[論文レビュー] The Evolution Of Centralisation on Cryptocurrency Platforms

Carlo Campajola, Raffaele Cristodaro+4 more|arXiv (Cornell University)|Jun 10, 2022

Blockchain Technology Applications and Security被引用数 15

ひとこと要約

この論文は、ネットワーク科学および複雑系の手法を用いて、ビットコイン、イーサレージ、ライトコイン、ドージーコイン、モナコイン、フィーチャーコイン、ビットコインキャッシュの7つの主要ブロックチェーンにおける中央集権化の進化を分析している。生のブロックチェーンデータから週次で非累積的な取引ネットワークを構築し、アドレスをエコノミック・エントティにクラスタリングすることで、時間経過に伴い資産、マイニングパワー、ネットワーク構造の面で中央集権化が進行していることが明らかになった。これは暗号通貨システムにおける分散化という基本的主張に疑問を呈するものである。

ABSTRACT

More than ten years ago the blockchain was acclaimed as the solution to overcome centralised trusted third parties for online payments. Through the years the crypto-movement changed and evolved, although decentralisation remained the core ideology and the necessary feature every new crypto-project should provide. In this paper we study the concept of centralisation in cryptocurrencies using a wide array of methodologies from the complex systems literature, on a comparative collection of blockchains, in order to define the many different levels a blockchain system may display (de-)centralisation and to question whether the present state of cryptocurrencies is, in a technological and economical sense, actually decentralised.

研究の動機と目的

• 現代の暗号通貨が、ビットコインのホワイトペーパーに当初想定された通りに真の分散化を達成しているかどうかを調査すること。
• 時間経過に伴う主要ブロックチェーンにおける取引ネットワーク、資産配分、マイニングパワーにおける中央集権の度合いを定量化すること。
• 仮名のブロックチェーンアドレスから経済的エントティを同定するための、強固でマルチヒューリスティックな手法を開発・適用すること。
• 累積的でない週次取引ネットワークを分析することで、長期的歴史データによる歪みを回避し、現在の経済的ダイナミクスをより正確に捉えること。
• 分散化の主張を損なう可能性のある暗号通貨システムにおける構造的・経済的脆弱性を評価すること。

提案手法

• 週ごとのすべてのエントティ間取引を集約し、自己取引（例：リマインダー出力）を除いて、非累積的で週次取引ネットワークを構築した。
• BlockSci C++ライブラリを用いて、リマインダー出力検出、アドレス再利用、ピーリングチェーンパターンなどのヒューリスティクスに基づき、複数のアドレスを1つの経済的エントティにクラスタリングした。
• 誤検出を最小限に抑えるために、変更アドレスを特定するにあたり、複数のヒューリスティクスが一致する保守的なクラスタリング戦略を採用した。
• エントティをノード、エントティ間取引を有向リンクとしてマッピングし、時間分解能のある動的取引ネットワークを構築した。
• 次数分布、巨大連結成分、コア・パーサイド構造などのネットワーク特性を分析し、中央集権度を評価した。
• エントティごとの資産配分とマイニングパワー分布を測定することで、経済的中央集権を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 時間経過に伴い、主要ブロックチェーンは資産および取引ネットワーク構造の面でどれほど中央集権化に向かっているのか？
• RQ2 累積的でない週次取引ネットワークの使用は、静的で累積的なネットワークと比較して、分散化評価の正確性をどのように向上させるのか？
• RQ3 マイニングパワーの集中が、ブロックチェーンシステムの分散化をどのように損なっているのか？
• RQ4 ヒューリスティクスに基づくアドレスクラスタリング手法は、仮名システムにおけるエントティレベルのネットワーク分析の信頼性にどのように影響を与えるのか？
• RQ5 コア・パーサイドネットワーク構造のような、暗号通貨エコシステムにおける中央集権化の兆候を示す検出可能な構造的特徴は存在するのか？

主な発見

• 分析対象のすべてのブロックチェーンにおいて、取引ネットワークに巨大連結成分が存在し、ユーザー間の経済的統合度が極めて高いことが示された。
• すべてのブロックチェーンに、相互に高頻度に接続されたノードのコア成分が存在し、少数のエントティがネットワーク接続性を維持する上で中心的役割を果たしていることが示唆された。
• エントティ間での資産配分は極めて集中しており、わずか数パーセントのエントティが、分析対象のすべてのブロックチェーンで顕著に大きなトークン保有量を占めている。
• マイニングパワーはますます中央集権化しており、特にビットコインとイーサレージでは、少数のマイニングプールが計算パワーの大部分を掌握している。
• ネットワークのコアは、他のエントティ間の取引を頻繁に仲介するエントティによって支配されており、中央集権化を強化している。
• 本研究では、理論的な分散化の約束とは対照的に、実際の主要暗号通貨の状態は、経済的および構造的次元において顕著な中央集権化が進行していることが判明した。