JP2023532959A - 許可制ブロックチェーンのためのプライバシー保護アーキテクチャ - Google Patents

Abstract

プロセッサは、トランザクションに関連する要求を生成し得る。プロセッサは、要求に関連するアンカーを収集し得る。プロセッサは、トランザクションを２つ以上のハッシュの集合に遷移し得る。プロセッサは、順序付けサービスにトランザクションをサブミットし得る。プロセッサは、トランザクションに関連する要求を受信し得る。プロセッサは、第１のハッシュに関連する第１のプレイメージが第１のシャードに既知であることを識別し得る。プロセッサは、トランザクションに関連する第１の識別タグを生成し得る。プロセッサは、トランザクションに関連する要求を受信し得る。プロセッサは、第１のシャードに第１のタスクを割り当て得る。プロセッサは、第１のハッシュに関連する第１のプレイメージが第１のシャードに既知であることを識別し得る。プロセッサは、タスクを実行し得る。

Description

本開示は、一般に、ブロックチェーントランザクションコミットメントの分野に関し、より具体的には、許可制ブロックチェーンにおいてトランザクションのプライバシーを保護することに関する。

ブロックチェーンは、ネットワークのすべてのノードにわたってデータを複製することによって、データの不変性を提供する。ブロックチェーンの検証を可能とするため、ノードは、チェーン上のいかなるデータもすべての参加者が見ることができる、トランザクションの完全な履歴にアクセスできなければならない。

本開示の実施形態は、ブロックチェーンネットワークにおいてプライベートトランザクションを処理するための方法、システム、およびコンピュータプログラム製品を含む。プロセッサは、トランザクションに関連する要求を生成し得る。プロセッサは、要求に関連するアンカーを収集し得る。プロセッサは、トランザクションを２つ以上のハッシュの集合に遷移し得る。プロセッサは、トランザクションを順序付けサービスにサブミットし得る。

本開示のさらなる実施形態は、ブロックチェーンネットワークにおいてプライベートトランザクションを処理する方法を含む。プロセッサは、トランザクションに関連する要求を受信し得る。プロセッサは、第１のハッシュに関連する第１のプレイメージが第１のシャードに既知であることを識別し得る。プロセッサは、トランザクションに関連する第１の識別タグを生成し得る。

本開示のさらなる実施形態は、ブロックチェーンネットワークにおいてプライベートトランザクションを処理する方法を含む。プロセッサは、トランザクションに関連する要求を受信し得る。プロセッサは、第１のシャードに第１のタスクを割り当て得る。プロセッサは、第１のハッシュに関連する第１のプレイメージが第１のシャードに既知であることを識別し得る。プロセッサは、タスクを実行し得る。

上記の概要は、例示された各実施形態または本開示のすべての実施を説明することを意図したものではない。

本開示に含まれる図面は、本明細書に組み込まれ、その一部を形成する。それらは、本開示の実施形態を例示し、説明とともに、本開示の原理を説明するのに役立つ。図面は、特定の実施形態を単に例示するものであり、本開示を限定するものではない。

本開示の実施形態に係る例示的なブロックチェーンアーキテクチャを示す。

本開示の実施形態に係るブロックチェーントランザクションフローを示す。

本開示の実施形態に係る、トランザクションをブロックチェーンネットワークにアトミックにコミットするための例示的なシステムのブロック図を示す。

本開示の実施形態に係る、水平カットトランザクションをブロックチェーンネットワークにアトミックにコミットするための例示的なシステムのブロック図を示す。

本開示の実施形態に係る、垂直カットトランザクションをブロックチェーンネットワークにアトミックにコミットするための例示的なシステムのブロック図を示す。

本開示の実施形態に係る、ブロックチェーンネットワークにおいてプライベートトランザクションを処理するための例示的な方法のフローチャートを示す。

本開示の実施形態に係る、ブロックチェーンネットワークにおいてプライベートトランザクションを処理するためのさらなる例示的な方法のフローチャートを示す。

本開示の実施形態に係る、ブロックチェーンネットワークにおいてプライベートトランザクションを処理するための別の例示的な方法のフローチャートを示す。

本開示の実施形態に係る、クラウドコンピューティング環境を示す。

本開示の実施形態に係る、抽象化モデル層を示す。

本開示の実施形態に係る、方法、ツール、およびモジュール、ならびに本明細書で説明される任意の関連機能のうちの１つまたは複数を実施するのに用いられ得る、例示的なコンピュータシステムの上位ブロック図を示す。

本明細書で説明される実施形態は、様々な修正および代替形態が可能であるが、それらの具体的な内容は、例として図面に示されており、詳細に説明される。しかしながら、説明される特定の実施形態は、限定的な意味に解釈されるべきではないことを理解されるべきである。これに対して、本開示の趣旨および範囲内のすべての修正、均等物、および代替物を包含することを意図している。

本開示の態様は、概して、ブロックチェーントランザクションコミットメントの分野に関し、より具体的には、許可制ブロックチェーンにおいてトランザクションのプライバシーを保護することに関する。説明される実施形態は、高価な（例えば、コンピューティングコスト、リソースコストなど）暗号プリミティブに依存しないプライバシー第一のアプローチを中心にブロックチェーンフレームワークを再設計することによって、ブロックチェーンのプライバシーについての懸念に対処する。モジュール式トランザクション実行環境、順序付けサービス、および内部データストレージを可能にする方法、システム、およびコンピュータプログラム製品が本明細書において開示される。記述されるブロックチェーンの技術／分野への重要な貢献は、高速なアトミックシャード間トランザクションを備えた新規なシャードベースのブロックチェーンフレームワーク、基礎となるデータ管理システムから独立したドメイン主導のトランザクション作成、およびプライバシーを保護するノンブロッキングのアトミックコミットメントプロトコルである。

本明細書において概して説明され、図示されるような本コンポーネントは、多種多様な異なる構成で配置および設計され得ることが容易に理解されるであろう。したがって、添付図面に表されるような、方法、装置、非一時的コンピュータ可読媒体、およびシステムのうちの少なくとも１つの実施形態の以下の詳細な説明は、特許請求される本願の範囲を限定することを意図するものではなく、単に選択された実施形態を表すものである。

本明細書を通して説明される本特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせまたは除去し得る。例えば、「例示的な実施形態」、「いくつかの実施形態」という語句、または他の同様の文言の使用は、本明細書を通して、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、少なくとも１つの実施形態において含まれ得ることを指す。したがって、「例示的な実施形態」、「いくつかの実施形態において」、「他の実施形態において」という語句、または他の同様の文言の出現は、本明細書を通して、必ずしもすべてが同じ実施形態のグループを指すわけではなく、説明される特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適切な方法で組み合わせまたは除去し得る。さらに、図において、要素間の任意の接続は、図示されている接続が一方向または双方向矢印であっても、一方向もしくは双方向通信またはその組み合わせを許容できる。また、図面に示された任意のデバイスは、別のデバイスであってもよい。例えば、モバイルデバイスが情報を送信していることが示されている場合、情報を送信するために有線デバイスが用いられてもよい。

また、「メッセージ」という用語が実施形態の説明において用いられている場合があるが、本願は、多くのタイプのネットワークおよびデータに適用され得る。さらに、例示的な実施形態において、特定のタイプの接続、メッセージ、およびシグナリングが示されている場合があるが、本願は、特定のタイプの接続、メッセージ、およびシグナリングに限定されるものではない。

例示的な実施形態は、ブロックチェーンネットワークにおけるプライバシーを保護した属性ベースのドキュメント共有を提供する、方法、システム、コンポーネント、非一時的コンピュータ可読媒体、デバイス、もしくはネットワーク、またはその組み合わせを提供する。

一実施形態において、本願は、互いに通信する複数のノードを含む分散ストレージシステムである非集中データベース（ブロックチェーンなど）を利用する。非集中データベースは、相互に信頼されていない当事者間の記録を維持することができる分散型台帳に似た、追加専用の不変データ構造を含む。信頼されていない当事者は、本明細書において、ピアまたはピアノードと呼ばれる。各ピアはデータベース記録のコピーを保持し、分散されたピア間でコンセンサスに達しない限り、どの単一のピアもデータベース記録を修正できない。例えば、ピアはコンセンサスプロトコルを実行して、ブロックチェーンストレージトランザクションを検証し、ストレージトランザクションをブロックにグループ化し、ブロックにわたってハッシュチェーンを構築し得る。この処理では、一貫性を保つために、必要に応じてストレージトランザクションを順序付けすることによって、台帳が形成される。
様々な実施形態において、許可制ブロックチェーンもしくは無許可制ブロックチェーン、またはその組み合わせを用いることができる。パブリックまたは無許可性ブロックチェーンでは、特定の識別情報なしに誰でも参加できる。パブリックブロックチェーンは、ネイティブ暗号通貨を関与させることができ、プルーフオブワークなどの様々なプロトコルに基づくコンセンサスを用いることができる。一方、許可制ブロックチェーンデータベースは、資金、品物、情報などを交換するビジネスなどの、共通の目的を共有するが、互いに十分には信頼していないエンティティのグループ内での安全なインタラクションを提供する。

本願は、非集中型ストレージ方式に合わせて調整され、「スマートコントラクト」または「チェーンコード」と呼ばれる、任意のプログラマブルロジックを動作させるブロックチェーンを利用できる。場合によっては、システムチェーンコードと呼ばれる、管理機能およびパラメータに特化したチェーンコードが存在し得る。本願はさらに、ブロックチェーンデータベースの改ざん防止特性と、エンドースメントまたはエンドースメントポリシーと呼ばれる、ノード間の基礎となる合意とを活用する、信頼された分散アプリケーションであるスマートコントラクトを利用できる。このアプリケーションに関連するブロックチェーントランザクションは、ブロックチェーンにコミットされる前に「エンドース」でき、エンドースされていないトランザクションは無視される。エンドースメントポリシーにより、チェーンコードは、エンドースメントに必要なピアノードのセットの形式でトランザクションのエンドーサを指定できる。クライアントがトランザクションをエンドースメントポリシーで指定されたピアに送信すると、トランザクションが実行され、トランザクションが検証される。検証後、トランザクションは順序付けフェーズに入り、ここでは、コンセンサスプロトコルを使用して、ブロックにグループ化されたエンドースされたトランザクションの順序付けられたシーケンスが生成される。

本願は、ブロックチェーンシステムの通信エンティティであるノードを利用することができる。「ノード」は、同じ物理サーバ上で異なるタイプの複数のノードが動作できるという意味で、論理機能を実行し得る。ノードはトラストドメインにグループ化され、様々な方法でこれらを制御する論理エンティティに関連付けられる。ノードは、エンドーサ（例えば、ピア）にトランザクション呼び出しをサブミットし、順序付けサービス（例えば、順序付けノード）にトランザクション提案をブロードキャストするクライアントまたはサブミッティングクライアントノードのような様々なタイプを含み得る。
別のタイプのノードは、クライアントがサブミットしたトランザクションを受信し、トランザクションをコミットし、ブロックチェーントランザクションの台帳の状態およびコピーを保持することができるピアノードである。ピアは、エンドーサの役割を持つこともできるが、必須ではない。順序付けサービスノードまたはオーダラは、すべてのノードに対する通信サービスを実行するノードであり、トランザクションをコミットし、通常は制御およびセットアップ情報を含む初期ブロックチェーントランザクションの別名であるブロックチェーンのワールド状態を修正する際に、システム内のピアノードのそれぞれへのブロードキャストなどの配信保証を実施する。

本願は、ブロックチェーンのすべての状態遷移のシーケンス化された改ざん耐性のある記録である台帳を利用できる。状態遷移は、参加者（例えば、クライアントノード、順序付けノード、エンドーサノード、ピアノードなど）によってサブミットされたチェーンコード呼び出し（例えば、トランザクション）によってもたらされ得る。各参加者（ピアノードなど）は、台帳のコピーを保持できる。トランザクションの結果、資産キー値対のセットが、作成、更新、削除などの１つまたは複数のオペランドとして台帳にコミットされ得る。台帳は、不変でシーケンス化された記録をブロックに格納するために用いられるブロックチェーン（チェーンとも呼ばれる）を含む。台帳は、ブロックチェーンの現在の状態を保持する状態データベースも含む。

本願は、ハッシュでリンクされたブロックとして構成されたトランザクションログであるチェーンを利用することができ、各ブロックは、Ｎが１以上であるＮ個のトランザクションのシーケンスを含む。ブロックヘッダは、ブロックのトランザクションのハッシュ、ならびに前のブロックのヘッダのハッシュを含む。このようにして、台帳上のすべてのトランザクションをシーケンス化し、暗号的にリンクし得る。したがって、ハッシュリンクを破壊せずに台帳データを改ざんすることは不可能である。直近で追加されたブロックチェーンブロックのハッシュは、その前に発生したチェーン上のすべてのトランザクションを表し、すべてのピアノードが一貫性のある信頼できる状態にあることを保証することを可能にする。チェーンはピアノードファイルシステム（例えば、ローカル、接続ストレージ、クラウドなど）に格納され、ブロックチェーンワークロードの追加専用の性質を効率的にサポートする。

不変台帳の現在の状態は、チェーントランザクションログに含まれるすべてのキーの最新の値を表す。現在の状態はチャネルに既知の最新のキー値を表すため、ワールド状態と呼ばれることもある。チェーンコード呼び出しは、台帳の現在の状態データに対してトランザクションを実行する。これらのチェーンコードインタラクションを効率的にするために、キーの最新の値を状態データベースに格納し得る。状態データベースは、単にチェーンのトランザクションログへのインデックス付きビューであり得、したがって、いつでもチェーンから再生成できる。状態データベースは、ピアノードの起動時、およびトランザクションが受け入れられる前に、自動的に回復され（または必要に応じて生成され）得る。

本明細書で説明され、図示された本解決策のいくつかの利点は、ブロックチェーンネットワークにおけるプライバシーを保護した属性ベースのドキュメント共有のための方法およびシステムを含む。例示的な実施形態は、不変性、デジタル署名、および唯一の真のソースであることなどのデータベースの特徴を拡張することによって、時間および信頼の問題を解決する。例示的な実施形態は、ブロックチェーンネットワークにおけるプライバシーを保護した属性ベースのドキュメント共有のための解決策を提供する。ブロックチェーンネットワークは、資産タイプと、スマートコントラクトに基づいて資産を管理するルールに基づいて、均質であり得る。

ブロックチェーンは、ブロックチェーンが中央ストレージではなく、むしろノードがストレージ内の記録に対する変更を共有し得る、非集中型で不変かつ安全なストレージである点で、従来のデータベースとは異なる。ブロックチェーンに固有の、ブロックチェーンの実施を助けるいくつかの性質としては、限定されるものではないが、不変台帳、スマートコントラクト、セキュリティ、プライバシー、非集中化、コンセンサス、エンドースメント、アクセシビリティなどが挙げられ、これらは本明細書においてさらに説明される。様々な態様によれば、ブロックチェーンネットワークにおけるプライバシーを保護した属性ベースのドキュメント共有のためのシステムは、不変アカウンタビリティ、セキュリティ、プライバシー、許可性非集中化、スマートコントラクトの利用可能性、ブロックチェーンに固有でユニークなエンドースメントおよびアクセシビリティのおかげで実施される。
特に、ブロックチェーン台帳データは不変であり、ブロックチェーンネットワークにおけるプライバシーを保護した属性ベースのドキュメント共有の効率的な方法を提供する。また、ブロックチェーンで暗号化を用いることで、セキュリティが提供され、信頼が構築される。スマートコントラクトは、資産の状態を管理し、ライフサイクルを完成させる。例示的なブロックチェーンは、許可制非集中型である。したがって、各エンドユーザは、アクセスするための自身の台帳コピーを有し得る。複数の組織（およびピア）が、ブロックチェーンネットワーク上にオンボードされ得る。主要な組織は、スマートコントラクトの実行結果、読み取りセットおよび書き込みセット、を検証するためのエンドーシングピアとして機能し得る。換言すれば、ブロックチェーン固有の特徴により、ブロックチェーンネットワークにおけるプライベートトランザクションの処理が効率的に実施される。

例示的な実施形態の利点の１つは、ブロックチェーンネットワークにおいてプライベートトランザクションを処理する方法を実施することによって、コンピューティングシステムの機能性を向上させることである。本明細書で説明するブロックチェーンシステムを通して、コンピューティングシステム（またはコンピューティングシステム内のプロセッサ）は、分散型台帳、ピア、暗号化技術、ＭＳＰ、イベント処理などのような機能へのアクセスを提供することにより、ブロックチェーンネットワークを利用するプライベートトランザクション処理のための機能を実行できる。また、ブロックチェーンは、ビジネスネットワークを生成し、参加のために任意のユーザまたは組織をオンボードさせることを可能にする。そのため、ブロックチェーンは単なるデータベースではない。ブロックチェーンは、ユーザとオンボード／オフボード組織とのビジネスネットワークを作成し、スマートコントラクトの形式でサービス処理を協力して実行する機能を備えている。

例示的な実施形態は、従来のデータベースに対して多くの利点を提供する。例えば、ブロックチェーンを通して、実施形態は、不変アカウンタビリティ、セキュリティ、プライバシー、許可制分散化、スマートコントラクトの利用可能性、ブロックチェーンに固有かつユニークなエンドースメントおよびアクセシビリティを提供する。

一方、従来のデータベースは、すべての当事者をビジネスネットワーク上に集めるわけではなく、信頼できる提携を生成せず、デジタル資産を効率的に格納しないため、例示的な実施形態を実施するために用いることができない。従来のデータベースは、改ざん防止ストレージを提供せず、格納されているデジタル資産を保護しない。したがって、ブロックチェーンネットワークを利用する本明細書で説明する提案された実施形態は、従来のデータベースでは実施することができない。

一方、従来のデータベースが例示的な実施形態を実施するために使用された場合、例示的な実施形態は、検索機能、セキュリティの欠如、およびトランザクション速度の遅さのような不必要な欠点に悩まされたであろう。したがって、例示的な実施形態は、プライバシーを保護する処理の技術／分野における問題に対する具体的な解決策を提供する。

例示的な実施形態は、ブロックチェーンのブロック構造内にデータが格納され得る方法も変更する。例えば、デジタル資産データは、データブロックの特定の部分内（例えば、ヘッダ、データセグメント、またはメタデータ内）に安全に格納し得る。デジタル資産データをブロックチェーンのデータブロック内に格納することによって、デジタル資産データは、ブロックのハッシュでリンクされたチェーンを通じて、不変ブロックチェーン台帳に追加され得る。いくつかの実施形態において、データブロックは、ブロックチェーンの従来のブロック構造内の資産と一緒に格納されないデジタル資産に関連する個人データを有することによって、従来のデータブロックと異なり得る。デジタル資産に関連する個人データを除去することによって、ブロックチェーンは不変アカウンタビリティおよびセキュリティに基づく匿名性の利点を提供できる。

続いて、ブロックチェーンドキュメントプロセッサは、２つのコンポーネントを有し得る。１つは、参加者に関するプライベート情報の安全な処理を管理するプライベートオフチェーンプロセッサであり、もう１つは、ネットワークのコンセンサスアルゴリズムを用いて、ブロックチェーンネットワークのすべての参加者と共有される共通情報の処理を管理する台帳プロセッサである。

例示的な実施形態によれば、他の組織とドキュメントを共有しようとする組織のそれぞれは、ブロックチェーンネットワークに接続されたブロックチェーンドキュメントプロセッサを用いる。ドキュメントプロセッサを用いて、組織は、ドキュメントテンプレートのリスト（アーカイブされたクラウドストレージ提案など）、台帳上でハッシュ形式で共有される各ドキュメントテンプレートの属性、ドキュメントのマッチングおよび共有のための異なるテンプレートからのキー属性の組み合わせ、およびパートナーシップマークルツリー（各パートナーシップマークルツリーは、パートナー組織の（例えば、提案エンティティの）識別子（ＩＤ）に基づいて構築し得る）を、台帳に設定し得る。

いくつかの実施形態において、すべてのドキュメント（例えば、ファイルなど）は、オフチェーンデータストア（例えば、クラウドサーバ、データセンタなど）に格納される。プレイメージ、属性ハッシュ、もしくはドキュメント識別子（ＩＤ）、またはその組み合わせのみが、ブロックチェーントランザクションの一部としてサブミットされる。例えば、本開示で提案されるように、ハッシュのプレイメージは、プライベートにトランザクションを検証し、他のシャードが情報を見ることを防止するブロックチェーン内の特定のシャードに格納される。

図１Ａは、本開示の実施形態に係るブロックチェーンアーキテクチャ１００を示す。いくつかの実施形態において、ブロックチェーンアーキテクチャ１００は、特定のブロックチェーン要素、例えばブロックチェーンノード１０２のグループを含み得る。ブロックチェーンノード１０２は、１つまたは複数のブロックチェーンノード、例えばピア１０４～１１０（これら４つのノードは一例としてのみ示される）を含み得る。これらのノードは、ブロックチェーントランザクションの追加や検証処理（コンセンサス）など、多くの活動に参加する。ピア１０４～１１０のうちの１つまたは複数は、エンドースメントポリシーに基づいてトランザクションをエンドースもしくは推薦またはその両方を行い得、ブロックチェーンアーキテクチャ１００内のすべてのブロックチェーンノード１０２に対して順序付けサービスを提供し得る。ブロックチェーンノードは、ブロックチェーン認証を開始し、ブロックチェーン層１１６に記憶されたブロックチェーン不変台帳への書き込みを試み得、そのコピーは、基礎となる物理的インフラストラクチャ１１４上に格納され得る。ブロックチェーン構成は、格納されたプログラム／アプリケーションコード１２０（例えば、チェーンコード、スマートコントラクトなど）にアクセスして実行するためにアプリケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）１２２にリンクされている１つまたは複数のアプリケーション１２４を含み得、格納されたプログラム／アプリケーションコード１２０は、参加者が求めるカスタマイズされた構成に従って作成でき、それら自体の状態を保持し、それら自体の資産を制御し、外部情報を受信することができる。これをトランザクションとして展開し、分散型台帳への追加を通じて、すべてのブロックチェーンノード１０４～１１０にインストールすることができる。

ブロックチェーンベースまたはプラットフォーム１１２は、ブロックチェーンデータ、サービス（例えば、暗号トラストサービス、仮想実行環境など）、および新たなトランザクションを受信および格納し、データエントリへのアクセスを試みる監査人にアクセスを提供するのに用いられ得る、基礎となる物理的コンピュータインフラストラクチャの様々な層を含み得る。ブロックチェーン層１１６は、プログラムコードを処理し、物理的インフラストラクチャ１１４に関わるために必要な仮想実行環境へのアクセスを提供するインターフェースを公開し得る。暗号トラストサービス１１８は、資産交換トランザクションなどのトランザクションを確認し、情報をプライベートに保つのに用いられ得る。

図１Ａのブロックチェーンアーキテクチャ１００は、ブロックチェーンプラットフォーム１１２によって公開される１つまたは複数のインターフェースおよび提供されるサービスを介して、プログラム／アプリケーションコード１２０を処理および実行し得る。コード１２０は、ブロックチェーン資産を制御し得る。例えば、コード１２０は、データを格納および転送でき、条件または実行の対象となる他のコード要素を伴うスマートコントラクトおよび関連するチェーンコードの形式で、ピア１０４～１１０によって実行され得る。非限定的な例として、ストレージ空間の生成、ストレージ空間の予約、現在の提案への更新などを実行するためにスマートコントラクトを作成し得る。認証およびアクセス要件ならびに台帳の使用に関連するルールを識別するためにスマートコントラクト自体を用いることができる。例えば、ドキュメント属性情報１２６は、ブロックチェーン層１１６に含まれる１つまたは複数の処理エンティティ（例えば、仮想マシン）によって処理され得る。結果１２８は、複数のリンクされた共有ドキュメント（例えば、各リンクされた共有ドキュメントがスマートコントラクトの発行などを記録している）を含み得る。物理的インフラストラクチャ１１４は、本明細書で説明するデータまたは情報のいずれかを取得するために利用され得る。

スマートコントラクトは、ハイレベルアプリケーションおよびプログラミング言語を介して作成され、そして、ブロックチェーン内のブロックに書き込まれ得る。スマートコントラクトは、ブロックチェーン（例えば、ブロックチェーンピアの分散型ネットワーク）で登録、格納、もしくは複製、またはその組み合わせがされた実行可能なコードを含み得る。トランザクションは、スマートコントラクトに関連する条件が満たされることに応じて実行することができる、スマートコントラクトコードの実行である。スマートコントラクトの実行は、デジタルブロックチェーン台帳の状態に対する信頼された修正をトリガーし得る。スマートコントラクトの実行によって引き起こされたブロックチェーン台帳に対する修正は、１つまたは複数のコンセンサスプロトコルを通じて、ブロックチェーンピアの分散型ネットワーク全体にわたって自動で複製され得る。

スマートコントラクトは、キー値対のフォーマットでデータをブロックチェーンに書き込み得る。さらに、スマートコントラクトコードは、ブロックチェーンに格納された値を読み取り、これらをアプリケーション動作において用いることができる。スマートコントラクトコードは、様々なロジック動作の出力をブロックチェーンに書き込むことができる。コードは、仮想マシンや他のコンピューティングプラットフォームにおいて、一時的なデータ構造を作成するために用いられ得る。ブロックチェーンに書き込まれたデータは、公開することができる、もしくは暗号化してプライベートに維持することができる、またはその両方である。スマートコントラクトによって使用／生成された一時的なデータは、提供された実行環境によってメモリに保持され、そして、ブロックチェーンに必要なデータが識別されると削除される。

チェーンコードは、追加の特徴を伴って、スマートコントラクトのコード解釈を含み得る。本明細書で説明するように、チェーンコードは、コンピューティングネットワーク上に展開されたプログラムコードであり得、それは、コンセンサス処理中に一緒にチェーンバリデータによって実行され検証される。チェーンコードは、ハッシュを受信し、ブロックチェーンから、事前に格納された特徴エクストラクタを用いて作成されたデータテンプレートに関連するハッシュを取得する。ハッシュ識別子のハッシュと、格納された識別子テンプレートデータから作成されたハッシュがマッチする場合、チェーンコードは要求されたサービスに認証キーを送信する。チェーンコードは、暗号の詳細に関連するブロックチェーンデータに書き込み得る（例えば、これにより、トランザクションをブロックチェーンにアトミックにコミットする）。

図１Ｂは、例示的な実施形態に係る、ブロックチェーンのノード間のブロックチェーントランザクションフロー１５０の一例を示す。図１Ｂを参照すると、トランザクションフローは、アプリケーションクライアントノード１６０によってエンドーシングピアノード１８１に送信されるトランザクション提案１９１を含み得る（例えば、いくつかの実施形態において、トランザクション提案１９１は、トランザクション提案１９１に関連するハッシュのプレイメージが特定のシャード内の保存されたプレイメージとマッチすると判断したときに、エンドースメントのために送信され得る）。エンドーシングピア１８１は、クライアント署名を確認し、チェーンコード関数を実行してトランザクションを開始し得る。出力は、チェーンコードの結果、チェーンコードで読み取られたキー／値バージョンのセット（読み取りセット）、およびチェーンコードに書き込まれたキー／値のセット（書き込みセット）を含み得る。提案応答１９２は、承認された場合、エンドースメント署名と共にクライアント１６０に返送される。クライアント１６０は、エンドースメントをトランザクションペイロード１９３にアセンブルし、それを順序付けサービスノード１８４にブロードキャストする。そして、順序付けサービスノード１８４は、順序付けされたトランザクションをブロックとしてチャネル上のすべてのピア１８１～１８３に配信する。ブロックチェーンにコミットする前に、各ピア１８１～１８３はトランザクションを検証し得る。例えば、ピアは、エンドースメントポリシーをチェックして、指定されたピアの正しい割り当てが結果に署名し、トランザクションペイロード１９３に対して署名を認証したことを保証し得る。

再び図１Ｂを参照すると、クライアントノード１６０は、エンドーサであるピアノード１８１に要求を構築して送信することにより、トランザクション１９１を開始する。クライアント１６０は、利用可能なＡＰＩを利用してトランザクション提案１９１を生成する、サポートされたソフトウェア開発キット（ＳＤＫ）を活用するアプリケーションを含み得る。提案は、データを台帳から読み取むこと、もしくは書き込むこと（例えば、資産の新たなキー値対を書き込むこと）、またはその両方ができるように、チェーンコード関数を呼び出す要求である。ＳＤＫは、トランザクション提案１９１を適切に設計されたフォーマット（例えば、遠隔手続き呼び出し（ＲＰＣ）上のプロトコルバッファ）にパッケージ化し、クライアントの暗号クレデンシャルを取得して、トランザクション提案１９１に対するユニークな署名を生成するシムとして機能し得る。

これに応じて、エンドーシングピアノード１８１は、（ａ）トランザクション提案１９１がうまく形成されていること、（ｂ）トランザクションが、過去に既にサブミットされていないこと（リプレイ攻撃保護）、（ｃ）署名が有効であること、（ｄ）サブミッタ（この例では、クライアント１６０）がそのチャネル上で提案された動作を実行することを適切に認可されていることを確認し得る。エンドーシングピアノード１８１は、呼び出されたチェーンコード関数への引数としてトランザクション提案１９１の入力を受け取り得る。そして、チェーンコードは、現在の状態データベースに対して実行され、応答値、読み取りセット、および書き込みセットを含むトランザクション結果を生成する。しかしながら、この時点では台帳は更新されない。１９２において、値のセットは、エンドーシングピアノード１８１の署名とともに、アプリケーションが消費するペイロードを解析するクライアント１６０のＳＤＫに提案応答１９２として返される。

これに応じて、クライアント１６０のアプリケーションは、エンドーシングピアの署名を検査／確認し、提案応答を比較して、提案応答が同じであるかどうかを判断する。チェーンコードが台帳のみを照会した場合、アプリケーションは照会応答を検査し、通常はトランザクションを順序付けノードサービス１８４にサブミットしない。クライアントアプリケーションが、台帳を更新するために、トランザクションを順序付けノードサービス１８４にサブミットしようとする場合、アプリケーションは、サブミット前に、指定されたエンドースメントポリシーが満たされているかどうか（例えば、トランザクションに必要な特定のシャードを有するすべてのピアノードがトランザクションをエンドースしたか）を判断する。ここで、クライアントは、トランザクションに対する複数の当事者のうちの１つのみを含み得る。この場合、各クライアントは独自のエンドーシングノードを有し得、各エンドーシングノードはトランザクションをエンドースする必要がある。アーキテクチャでは、アプリケーションが応答を検査しないことを選択する場合、またはエンドースされていないトランザクションを転送することを選択する場合でも、エンドースメントポリシーは依然としてピアによって実施され、コミット検証フェーズで確認される。

検査の成功後、ステップ１９３において、クライアント１６０は、エンドースメントをトランザクションにアセンブルし、トランザクション提案１９１およびトランザクションメッセージ内の応答を順序付けノード１８４にブロードキャストする。トランザクションは、読み取り／書き込みセット、エンドーシングピア署名、およびチャネルＩＤを含み得る。順序付けノード１８４は、その動作を実行するためにトランザクションの全内容を検査する必要はなく、その代わりに、順序付けノード１８４は、単にネットワーク内のすべてのチャネルからトランザクションを受信し、チャネルごとに時系列的にそれらを順序付けし、チャネルあたりのトランザクションのブロックを作成し得る。

トランザクションのブロックは、順序付けノード１８４からチャネル上のすべてのピアノード１８１～１８３に配信される。ブロック内のトランザクション１９４は、任意のエンドースメントポリシーが満たされていることを保証するために、また、トランザクション実行によって読み取りセットが生成されてから、読み取りセット変数に関して台帳状態に変化がないことを保証するために、検証される。ブロック内のトランザクションには、有効または無効のタグが付けられる。さらに、ステップ１９５において、各ピアノード１８１～１８３は、チャネルのチェーンにブロックを追加し、有効なトランザクションごとに、書き込みセットが現在の状態データベースにコミットされる。イベントが発行され、トランザクション（呼び出し）がチェーンに不変に追加されたことをクライアントアプリケーションに通知するとともに、トランザクションが有効化されたか無効化されたかを通知する。

ここで図２Ａを参照すると、本開示の実施形態に係る、トランザクションをブロックチェーンネットワークにアトミックにコミットするための例示的なシステム２００のブロック図が示されている。いくつかの実施形態において、システム２００は、第１のハッシュ２０４および第２のハッシュ２０６を含むトランザクション２０２を含む。システム２００はさらに、第１のシャード２０８と、第２のシャード２１０と、第３のシャード２１２とを含む。システムは引き続き、第１の検証２１４、第２の検証２１６、未知のプレイメージ２１８、アトミックコミット（例えば、コマンド、動作、モジュール、ノードなど）２２０、および無視（例えば、コマンド、動作、モジュール、ノードなど）２２２を含む。いくつかの実施形態において、トランザクション２０２は、システム２００に送信され、検証され、ブロックチェーンネットワークによって／に対してコミットされる。トランザクション２０２は、それに関連するプレイメージ（例えば、図示せず）を有する第１のハッシュ２０４と第２のハッシュ２０６とに分割される。そして、ハッシュ２０４、２０６のプレイメージは、第１のハッシュ２０４または第２のハッシュ２０６に関連するいずれかのプレイメージのコピーを有するシャード２０８～２１０のすべて、１つ、または任意の組み合わせに送信される。

図示されるように、第１のシャード２０８は第１のハッシュ２０４に関連するプレイメージのコピーを含み、第２のシャード２１０は第２のハッシュ２０６に関連するプレイメージのコピーを含み、第３のシャード２１２はいずれのプレイメージのコピーも含まない。いくつかの実施形態において、第１のシャード２０８は、第１のシャード２０８を収容／利用するノード／ピアが第１の検証２１４を実行することを可能にし、第２のシャード２１０は、第２のシャード２１０を収容／利用するノード／ピアが第２の検証２１６を実行することを可能にする。いくつかの実施形態において、検証２１４、２１６の際に、アトミックコミット２２０が実行され、トランザクションがブロックチェーンネットワークにコミットされる。

いくつかの実施形態において、第３のシャード２１２を収容／利用するノード／ピアは、未知のプレイメージ２１８が第３のシャード２１２のノード／ピアに送信され、未知のプレイメージ２１８が無視２２２によって無視されたことを識別する。いくつかの実施形態において、アトミックコミット２２０および無視２２２は同時に実行される。システム２００に図示されていることにより、ブロックチェーンネットワーク全体に情報を公開することなく、ブロックチェーンネットワークへのトランザクション（例えば、トランザクション２０２）のコミットが可能になることに留意されたい。

さらに、システム２００（および図２Ｂ～Ｃのシステム２３０、２５０）に関して特定の仮定が用いられることに留意されたい。その仮定は以下に詳述される。

ネットワーク参加者上で実行されているすべての処理とネットワークノード間の通信は、部分的に同期している。より具体的には、通信ラウンドごとに、２つの正しいノード間で送信されるメッセージごとに、ラウンド数で測定されるレイテンシΔε［１、∞）の上限がある。

ハッシュ関数および公開鍵基盤（ＰＫＩ）を、意図的に破ることはできない。本明細書で記述する提示されたネットワークセットアップは許可制であり、例えば、すべての参加者は既知であり、（Ｈｙｐｅｒｌｅｄｇｅｒ）Ｆａｂｒｉｃの現在の実施と同様の方法で割り当てられた役割を有することに留意されたい。そのため、例えば、トランスポート層セキュリティ（ＴＬＳ）を用いて、通信がポイントツーポイントで認証されることがさらに想定される。

ネットワーク内の各ノード（Ｆａｂｒｉｃ内のピアに大まかに対応）は、少なくとも１つのプライバシーシャードに属している。すべてのノードは同じ台帳を複製するが、ワールド状態についての見解は同じプライバシーシャード内の他のノードとしか共有しない。すべてのローカルシャード状態を統合することにより、完全なワールド見解が作成される。したがって、すべてのノードおよびそれらのシャードメンバーシップは、ネットワーク内のすべての他のノードに既知であることがさらに想定される。しかしながら、ノードは、そのローカル状態または本明細書で説明するプロトコルで指定されていない情報を漏らさない。さらに、ノードの動作に問題がある可能性があるが、シャードは全体として正直であり、好奇心が強く、失敗しないと想定する。

クライアントは、台帳とインタラクトするエンティティである。これらはトランザクションを開始する役割を担っている。複数のクライアントが協力して一緒にトランザクションを作成できる。これらのクライアントのそれぞれは、ビザンチン欠陥である可能性がある。特に、関与するクライアントの一部またはすべてが、ネットワークの残りの部分に対して共謀する可能性がある。

資産とは、台帳上の物理的オブジェクトまたは仮想概念のいずれかを表すデータの集合である。本明細書で開示されているように、資産は第一級の市民であり、ブロックチェーンとのインタラクションの主要なポイントとなる。オブジェクト指向プログラミングのオブジェクトのように、それらをモデル化することで、このようなスマート資産は自身のデータを管理する。それらは自身の内部状態を追跡し、公開ＡＰＩのみをインタラクションに利用可能にする。これにより、従来のスマートコントラクトは、１つまたは複数のスマート資産間のインタラクションに基づいて、資産定義およびビジネスロジックの２つの部分に分割される。それぞれを異なる分野の専門家が処理できるため、アプリケーションの開発、相互運用性、および資産の構成が容易になる。資産定義、例えばその内部動作や公開ＡＰＩはプライバシーシャードにインストールされる。これにより、銀行が様々な金融商品の選択肢を提供するのと同様に、異なるシャードは異なるスマート資産定義を提供することができる。すべてのＡＰＩ呼び出しが、要求された状態遷移に必要なすべてのデータを含むデータ転送オブジェクト（ＤＴＯ）を取り込むことがさらに想定される。すべてのＤＴＯおよび資産自体は、インターフェースＧｅｔＩＤ（）およびＧｅｔＳｔａｋｅｈｏｌｄｅｒｓ（）を実装し得る。前者は、台帳が以前に作成された資産を見つけられることを保証し、後者は、後述するように、ステークホルダポリシーを検証するために必要である。本明細書に開示される方法、システム、およびコンピュータプログラム製品は、資産に限定されるものではなく、反対に、トランザクション内容に依存しないことに留意されたい。

さらに、すべての資産には、定義されたステークホルダのセットが存在する必要があることが前提となっている。例えば、ＩＯＵ資産は、ステークホルダとして借り手と貸し手を必要とする。資産定義をインストールする場合、各ＡＰＩはステークホルダポリシーを登録し得る。クライアントがＡＰＩを呼び出すたびに、それらは関数呼び出しのポリシーを満たす１つまたは複数のステークホルダ署名を提供する場合がある。例えば、共同銀行口座からの引き出し要求のポリシーでは、２人のステークホルダのうち１人の署名が必要になる場合がある。ステークホルダは資産の内部状態の一部であり、経時的に変化する可能性がある。

概念的な観点から、ステークホルダの存在は、本明細書に示すようなフォークのない台帳での二重支出を防ぐ。ステークホルダが資産の所有権を新しいステークホルダに譲渡するたびに、資産は古いステークホルダの署名を受け入れなくなる。悪意のあるステークホルダが同じ資産に対して２つの送金を作成しようとした場合、最終的にはグローバル台帳に完全に順序付けられて表示される。そして、最初のトランザクションがステークホルダを変更するため、２番目のトランザクションが検証されると、それは資産のステークホルダポリシーに違反し、破棄される。

トランザクションは同時状態遷移の意味単位であり、クライアントによって台帳にサブミットされる。これには、複数のプライバシーシャードと、異なる部分間の複雑な依存関係が関与する場合がある。例えば、トランザクションは３つの状態遷移で構成され得る。シャードＡの第１の遷移とシャードＢの第２の遷移は互いに依存してコミットし、それによってアトミックなインタラクションが保証される。第３の遷移にはシャードＣが関与するが、他の２つの部分とは独立している。これにより、ＡとＢがトランザクションを破棄し、Ｃがそれをコミットする状況がもたらされる可能性がある。これは、各シャードのローカル状態の正確性が保護され、トランザクションのアトミック部分も一貫しているため、許される動作である。シャードＣの部分が本当にＡとＢから独立しているのであれば、それらが破棄されても問題ないはずである。そうでない場合、第３の部分は依存関係を受信する必要があり、アトミック性保証の対象となる。

順序付けサービスは、トランザクションのグローバルな順序を作成する役割を果たす。プライバシーシャードと同様に、順序付けサービスは、説明されているシナリオでは「ブラックボックス」と見なされる。そのため、順序付けサービスは正直に、しかし好奇心旺盛に動作する。さらに、クライアントからサブミットされたトランザクションの全体順序を作成し、この順序をブロックに分割して、ネットワーク内のすべてのプライバシーシャードにブロックを配布する。本明細書で説明し、以下により詳細に記述するように、どのシャードが単一のトランザクションに関与するかは、構造上、不明である。したがって、グローバル順序付けサービスが、関与するシャードにのみトランザクションを配布することは不可能である。

図２Ａを再び参照すると、簡略化された例が説明されており、例えば、あるクライアント、ボブは、別のクライアント、アリスから１００ドルを借りたいと思っている。この目的のために、彼らは、その資産定義がインストールされているプライバシーシャードｓ_ｉｏｕで、借りた金額を示すＩＯＵスマート資産を作成する。これと引き換えに、アリスは、プライバシーシャードｓ_{ｔｏｋｅｎ}に格納されている１００ドル相当の既存資産をボブに送金する。これらの２つの動作は同じトランザクションに属し、アトミックに実行され得る。

別の例では、アリスとボブがＣｒｅａｔｅＩＯＵ呼び出しのＤＴＯの内容を交渉する。前述したように、ＧｅｔＩＤ（）とＧｅｔＳｔａｋｅｈｏｌｄｅｒｓ（）は既に実装されているため、両者が公開鍵を追加してステークホルダとしてマークし、正しい値に合意することを徹底するだけでよい。この交渉は、シャードや順序付けサービスの関与なしに、完全に関与するクライアント間で行われる。

ボブとアリスの両方がＩＯＵ作成のＤＴＯに満足すると、シャードｓ_ｉｏｕへの要求を準備する。この要求は、一意に指定された関数呼び出しの名前（この場合はＣｒｅａｔｅＩＯＵ）、対応するＤＴＯ、任意の要求ＩＤ、およびこの要求が依存するシャードのセットで構成される。要求ＩＤは、この要求を受信したシャードが、同じ要求の悪意ある／偶然のリプレイと、偶然にも同じパラメータを持つ本当の２番目の要求とを区別できることを保証する。｛ｓ_{ｔｏｋｅｎ}｝を依存関係セットとして要求に追加することで、アリスとボブは、ｓ_{ｔｏｋｅｎ}がトランザクションの別の部分を検証する必要があることをｓ_ｉｏｕに伝えることができる。この場合、ｓ_ｉｏｕは、ｓ_{ｔｏｋｅｎ}もその変更をコミットする場合にのみ、変更をコミットする（これについては、以下で詳しく説明する）。

要求内の関数呼び出しのステークホルダポリシーを満たすクライアントのセットは、ステークホルダ公開鍵に属する同じ秘密鍵を使用して、要求の４つの部分のマークルルートハッシュに署名する必要がある。受信シャードは後に、これらの署名がステークホルダポリシーに準拠しているかどうかをチェックする。ＣｒｅａｔｅＩＯＵの場合、ｓ_ｉｏｕに登録されたポリシーでは、借り手と貸し手の両方が要求に署名する必要があるため、アリスとボブの両方が署名を追加する。これらの署名のために、どのクライアントも、必要な数のステークホルダによって確認されていない有効な要求を作成できない。

最後に、シャードに要求を送信するボブは、ネットワーク内での彼の役割に関連する署名をメッセージ（表２）に追加して、彼がシャードへの要求行うことを許可されていることを確認する。このような役割の一例としては、要求とトランザクションの作成を許可されている人、ライターがある。この最後の署名はメッセージの一部とは見なされず、確認後にシャードによって破棄されるため、要求の送信者に関する情報がネットワークの残りの部分に漏れることはない。要求ＩＤにより、各クライアント署名は特定の要求に関連付けられ、悪意のあるクライアントは、要求全体をリプレイしないと署名を再利用できない。これは、シャードでの重複防止によって対処できる。

シャードｓ_ｉｏｕはボブから要求を受信すると、最初に要求の重複をチェックし、次にペイロードをアンパックし、必要な公開鍵を受信するためにＤＴＯのＧｅｔＳｔａｋｅｈｏｌｄｅｒｓ（）インターフェースを用いてＣｒｅａｔｅＩＯＵのステークホルダポリシーに対して署名を検証する。この検証が失敗した場合、シャードは単にエラーメッセージで応答する。それ以外の場合、次のステップはシャードの構成によって異なる。

いくつかの実施形態において、ブロックチェーンの実行エンジンはトランザクションフローから完全に切り離されているため、シャードは、事前順位付け、事後順位付けの実行、またはこれら２つの何らかの混合のいずれかを行うように構成し得る。シャードが事前順序付けの実行を行う場合、ＣｒｅａｔｅＩＯＵをシミュレートし、結果をローカルの一時ストアに格納する。シャードが事後順序付けの実行を行うように構成されている場合、結果のペイロードは空である。いずれにしても、次に、シャードは要求のマークルルートハッシュ（σ_ｒｏｌｅなし）と結果ペイロードに署名する。これは、将来のトランザクションの部分的なプレイメージとして機能するため、シャードは、クライアントに応答を返す前に、これをローカルで格納し得る。そして、シャードは、プレイメージのハッシュとその署名のみを返す。クライアントは、要求の結果を知る必要がないことに留意されたい。応答内のハッシュは、単にトランザクションに対するプレイメージのアンカーとして機能する。

いくつかの実施形態において、上記のステップは、完全なトランザクションのすべての部分に対して繰り返され得る。したがって、アリスとボブは、どの資産をアリスがボブに送金するかについても合意しなければならない。彼らは、｛ｓ_ｉｏｕ｝を依存関係セットとして、ＴｒａｎｓｆｅｒＴｏｋｅｎへの要求を作成する。このように、トークン転送は、ｓ_ｉｏｕがトランザクションのその部分もコミットした場合にのみ実行される。そして、アリスは要求をｓ_{ｔｏｋｅｎ}に送信し、そこで特定の資産が保持される。その後、ｓ_{ｔｏｋｅｎ}は、ＴｒａｎｓｆｅｒＴｏｋｅｎ要求のＤＴＯのＧｅｔＩＤインターフェースを用いて、データベースから資産をロードする。このように、要求のステークホルダと既存の資産の両方を一緒に検証することができる。この場合、資産の所有者も送金のステークホルダでなければならない。これをポリシーに変換すると、次のようになる。「１つの署名は、既存の資産の単一ステークホルダと送金の一方のステークホルダの両方にマッチしなければならない。もう１つの署名は、送金の他方のステークホルダにのみマッチしなければならない。」

一般に、異なるシャードへの複数の要求は同時に処理することができる。なぜなら、それらの間の唯一のリンクは依存関係セットであり、トランザクションがサブミットされた後の検証中にのみ使用されるからである。関与するシャードのいずれも、他のシャードへの要求が何であるかを知らないことに留意されたい。

いくつかの実施形態において、アリスおよびボブがシャードｓ_ｉｏｕおよびｓ_{ｔｏｋｅｎ}からの応答を受信した後、それらを収集しハッシュ化してから、個々の要求に用いたのと同じ秘密鍵でマークルルートハッシュに署名する。以前の単一の要求と同様に、アリスは彼女のネットワーク上の役割に関連する署名を付け、トランザクション全体を順序付けサービスに送信する。

トランザクションは、そのトランザクションに関与するすべてのシャード応答のハッシュおよび関与するすべてのステークホルダのマークルルートの署名で構成されている。ここでは、ステークホルダとクライアントを区別する。なぜなら、単一のクライアントがシャードへの各要求に対して異なるキー対を用いる可能性があるからである。その場合、このクライアントは、関与するすべての秘密鍵を使用してトランザクションに署名する必要がある。クライアントは応答のプレイメージを正確に知る必要なく、マークルルートに署名するということを指摘するのは重要である。これにより、部分的に不透明なトランザクションが可能になる。

別の例では、３人のクライアント、アリス、ボブ、およびセリーズ間で循環的に互いに１０ドルの借りがあるネッティングシナリオを取り上げる。アリスは、セリーズが彼女とのＩＯＵを同時にキャンセルするのであれば、ボブとのＩＯＵをキャンセルする意思がある。同様に、ボブとセリーズも同じことをする意思がある。しかしながら、どのクライアントも、自分たちのためにネッティングが機能すると確信するために、他の２人のクライアント間の合意を知る必要はない。したがって、彼らは、３つの部分を有するトランザクションを作成し、各クライアントはハッシュ化されたシャード応答のうち２つのみを知ることになる。アトミック性を保証するためには、ネッティング送金の３つの部分を単一のトランザクションに結合する必要がある。それでもクライアントはすべて、トランザクションの不透明な部分が自分の資産のいずれにも関与しないことを確信しているため、トランザクションのマークルルートに署名できる。そうでなければ、彼らは、トランザクション内での不透明なハッシュの作成につながる要求に署名しなければならなかったであろう。トランザクションは、同じシャードからの複数のハッシュ化された応答を暗黙的に含むことができることに留意されたい。

いくつかの実施形態において、順序付けサービスは新しいトランザクションを受信すると、クライアントの役割を確認し、その署名を破棄してトランザクションを新しいブロックに入れ、そのブロックはネットワーク全体に配布される。順序付けサービスは未知の公開鍵に関連するハッシュおよび署名しか参照しないため、クライアント（送信者を除く）の識別情報や、どのプライバシーシャードが関係しているかさえ、何も知ることができない。ただし、関与するシャードとクライアントの数を知ることはできる。この漏洩が問題である場合、クライアントは、前のステップのトランザクションに任意の数の偽（例えば、フォールス、フェイクなど）のハッシュおよびフェイク署名を追加して、本当の参加者数を不明瞭にすることができる。さらに、本当の送信者の識別情報を秘密にしておく必要がある場合は、プロキシクライアントを用いて、トランザクションを順序付けサービスにブロードキャストできる。

いくつかの実施形態において、ＩＯＵの場合、シャードｓ_ｉｏｕとｓ_{ｔｏｋｅｎ}の両方が、受信する各新しいブロック内のすべてのトランザクションをスキャンする。これらは、トランザクションの各マークルリーフを、以前に作成したがまだ検証されていないプレイメージのハッシュと比較する。したがって、ある時点で、ｓ_ｉｏｕはＣｒｅａｔｅＩＯＵ要求への応答のハッシュを認識する。既知のハッシュが有効なトランザクションの一部であることをチェックするために、ｓ_ｉｏｕは、プレイメージのすべてのステークホルダが完全なトランザクションにも署名していることを確認する。そうでない場合、トランザクションは要求のステークホルダのうちの１人が知らずに作成された可能性がある。

ｓ_ｉｏｕが事前順序付けの実行を行うように設定されているとすると、シミュレートされた要求の結果を既に格納している。その結果は今では古くなっている可能性があるため、結果がまだ有効であることを確認する必要がある。代わりに、ｓ_ｉｏｕが事後順序付けの実行を行うように設定されているとすると、前述のように結果をシミュレートして有効性をチェックする。いずれの場合も、結果が無効であれば、トランザクションを破棄して先に進む。結果が有効であれば、トランザクションのその部分も有効であったかどうかをｓ_{ｔｏｋｅｎ}に問い合わせる。この目的のために、問題のトランザクションのマークルルートをｓ_{ｔｏｋｅｎ}に送信する。

その間、ｓ_{ｔｏｋｅｎ}も同じことを行っていたので、それぞれが他のシャードの問い合わせに対して成功または失敗のメッセージで応答する。シャードが失敗のメッセージを受信すると、たとえそれが有効であったとしても、ローカル結果を破棄する。そうでなければ、結果はローカル台帳の状態にコミットされる。これにより、ＩＯＵの作成とトークンの転送の両方が行われるか、どちらも行われないかのいずれかが保証される。

さらなる一例として、２つ以上のシャードがあるシナリオでは、コミットプロトコルがより複雑になる。４つのシャードｓ_０、ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３があるシナリオを想像されたい。各シャードｓ_ｉは、２つのシャードｓ_{ｉ－１ ｍｏｄ ４}およびｓ_{ｉ＋１ ｍｏｄ ４}の結果に依存する。ｓ_１が有効で、ｓ_０およびｓ_２からの応答も有効である場合、先に進み、コミットする。しかし、他のシャードのいずれかがｓ_３からの応答を取得する前にｓ_１が問い合わせた場合である可能性もある。ｓ_３が無効な場合は、ｓ_０とｓ_２の両方ともその結果を無効に変更する。したがって、ｓ_１はトランザクションのその部分にコミットすべきではなかった。つまり、関与するすべてのシャードにわたったアトミックコミット（ＡＣ）の変形を実施するべきであることを意味する。

さらに、あいまいなコーナーケースを扱う場合、トランザクションには同じシャードに対する複数の要求が含まれる可能性がある。このような場合、関連するハッシュがトランザクションに表示されるのと同じ順序で、コンピューティング結果の検証が実施される。この順序は、トランザクションの署名付きマークルルートによって固定されるため、すべての検証の結果が確定的である限り、結果は確定的である。次に、複数の要求を有するシャードｓ_{ｍｕｌｔｉ}が任意の依存するシャードｓ_ｄｅｐに対して与える応答が定義される。いくつかの事例では、トランザクション内のハッシュを特定のシャードに結びつけることができないため、ｓ_ｄｅｐは要求を区別できない。さらなる事例では、ｓ_{ｍｕｌｔｉ}は、依存関係セットが必ずしも双方向の依存関係を生成するわけではないため、ｓ_ｄｅｐがどの要求に対して応答が欲しいかを知らない。したがって、ｓ_{ｍｕｌｔｉ}はｓ_ｄｅｐに対して単一の回答しかできない。単一の応答が依存する検証のアトミック性を損なわない唯一の方法は、すべての要求結果をすべてか無かの方法で集約することである。したがって、どのシャードからの応答も、検証する要求の数とは関係なく、他のシャードによって照会されたトランザクションハッシュおよび単一の成功または失敗である。

一般に、確定性を保証するためには、トランザクションを順次検証する必要があることに留意されたい。しかし、シャードはトランザクションの依存関係を推論することができるかもしれない。特に、シャードが事前順序付けの実行を用いる場合、はっきりした状態にしか触れないトランザクションを見つけることができる。このような場合、検証するシャードは、別のシャードからの応答を待っている単一のトランザクションによって完全にブロックされることを回避するために、並行して独立したトランザクションを検証することができる。ただし、トランザクションの依存関係分析が不可能であっても、永久的なネットワークパーティションが存在しないという前提のもと、すべてのシャードが最終的に進行することが保証されている。トランザクションが順序付けサービスにサブミットされるまでに、関与するすべてのシャードは、それぞれ自身の関連するプレイメージを見ている。そうでなければ、シャードはクライアントの要求に対する応答に署名することができなかったはずである。シャードがトランザクション内のハッシュを認識しない場合、このハッシュは別のシャードに属しているか無効なハッシュであるため、いずれの場合も無視できる。したがって、シャードが特定のトランザクションに対してアトミックコミットプロトコルを開始すると、関与する各シャードは自身の開始値を確実に決定できる。コミットメントの遅延は、ブロックを受信した最新のシャードとアトミックコミットプロトコルのレイテンシによって決定される。すべてのシャードが正常に動作するという前提で、最終的にはすべてが決定される。

本開示は、トランザクションの完全なコミットメントまたは破棄を保証するものではなく、依存した部分のアトミック性のみを保証するものであることを強調しておく。トランザクションが２つの独立した部分から構成されているとする。そして、対応する各シャードは、その部分のステークホルダがトランザクション署名の完全なセットのサブセットであることを確認するとする。この場合、第１のシャードは、第２のシャードが署名を確認できたかどうかを判断できないし、判断してはならない。したがって、第１のシャードが変更をコミットし、第２のシャードがそれを却下することが可能である。しかしながら、定義上、両方の部分は意味的に独立しているため、これが台帳のグローバルな状態に対する矛盾や攻撃につながる可能性はない。

ここで図２Ｂを参照すると、本開示の実施形態に係る、水平カットトランザクションをブロックチェーンネットワークにアトミックにコミットするための例示的なシステム２３０のブロック図が示されている。システム２３０の様々な説明は、図２Ａのシステム２００に関して上述したシナリオまたは説明を利用してもよいことに留意されたい。

いくつかの実施形態において、システム２３０は、第１のハッシュ２３４および第２のハッシュ２３６に分割されるトランザクション２３２を含み得る。いくつかの実施形態において、ハッシュ２３４、２３６のそれぞれのプレイメージ（図示せず）は、第１のシャード２３８、第２のシャード２４０、または両方のシャード２３８、２４０のいずれかに送信し得る。図示したように、第１のシャード２３８は、送信された第１のハッシュ２３４のマッチする（同じ）プレイメージを既に保持していることを識別するが、これに限定されない。さらに、第２のシャード２４０は、第２のハッシュ２３６のマッチするプレイメージを既に保持していることを識別する。

いくつかの実施形態において、シャード２３８、２４０が、ハッシュ２３４、２３６のそれぞれのプレイメージを有することを識別すると、第１のシャード２３８は第１の識別（ＩＤ）タグ２４２を生成し、第２シャード２４０は第２のＩＤタグ２４４を生成する。いくつかの実施形態において、タグ２４２、２４４は、アトミックコミット２５２を介してブロックチェーンにコミットされる。いくつかの実施形態において、アトミックコミット２５２の前、後、または同時に、第１のＩＤタグ２４２が第１のユーザ２４６および第２のユーザ２４８に提示される。さらに、第２のＩＤタグ２４４は、第１のユーザ２４６および第３のユーザ２５０に提示される。

例えば、農家が販売業者に作物を配送するためのトランザクションは、２つのハッシュに分割し得る。１つのハッシュは、作物を販売業者に配送する輸送業者に関し、別のハッシュは、販売業者に配送される作物に関し得る。トランザクションが開始される前に、ブロックチェーン内の第１のシャードには輸送業者に関するハッシュのプレイメージが送信され、ブロックチェーン内の第２のシャードには作物に関するハッシュのプレイメージが送信される。

農家が販売業者に対してトランザクションを開始すると、両方のハッシュのプレイメージが各シャードに送信され、マッチするプレイメージを有するそれぞれのシャードが、農家および輸送業者または販売業者のいずれかに対して透過的な識別情報を生成する。すなわち、農家は、用いられている輸送業者と配送されている作物の両方を知っているが、販売業者は配送されている作物しか知らない（販売業者は使用されている運送業者を知る必要がないため）。

ここで図２Ｃを参照すると、本開示の実施形態に係る、垂直カットトランザクションをブロックチェーンネットワークにアトミックにコミットするための例示的なシステム２６０のブロック図が示されている。システム２６０の様々な説明は、図２Ａのシステム２００に関して上述したシナリオまたは説明を利用してもよいことに留意されたい。

いくつかの実施形態において、システム２６０は、第１のハッシュ２６４および第２のハッシュ２６６に分割されるトランザクション２６２を含み得る。いくつかの実施形態において、ハッシュ２６４、２６６のそれぞれのプレイメージ（図示せず）は、第１のシャード２６８、第２のシャード２７０、または両方のシャード２６８、２７０のいずれかに送信し得る。図示したように、第１のシャード２６８は、送信された第１のハッシュ２６４のマッチする（同じ）プレイメージを既に保持していることを識別するが、これに限定されない。さらに、第２のシャード２７０は、第２のハッシュ２６６のマッチするプレイメージを既に保持していることを識別する。

いくつかの実施形態において、第１のシャード２６８が、第１のハッシュ２６４に関するマッチするプレイメージを有することを識別すると、第１のシャード２６８は第１のタスク２７２を実行する。さらに、第２のシャード２７０が第２のハッシュ２６６に関するマッチするプレイメージを有することを識別すると、第２のシャード２７０は第２のタスク２７４を実行する。いくつかの実施形態において、第１のタスク２７２および第２のタスク２７４が実行されると、アトミックコミット２７６が実行され得る。

例えば、ボブがアリスから１０万ドルで家を購入するトランザクションが、ブロックチェーンネットワークにサブミットされ得る。トランザクションは、２つのハッシュに分割し得、第１のハッシュは、アリスからボブへの家の所有権の譲渡に関し、第２のハッシュは、ボブからアリスへの１０万ドルの送金に関する。いくつかの実施形態において、トランザクションが開始される前に、各ハッシュのそれぞれのプレイメージが、第１のシャードおよび第２のシャードにそれぞれ送信され得る。遷移が開始されると、両方のプレイメージが第１のシャードと第２のシャードの両方に送信され、各シャードは、マッチするそれぞれのプレイメージを有することを識別する。いくつかの実施形態において、第１のシャードは、第１のハッシュに関連するプレイメージを含み、第１のシャードは、家の所有者をアリスからボブに譲渡するタスクを実行し、さらに、第２のシャードは、第２のハッシュに関連するプレイメージを含み、第２のシャードは、１０万ドルをボブからアリスに送金するタスクを実行する。

ここで図３Ａを参照すると、本開示の実施形態に係る、ブロックチェーンネットワークにおけるプライベートトランザクションを処理するための例示的な方法３００のフローチャートが示されている。いくつかの実施形態において、方法３００は、ブロックチェーンネットワーク内のプロセッサ（例えば、ノード、コンピュータシステムなど）によって実行され得る。

いくつかの実施形態において、方法３００は、プロセッサがトランザクションに関連する要求を生成する動作３０２で開始する。方法３００は、プロセッサが要求に関連するアンカーを収集する動作３０４に進む。いくつかの実施形態において、方法３００は、プロセッサがトランザクションを２つ以上のハッシュの集合に遷移する動作３０６に進む。方法３００は、プロセッサがトランザクションを順序付けサービスにサブミットする動作３０８に進む。いくつかの実施形態において、方法３００は終了する。

以下に、方法３００によって実施することができるが、図３Ａには示されていないさらなる動作をより十分に記述する。したがって、いくつかの実施形態において、要求は、ブロックチェーン台帳を修正する処理可能なアクションであり得る。いくつかの実施形態において、方法３００は、プロセッサが、（プロセッサ内／上に収容され得る）ブロックチェーンネットワーク内の２つ以上のシャードによってトランザクションを検証する動作にさらに進む。トランザクションは、２つ以上のシャードによってローカルで（例えば、ブロックチェーン内の他のシャードによる可視性なしに）検証され得る。

いくつかの実施形態において、２つ以上のシャードは、方法３００が、プロセッサに、２つ以上のシャードのそれぞれによって、２つ以上のハッシュに関連するそれぞれの既知のプレイメージを受信させることにさらに進むことによって、トランザクションを検証する。プロセッサは、２つ以上のシャードのそれぞれによって、それぞれの既知のプレイメージを２つ以上のハッシュにマッチさせる。

いくつかの実施形態において、方法３００は、プロセッサが２つ以上の（プロセッサ内／上の）シャードによって要求のアトミックコミットを実行する動作にさらに進む。いくつかの実施形態において、アトミックコミットは、それぞれの既知のプレイメージが他の２つ以上のシャードのいずれとも共有されることなく実行され得る。

ここで図３Ｂを参照すると、本開示の実施形態に係る、ブロックチェーンネットワークにおけるプライベートトランザクションを処理するためのさらなる例示的な方法３３０のフローチャートが示されている。いくつかの実施形態において、方法３３０は、ブロックチェーンネットワーク内のプロセッサ（例えば、ノード、コンピュータシステムなど）によって実行され得る。

いくつかの実施形態において、方法３３０は、プロセッサがトランザクションに関連する要求を受信する動作３３２で開始する。方法３３０は、プロセッサが第１のハッシュに関連する第１のプレイメージが第１のシャードに既知であることを識別する動作３３４に進む。方法３３０は、プロセッサがトランザクションに関連する第１の識別タグを生成する動作３３６に進む。いくつかの実施形態において、方法３３０は終了する。

以下に、方法３３０によって実施することができるが、図３Ｂには示されていないさらなる動作をより十分に記述する。したがって、いくつかの実施形態において、方法３３０は、プロセッサが第２のハッシュに関連する第２のプレイメージが第２のシャードに既知であることを識別する動作にさらに進む。プロセッサは、トランザクションに関連する第２の識別タグを生成する。

いくつかの実施形態において、第１の識別タグは第１のユーザおよび第２のユーザに対して表示され、第２の識別タグは第１のユーザおよび第３のユーザに対して表示される。いくつかの実施形態において、方法３３０は、プロセッサがトランザクションを検証する動作にさらに進む。そして、プロセッサはトランザクションをブロックチェーンネットワークにアトミックにコミットする。

ここで図３Ｃを参照すると、本開示の実施形態に係る、ブロックチェーンネットワークにおけるプライベートトランザクションを処理するための例示的な方法のフローチャートが示されている。いくつかの実施形態において、方法３５０は、ブロックチェーンネットワーク内のプロセッサ（例えば、ノード、コンピュータシステムなど）によって実行され得る。

いくつかの実施形態において、方法３５０は、プロセッサがトランザクションに関連する要求を受信する動作３５２で開始する。方法３５０は、プロセッサが第１のシャードに第１のタスクを割り当てる動作３５４に進む。方法３５０は、プロセッサが第１のハッシュに関連する第１のプレイメージが第１のシャードに既知であることを識別する動作３５６に進む。方法３５０は、プロセッサが第１のタスクを実行する動作３５８に進む。いくつかの実施形態において、方法３５０は終了する。

以下に、方法３５０によって実施することができるが、図３Ｃには示されていないさらなる動作をより十分に記述する。したがって、いくつかの実施形態において、方法３５０は、プロセッサが第２のシャードに第２のタスクを割り当てる動作にさらに進む。プロセッサは、第２のハッシュに関連する第２のプレイメージが第２のシャードに既知であることを識別する。プロセッサは、第２のタスクを実行する。いくつかの実施形態において、第１のタスクおよび第２のタスクは、トランザクションのアトミックコミットの一部として実行される。

本開示はクラウドコンピューティングについての詳細な説明を含むが、本明細書で記載される教示内容の実施は、クラウドコンピューティング環境に限定されないことを理解されたい。むしろ、本開示の実施形態は、現在既知の、または今後開発される任意の他のタイプのコンピューティング環境と併せて実施することができる。

クラウドコンピューティングは、管理作業またはサービスのプロバイダとのインタラクションを最小限に抑えながら迅速にプロビジョニングおよびリリースできる構成可能なコンピューティングリソース（例えば、ネットワーク、ネットワーク帯域幅、サーバ、処理、メモリ、ストレージ、アプリケーション、仮想マシン、およびサービス）の共有プールへの便利なオンデマンドネットワークアクセスを可能にするためのサービス提供モデルである。このクラウドモデルは、少なくとも５つの特性、少なくとも３つのサービスモデル、および少なくとも４つの展開モデルを含み得る。

特性は以下のとおりである。

オンデマンドセルフサービス：クラウドの利用者は、サービスのプロバイダとの人的なインタラクションを必要とすることなく、必要に応じて自動的に、サーバ時間やネットワークストレージなどのコンピューティング機能を一方的にプロビジョニングすることができる。

幅広いネットワークアクセス：機能はネットワークを介して利用可能であり、異種混合のシンまたはシッククライアントプラットフォーム（例えば、携帯電話、ラップトップ、およびＰＤＡ）による使用を促進する標準メカニズムを通じてアクセスされる。

リソースプーリング：プロバイダのコンピューティングリソースは、マルチテナントモデルを用いて複数の利用者にサービスを提供するためにプールされ、様々な物理リソースと仮想リソースが需要に応じて動的に割り当てられ、再割り当てされる。利用者は一般に、提供されたリソースの正確な部分を制御しない、または知らないが、より高い抽象化レベル（例えば、国、州、またはデータセンター）で部分を指定することができる場合がある点で、部分独立の感覚がある。

迅速な弾力性：機能を迅速かつ弾力的にプロビジョニングでき、場合によっては、自動的にプロビジョニングして迅速にスケールアウトし、迅速にリリースして迅速にスケールインすることもできる。利用者にとって、プロビジョニングに利用可能な機能は多くの場合無制限に見え、いつでも任意の数量を購入できる。

測定サービス：クラウドシステムは、サービスのタイプ（例えば、ストレージ、処理、帯域幅、およびアクティブなユーザーアカウント）に適した何らかの抽象化レベルで測定機能を活用することにより、リソースの使用を自動的に制御および最適化する。リソースの使用状況を監視、制御、およびレポートすることができ、利用されるサービスのプロバイダと利用者の両方に透明性を提供する。

サービスモデルは以下のとおりである。

サービスとしてのソフトウェア（ＳａａＳ）：利用者に提供される能力は、クラウドインフラストラクチャ上で動作しているプロバイダのアプリケーションを用いることである。アプリケーションは、ウェブブラウザ（例えば、ウェブベースの電子メール）などのシンクライアントインタフェースを通じて、様々なクライアントデバイスからアクセス可能である。利用者は、ネットワーク、サーバ、オペレーティングシステム、ストレージ、または個々のアプリケーション機能を含む基礎となるクラウドインフラストラクチャを管理も制御もしないが、限定されたユーザ固有のアプリケーション構成設定は例外となる場合がある。

サービスとしてのプラットフォーム（ＰａａＳ）：利用者に提供される機能は、プロバイダによりサポートされるプログラミング言語およびツールを用いて作成される、利用者が作成または取得したアプリケーションをクラウドインフラストラクチャ上に展開することである。利用者は、ネットワーク、サーバ、オペレーティングシステム、またはストレージを含む基礎となるクラウドインフラストラクチャを管理も制御もしないが、展開されたアプリケーションや、場合によっては環境設定をホストするアプリケーションを制御する。

サービスとしてのインフラストラクチャ（ＩａａＳ）：利用者に提供される機能は、処理、ストレージ、ネットワーク、およびその他の基本的なコンピューティングリソースをプロビジョニングすることであり、そこで利用者は、オペレーティングシステムおよびアプリケーションを含み得る任意のソフトウェアを展開して動作させることができる。利用者は、基礎となるクラウドインフラストラクチャを管理も制御もしないが、オペレーティングシステム、ストレージ、展開されたアプリケーションを制御し、場合によっては選ばれたネットワーキングコンポーネント（例えば、ホストファイアウォール）を限定的に制御する。

展開モデルは以下のとおりである。

プライベートクラウド：クラウドインフラストラクチャは、一組織のためだけに運用される。これは、組織または第三者によって管理され得、オンプレミスまたはオフプレミスで存在し得る。

コミュニティクラウド：クラウドインフラストラクチャはいくつかの組織で共有され、共通の関心事（例えば、ミッション、セキュリティ要件、ポリシー、コンプライアンスの考慮事項）を有する特定のコミュニティをサポートする。これは、組織または第三者によって管理され得、オンプレミスまたはオフプレミスで存在し得る。

パブリッククラウド：クラウドインフラストラクチャは、一般大衆または大きな業界団体に利用可能とされ、クラウドサービスを販売する組織によって所有される。

ハイブリッドクラウド：クラウドインフラストラクチャは、２つ以上のクラウド（プライベート、コミュニティ、またはパブリック）の混合であり、これらのクラウドは固有のエンティティのままであるが、データとアプリケーションの移植性を可能にする標準化された技術または独自の技術（例えば、クラウド間の負荷分散のためのクラウドバースト）によって一緒に結びつけられている。

クラウドコンピューティング環境は、ステートレス性、低結合性、モジュール性、およびセマンティック相互運用性を重視したサービス指向型である。クラウドコンピューティングの中心にあるのは、相互接続されたノードのネットワークを含むインフラストラクチャである。

図４Ａには、クラウドコンピューティング環境４１０が示されている。図示されているように、クラウドコンピューティング環境４１０は、１つまたは複数のクラウドコンピューティングノード４００を含み、例えば、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）や携帯電話４００Ａ、デスクトップコンピュータ４００Ｂ、ラップトップコンピュータ４００Ｃ、もしくは自動車コンピュータシステム４００Ｎ、またはその組み合わせなどのクラウド利用者が用いるローカルコンピューティングデバイスがそのノードと通信し得る。ノード４００は、互いに通信し得る。それらは、本明細書で上述されたようなプライベートクラウド、コミュニティクラウド、パブリッククラウド、もしくはハイブリッドクラウド、またはこれらの組み合わせなどの、１つまたは複数のネットワーク内で物理的にまたは仮想的にグループ化され得る（図示せず）。

これにより、クラウドコンピューティング環境４１０は、クラウド利用者がローカルコンピューティングデバイス上のリソースを保持する必要のないサービスとして、インフラストラクチャ、プラットフォーム、もしくはソフトウェア、またはその組み合わせを提供することが可能となる。図４Ａに示されているコンピューティングデバイス４００Ａ～Ｎのタイプは、例示のみを意図したものであり、コンピューティングノード４００およびクラウドコンピューティング環境４１０は、任意のタイプのネットワークもしくはネットワークアドレス指定可能接続またはその両方を介して（例えば、ウェブブラウザを用いて）、任意のタイプのコンピュータ化されたデバイスと通信できることが理解される。

図４Ｂには、クラウドコンピューティング環境４１０（図４Ａ）によって提供される機能抽象化層のセットが示されている。図４Ｂに示されたコンポーネント、層、および機能は、単に例示を意図したものであり、本開示の実施形態はこれに限定されないことを予め理解されるべきである。以下に示すように、以下の層および対応する機能が提供される。

ハードウェアおよびソフトウェア層４１５は、ハードウェアおよびソフトウェアコンポーネントを含む。ハードウェアコンポーネントの例には、メインフレーム４０２、ＲＩＳＣ（縮小命令セットコンピュータ）アーキテクチャベースのサーバ４０４、サーバ４０６、ブレードサーバ４０８、ストレージデバイス４１１、ネットワーク、ならびにネットワークおよびネットワーキングコンポーネント４１２が含まれる。いくつかの実施形態において、ソフトウェアコンポーネントは、ネットワークアプリケーションサーバソフトウェア４１４およびデータベースソフトウェア４１６を含む。

仮想化層４２０は、仮想エンティティの以下の例が提供され得る抽象化層を提供する。例としては、仮想サーバ４２２、仮想ストレージ４２４、仮想プライベートネットワークを含む仮想ネットワーク４２６、仮想アプリケーションおよびオペレーティングシステム４２８、ならびに仮想クライアント４３０が挙げられる。

一例では、管理層４４０は、以下に説明する機能を提供し得る。リソースプロビジョニング４４２は、クラウドコンピューティング環境内でタスクを実行するのに利用されるコンピューティングリソースおよび他のリソースの動的な調達を提供する。測定および価格設定４４４は、クラウドコンピューティング環境内でリソースが利用されるときのコスト追跡、およびこれらのリソースの消費に対する伝票または請求書を提供する。一例では、これらのリソースは、アプリケーションソフトウェアライセンスを含み得る。セキュリティは、クラウドの利用者とタスクの識別情報確認、ならびにデータおよび他のリソースの保護を提供する。ユーザポータル４４６は、利用者およびシステム管理者に対してクラウドコンピューティング環境へのアクセスを提供する。サービスレベル管理４４８は、必要なサービスレベルが満たされるように、クラウドコンピューティングリソースの割り当ておよび管理を提供する。サービスレベル合意書（ＳＬＡ）の計画および履行４５０は、ＳＬＡに従って将来の必要性が予想されるクラウドコンピューティングリソースの事前準備および調達を提供する。

ワークロード層４６０は、クラウドコンピューティング環境が利用され得る機能の例を提供する。この層から提供され得るワークロードおよび機能の例には、マッピングおよびナビゲーション４６２、ソフトウェア開発およびライフサイクル管理４６４、バーチャルクラスルームでの教育配信４６６、データ分析処理４６８、トランザクション処理４７０、およびアトミックコミット４７２が含まれる。

図５は、本開示の実施形態に係る、方法、ツール、およびモジュール、ならびに本明細書で説明する任意の関連機能のうちの１つまたは複数を（例えば、コンピュータの１つまたは複数のプロセッサ回路またはコンピュータプロセッサを用いて）実施するのに用いられ得る、例示的なコンピュータシステム５０１の上位ブロック図が示されている。いくつかの実施形態において、コンピュータシステム５０１の主要なコンポーネントは、１つまたは複数のＣＰＵ５０２と、メモリサブシステム５０４と、端末インターフェース５１２と、ストレージインタフェース５１６と、Ｉ／Ｏ（入出力）デバイスインタフェース５１４と、ネットワークインタフェース５１８とを含み得る。これらのすべては、メモリバス５０３、Ｉ／Ｏバス５０８、およびＩ／Ｏバスインタフェースユニット５１０を介してコンポーネント間通信のために直接的または間接的に通信可能に結合され得る。

コンピュータシステム５０１は、本明細書ではＣＰＵ５０２と総称される、１つまたは複数の汎用プログラマブル中央処理装置（ＣＰＵ）５０２Ａ、５０２Ｂ、５０２Ｃ、および５０２Ｄを含み得る。いくつかの実施形態において、コンピュータシステム５０１は、比較的大きなシステムに典型的な複数のプロセッサを含み得るが、他の実施形態においては、コンピュータシステム５０１は、代わりに、単一ＣＰＵシステムであり得る。各ＣＰＵ５０２は、メモリサブシステム５０４に格納された命令を実行し得、１つまたは複数のレベルのオンボードキャッシュを含み得る。

システムメモリ５０４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）５２２またはキャッシュメモリ５２４などの揮発性メモリの形態のコンピュータシステム可読媒体を含み得る。コンピュータシステム５０１は、さらに、他の取り外し可能／取り外し不可能、揮発性／不揮発性コンピュータシステム記憶媒体を含み得る。例としてのみであるが、ストレージシステム５２６は、「ハードドライブ」のような、取り外し不可能な不揮発性磁気媒体から読み出したり、それに書き込んだりするために設けることができる。図示されていないが、取り外し可能な不揮発性磁気ディスク（例えば、「フロッピーディスク」）から読み出したり、それに書き込んだりするための磁気ディスクドライブ、またはＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、もしくは他の光学媒体などの取り外し可能な不揮発性光ディスクから読み出したり、それに書き込んだりするための光ディスクドライブを設けることができる。さらに、メモリ５０４は、フラッシュメモリ、例えばフラッシュメモリスティックドライブまたはフラッシュドライブを含むことができる。メモリデバイスは、１つまたは複数のデータ媒体インターフェースによってメモリバス５０３に接続することができる。メモリ５０４は、様々な実施形態の機能を実行するように構成されたプログラムモジュールのセット（例えば、少なくとも１つ）を有する少なくとも１つのプログラム製品を含み得る。

プログラムモジュール５３０の少なくとも１つのセットをそれぞれ有する、１つまたは複数のプログラム／ユーティリティ５２８が、メモリ５０４内に格納され得る。プログラム／ユーティリティ５２８は、ハイパーバイザ（仮想マシンモニタとも呼ばれる）、１つまたは複数のオペレーティングシステム、１つまたは複数のアプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、およびプログラムデータを含み得る。オペレーティングシステム、１つまたは複数のアプリケーションプログラム、他のプログラムモジュール、およびプログラムデータのそれぞれ、またはそれらの何らかの組み合わせは、ネットワーキング環境の実施を含み得る。プログラム５２８もしくはプログラムモジュール５３０またはその両方は、一般に、様々な実施形態の機能または方法を実行する。

メモリバス５０３は、ＣＰＵ５０２、メモリサブシステム５０４、およびＩ／Ｏバスインタフェース５１０間の直接通信経路を提供する単一バス構造として図５に示されているが、メモリバス５０３は、いくつかの実施形態において、階層、星形、もしくはウェブ構成のポイントツーポイントリンク、複数の階層バス、並列冗長経路、または任意の他の適切なタイプの構成のような、様々な形態のいずれかで構成され得る複数の異なるバスまたは通信経路を含み得る。さらに、Ｉ／Ｏバスインタフェース５１０およびＩ／Ｏバス５０８はそれぞれ単一のユニットとして示されているが、コンピュータシステム５０１は、いくつかの実施形態において、複数のＩ／Ｏバスインタフェースユニット５１０、複数のＩ／Ｏバス５０８、またはその両方を含み得る。さらに、様々なＩ／Ｏデバイスに伸びる様々な通信経路からＩ／Ｏバス５０８を分離する複数のＩ／Ｏインタフェースユニットが示されているが、他の実施形態において、Ｉ／Ｏデバイスの一部または全部を、１つまたは複数のシステムＩ／Ｏバスに直接接続し得る。

いくつかの実施形態において、コンピュータシステム５０１は、マルチユーザメインフレームコンピュータシステム、シングルユーザシステム、もしくは直接的なユーザインタフェースをほとんどまたは全く有しないが、他のコンピュータシステム（クライアント）からの要求を受信するサーバコンピュータまたは同様のデバイスであり得る。さらに、いくつかの実施形態において、コンピュータシステム５０１は、デスクトップコンピュータ、ポータブルコンピュータ、ラップトップもしくはノートブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、ポケットコンピュータ、電話、スマートフォン、ネットワークスイッチもしくはルータ、または任意の他の適切なタイプの電子デバイスとして実施され得る。

図５は、例示的なコンピュータシステム５０１の代表的な主要コンポーネントを示すことを意図していることに留意されたい。しかしながら、いくつかの実施形態において、個々のコンポーネントは、図５に表されているよりもより複雑であってもより複雑でなくてもよく、図５に示されているもの以外の、またはそれらに追加されたコンポーネントが存在してよく、このようなコンポーネントの数、タイプ、および構成は様々であり得る。

本明細書においてより詳細に記述されるように、本明細書で説明される方法のいくつかの実施形態の動作のうちの一部またはすべては、代替的な順序で実行されてもよく、全く実行されなくてもよいことが企図され、さらに、複数の動作が同時に、またはより大きな処理の内部部分として発生してもよい。

本開示は、あらゆる可能な技術的詳細の統合レベルのシステム、方法、もしくはコンピュータプログラム製品、またはその組み合わせであり得る。コンピュータプログラム製品は、プロセッサに本開示の態様を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を有するコンピュータ可読記憶媒体を含み得る。

コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスによる使用のために命令を保持および格納することができる有形デバイスであり得る。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子ストレージデバイス、磁気ストレージデバイス、光学ストレージデバイス、電磁ストレージデバイス、半導体ストレージデバイス、またはこれらの任意の適切な組み合わせであり得るが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例の網羅的でないリストは、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ポータブルコンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、メモリスティック、フロッピーディスク、パンチカードのような機械的にエンコードされたデバイスまたは命令が記録された溝内の***構造体、およびこれらの任意の適切な組み合わせを含む。本明細書で用いられるコンピュータ可読記憶媒体は、電波やその他の自由に伝搬する電磁波、導波路やその他の伝送媒体（例えば、光ファイバーケーブルを通過する光パルス）を伝搬する電磁波、またはワイヤーを通って伝送される電気信号などの一時的な信号そのものであると解釈してはならない。

本明細書で説明するコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体からそれぞれのコンピューティング／処理デバイスへ、またはネットワーク、例えば、インターネット、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、もしくは無線ネットワーク、またはその組み合わせを介して、外部コンピュータまたは外部ストレージデバイスへダウンロードすることができる。ネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線伝送、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイコンピュータ、もしくはエッジサーバ、またはその組み合わせを含み得る。各コンピューティング／処理デバイス内のネットワークアダプタカードまたはネットワークインタフェースは、ネットワークからコンピュータ可読プログラム命令を受信し、それぞれのコンピューティング／処理デバイス内のコンピュータ可読記憶媒体に格納するためにコンピュータ可読プログラム命令を転送する。

本開示の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、機械命令、機械依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、集積回路の構成データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ（登録商標）、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの手続き型プログラミング言語を含む１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかであり得る。コンピュータ可読プログラム命令は、完全にユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして部分的にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、部分的にリモートコンピュータ上で、または完全にリモートコンピュータまたはサーバ上で実行し得る。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続され得、または外部コンピュータに（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用するインターネットを介して）接続され得る。いくつかの実施形態では、例えば、プログラマブルロジック回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）を含む電子回路は、本開示の態様を実行するために、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用して、電子回路をパーソナライズすることにより、コンピュータ可読プログラム命令を実行し得る。

本開示の態様は、本開示の実施形態に係る方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品のフローチャート図もしくはブロック図またはその両方を参照して、本明細書で説明される。フローチャート図もしくはブロック図またはその両方の各ブロック、およびフローチャート図もしくはブロック図またはその両方におけるブロックの組み合わせは、コンピュータ可読プログラム命令によって実施することができることは理解されよう。

これらのコンピュータ可読プログラム命令は、マシンを作成するためにコンピュータ、または他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供され得、それにより、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令は、フローチャートもしくはブロック図またはその両方の１つまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実施するための手段を生成する。これらのコンピュータ可読プログラム命令はまた、コンピュータ、プログラマブルデータ処理装置、もしくは他のデバイス、またはその組み合わせに特定の方法で機能するように指示することができるコンピュータ可読記憶媒体に格納され得、それにより、命令を格納したコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャートもしくはブロック図またはその両方の１つまたは複数のブロックで指定された機能／動作の態様を実施する命令を含む製品を含む。

コンピュータ可読プログラム命令はまた、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、または他のデバイスにロードされて、一連の動作ステップをコンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイス上で実行させて、コンピュータ実施処理を生成し得、それにより、コンピュータ、他のプログラマブル装置、または他のデバイス上で実行される命令は、フローチャートもしくはブロック図またはその両方の１つまたは複数のブロックで指定された機能／動作を実施する。

図中のフローチャートもおよびブロック図は、本開示の様々な実施形態に係るシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実施のアーキテクチャ、機能、および動作を例示する。これに関して、フローチャートまたはブロック図における各ブロックは、指定された論理機能を実施するための１つまたは複数の実行可能な命令を含む、命令のモジュール、セグメント、または部分を表し得る。いくつかの代替的な実施において、ブロックに記載された機能は、図に記載された順序以外で発生し得る。例えば、連続して示されている２つのブロックが、実際には、１つのステップとして実現されてもよく、同時に、実質的に同時に、部分的にもしくは全体的に時間重複する方式で実行されてもよく、または、ブロックは、場合によっては、関与する機能に依存して逆の順序で実行されてもよい。また、ブロック図もしくはフローチャート図またはその両方の各ブロック、およびブロック図もしくはフローチャート図またはその両方のブロックの組合せは、指定された機能を実行する、または特定の目的のハードウェアおよびコンピュータ命令の組合せを行動または実行する特殊目的ハードウェアベースシステムによって実施することができることに留意されたい。

本開示の様々な実施形態の説明は、例示の目的で提示されてきたが、網羅的であること、または開示された実施形態に限定されることを意図していない。説明された実施形態の範囲および精神から逸脱することなく、多くの修正および変形が当業者には明らかであろう。本明細書で用いられる術語は、実施形態の原理、市場で見出される技術に対する実際の適用または技術的改善を最もよく説明するため、または他の当業者が本明細書に開示される実施形態を理解できるようにするために選択された。

本開示は、具体的な実施形態に関して説明されているが、当業者には、その変更および修正が明らかとなることが予想される。したがって、以下の特許請求の範囲は、本開示の真の趣旨および範囲内にあるようなすべてのそのような変更および修正を包含すると解釈されることが意図される。

Claims (25)

1. ブロックチェーンネットワークにおいてプライベートトランザクションを処理するための方法であって、
   トランザクションに関連する要求を生成する段階と、
   前記要求に関連するアンカーを収集する段階と、
   前記トランザクションを２つ以上のハッシュの集合に遷移する段階と、
   順序付けサービスに前記トランザクションをサブミットする段階と
   を備える方法。
2. 前記要求は、ブロックチェーン台帳を修正する処理可能なアクションである、請求項１に記載の方法。
3. 前記ブロックチェーンネットワーク内の２つ以上のシャードによって前記トランザクションを検証する段階をさらに備え、前記トランザクションは前記２つ以上のシャードによってローカルで検証される、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記２つ以上のシャードが前記トランザクションを検証する段階は、
   前記２つ以上のシャードのそれぞれによって、前記２つ以上のハッシュに関連するそれぞれの既知のプレイメージを受信する段階と、
   前記２つ以上のシャードのそれぞれによって、前記それぞれの既知のプレイメージを前記２つ以上のハッシュにマッチする段階と
   を含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記２つ以上のシャードによって、前記要求のアトミックコミットを実行することをさらに備える、請求項４に記載の方法。
6. 前記アトミックコミットは、前記それぞれの既知のプレイメージのいずれもが他の前記２つ以上のシャードのいずれとも共有されることなく実行される、請求項５に記載の方法。
7. ブロックチェーンネットワークにおいてプライベートトランザクションを処理するためのシステムであって、
   メモリと、
   前記メモリと通信するプロセッサであって、
   トランザクションに関連する要求を生成することと、
   前記要求に関連するアンカーを収集することと、
   前記トランザクションを２つ以上のハッシュの集合に遷移することと、
   順序付けサービスに前記トランザクションをサブミットすることと
   を含む動作を実行するように構成されたプロセッサと
   を備えるシステム。
8. 前記要求は、ブロックチェーン台帳を修正する処理可能なアクションである、請求項７に記載のシステム。
9. 前記動作は
   前記ブロックチェーンネットワーク内の２つ以上のシャードによって前記トランザクションを検証することをさらに含み、前記トランザクションは前記２つ以上のシャードによってローカルで検証される、請求項７または８に記載のシステム。
10. 前記２つ以上のシャードが前記トランザクションを検証することは、
    前記２つ以上のシャードのそれぞれによって、前記２つ以上のハッシュに関連するそれぞれの既知のプレイメージを受信することと、
    前記２つ以上のシャードのそれぞれによって、前記それぞれの既知のプレイメージを前記２つ以上のハッシュにマッチすることと
    を含む、請求項９に記載のシステム。
11. 前記動作は
    前記２つ以上のシャードによって、前記要求にアトミックコミットを実行することをさらに含む、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記アトミックコミットは、前記それぞれの既知のプレイメージのいずれもが他の前記２つ以上のシャードのいずれとも共有されることなく実行される、請求項１１に記載のシステム。
13. ブロックチェーンネットワークにおけるプライベートトランザクションを処理するためのコンピュータプログラムであって、プロセッサに、
    トランザクションに関連する要求を生成する手順と、
    前記要求に関連するアンカーを収集する手順と、
    前記トランザクションを２つ以上のハッシュの集合に遷移する手順と、
    順序付けサービスに前記トランザクションをサブミットする手順と
    を実行させるためのコンピュータプログラム。
14. 前記要求は、ブロックチェーン台帳を修正する処理可能なアクションである、請求項１３に記載のコンピュータプログラム。
15. 前記プロセッサに、
    前記ブロックチェーンネットワーク内の２つ以上のシャードによって前記トランザクションを検証する手順をさらに実行させ、前記トランザクションは前記２つ以上のシャードによってローカルで検証される、請求項１３または１４に記載のコンピュータプログラム。
16. 前記２つ以上のシャードが前記トランザクションを検証する手順は、
    前記２つ以上のシャードのそれぞれによって、前記２つ以上のハッシュに関連するそれぞれの既知のプレイメージを受信する手順と、
    前記２つ以上のシャードのそれぞれによって、前記それぞれの既知のプレイメージを前記２つ以上のハッシュにマッチする手順と
    を含む、請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
17. 前記プロセッサに、
    前記２つ以上のシャードによって、前記要求にアトミックコミットを実行する手順をさらに実行させる、請求項１６に記載のコンピュータプログラム。
18. 前記アトミックコミットは、前記それぞれの既知のプレイメージのいずれもが他の前記２つ以上のシャードのいずれとも共有されることなく実行される、請求項１７に記載のコンピュータプログラム。
19. ブロックチェーンネットワークにおいてプライベートトランザクションを処理するための方法であって、
    トランザクションに関連する要求を受信する段階と、
    第１のハッシュに関連する第１のプレイメージが第１のシャードに既知であることを識別する段階と、
    前記トランザクションに関連する第１の識別タグを生成する段階と
    を備える方法。
20. 第２のハッシュに関連する第２のプレイメージが第２のシャードに既知であることを識別する段階と、
    前記トランザクションに関連する第２の識別タグを生成する段階と
    をさらに備える、請求項１９に記載の方法。
21. 前記第１の識別タグは第１のユーザおよび第２のユーザに対して表示され、前記第２の識別タグは前記第１のユーザおよび第３のユーザに対して表示される、請求項２０に記載の方法。
22. 前記トランザクションを検証する段階と、
    前記トランザクションを前記ブロックチェーンネットワークにアトミックにコミットする段階と
    をさらに備える、請求項２１に記載の方法。
23. ブロックチェーンネットワークにおいてプライベートトランザクションを処理するための方法であって、
    トランザクションに関連する要求を受信する段階と、
    第１のシャードに第１のタスクを割り当てる段階と、
    第１のハッシュに関連する第１のプレイメージが前記第１のシャードに既知であることを識別する段階と、
    前記第１のタスクを実行する段階と
    を備える方法。
24. 第２のシャードに第２のタスクを割り当てる段階と、
    第２のハッシュに関連する第２のプレイメージが第２のシャードに既知であることを識別する段階と、
    前記第２のタスクを実行する段階と
    をさらに備える、請求項２３に記載の方法。
25. 前記第１のタスクおよび前記第２のタスクは、前記トランザクションのアトミックコミットの一部として実行される、請求項２４に記載の方法。

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