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公開番号2025160299
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-22
出願番号2025123013,2024122947
出願日2025-07-23,2018-08-24
発明の名称ブロックチェーンを用いる並行状態機械処理
出願人エヌチェーンライセンシングアーゲー
代理人弁理士法人ITOH
主分類H04L 9/32 20060101AFI20251015BHJP(電気通信技術)
要約【課題】トラストレスで決定性な並行状態機械を含むブロックチェーントランザクション処理の構造内で状態機械を実装する。
【解決手段】前のトランザクションのアウトプットを参照するトランザクションインプットを含むよう、アンロックトランザクションを制約するアンロックトランザクション制約が決定される。償還可能トランザクションは、量とトランザクションロックスクリプトとを含むトランザクションアウトプットを含むよう生成される。該トランザクションロックスクリプトは、アンロックトランザクション制約を含み、該量をアンロックすることは、アンロックトランザクション制約を満たすアンロックトランザクションの少なくとも1つのアンロックスクリプトの実行を条件とする。償還可能トランザクションは、ブロックチェーンネットワークのノードにおいて検証されるようにされる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コンピュータ実施方法であって、
ブロックチェーンネットワークのノードにおいて、ブロックチェーントランザクションを生成するステップであって、前記ブロックチェーントランザクションは、第１アンロックトランザクションの第１アンロックトランザクションインプットにより移転可能なトランザクションアウトプットを有する、ステップと、
前記ブロックチェーントランザクションに第１スクリプト要素セットを挿入するステップであって、前記第１スクリプト要素セットは、前記第１アンロックトランザクションが状態機械の動作に対応する第１アンロックトランザクションスクリプト要素セットを含むよう制約する、ステップと、
前記ブロックチェーントランザクションに第２スクリプト要素セットを挿入するステップであって、前記第２スクリプト要素セットは、前記ブロックチェーンネットワークにより、同時に独立して処理可能な異なるブロックチェーントランザクションを用いて実装可能な状態を含む許容状態機械状態遷移に対応する第２アンロックトランザクションスクリプト要素セットを制約する、ステップと、
を含むコンピュータ実施方法。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
前記ブロックチェーントランザクションは、第１ロックスクリプトと第１トランザクションアウトプット値とを有する第１アウトプットを含み、前記第１トランザクションアウトプット値は、第２ロックスクリプトと第２トランザクションアウトプット値とを有する第２アウトプットを含み、前記第１スクリプト要素セットは前記第１ロックスクリプトの部分である、請求項１に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項３】
前記第１アンロックトランザクションは、アンロックスクリプトを含み、前記アンロックスクリプトは、前のトランザクションアウトプットロックスクリプトと一緒にトランザクション検証器により実行されると、所定の検証テストを満たし、前記ノードに、アンロックトランザクションのフィールドを表す値を、前記前のトランザクションアウトプットロックスクリプトを実行するときに前記トランザクション検証器によりアクセス可能なメモリに少なくとも格納させる、請求項１又は２に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項４】
前記第１アンロックトランザクションは、インプットとアウトプットとを含み、前記インプットは前のトランザクションアウトプットを参照し、前記第１アンロックトランザクションはアンロックスクリプトを含み、前記アンロックスクリプトは、前記前のトランザクションアウトプットの前のトランザクションロックスクリプトと一緒にトランザクション検証器により実行されると、所定の検証テストを満たし、
前記アンロックスクリプトは、前記ノードに、前記第１アンロックトランザクションのフィールドを表す値をメモリに少なくとも格納させ、前記メモリは、以下：
ロックスクリプトを実行し、
前記第１アンロックトランザクションの中で使用されるアンロックトランザクションインプット及び／又はアンロックトランザクションアウトプットの数が状態機械遷移の数に対して十分であるように、前記第１アンロックトランザクションに、許容状態機械状態遷移に基づき、前記アンロックトランザクションインプット及び／又は前記アンロックトランザクションアウトプットとして追加状態機械に対応するデータを挿入する、
ときに、前記トランザクション検証器によりアクセス可能である、請求項１～３のいずれかに記載のコンピュータ実施方法。
【請求項５】
前記許容状態機械状態遷移は、以下：
前記第１アンロックトランザクションについて第１後段状態に対応する第１トランザクションアウトプットを生成し、
前記第１トランザクションアウトプットを前記第１トランザクションアウトプットを参照する第１後段トランザクションのインプットにするために十分な、前記第１トランザクションアウトプットの第１トランザクションアウトプット値を、前記第１アンロックトランザクションに挿入し、
前記第１アンロックトランザクションの前記第１トランザクションアウトプットに、第３スクリプト要素セットを挿入し、前記第３スクリプト要素セットは、前記第１後段トランザクションが前記第１後段状態を持つよう制約する第１ロックスクリプトの部分であり、
前記第１アンロックトランザクションについて、第２後段状態に対応する第２トランザクションアウトプットを生成し、
前記第２トランザクションアウトプットを、前記第２トランザクションアウトプットを参照する第２後段トランザクションのインプットにするために十分な、前記第２トランザクションアウトプットの第２トランザクションアウトプット値を、前記第１アンロックトランザクションに挿入し、
前記第２トランザクションアウトプットに第４スクリプト要素セットを挿入し、前記第４スクリプト要素セットは、前記第２後段トランザクションが前記第２後段状態を持つように制約する第２ロックスクリプトの部分であり、
前記第１トランザクションアウトプット又は前記第２トランザクションアウトプットに第５スクリプト要素セットを挿入し、前記第５スクリプト要素セットは、前記第１後段トランザクション及び前記第２後段トランザクションが異なるという制約を課す前記第１ロックスクリプト又は前記第２ロックスクリプトの部分である、
ことにより、１つの初期状態から２つの後段状態への分岐遷移を含む、請求項１～４のいずれかに記載のコンピュータ実施方法。
【請求項６】
前記第１ロックスクリプトは、前記第１後段トランザクションが第１状態を有するよう制約し、前記第２ロックスクリプトは、前記第２後段トランザクションが第２状態を有するよう制約する、請求項５に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項７】
前記第１アンロックトランザクションは、３つ以上の状態の分岐に対応する３つ以上のトランザクションアウトプット値を含む、請求項５又は６に記載のコンピュータ実施方法。
【請求項８】
前記第１アンロックトランザクションは、３つ以上の状態の融合に対応する３個以上のトランザクションインプット値を含む、請求項５～７のいずれかに記載のコンピュータ実施方法。
【請求項９】
前記第１ロックスクリプト及び前記第２ロックスクリプトは、前記第１後段トランザクション及び前記第２後段トランザクションが同じ状態を有するよう制約する、請求項５～８のいずれかに記載のコンピュータ実施方法。
【請求項１０】
前記第１アンロックトランザクションは、N個のトランザクションインプット値とN個のトランザクションアウトプット値とを含み、Nは１、２、３、又はそれ以上である、請求項１～９のいずれかに記載のコンピュータ実施方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、コンピュータにより実施されるブロックチェーントランザクションを処理する方法に関し、より詳細には、トラストレスな（trustless）、決定性な、及び並行状態機械を含む、ブロックチェーントランザクション処理の構造内で状態機械を実装することに関する。本発明は、さらに、ブロックチェーンネットワーク上で行われる電子的な移転に関してセキュリティを実施するために、暗号技術及び数学技術を利用する。本発明は、スマートコントラクトトランザクションを処理及び行い、かかるスマートコントラクトトランザクションを使用して状態機械を実行する方法及び装置における使用に特に適しているが、これらに限定されない。
続きを表示（約 4,500 文字）【背景技術】
【０００２】
本明細書において、「ブロックチェーン」という用語は、コンセンサス方式のブロックチェーン及びトランザクションチェーン技術、認可・未認可台帳、共有台帳、及びそれらの変形を含む、いくつかの種類の電子的、コンピュータベースの分散台帳のいずれかを表し得る。ブロックチェーン技術の最も広く知られている用途はBitcoin台帳であるが、他のブロックチェーン実装が提案され、開発されている。便宜上及び説明の目的で、本願明細書に記載される有用な用途として「Bitcoin」の例が参照され得るが、Bitcoinは本開示に記載の技術が適用され得る多くの用途のうちのほんの1つである。しかしながら、本発明は、Bitcoinブロックチェーンとの使用に限定されず、非商業的用途を含む代替のブロックチェーン実装及びプロトコルもまた、本発明の範囲内に含まれることに留意されたい。例えば、本開示に記載される技術は、暗号通貨の交換が起こるかどうかにかかわらず、トランザクション内で符号化され得る制約に関してBitcoinと同様の制限を有するブロックチェーン実装を利用する利点を提供する。
【０００３】
ブロックチェーンとは、ピアツーピアの電子台帳であり、ブロックで構成されたコンピュータベースの非集中型の分散システムとして実装され、一方、ブロックはトランザクションやその他の情報で構成される。いくつかの例において、「ブロックチェーントランザクション」は、データ及び条件セットを含むフィールド値の構造化された集合を符号化するインプットメッセージを指し、この場合、条件セットの充足は、ブロックチェーンデータ構造に書き込まれるフィールドセットの前提条件である。ブロックチェーンシステム又はブロックチェーンネットワークは、複数のブロックチェーンノード及び動作セットを含んでもよい。ブロックチェーンノードは、動作セットの一部又はすべてを実行するように設定することができる。種々のブロックチェーンノードは、ノードオペレータによって操作されるコンピュータハードウェア、コンピュータソフトウェア、又はその両方の組み合わせとして実装されてもよく、ノードオペレータは、独立していてもよく、他のノードオペレータとは無関係であってもよい。ブロックチェーンノードは、それぞれ、ブロックチェーン台帳のコピー、又はその一部を保持することができる。動作セットには、トランザクションの作成、トランザクションの伝搬、ブロックチェーン台帳の読み取り、ブロックチェーン台帳の評価、ブロックチェーン台帳への提案された追加のための新しいブロックの生成（マイニング）、他のブロックチェーンノードとの通信、及びユーザーがブロックチェーン資産を管理するためのウォレット機能の提供が含まれる。
【０００４】
ブロックチェーン台帳は、台帳がいつ修正されるかを決定する単一のブロックチェーンノード又はエンティティが存在しないため、非集中型であってもよい。その代わりに、ブロックチェーンノードは、それぞれブロックチェーンプロトコルのルールの知識を用いてプログラムされ、ブロックチェーン台帳を検証し、他のブロックチェーンノードの動作がそれらのルールと一致することを検証することができる。「ブロックチェーン」という用語は、ブロックチェーン台帳が、各々がコンピュータメモリ内のデータ構造として表すことができ、コンピュータプロセスによって読み取り可能であり、データ送信として送信可能である一連の連鎖した（chained）ブロックを含むという事実を指すことができる。ブロックは、1つ以上のトランザクションを含み、コンピュータメモリ内のデータ構造として表現することができ、コンピュータプロセスによって読取ることができ、データ伝送として送信することができる。ブロックは、そのブロックチェーンに公式に追加される各新しいブロックが、その直前のブロックに対する不変の参照を含み、該直前のブロックがその直前のブロックに対する不変の参照を含み得る、などのように、連鎖され得る。
【０００５】
ブロックチェーンプロトコルのルールの1つは、ブロックがブロックチェーンに追加されると、それを変更することができない、すなわち、それは不変であり、ブロックチェーン台帳の唯一の変更可能なものは、新しいブロックの追加である、ということである。ブロックチェーンノードは、ルールとして、そのようにプログラムされ得るので、ブロックチェーンノードは、ブロックチェーン台帳の該ブロックチェーンノードのコピー中のブロックを修正できず、ブロックを追加するだけであり、さらに、ブロックチェーンプロトコルに準拠することを保証するために、提案したブロックに対して検証プロセスを実行した後にのみブロックを追加し得る。このようなブロックは、一旦、台帳に加えられると、不変であるため、ブロック内のトランザクションもまた、不変であり得る。
【０００６】
ブロックチェーンノードは、トランザクションを作成するときに、トランザクションの詳細を含むデータオブジェクトを作成し、典型的にはピアツーピア方式で、ブロックチェーンノードが接続できる他のブロックチェーンノードにデータオブジェクトを伝搬してよい。いくつかのブロックチェーンノードは、「マイナー」として動作し、1つ以上のトランザクションを収集し、ブロックに対応するデータ構造を形成し、ブロックに入れられたトランザクションを検証するためにいくつかの計算を行い、パズルを解き、パズルの解をデータ構造に入れ、ブロックを他のブロックチェーンノードに伝えようとしる。このパズルは、トランザクションのデータ及びブロックチェーン台帳の現在状態に特有の、例えば、台帳内のブロック数及び最後に追加されたブロックからのデータのような、自明でない計算の形式であってよい。
【０００７】
パズルをトランザクションに依存させることによって、不正なブロックチェーンノードは、事前に作成されたブロックを伝搬することができなくなり得る。自明でないパズルを解くことによって、不正なブロックチェーンノードはブロックチェーンネットワークにブロックを単純に注入することができないかも知れないが、ブロックチェーンノードが努力を提供したことを証明するために重要な計算タスクを行うことを要求するかも知れない（事実上、難しい問題に対する解を示すことは「proof－of－work」である）。好ましくは、ブロックチェーンプロトコルでは、proof－of－workは容易ではないが、パズルが解決され、作業が行われたことを検証することは容易である。つまり、他のブロックチェーンノードは、必ずしも新しいブロックを台帳に追加することを提案しているブロックチェーンノードを信頼する必要はない。他のブロックチェーンノードによって検証された場合、そのブロックチェーンノードは、自身のブロックチェーン台帳のコピーの最後に新しいブロックを追加し、他のブロックチェーンノードに該新しいブロックを伝搬することができる。他のブロックチェーンノードも同様の検証を行うため、ブロックが有効であり、ブロックチェーン台帳に追加されるべきであると結論付けることもできるので、ブロックチェーンノードのブロックチェーン台帳のコピーに新しいブロックを追加することができる。ブロックチェーンノードは、提案された新しいブロックが有効でないと判断した場合、自身のブロックチェーン台帳のコピーに該新しいブロックを追加しなくてよく、伝搬しなくてよい。ブロックチェーンの妥当性はコンセンサスに基づいているので、トランザクションが妥当であることに大多数のノードが同意した場合、トランザクションは妥当であるとみなされてよい。
【０００８】
ブロックチェーンシステムは、ノード所有者及びオペレータが必ずしも他のノード所有者及びオペレータを信頼しないように動作してもよい。代わりに、プロトコルは、以前のブロックを修正する、対応するproof－of－work無しに新しいブロックを提案する、又は無効なトランザクションを含めるなど、プロトコルによって許可されていない特定の操作を実行することを計算上不可能にしてよい。特定の信頼は、他のノードによって気づかれないであろう方法でブロックチェーンプロトコルによって許可されない操作を実行することが計算上実行不可能である場合、必要とされなくてよい。
【０００９】
ブロックチェーンに書き込まれるブロックにトランザクションを含めるために、（1）マイニングブロックチェーンノードはトランザクションを検証し、（2）マイニングブロックチェーンノードはそのトランザクションを含むブロックを伝搬させようとし、（3）他のノードはブロックの妥当性と該ブロック内のトランザクションの妥当性を検証する。マイニングブロックチェーンノードは、これらのルールを念頭に置いてプログラム又は設定されるため、マイニングブロックチェーンノードが、検証に失敗したトランザクションにブロックに含める可能性は低く、このようなブロックは他のノードにより受け入れられず、マイニングノードは利益を得ることができない。いくつかのブロックチェーンシステムに対するマイニングのそのような利点の一つは、ブロックが受け入れられる場合、ブロックが「分配」トランザクションを含むことが許され、特定の量の価値が、何らかの他のエンティティからの対応する値の減少を必要とせずに、そのノードのオペレータに割り当てられることである。このようにして、成功したマイナーは、ブロックと共に生成された価値によって報酬を受けることができる。さらに、以下に説明するように、トランザクションにはトランザクション手数料が含まれる。トランザクション手数料は、マイニングブロックチェーンノードを制御するマイナーにも届くものであり、また、当該マイナーが補償を受けるためには、トランザクションが有効であることを確認することが必要である。
【００１０】
ブロックチェーンネットワークにおけるトランザクションは、トランザクション値、トランザクション時間、及び／又は他のデータ要素などの様々なデータ要素を含む。非集中型の分散台帳システムでは、台帳は公開されているため、誰もが台帳を閲覧し、トランザクションを見ることができる。ブロックチェーン台帳では、ブロックチェーンを開始し、そのジェネシス（genesis）トランザクションに何らかの価値の単位を割り当てるジェネシストランザクションが存在し得る。本明細書の例において、説明目的のために、価値の単位は暗号通貨であるが、他のバリエーションも可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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