末(例えば、ポイント取引アプリに従い動作するスマートフォン)は、ユーザのアカウントのポイント残高を検索し、ポイントによる支払を行う機能を持つ。 The user carries a tag and a points trading terminal. The tag functions as an identifier for the user. The points trading terminal (e.g., a smartphone running a points trading app) has the ability to search the points balance in the user's account and make payments with points.
ユーザは、ポイント取引端末の検索機能を用いて、自分のポイント残高、ポイント取引の明細、関与した注文の履歴などを確認できる。 Users can use the search function on the points trading terminal to check their points balance, details of points transactions, and the history of orders they have been involved in.
ユーザは、ポイント取引端末の注文機能を用いて、各種注文を行うことができる。ポイント取引は注文の登録により開始される。ユーザがビジネスシステムで注文の登録のための一連の操作を完了すると、ビジネスシステムはトランザクションシステムAPIを呼び出して、支払対象のユーザのID、受取人のID、トランザクションのポイント、注文時刻、有効期限などの情報を示す注文を作成する。トランザクションシステムは、注文に含まれる各パラメータを検証し、その有効性を確認した後、注文に一意の注文IDを割り当てる。 Users can place various orders using the ordering function of the points trading terminal. Points trading begins with the registration of an order. When a user completes a series of operations for registering an order in the business system, the business system calls the transaction system API to create an order indicating information such as the user's ID to be paid, the recipient's ID, the points for the transaction, the order time, and the expiration date. The transaction system verifies each parameter included in the order, confirms its validity, and then assigns a unique order ID to the order.
上記のように作成された注文に関し、ユーザがポイントの支払を指示する操作を行うと、ビジネスシステムは注文IDを受け取り、取引システムの支払ページをポイント取引端末に表示させる。ユーザが支払ページにおいて支払われるポイントが正しいことを確認した後、支払の実行のための操作を行うと、支払が完了する。 When the user performs an operation to instruct the payment of points for an order created as described above, the business system receives the order ID and causes the transaction system's payment page to be displayed on the points transaction terminal. After the user confirms that the points to be paid on the payment page are correct, the user performs an operation to execute the payment, and the payment is completed.
支払が完了すると、取引システムは、ビジネスシステムの所定ページをポイント取引端末に表示させる。支払結果は、非同期通知として事前に設定されたURLに送信される。なお、支払は注文処理が実行されないオフラインショップにおいても行うことができる。 When payment is completed, the transaction system displays a specified page of the business system on the points transaction terminal. The payment result is sent to a pre-set URL as an asynchronous notification. Payment can also be made at offline shops where order processing is not performed.
ビジネス管理者は、ユーザにポイントシステムを提供する組織等である。ビジネス管理者は、ネットワークの管理者と、ポイントシステムの管理者に区分される。ネットワークの管理者は、システムに新しい正規のノードを追加する権限を持っている。 Business administrators are organizations that provide a point system to users. Business administrators are divided into network administrators and point system administrators. Network administrators have the authority to add new legitimate nodes to the system.
なお、ポイント取引システム1において採用されている、分散型台帳ベースのネットワークシステムは、ポイント取引サービス以外のサービスにおいても利用できるように、インタフェースが準備されている。 The distributed ledger-based network system used in the points trading system 1 has an interface prepared so that it can be used for services other than the points trading service.
ポイント取引システム1においては、ビットコインのブロックチェーンと同じように、すべてのノードが同じデータを含む台帳を保持する。ビットコインのブロックチェーンにおいては、コンセンサスプロトコルとして高負荷の演算を要するPoWが採用されているが、PoWはリソースの限られた環境には適さない。そこで、ポイント取引システム1においては、PoA (Proof of Authority) と類似のコンセンサスプロトコルだが、近隣の信頼できるノードを権威者(Authority)とすることで軽量(演算負荷、通信負荷、ストレージに対する負荷等が軽量)な新たなコンセンサスプロトコルが用いられる。 In the point trading system 1, all nodes hold a ledger containing the same data, just like the Bitcoin blockchain. In the Bitcoin blockchain, PoW, which requires high-load calculations, is adopted as the consensus protocol, but PoW is not suitable for resource-limited environments. Therefore, the point trading system 1 uses a new consensus protocol that is similar to PoA (Proof of Authority) but is lightweight (light in calculation load, communication load, storage load, etc.) by making a nearby trusted node the authority.
図2は、ポイント取引システム1において行われる台帳の処理プロセスの概要を示した図である。ウィンドウノード(N0000)は、ポイント取引端末から受信したトランザクションの内容を示すデータであるトランザクションデータ(以下、「トランザクション」という)の有効性を確認すると、既存の台帳を参照し、受信したトランザクションを台帳に反映するために台帳に追加すべき増分のブロックの候補(以下、「ブロック候補」という)を生成し、そのブロック候補に自装置の独自の署名を付与した後、ブロードキャストする。 Figure 2 is a diagram showing an overview of the ledger processing process carried out in the point trading system 1. When a window node (N0000) confirms the validity of transaction data (hereafter referred to as "transaction"), which is data indicating the contents of a transaction received from a point trading terminal, it refers to the existing ledger and generates incremental block candidates (hereafter referred to as "block candidates") to be added to the ledger in order to reflect the received transaction in the ledger, and broadcasts the block candidates after assigning its own device's unique signature.
ウィンドウノード(N0000)からブロック候補を受け取ったノード(例えば、N0001、N0002、N0003)は、受信したブロック候補を他のノードに転送するとともに、受信したブロック候補に付与されているウィンドウノード(N0000)の署名を検証し、ブロック候補の有効性を確認できた場合、そのブロック候補に自装置の独自の署名を付与した後、ブロードキャストする。 A node (e.g., N0001, N0002, N0003) that receives a block candidate from the window node (N0000) forwards the received block candidate to other nodes and verifies the signature of the window node (N0000) that is attached to the received block candidate. If the validity of the block candidate is confirmed, the node assigns its own unique signature to the block candidate and then broadcasts it.
他のノードを経由してウィンドウノード(N0000)からブロードキャストされたブロック候補(N0000の署名付き)を受け取ったノードも、ウィンドウノード(N0000)から直接、ブロック候補(N0000の署名付き)を受け取ったノードと同様の処理を行う。 A node that receives a block candidate (signed by N0000) broadcast from a window node (N0000) via another node also performs the same processing as a node that receives a block candidate (signed by N0000) directly from the window node (N0000).
ウィンドウノード(N0000)は、各々に異なるノードの署名が付与されたブロック候補を全ノードの過半数(N個以上)収集できると、収集したそれらのブロック候補の内容が一致していることを確認した後、そのブロック候補を正しい増分のブロックとして台帳に追加する。同様に、他のノードも、各々に異なるノードの署名が付与されたブロック候補をN個以上収集できると、収集したそれらのブロック候補の内容が一致していることを確認した後、そのブロック候補を正しい増分のブロックとして台帳に追加する。 When the window node (N0000) is able to collect block candidates, each signed by a different node, from a majority of all nodes (N or more), it confirms that the contents of the collected block candidates match, and then adds the block candidate to the ledger as a correct increment block. Similarly, when other nodes are able to collect N or more block candidates, each signed by a different node, it confirms that the contents of the collected block candidates match, and then adds the block candidate to the ledger as a correct increment block.
図3は、上記のプロセスをノードに行わせるアルゴリズムの例を示した図である。 Figure 3 shows an example of an algorithm that causes a node to perform the above process.
図4は、ポイント取引システム1を利用して、ユーザが店舗にて何らかのサービスを受け(又は商品を購入して)、その対価としてポイントを店舗に支払う場合の取引の流れを例示した図である。 Figure 4 is a diagram illustrating the flow of a transaction when a user uses the points trading system 1 to receive a service (or purchase a product) at a store and pays points to the store in return.
ユーザは、タグとして、例えばディスプレイを備える可搬性デバイス(ICタグ)を携帯している。ユーザが、店舗で何らかのサービスを受け(又は商品を購入して)、その対価として、例えば10ポイントを店舗に支払う場合、まず、(1)可搬性デバイスがBluetoothで自身のIDをブロードキャストする。続いて、(2)店舗所有のスマートフォンが、可搬性デバイスからブロードキャストされたIDを受信し、可搬性デバイスのユーザを特定する。特定されたユーザは、店舗所有のスマートフォンの画面に表示され、店員(サービス提供者)により確認される。 A user carries a portable device (IC tag) equipped with a display as a tag. When a user receives some service (or purchases a product) at a store and pays, for example, 10 points to the store in return, (1) the portable device first broadcasts its ID via Bluetooth. Next, (2) a smartphone owned by the store receives the ID broadcast from the portable device and identifies the user of the portable device. The identified user is displayed on the screen of the smartphone owned by the store and confirmed by a store clerk (service provider).
続いて、(3)店舗所有のスマートフォンから可搬性デバイスに対し、10ポイントの支払請求に関するトランザクションが送信される。(4)可搬性デバイスは、支払請求のトランザクションの受信に応じて、ディスプレイに10ポイントの支払の同意を促す画面を表示する。この画面において、ユーザが10ポイントの支払を承諾する操作を行う。(5)その操作に応じて、可搬性デバイスはトランザクションに署名を付与した後、そのトランザクションを店舗所有のスマートフォンに送信する。(6)店舗所有のスマートフォンは、署名が付与されたトランザクションをLPWANに登録する。(7)店舗所有のスマートフォンは、登録に対する応答として、LPWANから登録完了の通知を受け取る。 Next, (3) a transaction for a payment request of 10 points is sent from the store-owned smartphone to the portable device. (4) In response to receiving the payment request transaction, the portable device displays a screen on the display prompting the user to agree to the payment of 10 points. On this screen, the user performs an operation to agree to the payment of 10 points. (5) In response to that operation, the portable device affixes a signature to the transaction and then sends the transaction to the store-owned smartphone. (6) The store-owned smartphone registers the signed transaction in the LPWAN. (7) In response to the registration, the store-owned smartphone receives a notification of registration completion from the LPWAN.
[変形例]
上述した実施形態に係るポイント取引システム1は、本発明の技術的思想の範囲内において、様々に変形されてよい。以下にそれらの変形の例を示す。
[Modification]
The points trading system 1 according to the embodiment described above may be modified in various ways within the scope of the technical concept of the present invention. Examples of such modifications are shown below.
(1)上述した実施形態において、ブロック候補はウィンドウノード(N0000)のみによって生成される。これに代えて、複数のノードの各々がブロック候補を生成してもよい。この変形例においては、例えば、ウィンドウノード(N0000)は、ポイント取引端末から受け取ったトランザクションに自装置の独自の署名を付与し、ブロードキャストする。 (1) In the above-described embodiment, block candidates are generated only by the window node (N0000). Alternatively, each of the multiple nodes may generate block candidates. In this modified example, for example, the window node (N0000) assigns its own unique signature to the transaction received from the points trading terminal and broadcasts it.
トランザクションを受け取った複数のノードの各々は、受け取ったトランザクションを他のノードに転送するとともに、受け取ったトランザクションに付与されているウィンドウノード(N0000)の署名を検証し、トランザクションの有効性を確認できた場合、既存の台帳を参照し、受信したトランザクションを台帳に反映するために台帳に追加すべき増分のブロックの候補(ブロック候補)を生成し、そのブロック候補に自装置の独自の署名を付与した後、ブロードキャストする。 Each of the multiple nodes that receive a transaction forwards the received transaction to the other nodes and verifies the signature of the window node (N0000) attached to the received transaction. If the validity of the transaction is confirmed, the node refers to the existing ledger and generates a candidate for an incremental block (block candidate) to be added to the ledger in order to reflect the received transaction in the ledger. The node then assigns its own unique signature to the block candidate and broadcasts it.
ウィンドウノードを含む各ノードは、各々に異なるノードの署名が付与されたブロック候補を全ノードの過半数(N個以上)収集できると、収集したそれらのブロック候補の内容が一致していることを確認した後、そのブロック候補を正しい増分のブロックとして台帳に追加する。 When each node, including the window node, can collect block candidates with signatures from a majority of all nodes (N or more), it confirms that the contents of the collected block candidates match, and then adds the block candidate to the ledger as a correct incremental block.
この変形例による場合、ブロック候補の生成が複数のノードにより行われるため、仮にブロック候補の生成において誤りが生じたとしても、その誤ったブロック候補が台帳に追加されることはない。 In this variant, block candidates are generated by multiple nodes, so even if an error occurs in generating a block candidate, the erroneous block candidate will not be added to the ledger.
(2)上述した実施形態において、各ノードは、全ノードの過半数のブロック候補(各々が異なるノードの署名付き)を収集できた場合、内容が一致するそれらのブロック候補を増分のブロックとして採用し、台帳に追加する。各ノードが台帳に追加するブロックを採用するにあたり、収集すべきブロック候補の数は過半数に限られない。例えば、過半数より少ない数(例えば、全ノードの数の40%等)を収集すべきブロック候補の数の閾値としてもよい。 (2) In the above-described embodiment, if each node can collect the majority of block candidates (each with a signature from a different node) from all nodes, it adopts those block candidates with matching contents as incremental blocks and adds them to the ledger. When each node adopts a block to add to the ledger, the number of block candidates to be collected is not limited to the majority. For example, the threshold for the number of block candidates to be collected may be a number less than the majority (e.g., 40% of the total number of nodes).
過半数に満たない数であっても、所定数以上のノードが同じブロック候補を有効と認めている場合、実用上、そのブロック候補は正当であるとみなして問題ない場合がある。そのような場合、収集すべきブロック候補の数の閾値を小さくすることで、通信速度、通信可能なデータ量等に制約のあるネットワークにおいても、処理の遅れが発生しにくくなる。 Even if the number is less than half, if a certain number or more nodes recognize the same block candidate as valid, it may be acceptable in practice to consider the block candidate to be legitimate. In such cases, by reducing the threshold for the number of block candidates to be collected, processing delays are less likely to occur even in networks with constraints on communication speed, the amount of data that can be transmitted, etc.
1…ポイント取引システム 1...Point trading system
Claims (1)
前記ポイント取引端末は、前記複数のノードのうちの1つのノードであるウィンドウノードに対し、ユーザ間のポイント取引の内容を示すトランザクションデータを送信し、
前記ウィンドウノードは、自装置に記憶している台帳を参照し、前記トランザクションデータの有効性を確認すると、前記トランザクションデータの内容を当該台帳に反映するために当該台帳に追加すべきブロックの候補を生成し、当該ブロックの候補に自装置の署名を付与した後、前記低消費電力広域通信網内にブロードキャストし、
前記複数のノードのうち、前記ウィンドウノードからブロードキャストされた前記ブロックの候補を受信したノードは、前記ブロックの候補に付与されている署名を検証し、当該ブロックの候補の有効性を確認できた場合、当該ブロックの候補に自装置の署名を付与した後、前記低消費電力広域通信網内にブロードキャストし、
前記複数のノードの各々は、各々に異なるノードの署名が付与されたブロックの候補を所定数以上収集し、収集した所定数以上のブロックの候補の各々に付与されている署名を検証し、当該所定数以上のブロックの候補の内容が一致していることを確認すると、当該所定数以上のブロックの内容を正しい増分のブロックとして自装置に記憶している台帳に追加する
ポイント取引システム。 The present invention comprises a point trading terminal and a low-power consumption wide area communication network composed of a plurality of nodes,
the point trading terminal transmits transaction data indicating details of a point trading between users to a window node which is one node of the plurality of nodes;
the window node refers to a ledger stored in its own device, and when it confirms the validity of the transaction data, generates a candidate block to be added to the ledger in order to reflect the contents of the transaction data in the ledger, and broadcasts the candidate block within the low-power wide-area communication network after attaching a signature of its own device to the candidate block;
Among the plurality of nodes, a node that receives the block candidate broadcast from the window node verifies the signature attached to the block candidate, and if the validity of the block candidate is confirmed, attaches a signature of the own device to the block candidate and then broadcasts it within the low power consumption wide area communication network;
A points trading system in which each of the multiple nodes collects a predetermined number of block candidates, each of which is assigned a signature from a different node, verifies the signatures assigned to each of the collected block candidates, and if it confirms that the contents of the block candidates match, adds the contents of the block candidates as correct increment blocks to a ledger stored in the node itself.
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|---|---|---|---|---|
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| WO2018220709A1 (en) | 2017-05-30 | 2018-12-06 | 日本電気株式会社 | Resource management system, management device, method, and program |
| US20190303621A1 (en) | 2018-03-27 | 2019-10-03 | International Business Machines Corporation | Runtime self-correction for blockchain ledgers |
| CN108833081A (en) | 2018-06-22 | 2018-11-16 | 中国人民解放军国防科技大学 | A block chain-based device network authentication method |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| MANEVICH, Y., BARGER,A. and TOCK, Y.,POSTER: Service Discovery for Hyperledger Fabric,arXiv,1805.02105v1, [online],2018年05月05日,pp.1-4,<URL:https://arxiv.org/abs/1805.02105v1> |
| 佐中晋,Hyperledger Fabric v1.0|合意形成と管理方式を一新,iMagazine,[online],2018年03月26日,<URL:https://www.imagazine.co.jp/hyperledger-fabric-v1-0%EF%BD%9C%E5%90%88%E6%84%8F%E5%BD%A2%E6%88%90%E3%81%A8%E7%AE%A1%E7%90%86%E6%96%B9%E5%BC%8F%E3%82%92%E4%B8%80%E6%96%B0/>,[2022年11月14日検索] |
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