Orionブロックチェーン データベース：マルチパーティ・データガバナンスを強化する

ブロックチェーン・データベースは、従来のデータベースに改ざん防止機能を組み込むことで、集中型エコシステムの信頼性を高めるように設計されています。分散型の台帳テクノロジーと比較しても使いやすく、運用コストと開発コストを削減できます。しかし、既存のブロックチェーン・データベースには、複数の関係者が台帳上の共有データを制御するための効率的なツールが欠けています。

Orionは、広範なキーレベルのアクセス制御のほか、マルチ署名や証明機能などの独自の機能を提供するオープンソースのブロックチェーン・データベースです。これらの主要な機能により、関係者はデータベースに書き込まれた値を共同で制御し、検証することができます。Orionは、標準的なデータ・モデルとトランザクションAPIを利用しながら、これらの機能を他のブロックチェーン・プロパティーと組み合わせ、改ざん証拠、出所、データ・リネージュ、真正性、否認防止を提供します。Orionのテクノロジーは、システムの整合性を強化し、エラー、紛争、不正行為を削減する上で非常に価値があります。

この記事では、さまざまなビジネス環境における信頼の要件を明らかにし、既存の信頼のギャップを特定し、Orionがそれらのギャップを効果的に埋める方法について説明します。ここでは、Orionの主な機能を詳しく掘り下げ、さまざまなドメインにわたるその潜在的なアプリケーションを紹介します。

信頼は、ビジネス・エコシステムの成長と成功に不可欠です。しかし、グローバル・サプライチェーンのような複雑な環境で信頼を確立するには、さまざまな関係者が関与しなければならないため、大きな課題が生じます。たとえば、サステナビリティーのトレンドに対応するために、製品メーカーは規制当局や顧客に自社製品のフットプリントを証明する必要がある場合があります。したがって、サプライチェーン全体にわたってすべてのコンポーネントの炭素消費量を計算する際に透明性と完全性を確保することが不可欠になります。相互に信頼できるテクノロジーの採用は、企業、顧客、パートナー、官公庁・自治体が当事者間のやり取りの存在、信頼性、完全性を検証するのに役立ちます。そうすることで、潜在的な紛争や不正行為に対する保護手段として機能するだけでなく、信頼性のある環境を育むこともできます。

ビジネス エコシステムによって参加者間の信頼レベルは異なり、それが特定の信頼要件に影響を与えます。信頼性の高いエコシステムでは、独立性があり、一貫性があり、クラッシュに耐えるデータを記録するだけで十分な場合があります。しかし、信頼性が限られている環境では、記録されたデータの正確性を検証し、真正性を確保し、改ざんの証拠やデータ・リネージュを提供することも必要な場合があります。最後に、信頼性の低い環境では、複数の当事者による承認とスマート・コントラクトの並行実行をサポートし、さらには悪意のある当事者が存在する中でコンセンサスに達することで、トランザクションの実行を制御する必要がある場合があります。

トポロジーの観点からは、エコシステムは集中エコシステムと分散エコシステムに分類できます。集中型エコシステムでは、通常、すべての参加者から一定レベルの信頼を受けている当事者が少なくとも1組存在しますが、分散型エコシステムには、すべてから信頼される単一のエンティティーは存在しません。現在、ビジネス・エコシステムの大部分は、一元化された信頼の前提の下で運営されています。このようなエコシステムでは、信頼できる当事者（クラウド・プロバイダー、官公庁・自治体組織、その他の影響力のあるプレーヤーなど）が重要な役割を果たす一方で、エコシステム内の他の参加者が互いに直接信頼し合う必要はありません。たとえば、組織は通常、クラウド・プロバイダーを信頼しており、たとえ技術的には可能であっても、意図的にクライアントのサービス利用を妨げないことを期待しています。

ただし、信頼できる当事者の存在は、他の参加者からの盲目的な信頼を意味するものではありません。私たちの経験は、集中化されたエコシステム内の信頼を高める大きな余地があることを浮き彫りにしています。データライフサイクル全体にわたる透明性と、データの完全性と一貫性を実証できる能力は、改善に向けた重要な要素です。これらの要素は、特に規制の厳しい環境において、監査プロセスを合理化する上で重要な役割を果たします。データの信頼性を確保することは、複数の当事者間のやり取りにおけるオーサーシップに関する潜在的な紛争を防ぐために極めて重要です。さらに、信頼できる当事者であっても、誤操作や不正行為に伴うリスクを軽減するために、特権ユーザーの権限を制限しようとすることがよくあります。これらの信頼性のギャップに取り組むことで、集中型エコシステムをさらに強化し、ビジネス上のやり取りにおける信頼性と安心感を高めることができます。

ビジネス・エコシステムにおける信頼のギャップを埋めるのに役立つテクノロジーは、主に3種類あります。通常、信頼性の高い集中型エコシステムを適切に運用するには、基本的な記録機能を備えた従来のデータベースで十分です。一方、検証と証明を備えて従来のデータベース機能を拡張するブロックチェーン・データベースは、信頼が制限された集中型のエコシステムに最適です。最後に、分散型台帳技術は通常、信頼性に関するフルスタックの機能を提供し、信頼度の低い分散環境で広く利用されています。信頼性を高める高度な機能のサポートは、通常、システムの複雑化やパフォーマンスへの影響、さらには運用コストの増加につながる可能性があることに注意してください。したがって、エコシステムのニーズに最も適したテクノロジーを選ぶことが重要です。図1は、ビジネス・エコシステムにおける信頼性のトポロジーを示しています。

既存のブロックチェーン・データベース テクノロジーを使用すると、集中型環境における信頼性のギャップを部分的に埋めることができますが、複数の関係者間で共有データを効率的に制御するには不十分です。分散型ブロックチェーン台帳テクノロジーはこれらの機能を提供し、集中型システムでも使用できるものの、多くの場合は非効率的であり、コストの増加と複雑化を正当化できません。ここで、IBMの新しいオープンソース・ブロックチェーン・データベースであるOrionが活躍します。Orionは、包括的なブロックチェーン・プロパティーのセットを提供しながら、複数の関係者が共有データへのアクセスを管理できるようにすることで、他の集中型ブロックチェーン・データベースとの差別化を実現します。これは、広範なキーレベルの読み取り/書き込みアクセス制御とマルチ署名機能を導入することで実現し、指定された関係者が共同署名した場合にのみデータベース トランザクションが承認されることを確実にします。

Orionは、ブロックチェーン・テクノロジーの力と従来のデータベース機能の信頼性を組み合わせた高度なオープンソース・ブロックチェーン・データベースです。安全で透明性が高く信頼性の高いデータ管理のための包括的なソリューションを提供します。従来のデータベースの上に暗号ベースのレイヤーを統合することで、Orionは幅広いブロックチェーン機能を提供します。これには、不変の改ざん防止台帳を備え、可用性が高く、安全な、複製された分散型データベースなどが含まれます。台帳は改ざんの証拠を提供するため、特権ユーザーによって実行された場合でも、データに加えられた変更の検知が可能になります。この追加のセキュリティ層により、データの整合性が確保され、信頼性と安心感を高めることができます。図2は、Orionが提供するブロックチェーン機能を示しています。

Orionの重要な特徴は、独自の読み取り/書き込みキーレベル アクセス制御メカニズムを通じて実現される、マルチ署名 (マルチシグ) トランザクションへの対応です。この機能は、複数の当事者間で信頼性のあるやりとりを促進するために不可欠です。トランザクションは、指定された複数の参加者によって署名された場合にのみコミットされ、複数当事者による作業のための安全で信頼性の高い環境を保証します。

Orionの最も注目すべき機能の1つは、出所とデータ・リネージュを容易にする機能です。データが受けるすべての変換を記録し、履歴クエリでデータがいつ、どのように、誰によって変更されたかに関する情報を抽出できるようにします。グラフDBベースの出所エンジンを利用することで、Orionはデータの履歴と出所に関する貴重な洞察を提供し、透明性と説明責任を促進します。

Orionは、信頼性と否認防止の主要な機能をユーザーに提供し、受信したデータが元のソースから送信されたものと正確に一致することを示す確かな証拠を提供します。すべてのトランザクションは署名され、サーバーはデータの整合性を検証するために使用できるデジタル領収書を生成します。この機能により、著作権や作成者に関する紛争を防ぎ、信頼をさらに高めることができます。

さらに、Orionはブロックチェーン機能と従来のデータベース機能をシームレスに統合しています。効率的なクエリ、堅牢なレジリエンス、拡張性を提供します。標準のキー値JSONストアとトランザクションAPIにより、Orionは一連の読み取り/書き込み操作の実行をアトミック・トランザクションとして保証し、一貫性とデータの整合性を維持します。図3は、Orionのアーキテクチャが、説明責任を保証する透明性の高い洞察をどのように提供するかを示しています。

Orionは、様々な業種・業務のニーズに対応する幅広い主要なアプリケーションに応え、あらゆるビジネスや組織に価値のあるソリューションを提供します。注目すべきアプリケーションは、サプライチェーン・ドメイン内にあります。Orionは、部品メーカーから提供されるすべての製品コンポーネントのカーボンフットプリントデータを保管するための堅牢なリポジトリーとして機能します。さらに、これらの部品の購入者と売り手の間で、双方の当事者が署名した契約条件を保管することができます。さらに、Orion では、製品のカーボン フットプリントを計算するために使用される式と、個々の部品のカーボン消費データへのリンクを組み込むことができ、これを製品所有者は更新できます。Orionを活用することで、組織はこの重要なデータの信頼性、否認防止、完全性を確保できます。さらに、主要レベルのアクセス制御メカニズムは、当事者間のデータ・プライバシーを保証します。必要に応じて、ゼロ知識証明などのプライバシー保護技術を採用し、中央の当事者からさえも機密詳細を隠すことができます。このような場合、Orionは記録の正確性を証明するために必要なメタデータのみを保持することができ、これは第三者の監査人のためにシステムの外に保管することができます。

サプライチェーン・アプリケーションに加えて、Orionはクライアントが特定した非常に有益なユースケースを多数提供しています。たとえば、金融セクターや規制対象領域においては、Orionは会社の記録の信頼性、データ保全性、改ざん防止の証拠を提供することにより監査プロセスを促進します。IBMのマルチ署名機能は、さまざまなビジネス契約プロセスの自動化を可能にし、さまざまな領域にわたり公証サービスをサポートします。さらに、保険請求プロセスを通じて収集された証拠の信頼性と完全性を維持するためにOrionを使用することもできます。これにより、官公庁・自治体組織のライセンス、証明書、教育記録、不動産所有権の管理を簡素化できます。Orionは、ワクチン接種のプロセス、記録、ステータスを信頼性を確保しつつ管理するための安全なデジタル・プラットフォームとしても機能します。さらに、商品の出所の確立とサプライチェーンにおける保守要件の遵守が可能になります。さらに、Orionは分散型台帳エコシステムのオフチェーン・ストアとして機能し、ハイブリッド環境全体でデータの整合性を確保します。

Orionはすでに、EU が資金提供するいくつかのプロジェクトでブロックチェーン プラットフォームとしてデプロイされ、成功を収めています。C4IIoTプロジェクトにおいて、Orionは、機械や生産ラインの構成の変更を追跡するためのトレーサビリティ、出所、否認防止の主要な機能を提供することで、IoTサイバーセキュリティーの信頼レベルを向上させました。COPA EUROPEプロジェクトでは、スポーツ・ビデオ、権利、参加者動機付けの信頼できる安全な取引を促進するため、メディア資産の制作とライフサイクルを追跡する目的でOrionが活用されています。i4Qプロジェクトでは、デバイスのアクセスポリシーや重要な位置情報を含む産業用IoTデータの整合性を保護するためにOrionが使用され、スマートな製造のユースケースをサポートしています。これらのプロジェクトは、実際のシナリオにおけるブロックチェーン・データベース・テクノロジーとしてのOrionの汎用性と信頼性を実証しています。

Orionサーバー、そのドキュメンテーションおよびクライアントSDKは、Hyperledger Labsで利用可能です。Orionの機能についてさらに詳しく知るには、論文「 Orion: マルチパーティのデータ・アクセス制御を備えた一元化ブロックチェーン・データベース」をお読みください。この論文は、ICBC 2023で発表・公開されたものです。

Orionブロックチェーン データベースは、ビジネス エコシステム全体の透明性、信頼性、完全性を強化する堅牢なソリューションを提供します。Orionは、多数の当事者が共有データへのアクセスを管理できるという点で、他の集中型ブロックチェーン・データベースとは一線を画しています。その広範なキーレベルの読み取り/書き込みアクセス制御とマルチ署名機能により、組織はデータ・ガバナンスをきめ細かく制御し、複数の当事者のやり取りにおいて信頼性を確保することができます。