CoinExアカデミー ｜ ピアツーピアネットワークの説明

ピアツーピアネットワークとは？

ピアツーピアネットワークとは主に分散型の方法でリソースを共有することを目的とした、2つ以上のコンピュータ（デバイス）の相互接続です。ピアツーピアネットワークでは、中央のサーバーを使用せずに2台以上のコンピュータ間で直接、リソースやファイルを共有することができます。

P2Pネットワークでは中央の管理者や規制機関が存在しないため、ピアは等しく特権的なネットワーク参加者となります。ピアツーピアネットワークモデルでは、すべてのピアが同じ権限と責任を共有します。ピアツーピア（P2P）ネットワークにおける各ピアは、クライアントとサーバーの両方の役割を果たします。ネットワークシステム内のピアはリソースを送受信します。

ピアツーピアネットワークモデルは、1999年6月にShawn Fanningというアメリカの大学生によって実装され、主流となりました。ShawnはNapsterという音楽共有サービスを開発しました。Napsterが提供する集中型インデックスサーバーではユーザーは曲名やアーティスト名から音楽を検索することができます。

ピアツーピアネットワークの仕組みは？

ピアツーピアネットワークは、等しいピアノードが他のノードに対して「クライアント」と「サーバー」の両方の役割を同時に果たすことができるという考え方に基づいて構築されています。このネットワーク構成モデルは、一般的に中央のサーバーとの間で通信を行うクライアントサーバーモデルとは区別されます。

P2Pネットワークは分散型であるため、クライアントサーバーベースのシステムで起こりうる単一障害点を排除することでより堅牢となります。ピア（ノード）が増えれば増えるほどシステム全体の容量が大きくなり、システムに対する要求が高まり、障害の可能性が低くなります。1つのピアが正常に動作しなくなったとしても、ネットワークが危険にさらされたり、損害を受けたりすることはありません。

一方、一般的なクライアントサーバーモデルでは、クライアントはシステムとリソースを共有せず、需要だけを共有します。このシナリオでは、システムに登録するユーザーが増えると、各ユーザーをサポートできるリソースが少なくなり、中央のサーバーがダウンするとネットワークが停止してしまうのです。

ピアツーピアネットワーキングモデルの主な特徴は？

分散化とは、データ、リソース、サービスを共有する方法に革命をもたらしたピアツーピア（P2P）ネットワークモデルの特徴の一つです。分散化により、中央のサーバーやデータベースを必要とせず、ユーザー同士が直接やりとりすることが可能になります。このモデルには、プライバシーの向上、コストの削減、信頼性の向上など多くの利点があります。

分散型システムでは、ネットワークは複数のコンピュータに分散され、各ノードが自分のデータを管理する責任を負います。つまりデータは複数の場所に保存されるため、1つのノードがダウンしたり、危険にさらされたりすることはありません。また、ハッカーが情報にアクセスするためには、ネットワーク内のすべてのノードにアクセスする必要があるためより困難となります。

また分散化によって、ユーザー同士がつながりやすくなり、リソースを共有しやすくなります。このため、ファイル共有、オーディオやビデオのストリーミング、オンラインゲームなどのアプリケーションに最適です。またP2Pモデルにより、ユーザーは世界のどこからでもデータにアクセスでき、さまざまなサービスやアプリケーションの恩恵を受けることができます。

ブロックチェーンにおけるピアツーピアネットワークとは？

ブロックチェーンは、ピアツーピアネットワークと暗号技術によって実現されています。ブロックチェーンの最初のアプリケーションであるビットコインは、"暗号プロトコル上で動作するピアツーピアの支払いネットワーク "と定義されています。ビットコインのブロックチェーンネットワークプロトコルは、ピアツーピアネットワークの維持、リソースの共有、トランザクションのブロックの検証をピア（ノード）が行うことを可能にします。

ブロックチェーンのピアツーピアネットワークを管理する中央集権的な機関はなく、ピアのみがトランザクションを検証することができます。これにより、常に腐敗しやすい中央当局や第三者に依存することなく、透明性と信頼性を高めることができます。

ビットコインのブロックチェーンにおけるピアは、「Proof-of-Work」と呼ばれるコンセンサスのもとで運営されています。コンセンサスとはピアツーピアのネットワークでピアたちが運用する合意形態のことです。ピアは取引のブロックを検証してブロックチェーンに追加することで、ネットワークを保護します。これらのピア（ノード）はマイナーとも呼ばれます。

ブロックチェーンのマイナーはいくつかの暗号計算を解きこの問題の答えを最初に得たマイナーはビットコインの報酬を得ます。その後、他のマイナーが取引ブロックを検証してその取引ブロックがブロックチェーンネットワークに追加されます。

ブロックチェーンデータは分散型であり、これはピアツーピアモデルの実装によって実現される。ブロックチェーンデータは中央集権的な場所には保存されません。ブロックチェーンデータは、ネットワークのノード（ピア）またはコンピュータに保存されます。各ノードは、主にブロックチェーンネットワーク上で行われた取引からなるブロックチェーンデータのコピーを持っています。その結果、このシステムはネットワーク内のすべてのノードによってサポートされます。

ピアツーピアネットワークのメリットとデメリット

メリット

デメリット

取引をより身近に、ポータブルに、そしてユーザーの完全なコントロール下に置くことができます。

ファイルやホルダーは中央的にはバックアップできません。

ビットコインのようなP2Pネットワークでは、取引手数料は従来の金融機関の手数料と比較すると安くなります。

ネットワークシステムには中央当局が存在しないため規制がない。

簡単で比較的高速なファイル共有が可能で、高度なp2pネットワークは、長距離のファイル共有を迅速に行うことができます。

p2p送金による不正送金や、マネロンも可能である。

P2Pネットワークは分散型であり、分散型は分散型台帳によって可能となり、記録された取引は透明で安全かつ改ざん不可能なものとなる。

ほとんどのP2Pネットワークはコンセンサスの関係でスケーラビリティに問題があり、ネットワークのアップグレードは困難です。

1台のコンピュータやピアに障害が発生しても、他のシステムに支障をきたすことはありません。

ビットコインのようなプルーフ・オブ・ワーク・コンセンサスを用いたp2pネットワークでは、トランザクションの検証に膨大なエネルギーが消費される。

P2Pネットワークモデルはサーバーを必要としないため、サーバーを維持するための追加コストが発生しない。

ほとんどのP2Pネットワークスは相互運用性がないため、ブロックチェーンがリソースを共有することは困難です。