取引所の準備証明の新しいトレンド:メークルツリー技術の応用

最近、暗号通貨市場は動揺しており、多くの中央集権取引所（CEX）がそのメークルツリー準備証明（merkle-tree proof-of-reserves）を発表するか、すでに公表しています。この措置は、資産準備の透明性を高め、取引所の資金が不正に使用されたり移転されたりしていないことを証明することを目的としています。

メークルツリーの準備証明は新しい技術ではなく、何年も前に提案されて応用されています。それでは、それは一体何なのでしょうか？ユーザーの資産の安全性をどのように証明するのでしょうか？資産が適切に保管されることを保証できるのでしょうか？

メークルツリーはビットコインやイーサリアムなどの暗号通貨で使用されるデータ構造であり、圧縮可能なデータの暗号技術です。それは複数のデータを1つに統合し、大規模データの要約結果を保存することができます。同時に、暗号学的方法を通じて特定のデータが要約結果に含まれていることを証明することができます。メークルツリーのルートの完全性を検証することで、その木を構成するすべてのデータの完全性を証明できます。

メークルツリーの葉ノードは、データセットの各データのハッシュ値で構成されています。具体的には、隣接する2つのハッシュ値を結合して再度ハッシュ化し、親ハッシュ値を生成します。最上層のハッシュ値はメークルツリーの根または根ハッシュ値（Merkle Root）と呼ばれます。根ハッシュ値はすべてのデータのハッシュ特性を含んでおり、任意のノードデータが改ざんされると、まったく異なる値になります。

ユーザーアカウントおよび残高情報がデータAとしてメークルツリーに記録されていると仮定すると、以下のデータを使用してAがメークルツリーに含まれているかどうかを検証できます。

1. データA（アカウントと残高情報）
2. Bのハッシュ値
3. CDのハッシュ値
4. ルートハッシュ値

Aのハッシュを計算し、次にBのハッシュとABのハッシュを計算し、最後にABのハッシュとCDのハッシュを使用してルートハッシュを計算します。計算されたルートハッシュと与えられたルートハッシュを比較し、一致すればAが確かにメークルツリーに記録されていることを証明します。

取引所がすべてのユーザー資産をメークルツリーに記録すれば、他のユーザー情報を公開することなく、各ユーザーにその資産が実際に存在することを証明できます。

このシステムの信頼は、メークルツリー（動的抑止）と監査（第三者の専門的責任）に基づいています。どのユーザーも検出ノードとして機能し、自分がメークルツリーに存在しないことを証明することで、取引所が提供するルートが偽であることを暴露できます。この二つの側面は欠かせず、単独で暗号学的証明ではすべての問題を解決することはできません。実際の応用は理論よりも複雑です。

以前の監査に依存した監視と比較して、メークルツリーを導入することで、ユーザーに通報権を与え、CEXの資産備蓄がある程度分散した監視を受けることになり、これは大きな進歩であり、市場の信頼を回復するのに役立ちます。

しかし、メークルツリーの備蓄証明はユーザー資産の安全を完全に保証できるのでしょうか？資産が改ざん不可能なハッシュに記録されていることは検証できますが、それが資金が流用または移転されていないことを証明するのに十分なのでしょうか？

取引所は毎秒大量の取引が行われているため、ツリーのルートをリアルタイムで更新することは不可能です。そのため、私たちが見るツリーのルートは最新ではない可能性があります。しかし、別の観点から見ると、メークルツリーの計算は主にハッシュ関数で構成されており、計算速度が速いため、更新頻度はそれほど低くはなりません。

更新頻度を除いて、メークルツリーの準備証明には以下の問題があります:

1. フロントエンド詐欺: データは取引所自身のサーバーに保存されており、取引所はユーザーを騙すために偽のページを返す可能性があります。これを解決するためには、第三者のソフトウェアによる監視が必要です。

2. 第三者監査の信頼性: 従来の金融において監査の誤りや違法行為は珍しくなく、暗号通貨の分野ではまだ大規模に適用されていないが、監査は常に客観的かつ公正であるとは限らない。

3. 関連当事者取引、負債、信用取引を反映できない。

暗号通貨市場は、より多くの公開透明な情報を必要としています。メークルツリーの準備証明を取引所の標準装備とすることは、業界の規範を確立し、ユーザーの信頼を再構築するのに役立ちます。

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投資家やユーザーにとって、資金の安全を保証することは常に業界の関係者が直面する重大な課題です。市場の変動により、一部の参加者が退出する可能性はありますが、Web3の発展は停滞せず、前に進み続けます。