世界的なインターネット障害発生時、ビットコインが生き残るために繰り広げた24時間のレースの舞台裏

人為的なミス、重大なソフトウェアバグ、悪質なコンピュータウイルス、あるいは戦争などによって、世界を結ぶ物理的なインターネット交換拠点が突然停止した場合、Bitcoinはどうなるのでしょうか。

フランクフルト、ロンドン、バージニア、シンガポール、マルセイユが同時にオフラインになると、Bitcoinは3つのパーティションに分裂します。

大西洋、地中海、主要な太平洋横断ルートが遮断されることで、アメリカ大陸、ヨーロッパ、アフリカ、中東、アジア・オセアニアは接続が回復するまで、それぞれ独自の履歴を積み重ねることになります。

各パーティションでは、到達可能なハッシュレートに応じてブロック生成が継続されます。

グローバルターゲットが10分の場合、ハッシュレートの45%を保有する地域はおよそ2.7ブロック／時、35%の地域は約2.1ブロック、20%の地域は約1.2ブロックを生成します。ノードはパーティション間でヘッダーやトランザクションを交換できないため、各地域は他地域を認識しないまま、有効なチェーンを進行させます。

この結果、時間とハッシュレート分布に応じてフォークの深さが自然に増加します。

パーティションごとの生成リズムが分岐を機械的に生み出します。各地域のハッシュレート平均を仮定すると、モデルではアメリカ大陸45%、アジア・オセアニア35%、ヨーロッパ・アフリカ20%が基準となります。

アメリカ大陸は2時間で約6ブロック、アジア・オセアニアは1時間に約4～5ブロック、ヨーロッパ・アフリカは1時間に約2～3ブロック追加されます。

1時間後には、台帳の差はすでに2桁のブロックに達します。

半日後には、その差は100ブロック台に拡大します。

1日後には、チェーンの差が数百ブロックとなり、通常の再編成範囲を超えるため、サービスは地域ごとの確認を暫定的に扱わざるを得ません。

孤立した側の再編成可能な深さは、隔離時間が長くなるほど直線的に増加します。短期間の50/50分割でも深刻なリスクが生じます。

各地域のmempoolは即座に分割されます。ニューヨークでブロードキャストされたトランザクションはシンガポールに届かず、送信者のパーティション外の受信者は回線復旧まで何も受信しません。

各パーティション内では、手数料市場が地域ごとにローカル化されます。利用者は地域ごとのハッシュレートに応じて限られたブロックスペースを争い、ハッシュレートが最も小さく需要が高い地域ほど手数料が急上昇します。

取引所、決済プロバイダー、カストディウォレットは、グローバルなファイナリティが失われると通常、出金やオンチェーン決済を一時停止し、Lightningのカウンターパーティは少数派パーティションでコミットメントトランザクションの確定に不確実性が生じます。

通信経路が回復すると、ノードは自動で整合処理を開始します。

各ノードはチェーンを比較し、累積作業量が最大の有効チェーンに再編成します。

実務的なコストは以下の3つに分類されます：

1. 少数派パーティションのブロックを無効化する再編成の深さ。
2. 「確定済み」とされたトランザクションの再ブロードキャスト・再優先化。
3. 取引所やカストディアンが再開前に実施する運用チェック。

24時間の分断では、回復時に少数派パーティションのブロックが数十～数百孤立し、サービスはmempoolの再構築、残高再計算、出金再開に追加の時間を要します。

法定通貨の決済網やコンプライアンスチェック、チャネル管理には人力による確認が必要なため、経済活動の完全な正常化はプロトコル収束より遅れることが一般的です。

隔離を到達可能なハッシュレートの割合で考えると、動態はより分かりやすくなります。

ハッシュレートの30%が孤立すると、少数派側は約1.8ブロック／時を追加します。つまり、そのパーティション内で標準の6確認の支払いは、約3時間20分後にリスクに晒されます。なぜなら、その6ブロックが、他の70%がより長いチェーンを構築した場合、孤立化される可能性があるからです。

ほぼ50/50の分割では、両パーティションがほぼ同じ作業量を積み上げるため、短期間でも双方で競合する「確定済み」履歴が生じ、再接続時の結果は確率的になります。

80/20の分割では、多数派パーティションがほぼ確実に勝利し、より小さいパーティションのブロック（1日で約29個）は統合時に孤立し、その地域で確定済みとされた多くの取引が巻き戻されます。

再編成リスクは、時間と少数派パーティションのハッシュレートの積で決まります。最悪の状況は、長期化し、分割比率が拮抗している場合です。

実際にはレジリエンスツールが存在し、現実世界への影響を抑制します。

衛星ダウンリンク、高周波無線中継、遅延耐性ネットワーク、メッシュネットワーク、Torブリッジなど、損傷した経路を跨いでヘッダーや最小限のトランザクションを伝送可能な代替通信が利用できます。

これらの通信路は帯域が狭く、遅延も大きいですが、パーティション間で断続的に伝播が発生することで、一部のブロックやトランザクションが流出し、フォークの深さを減少させます。

マイナーのピアリング多様性、多重接続の取引所インフラ、プールの地理的分散は、サイドチャネル経由でグローバルな作業の一部が伝播する可能性を高め、バックボーン復旧時の再編成の深さと期間を制限します。

ネットワーク分断時の市場参加者向け運用ガイダンスは明確です。

• パーティション間の決済を停止し、すべての確認を暫定的に扱い、手数料推定をローカルスパイクに耐えられるよう強化する。
• 取引所はProof-of-Reserve証明を活用し、少数派パーティションリスクに対応した確認閾値を拡大し、隔離期間と必要確認数をマッピングしたポリシーを公表する。
• ウォレットは地域ファイナリティに関する警告を明確化し、自動チャネルリバランスを停止し、重要な支払いは回復時に再ブロードキャストするためにキュー化する。
• マイナーは多様な接続を維持し、再編成時は最長チェーン選択ルールから逸脱する手動操作を避けるべきです。

プロトコルは設計上、ノードが再接続されると、累積作業量最大のチェーンに収束することで生存します。

分割期間中のユーザー体験は芳しくありません。経済的ファイナリティは一貫したグローバル伝播に依存するためです。

最悪の場合、1日規模の多拠点障害で国境を跨ぐ利用が一時的に停止し、手数料が急激かつ不均一に高騰し、深い再編成で地域確認が無効化される可能性があります。

リンク復旧後は、ソフトウェアが台帳を確定的に解決し、サービスは運用チェック後に完全な機能を回復します。

最終的なステップは、残高と履歴が勝利チェーン上で整合した時点で出金とチャネルを再開することです。

これは回復可能なケースですが、分断が永続化した場合はどうなるのでしょうか。

第三次世界大戦下でBitcoinはどうなるか？

冒頭で述べたバックボーンハブが永遠に復旧しない場合、どうなるでしょうか。

そのディストピア的な状況では、従来のBitcoinは再び登場しません。

地理的分断が固定され、同じルールを共有しつつも相互通信のない独立したBitcoinネットワークが複数生まれます。

各パーティションは継続してマイニングし、独自スケジュールで難易度調整を行い、独自の経済圏、注文板、手数料市場を形成します。履歴を整合するには、接続の回復や単一チェーンへの手動選択の協調が必要ですが、それがなければ統合の仕組みはありません。

永続的分断下では、状態は以下の通りです。

コンセンサスと難易度

• 各パーティションが次の2016ブロックリターゲットに到達するまで、到達可能なハッシュレート次第でブロックタイムが速くなったり遅くなったりします。リターゲット以降は、各パーティションがローカルで10分間隔に再収束します。
• 近似シェアを用いた場合の最初のリターゲットまでの期間は次の通りです：
• 最初のリターゲット後、各パーティションは約10分間隔でブロックを生成し、その後は独立して半減や調整を継続します。

大洋間のリンクがなければ、各地域が最初の難易度リターゲットに到達するまでに、31日、40日、70日が必要です。

半減期の日付は、各地域がリターゲット前に異なる速度で半減高さに到達するため、実時間で分岐します。

供給と「BTCとは」：手数料、mempool、決済

各パーティション内では、21万BTCの上限はチェーンごとに適用されます。全体では、各チェーンが独立して発行を続けるため、総枚数は21万を超えます。経済的には、同じアドレス・鍵を共有しつつ、異なるUTXOセットを持つ3種類の非互換BTC資産が生まれます。

鍵は全パーティションのコインを同時に制御できます。ユーザーが同じUTXOを2地域で使えば、両方のローカルチェーンで有効となり、分割前は共通、分割後は分岐した「スプリットコイン」が永続します。

• mempoolは永久にローカル化し、パーティション間の決済は伝播しません。別パーティションへの送金は届きません。
• 手数料市場は地域均衡へ。ハッシュレートが小さいパーティションはリターゲット前に容量が厳しくなり、難易度調整後に平準化します。
• 異なるパーティション間のLightningチャネルはルーティング不可。HTLCはタイムアウトし、ピアがコミットメントを公開し、クローズはローカルのみ確定。パーティション間流動性は取り残されます。

セキュリティ、市場、インフラ

各パーティションのセキュリティ予算はローカルハッシュレートと手数料に等しくなります。分割前のハッシュレートの20%しかない地域は、グローバルネットワークより絶対的な攻撃コストが低下します。時間とともに、マイナーはコイン価格が高く電力が安いパーティションに移動し、セキュリティ構成も再変化します。

パーティション間でヘッダーの道がなければ、一方が他方の履歴を書き換えることはできず、攻撃は地域内に限定されます。

• 取引所は地域特化となり、ティッカーは分岐します。BTC-A、BTC-E、BTC-Xなどの価格となり、いずれもローカルではBTCと称します。
• 法定通貨オンランプ、カストディ、デリバティブ、決済網は地域チェーンに特化。インデックス提供者やデータベンダーは会場ごとにチェーンを選択するか複数指標を公表します。
• グローバルデータに依存するブリッジ資産・オラクルは分岐または地域版に分割されます。

プロトコルルールはパーティションが変更を協調しない限り同じままです。一方でアップグレードが採用されても他地域では発動せず、ルールセットが時間とともに乖離します。

プールソフトウェア、エクスプローラー、ウォレットはパーティションごとに運用。複数拠点サービスは手動ポリシーがなければ残高を統合できません。

ハブなしでパーティションが再統合できるか？

通信経路が永久に回復しなければ、プロトコル収束は不可能です。単一台帳に戻すには、社会的・運用的手段、すなわち一方のチェーンを正統と協調して選択し、他方を放棄またはリプレイする必要があります。

数週間後に深く分岐した場合、単純な自動再編成で履歴を統一することはできません。

運用上のまとめ

永続的な分断は、分割前履歴を共有したハードフォークと同様に扱う必要があります。鍵はスプリットコインの安全な利用のため適切に管理し、誤ったリプレイを防ぐために地域固有のアウトプットを使い、会計・価格・リスク管理もパーティションごとに分離します。

マイナー、取引所、カストディアンはホームパーティションを決定し、チェーン識別子を公表し、各チェーン固有の入出金ポリシーを文書化すべきです。

要するに、これらのハブが復旧せず、代替経路も確立しなければ、Bitcoinは死なず、二度と統合されない複数の独立したBitcoinとなります。

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