ブロックチェーンにおける Hyperledger Fabric とは何ですか?
Hyperledger Fabricは、エンタープライズ向けに特別に設計されたオープンソースのブロックチェーンフレームワークです。IBMによって開発され、後にLinux FoundationがホストするHyperledgerプロジェクトにコントリビュートされました。ネットワークのすべての参加者が認識され、検証され、説明責任を果たす、許可型ブロックチェーンとして動作します。
Hyperledger Fabricは、その核となるモジュール型アーキテクチャ上に構築された分散型台帳プラットフォームです。このアプローチにより、組織は画一的なシステムではなく、様々なコンポーネントからブロックチェーンネットワークを構築できます。その結果、Fabricはプライバシー、スケーラビリティ、パフォーマンスの強力なバランスを実現し、これは現実のビジネス環境に不可欠です。
サプライチェーン管理や金融から保険やヘルスケアに至るまで、Hyperledger Fabric は現代のブロックチェーン分野で最も広く採用されているエンタープライズ ブロックチェーン プラットフォームの 1 つになっています。
この記事では、Hyperledger Fabric の仕組みを説明し、その主な機能と利点の概要を説明し、技術的な詳細を明確かつわかりやすくしながら、実用的なエンタープライズユースケースを探ります。
Hyperledgerプロジェクトの背景とエンタープライズブロックチェーンの起源
Hyperledgerプロジェクトは、エンタープライズグレードのブロックチェーン技術と分散型台帳ソリューションの開発を支援するため、2015年12月にLinux Foundationによって立ち上げられました。Ethereumなどのパブリックブロックチェーンプラットフォームとは異なり、Hyperledgerの取り組みは、既知の組織間の連携を目的として構築された許可型ネットワークに重点を置いています。
Hyperledger Fabricは当初IBMとDigital Assetによって開発され、後にLinux Foundationの支援を受けた業界横断的なプロジェクトへと発展しました。2017年3月、Fabricはインキュベーション段階からアクティブ段階に移行した最初のHyperledgerブロックチェーンとなり、実稼働準備が整ったことを示すマイルストーンとなりました。
Hyperledger Fabricのモジュラーアーキテクチャ
Hyperledger Fabricがモジュール型であるということは、組織がブロックチェーンネットワークの構築と運用方法をカスタマイズできることを意味します。Fabricは、すべてのユーザーを同じ設計に縛り付けるのではなく、異なるコンセンサスメカニズム、アイデンティティシステム、トランザクション処理モデルを必要に応じて組み合わせることを可能にします。
このモジュラーアーキテクチャは、様々なコンポーネントのプラグアンドプレイ統合をサポートします。企業は既存の機能を再利用し、新しい機能を随時追加し、ビジネス要件の変化に合わせてファブリックネットワークを適応させることができます。この柔軟性は、頻繁な再設計なしにシステムを進化させる必要があるエンタープライズ環境において特に重要です。
エンタープライズブロックチェーンにおけるHyperledger Fabricのメリット
Hyperledger Fabricは、Linux Foundationがホストし、大規模で活発な開発者コミュニティによってサポートされているオープンソースのブロックチェーンフレームワークです。そのオープン性により、透明性、長期的な安定性、そして継続的な改善が促進されます。
Hyperledger Fabricの主な利点の一つは、許可型ブロックチェーン設計です。ネットワークに参加するすべての参加者は検証済みのIDを持つため、きめ細かなアクセス制御と高度なセキュリティを実現できます。機密性の高い取引は許可された関係者のみと共有できるため、データ漏洩やコンプライアンスリスクを軽減できます。
Fabricはスケーラビリティとパフォーマンスにも配慮して設計されています。異なるピアノードがそれぞれ異なる役割を担うことで、トランザクション処理を並列実行できます。実際には、多くのパブリックブロックチェーンシステムと比較して、決済時間の短縮、照合コストの削減、監査証跡の明確化が実現します。
エンタープライズ開発者にとって、Fabricは制御性を犠牲にすることなく柔軟性を提供します。暗号化、ID管理、コンセンサス設定は、規制、運用、ビジネス要件に合わせてカスタマイズできます。
許可されたネットワーク、ピアアクセス、および企業の監視
Hyperledger Fabricは、信頼と説明責任が極めて重要な環境向けに構築されています。ブロックチェーンネットワークへのアクセスは、Fabric認証局が発行するデジタルIDによって管理されます。承認された組織、ピアノード、アプリケーションのみがネットワークに参加できます。
この許可型ネットワーク モデルは、監査可能性とガバナンスがオプションではなく必須である、銀行、物流、医療、保険などの規制産業で特に価値があります。
Linux FoundationがホストするオープンソースのHyperledger Fabric
Linux FoundationがホストするHyperledgerプロジェクトの一環として、Hyperledger Fabricは完全にオープンソースです。組織はソースコードを確認し、修正することで、ベンダーロックインなしにカスタムブロックチェーンアプリケーションを構築できます。
Hyperledger Fabric ネットワークにおけるモジュール型かつ構成可能な設計
Fabricの設計は、システムのほぼすべてのレイヤーを構成可能にしています。コンセンサスメカニズム、エンドースメントポリシー、メンバーシップサービス、セキュリティルールはすべて、企業の特定のユースケースに合わせて調整できます。この構成の柔軟性こそが、Fabricが様々な業界で広く利用されている主な理由です。
Hyperledger Fabric におけるトランザクション処理とエンドースメント
Hyperledger Fabricは、トランザクション処理に実行順序コミットモデルを採用しています。まず、エンドーサーピアによってトランザクション提案が実行されます。十分なエンドースが得られた後、トランザクションはブロックに順序付けられ、ピアノードによって分散台帳にコミットされます。このモデルは、多くのパブリックブロックチェーンプラットフォームと比較して、スケーラビリティとパフォーマンスを向上させます。
許可型ブロックチェーンネットワークにおけるHyperledger Fabricの仕組み
Hyperledger Fabricは、許可型ブロックチェーンネットワーク内で動作する既知の参加者向けに設計された分散型台帳プラットフォームです。銀行、メーカー、物流業者などの組織は、データの可視性を厳密に管理しながら連携することができます。
すべてのノードがすべてのトランザクションを閲覧できるパブリックブロックチェーンネットワークとは異なり、Fabricではデータを選択的に共有できます。これにより、機密性の高いビジネス情報をすべての参加者に公開することなく、エンタープライズブロックチェーンソリューションを構築できます。
ブロックチェーンにおけるHyperledger Fabric：技術概要
Hyperledger Fabricは、Hyperledgerブロックチェーンエコシステムで最も広く利用されているブロックチェーンフレームワークの一つです。そのアーキテクチャは、異なるノードタイプ間で責任を分離することで、スケーラビリティとパフォーマンスを向上させます。
ピアノードはスマートコントラクトロジックを実行し、トランザクションを検証し、台帳を維持します。オーダーノードはトランザクションの順序を確立し、ブロックを作成します。この分離により、Fabricネットワークはトランザクション量の増加に合わせて効率的に拡張できます。
チャネルは分離をさらに強化します。各チャネルは、独自の台帳、ポリシー、参加者を持つ独立したチェーンネットワークとして機能します。そのため、単一のHyperledger Fabricネットワークで、複数の独立したブロックチェーンネットワークを同時にサポートできます。
Hyperledger Fabric アーキテクチャ: ピアノードとコアコンポーネント
Hyperledger Fabricネットワークは、メンバーとも呼ばれる複数の組織で構成されています。各組織は、Fabric証明機関を使用してIDを管理し、1つ以上のピアノードを運用します。
Hyperledger Fabricブロックチェーンネットワーク内の資産
資産とは、ブロックチェーンネットワーク内における価値のあるアイテムを指します。物理的な商品、デジタル記録、金融商品などがこれに該当します。Hyperledger Fabricでは、資産はキーと値のペア（通常はJSON形式）として保存され、すべての更新は台帳トランザクションとして記録されます。
チェーンコードとスマートコントラクトのビジネスロジック
チェーンコードは、Hyperledger Fabricにおけるスマートコントラクト機能の実装です。資産の作成、更新、および移転方法を管理するビジネスロジックを定義します。チェーンコードはピアノードによって実行され、変更が台帳に書き込まれる前に承認を受ける必要があります。
Hyperledger Fabric の分散型台帳
台帳は、ネットワーク上のすべてのトランザクションを記録した、改ざん不可能な共有記録です。追記のみ可能で、監査とコンプライアンスのために設計されています。Fabricは、完全なトランザクション履歴と現在のワールドステートの両方を保持します。
アイデンティティ、証明機関、およびネットワークセキュリティ
Hyperledger Fabricは、公開鍵基盤（PKI）とメンバーシップサービスプロバイダー（MSP）を利用してIDを管理します。すべてのノード、開発者、アプリケーションは、ネットワークに参加する前に認証を受ける必要があります。このIDレイヤーにより、ネットワークレベルとチャネルレベルの両方で正確なアクセス制御が可能になります。
ファブリックネットワークにおけるプライバシーとデータ分離
プライバシーはHyperledger Fabricの中核機能です。チャネルは選択された参加者間のトランザクションを分離し、プライベートデータコレクションは、台帳に暗号ハッシュを保存することで、承認されたピア間でのみ機密情報を共有できるようにします。
Hyperledger Fabricにおけるコンセンサスメカニズム
Hyperledger Fabricは、単一のグローバルコンセンサスメカニズムに依存しません。代わりに、トランザクションの実行、順序付け、検証を分離します。現代のFabricネットワークでは、順序付けにRaftが一般的に使用されますが、より高度なデプロイメントでは、ビザンチンフォールトトレランスオプションが組み込まれる場合があります。
Fabricにおけるコンセンサスには、エンドースメント、オーダーリング、そしてコミットメントが含まれます。エンドーサーピアはチェーンコードを実行し、オーダーリングノードはトランザクションをシーケンスし、コミットピアは台帳を更新します。
エンタープライズブロックチェーンアプリケーション向け開発者プログラミングモデル
Hyperledger Fabricは、エンタープライズ開発者を念頭に設計されています。スマートコントラクトはGo、JavaScript、Javaで記述でき、Solidityなどの専門言語を習得する必要はありません。アプリケーションは、SDKと明確に定義されたAPIを介してブロックチェーンネットワークと連携します。
チェーンコードを使用したスマートコントラクト機能
Hyperledger Fabricのスマートコントラクト（チェーンコード）は、長期サービスとして実行することも、オンデマンドで実行することもできます。デプロイメントには、選択したピアノードにチェーンコードをインストールし、ネットワークガバナンスを通じてその定義を承認することが含まれます。
Hyperledger Fabric のエンタープライズユースケースシナリオ
Hyperledger Fabricは、複雑なマルチパーティ環境における取引のトレーサビリティを向上させるために、サプライチェーンネットワークで広く利用されています。また、プライバシー、コンプライアンス、データの整合性が不可欠な金融、医療、保険の分野でも採用されています。
保険分野では、Fabricは複数当事者による代位弁済とスマートコントラクトを用いた自動決済をサポートします。また、取引や資産移転の分野では、相互に完全に信頼関係のない組織間でのペーパーレスなワークフローを実現します。
Hyperledger Fabricエンタープライズブロックチェーンの主な機能
Hyperledger Fabricの主な機能には、モジュール設計、許可型ネットワーク、強力なID管理、スケーラブルなトランザクション処理、柔軟なコンセンサスオプションなどがあります。これらの機能を組み合わせることで、Fabricは業界をリードするエンタープライズグレードのブロックチェーンフレームワークとなっています。
エンタープライズブロックチェーンにおけるHyperledger Fabricの限界
Hyperledger Fabricは優れた強みを持つ一方で、限界もあります。ネットワークの設定とガバナンスは複雑になる可能性があり、他のブロックチェーンプラットフォームとの相互運用性には限界があり、運用コストを考慮する必要があります。Fabricは、オープンなパブリックブロックチェーンのユースケースよりも、エンタープライズ環境に最適です。
実用的なエンタープライズブロックチェーンネットワークの例
地域によって異なる価格で製品を販売しているメーカーを例に考えてみましょう。Hyperledger Fabric を使用すると、価格データはネットワーク内の関連する参加者とのみ共有できるため、機密性を維持しながら共有記録台帳を維持できます。
Hyperledger Fabric vs Hyperledger Sawtooth ブロックチェーンプラットフォーム
FabricとSawtoothはどちらもHyperledgerブロックチェーンフレームワークですが、アプローチが異なります。Fabricはチェーンコードベースのスマートコントラクトを備えた許可型エンタープライズネットワークに重点を置いているのに対し、Sawtoothは代替的なコンセンサスモデルとトランザクションファミリーを提供しています。
エンタープライズブロックチェーン分野におけるHyperledger Fabric
暗号通貨のハイプサイクルを経て、エンタープライズブロックチェーンプラットフォームはより厳しい評価を受けるようになりました。Hyperledger Fabricは、投機的なものではなく、ブロックチェーン技術を用いた業界横断的な制御されたコラボレーションを可能にすることで、その価値を実証しました。
