A ハードフォークとは、ブロックチェーンのルールに対する後方互換性のない変更であり、同じネットワークにとどまるためには ノード、マイナー、その他の参加者がアップグレードする必要がある。コミュニティの一部が新しいルールの採用を拒否した場合、ブロックチェーンは2つの独立したチェーンに分裂し、それぞれが独自に継続する。代表的な例として、2017年の ビットコインと ビットコインキャッシュの分裂が挙げられる。

ソフトフォークとは後方互換性のあるアップグレードであり、新しいルールは旧ルールよりも厳格だが、アップグレードしていないノードも新機能を完全には適用しなくても、チェーンを有効と認識し続けることができる。2017年のSegWitや2021年のTaprootといった主要なビットコインアップグレードは、ソフトフォークとして実装された。

フォークはブロックチェーンが進化するうえで不可欠な手段である。分散型ネットワークにはアップグレードを管理する中央機関が存在しないため、プロトコルの変更はマイナー、開発者、取引所、ウォレットプロバイダー、ノードオペレーター全体で調整される必要がある。変更がハードフォークとして実装されるかソフトフォークとして実装されるかによって、アップグレードの影響の大きさや、ブロックチェーンが競合するネットワークに分裂するリスクが異なる。

ハードフォークとは？

ハードフォークとは、ネットワークのルールを旧バージョンのソフトウェアと互換性のない形で変更するブロックチェーンプロトコルのアップグレードである。旧ルールを実行しているノードは新しいルールで作成されたブロックを拒否し、アップグレード済みノードはそれらを受け入れる。両グループが稼働し続けた場合、ブロックチェーンは2つの独立したネットワークに永続的に分裂する可能性がある。ハードフォークの主な特徴は以下の通りである：

  • 後方非互換性：アップグレードしていないノードは、新しいルールで生成されたブロックを検証できない。
  • ネットワーク全体の調整：マイナー、ノード、取引所、 ウォレット、その他の参加者は、同じチェーンにとどまるために基本的に同時にアップグレードする必要がある。
  • チェーン分裂の可能性：合意が得られない場合、ネットワークは独自の履歴、コミュニティ、トークンを持つ2つの独立したブロックチェーンに分裂する可能性がある。
  • 広範なプロトコル変更：ハードフォークは、ソフトフォークだけでは実現できない大規模な機能変更を導入できる。

代表的な例として、2017年のビットコインとビットコインキャッシュの分裂、およびDAOハック後の2016年の イーサリアムと イーサリアムクラシックの分裂が挙げられる。

ソフトフォークとは？

ソフトフォークとは、後方互換性を維持しながらネットワークのルールを変更するブロックチェーンプロトコルのアップグレードである。新しいルールで作成されたブロックは、旧ノードが新機能を完全には理解・適用していなくても、有効として認識される。

ソフトフォークの主な特徴は以下の通りである：

  • 後方互換性：アップグレードしていないノードもブロックチェーンを有効として認識し続けるため、アップグレード中もネットワークの統一性が維持される。
  • 段階的な採用：マイナー、ノード、ウォレット、取引所は、ネットワーク全体で同時に調整する必要がなく、段階的にアップグレードできることが多い。
  • チェーン分裂リスクの低減：旧ノードが新しいルールで作成されたブロックを拒否しないため、ソフトフォークはハードフォークよりも一般的に影響が小さい。
  • 限定的なアップグレード範囲：ソフトフォークは通常、ネットワークのコアルールを根本的に変更するのではなく、制限の追加、効率改善、オプションの新機能の追加にとどまる。

ビットコインは歴史的に調整リスクを最小化し、ネットワーク分裂を避けるためにソフトフォークを優先してきた。主要なビットコインのソフトフォークとして、2012年のPay to Script Hash（P2SH）、2017年のSegregated Witness（SegWit）、2021年のTaprootが挙げられる。

ハードフォークとソフトフォークの違い

ハードフォークとソフトフォークはどちらもブロックチェーンプロトコルのアップグレード手段だが、互換性、調整の必要性、ネットワークリスクの点で異なる。

  1. 互換性：ハードフォークは後方互換性がない。旧ソフトウェアを実行しているノードは新しいルールで作成されたブロックを拒否する。ソフトフォークは後方互換性があり、旧ノードも新しいルールを自ら適用しなくても、アップグレード済みのブロックを有効として認識できる。
  2. 調整要件：ハードフォークは通常、マイナー、 バリデーター、ノードオペレーター、取引所、ウォレット、広範なコミュニティ全体で幅広い調整が必要となる。十分な合意がなければ、ブロックチェーンが分裂する可能性がある。ソフトフォークは、十分なマイニングパワーまたはバリデーターが新しいルールを適用する限り、段階的に有効化されることが多い。
  3. リスクプロファイル：ハードフォークはチェーン分裂、重複トークン、リプレイアタック、コミュニティの分断など、より高いリスクを伴う。ソフトフォークは通常影響が小さいが、旧ノードとの互換性を維持する必要があるため、変更の範囲が限定される。
  4. 主な用途：ハードフォークはブロックサイズの拡大、新しいコンセンサスルール、論争的なガバナンス決定など、大規模なプロトコル変更に使用されることが多い。ソフトフォークは効率改善、新しい署名システム、スクリプト機能の強化といった段階的なアップグレードに多く用いられる。

チェーン分裂が起きるとどうなる？

チェーン分裂は、ハードフォークが対立的になり、コミュニティの一部が新しいルールの採用を拒否した際に発生する可能性がある。両チェーンはフォーク前の同じ取引履歴を共有するが、分裂後はそれぞれ異なるルール、コミュニティ、ネイティブトークンを持つ独立したネットワークとして運営される。

分裂前にコインを保有していたユーザーは通常、元の台帳履歴がコピーされるため、両チェーンで同等の残高を受け取る。ただし、各チェーンの価値、セキュリティ、普及状況、長期的な重要性は大きく異なる可能性がある。

主なブロックチェーン分裂の事例：

  • ビットコインと ビットコインキャッシュ（2017年8月）：スケーリングとブロックサイズをめぐる対立により、より大きなブロックを持つ独立したブロックチェーンとしてビットコインキャッシュが誕生した。
  • イーサリアムとイーサリアムクラシック（2016年7月）： DAOハック後、イーサリアムコミュニティの大多数がエクスプロイトを巻き戻すハードフォークを支持したが、少数派は元のチェーンを継続して支持した。
  • ビットコインキャッシュと ビットコインSV（2018年11月）：スケーリングの方向性とプロトコルの哲学をめぐる内部対立により、さらなる大規模なチェーン分裂が引き起こされた。

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リプレイアタックとは？

リプレイアタックは、ブロックチェーンの分裂後に生じるリスクである。両チェーンが当初は同じ取引履歴、ウォレットアドレス、暗号化ルールを共有している可能性があるため、一方のチェーンで署名されたトランザクションが他方のチェーンでも有効となる場合がある。これにより、ユーザーが一方のチェーンでコインを送信すると、意図せず他方のチェーンでも同等のコインが移動してしまう可能性がある。

このリスクを軽減するため、主要なハードフォークではリプレイプロテクションが追加されることが多い。リプレイプロテクションは、トランザクションを意図したネットワークでのみ有効にすることで、ユーザーが2つのチェーン間で安全に資産を分離できるよう支援する。

ビットコインがソフトフォークを優先する理由

ビットコインは歴史的にソフトフォークを優先してきた。これはネットワーク分裂のリスクを低減し、混乱を抑えるためであり、安定性、後方互換性、長期的なセキュリティを急速な実験よりも優先するビットコインの保守的なプロトコル開発姿勢を反映している。

主な理由は以下の通りである：

  • ネットワークの統一性：ソフトフォークはチェーン分裂の回避とビットコインのネットワーク効果の維持に寄与する。
  • 調整リスクの低減：全参加者が同時にアップグレードする必要がない。
  • 柔軟な適用停止：問題が発生した場合、ソフトフォークの適用停止は、対立的なハードフォークの巻き戻しよりも通常は容易である。
  • 保守的な開発文化：ビットコインのアップグレードは通常、小規模で十分なレビューが行われ、ネットワークの金融特性とセキュリティ特性を保護するよう設計されている。

これが、ビットコインのアップグレードが低頻度で、慎重に検討され、有効化前に広く議論される傾向がある理由である。

ソフトフォークとネットワークアップグレードの違い

ネットワークアップグレードとは、ブロックチェーンのルール、機能、技術設計に対するあらゆる変更を指す包括的な用語である。セキュリティの改善、機能の追加、トランザクション形式の変更、ブロック検証ルールの更新などが含まれる。ソフトフォークはネットワークアップグレードの一種であり、後方互換性を維持することで、旧ノードと新ノードが同じチェーンにとどまることができる。

主な違いは以下の通りである：

  • ネットワークアップグレード：ブロックチェーンの改善またはルール変更の広義の分類。
  • ソフトフォーク：旧ノードと新ノードの互換性を維持する後方互換性のあるアップグレード。
  • ハードフォーク：参加者にアップグレードを求める後方非互換のアップグレード。アップグレードしない場合はチェーン分裂のリスクがある。

すなわち、すべてのソフトフォークはネットワークアップグレードだが、すべてのネットワークアップグレードがソフトフォークであるわけではない。

まとめ

フォークはブロックチェーンがアップグレードし、進化し、時には独立したネットワークに分裂する主要な手段の一つである。ハードフォークは後方非互換の変更を導入するため、参加者は同じチェーンにとどまるためにアップグレードする必要がある。コミュニティが合意しない場合、ハードフォークは永続的なチェーン分裂と新トークンを生み出す可能性がある。

ソフトフォークは後方互換性のあるルール変更を導入し、旧ノードがアップグレード済みのチェーンと互換性を維持できるようにする。ソフトフォークは通常、調整リスクが低くネットワークの統一性を維持しやすいが、変更の範囲は限定される。ハードフォークとソフトフォークの違いを理解することは、ブロックチェーンのガバナンス、プロトコルアップグレード、チェーン分裂後に生成される新トークンを追う上で重要である。

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