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ブロックチェーンにおける相反するファンジビリティ要求への整合的な対応方式

Research Project

Project/Area Number 24K14950
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 60070:Information security-related
Research InstitutionHiroshima City University

Principal Investigator

上土井 陽子  広島市立大学, 情報科学研究科, 准教授 (80264935)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 若林 真一  広島市立大学, 情報科学研究科, 学長 (50210860)
Project Period (FY) 2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywordsブロックチェーン / ファンジビリティ / 暗号通貨 / Non-Fungible Token (NFT)
Outline of Research at the Start

ブロックチェーンは暗号通貨やNon-Fungible Token (NFT)と呼ばれる暗号資産の取引を管理する情報基盤である。取引履歴を公開するブロックチェーンの暗号通貨では価値の等価交換性を意味するファンジビリティの維持が最重要である。一方、近年注目のNFTではファンジビリティの非保持を目標とする。
本研究ではブロックチェーンの相反するファンジビリティ要求に整合的に対応するため、(1) ファンジビリティの維持が要求される情報と非保持が要求される情報を区別する整合的対応方式を提案し、(2) 提案方式を既存のブロックチェーンに導入し、(3) 提案方式の標準化に向けた課題を解決することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では複数のブロックチェーンにおいて、Non-Fungible Token (NFT)に対して現状より強化した非代替可能性をもつ新しい定義と暗号通貨とNFTの整合的な取引方式の提案、実現、標準化を目指した課題解決を目的とするため、[課題1:統一型NFTの定義とその取引方式の提案とGoEthereumへの取組みの実現と非代替可能性と計算処理コストの性能解析]を実現し、次に暗号通貨で支配的なBitcoinブロックチェーンにおいて、[課題2:統一型NFT定義のBitCoreへの導入の実現と性能解析]を実施する。最後に、Ethereum、Bitcoinそれぞれのオープンソフトウェアで提案方式の標準化への審査を受けるため、[課題3:標準化プロセスへの提案に向けた課題整理]を実施する。
本年度においては、主に[課題1:統一型NFTの定義とその取引方式の提案とGoEthereumへの取組みの実現と非代替可能性と計算処理コストの性能解析]を実施した。具体的には現状のEthereumブロックチェーンでNFT、及び、Fungible Token (FT)を実現する媒体であるContract Account (CA)のアドレス決定方式を調査し、CAのアドレスから初期のOwnerを判定可能であることをEthereumプライベートブロックチェーン上で確認した。上記より、NFT、FTのアドレスは重要な情報を含んでいることがわかり、NFT、FTを整合的に扱うためCAのアドレスは現状を維持し、NFTに関して補助アドレスを付加する方針を決定した。また、CAの安全性を検証する複数の既存ツール(Oyente, Mythril)を計算機環境上に導入し、NFT、FTを作成するためのCAの安全性を検証した。ツールへの適用の結果、複数の異なる脆弱性の指摘があったが、コードを改良し、脆弱性の問題を解消した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度は[課題1:統一型NFTの定義とその取引方式の提案とGoEthereumへの取組みの実現と非代替可能性と計算処理コストの性能解析] の一部を実施した。本課題では我々の準備的研究で開発した新しい種類のアカウント作成取引とその取引の承認方式を拡張し、提案NFT取引の作成とその取引の承認方式をGoEthereumなどのオープンソフトウェアに組み込み、効果と手数料などのコストのトレードオフ関係、提案方式の導入による安全性に関する懸念について理論的・実験的に解析することを目的とする。
本年度においてはEthereumプライベートブロックチェーンと安全性に関する検証を行うツールを計算機環境に導入し、GoEthereumへの取組みをシミュレートし、手数料などを評価する基盤を構築した。準備的研究ではEthereumブロックチェーンでの外部アカウント(EOA)と呼ばれるアカウントに新しい種類を導入したが、本研究ではCAを対象としている。CAはEOAによって作成されるため、CAとそれを作成したEOAとの関係は重要であり、その情報が現在のCAのアドレスに記録されていることが分かった。そのため、当初検討していたCAのアドレスをNFTの内容に依存する形で作成する方針を変更することとした。
また、研究開始当初、CAの安全性の検証ツールとしてOyenteを導入したが、調査の結果、1つのツールでは脆弱性の検証が不十分であることが分かったため、Mythrilという別のツールも導入する必要が生じた。
上記のような理由で本年度は課題1を完了するには至らなかったが、従来のアドレス決定方式の重要性を調査し、安全性の高い提案方式を慎重に決定するための基盤を構築することができた。

Strategy for Future Research Activity

2025年度においては、[課題1:統一型NFTの定義とその取引方式の提案とGoEthereumへの取組みの実現と非代替可能性と計算処理コストの性能解析]を完了するため、本年度で得られた研究成果を利用して新しいNFTの識別子となる付加アドレスを導入する。また、プライベートブロックチェーン環境にて、従来のNFTと作成、及び、転送にかかる手数料などを比較し、オーバヘッドを評価する。
さらに、[課題2:統一型NFT定義のBitCoreへの導入の実現と性能解析」として課題1のEthereumでの提案型定義とBitcoinでのデータ圧縮技術SegWitを基本に、新しい種類のアドレスとその取引方式を提案し、BitCoreへの組込みを行う。Bitcoinでのアドレスとしての提案型の実現の非代替可能性の正確さとコストのトレードオフの関係を理論的・実験的に解析する。
まとめとして、[課題3:標準化プロセスへの提案に向けた課題整理]を実施する予定である。

Report

(1 results)
  • 2024 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2025 2024

All Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] IoTシステムのための低計算負荷ユーザ認証の安全性に関する考察2025

    • Author(s)
      西村悠生、上土井陽子、若林真一
    • Organizer
      2025年暗号と情報セキュリティシンポジウム (SCIS2025)
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] 多次元データ集合に対するFlexible Distance-based Hashingとk-d木に基づくハイブリッド最近傍探索手法2025

    • Author(s)
      大野翔太、若林真一、上土井陽子
    • Organizer
      第17回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM2025)
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] Ethereumブロックチェーンでの受領者未承認取引の防止策について2025

    • Author(s)
      川崎允誉、上土井陽子、若林真一
    • Organizer
      第17回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム (DEIM2025)
    • Related Report
      2024 Research-status Report
  • [Presentation] Enhancing security of generalization methods based on m-invariance for dynamic data publication2024

    • Author(s)
      Fusu Zhang, Yoko Kamidoi, Shin'ichi Wakabayashi
    • Organizer
      2024 IEEE 48th Annual International Computer Software and Application Conference (COMPSAC 2024)
    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-04-05   Modified: 2025-12-26  

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