従来、記録は中央集権的な主体によって管理されてきた。分散型台帳技術（DLT）は、情報を記録するための根本的に新しい選択肢をもたらした。DLTは、14世紀のイタリアで複式簿記が発明されたのと同じくらい画期的な可能性を秘めている。金融取引や所有権データの記録管理に革命をもたらしうる。
ブロックチェーンは、既知の中央集権的な主体ではなく、通常は匿名の分散型の主体のグループによって記録される、特殊な種類の分散型台帳である。台帳を公開して誰でも閲覧・検証できるようにすることで、合意が達成される。理想的には、台帳は次の条件を満たすべきである：
- すべての情報を正確に記録すること。
- 費用効率が高いこと。そして
- 権力の集中を避けるため、完全に分散化されていること。
Nakamoto（2008）による先駆的なホワイトペーパーに続き、ブロックチェーン技術の革新の多くは、中央集権的な権威や独占から権力を奪うことを目指してきた。残念ながら、ブロックチェーン・コミュニティが描く分散型世界という理想には、相当なコストが伴う。最近の研究では、「ブロックチェーンのトリレンマ」を指摘している。すなわち、いかなる台帳も図1に示す3つの特性をすべて同時に満たすことは不可能である（Abadi and Brunnermeier 2018）。特に、分散化には3つの主要なコストがある。資源の浪費、拡張性の問題、そしてネットワーク外部性の非効率性である。本稿では、ブロックチェーンの応用範囲について論じたうえで、正確性、費用効率、分散化の間のトレードオフについて詳しく説明する。
ブロックチェーン技術の応用
これまでのところ、ブロックチェーン技術は主に暗号資産の取引記録に用いられてきた。特にビットコインでの利用が知られている。しかしながら、ブロックチェーンの応用範囲ははるかに広い。例えば、一部の企業は現在、ブロックチェーンを使って複雑なサプライチェーン全体の配送を追跡している。消費者の信用履歴や販売者の評価は、AlibabaやAmazonなどの中央集権的な仲介業者が今日の電子プラットフォーム上で行っているのと同じ方法で、ブロックチェーン上に記録されうる。金融市場では、株式の所有権の追跡、担保の移転の実行、そして銀行間市場での決済を行うための台帳として、ブロックチェーンが提案されてきた。ブロックチェーンによって権限を縮小することが意図されていた政府でさえ、土地登記を維持するためのブロックチェーンベースのソリューションを提案している。
正直さへのインセンティブ付与
ブロックチェーンのトリレンマを理解するためには、分散化され匿名で記述されるブロックチェーンが、なぜ計算資源の浪費を必要とするのかを理解する必要がある。これは、ブロックチェーンの3つのコストの中で最も重大なものである。事実上誰もが公開ブロックチェーンに書き込みうる以上、互いに矛盾する、あるいは不正な報告の中から真の履歴を決定するために、合意アルゴリズムが必要となる。
Nakamoto（2008）が提案したこの問題に対する巧妙な解決策は、ブロックチェーンへの書き込み者に、情報を記録し、他者の報告を検証するために（すなわち、台帳の有効性について「投票」するために）、計算コストのかかる行為の実行を義務付けることである。最も一般的な合意アルゴリズムであるプルーフ・オブ・ワーク（PoW）の下では、マイナーは、ブロックをブロックチェーンに追加し、先行するブロックに賛成の票を投じるために、総当たりによって計算問題を解かなければならない。マイナーの「投票権」は、その計算資源によって制限されるため、システムは民主的な状態を保つ。PoWアルゴリズムは、投票権を割り当てる中央集権的な主体がなくとも、自由な参加を可能にする。
自由な参加は、ブロックチェーンの書き込み者がどのようにインセンティブを与えられるかに深い影響を及ぼす。従来の中央集権的な仲介業者は、不正行為が発覚した場合にフランチャイズ価値を失うことになるため、詐欺を行わないようインセンティブを与えられている。すなわち、それらは動的に予想される将来の利益によってインセンティブを与えられている。中央集権的な仲介業者が不正を行うインセンティブを持つのは、台帳の一度限りの改ざんによって得られる利益が、将来の利益を失う損失を上回る場合に限られる。ブロックチェーンの書き込み者にはフランチャイズ価値がない。自由な参加は、そのレントが新規参入者によって競争的に消滅させられることを意味するからである。PoWが提供するインセンティブは、完全に静的なものである。ブロックチェーンの書き込み者は、一度限りの攻撃から得られる利益と、ブロックチェーンへの書き込みにかかるコスト、すなわち正直なブロックチェーンの書き込み者に支払われる手数料の流れを比較検討する。例えば、暗号資産のマイナーは、「二重支払い」攻撃の実行コストと、確実に二重に支払える金額を比較するだろう。したがって、台帳の書き込み者が自由に参加できる形での分散化は、ブロックチェーンのトリレンマが示唆するように、計算資源の大規模な浪費を招く。
自由な参加は、ブロックチェーンの第二のコスト、すなわち拡張性の問題とも関係している。ブロックチェーンの利用者が、ブロックチェーンの内容を誠実に報告する主体を信頼しない場合、その利用者はブロックチェーン全体を保存しなければならない。ブロックチェーンの処理能力が限られている場合でも、保存コストはすぐに負担の大きいものとなる。例えば、毎秒わずか7件の取引を処理するビットコインのブロックチェーンは、サイズが250GBを超えている。要するに、ブロックチェーンの利用が増えるほど、真に分散化された記録管理を維持するコストは高くなる。
フォーク競争
ブロックチェーンは、書き込み者の自由な参加に加えて、第二の種類の競争も可能にする。ブロックチェーンの際立った特徴は、「フォーク」されうることである。ブロックチェーンのルールを変更することを望むコミュニティの一部は、いつでもそのルールに従ってブロックの追加を開始しうる。古いルールを支持する者は、これらの新しいブロックを無効とみなす。その結果、ブロックチェーンは二つに分かれる。新しいルールを採用する者は一つのブロック鎖を延長し、古いルールに固執する者はその鎖を無視して別の鎖を構築する。このようなフォークの代表的な例がビットコインキャッシュである。ビットコインのコミュニティの一部が、ブロックごとの取引件数の上限を増やすことを望んだ際、ビットコインキャッシュはビットコインのブロックチェーンのフォークとして誕生した。
確立されたブロックチェーンをフォークすることで、コミュニティの一部は競合する台帳を作成することができる。この種の競争を、我々は「フォーク競争」と呼ぶが、これには注目すべき特性がある。既存の台帳上のすべての情報が、新しい台帳へと移植されるのである。本稿では、このような情報の移植性があれば、本質的に完全競争が存在すると論じる台帳間の（Abadi and Brunnermeier 2018）。これに対して、中央集権的な台帳の利用者は、同じ情報を含まない競合台帳へ移行するにはコストがかかるため、その台帳に縛りつけられている。単一の台帳への協調を促すネットワーク外部性が、この縛りつけを増幅し、競合する台帳が成功することを困難にしている。
フォーク競争は台帳間の競争を強化するものの、書き込み者の自由な参加と同様に、欠点がないわけではない。フォーク競争は、ブロックチェーンの第三のコスト、すなわちネットワーク外部性の非効率性を直接引き起こす。ブロックチェーンのフォークの枝の間を移ることが容易であることは、不安定性や協調の欠如を生じさせうる。ブロックチェーンは、時間の経過とともにいくつもの異なるフォークに分裂することで、ネットワーク外部性を十分に活用できなくなる可能性がある。実際、二大暗号資産ブロックチェーンであるビットコインとイーサリアムは、コミュニティの大きな部分が既存のブロックチェーンを放棄するフォークを経験してきた。
所有権と占有
ブロックチェーンは、先進国と途上国の双方において、所有権の追跡という問題を完全に解決する可能性を秘めていると、しばしば論じられている（Wall Street Journal 2018）。しかし、ブロックチェーン技術のしばしば見落とされる側面は、ブロックチェーンが所有権の移転を実行することに優れている一方で、占有の移転を保証するものでは決してないということである（Abadi and Brunnermeier 2018）。例えば、住宅市場において、家屋の所有者は権利証書に名前が記載されている人物であるが、家屋の占有者は、そこに住んでいる人物である。権利証書の買い手は、家屋に対する自らの所有権が執行されることを確実にする必要がある。概して、ブロックチェーンは義務を記録することができる。義務を履行しない者を罰することは、別の問題である。ブロックチェーンの書き込み者に対して台帳の利用者を規律するための静的なインセンティブを与えることは困難であるが、中央集権的な仲介業者のインセンティブは適切に整合させることができる。中央集権的な仲介業者が義務の執行を怠れば、その仲介業者の評判が損なわれうるからである。
暗号資産のように、執行が問題とならない応用も一部存在するが、（特に金融分野の）他の多くの応用では問題となる。執行を必要とするブロックチェーンの典型例は土地登記である。スウェーデンからインドに至るまで、世界各地でブロックチェーンベースのシステムが提案されてきたが、いずれのケースにおいても、政府が占有の執行に深く関与することになると思われる。執行と政府の支援の必要性は、フォーク競争の利点を著しく損なうおそれがある。執行が必要な場合には、信頼できる主体も記録を保持することが、恐らく最善の方策であろう。
結論
ブロックチェーンのトリレンマは、台帳を設計する際の主要な経済的トレードオフを浮き彫りにする。単一の主体によって管理される従来の台帳は、分散化という望ましい特性を放棄している。中央集権的な台帳の書き込み者は、将来の利益やフランチャイズ価値を危うくしたくないため、正直に報告するインセンティブを持つ。ブロックチェーンは、書き込み者の自由な参加とフォーク競争という二種類の競争を通じて、中央集権的な仲介業者が得ているレントを排除しうる。ただし、分散化にはその効率性というコストが伴う。自由な参加は、書き込み者の将来の利益やフランチャイズ価値を完全に侵食する。台帳の正確性は、プルーフ・オブ・ワークが提供する純粋に静的なインセンティブに依存しなければならない。フォーク競争は台帳間の競争を促進するが、不安定性を招き、台帳が多すぎる結果をもたらしうる。さらに、ブロックチェーンが適切に機能するために政府による実質的な法的執行が必要とされる場合、分散化という理想は達成不可能となるかもしれない。
