IoTプラットフォーム市場の高付加価値化
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October 06, 18
スライド概要
ブロックチェンが話題だ。最近の関心の持もたれ方は、ブロックチェーンがビットコインを越えて、多くの分野に適応できそうだという視点。この延長で、企業構造や社会構造の変化にも及びそうだ、と議論されている。だから、哲学者や政治学者まで参加している。今回は、ブロックチェーンのIoTへの適応によってどんな可能性があるかに絞って調べた。そんな視点の論文をインターネットで探すと、思いがけなく幅広い国や地域の研究者が論文を無料公開している。その中から、「分散アプリケーションプラットフォーム」イーサリウム(Ethereum)を活用して自律型を達成しようとするIoTの可能性に向けた資料を公開する。
定年まで35年間あるIT企業に勤めていました。その後、大学教員を5年。定年になって、非常勤講師を少々と、ある標準化機関の顧問。そこも定年になって数年前にB-frontier研究所を立ち上げました。この名前で、IT関係の英語論文（経営学的視点のもの）をダウンロードし、その紹介と自分で考えた内容を取り交ぜて情報公開しています。幾つかの学会で学会発表なども。昔、ITバブル崩壊の直前、ダイヤモンド社からIT革命本「デジタル融合市場」を出版したこともあります。こんな経験が今に続く情報発信の原点です。
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各ページのテキスト
IoTプラットフォーム市場の高付加価値化 - ブロックチェーンにより自律型に進化するIoTの可能性 - B-frontier研究所 高橋 浩
問題意識 • ブロックチェーンに根差す幅広い話題が盛り上 がっている。 • その中でIoT分野に限定しても、スマートコント ラクトを活用したEthereumベースの自動化 など、IoTの新たな形態も期待されている。 • 一方で、インターネット黎明期のような巨大な 変化の中でまだ見えない要素も多い。 • どの程度の現実性があるのかとその信憑性、ま た、これからの期待と夢の実現可能性、そんな ことを探索してみる。 2
目次 • • • • 多様なブロックチェーン導入事例 IoT E-ビジネスモデル スマート契約のアプリ層の設計 IoTプラットフォーム市場の高付加 価値化に向けて 3
多様なブロックチェーン導入事例 IoTとブロックチェーンの関わり方例 １．セキュリティの改善 IoTはハッキングやサイバー攻撃などの脅威がある。 ⇒セキュリティ改善のため、「やり取り記録」「分散化」「改ざ ん防止」など ２．スマートコンストラクトの活用 スマートコントラクトとは「契約内容と執行条件を事前に決 めておき、イベント発生と共に契約を自動執行する仕組み」。 ⇒自動化、コスト削減、手間削減に有用（新たな組織構造 の登場） ３.ダウンタイムの削減 ブロックチェーンではデータが分散管理され安定稼働が 期待される。 ⇒システム管理コスト低減やデータ追跡に有用 4
ブロックチェーンを使用した多様なサービスが登場 シンガポール航空は、マイレージサービス： KrisFlyer の加入者が持つマイルをデ ジタル通貨に変換できるブロックチェーンベース・デジタルウォレット「KrisPay」を サービス開始 ⇒ マイクロペイメントの必要性 5
日本の電力を救うデジタルグリッド 広域システムであり、自律化や自動化が大いに期待される。 https://www.weekly-economist.com/20170711afterfukushima/ 6
自律化の推進には組織構造の変化が絡む 新規登場の概念の例：DAO(Decentralised Autonomous Organization) DAC（Decentralized Autonomus Corporation) スマートコントラクトは社会の契約行為をプログラムによって自動的に実行する こと。この仕組みを企業が採用していけば取引コスト削減も可能である。 ⇒企業存立の前提である取引コスト理論も有効で無くない可能性がある。 7
既に登場のDAOの例：Arcade City • ブロックチェーンをベースにしたP2P サービスの分散コミュニティ • 最初のアプリケーションは世界初の P2Pライドシェアリングサービス 先行のUber、Lyftとの違いは、ブロックチェーン技術 をアプリに導入しドライバーとユーザーを直接繋ぐ構造 Christopher David Uberの運転手をやっていた。 その経験も踏まえて創業 • 「ドライバー中心のライドシェア」がモッ トー。ドライバーが料金を設定できる。 • Arcade Cityはドライバーと乗客を繋ぎ 合わせる役割を担っているだけ。 創業チームはUberの失敗を目の当たりにし、コミュニティの要素と 非中央集権的性質に重きを置いてスタート。今後ライドシェアリン 8 グ以外の分野へ進出の可能性あり。
IoT E-ビジネスモデル IoT E-business model Yu Zhang 清華大学 伝統的なビジネスモデル開発はますます成熟 化し、人々はそれらを様々な種類のE-ビジネ ス活動をガイドするために使用している。 IoTはインターネット上のイノベーション革命 であり、Eビジネスの新しいプラットフォームになり 得る。しかし、古いビジネスモデルはIoT上の Eビジネスにはほとんど適合しなかった。 本稿は、1）IoT Eビジネス向けに特別に設計 されたIoT Eビジネスモデルを提案する； 2） 伝統的なEビジネスモデルの多くの要素を再 設計する； 3）ブロックチェーンとスマート 契約に基づくP2P取引の助けを借りて、ス マート資産とIoT上のデータ支払いの取引を 実現する。 9
分散自律型企業(DAC)の登場 • DACとしてはストレージ、コンピューティング、固 定IPアドレスなどの能力を持つサーバーを採用 • DAC所有者はDACにルール設定が必要。例えば、 – – – – センサからデータをどのようにして購入するか？ どのようなタイプのデータを購入すべきか？ 生データの製品へのプロセスをどのようにするか？ 製品の価格をどのようにするか？ 、他 • ルール設定後、DACは完全に自動化され、誰の 妨げにもならないように動作 • 全てのDACは、同じプロトコルを使用し、取引で はビットコインを使用 DAC: decentralized autonomous corporations 10
DACの特徴 • DACは分散されており、誰にも所有されてい ない。 • 自動化の性質を持つ。 • 人間以上に自分自身のことについて意思決 定を行う。 • DAC概念のIoTへの適用には種々の利点あり。 – デバイスに基本ルールを設定し、機械学習を利 用したIoTビジネスの自動化 • DACは独立な経済主体として、何らかの価値 ある内部的資産を持つ。 11
IoT Eビジネスモデル ４つの要素から成る D C B 操作モード A 構成要素 12
４つの要素の概要 A)エンティティ：DACと人間から成る。それ等は 条件に従って自動的にIoT製品を検索し購入 する。 B)コモディティ：従来のコモディティだけでなく、 センサーデータやスマートプロパティも含む。 C)オペレーションモード： IoT E-ビジネスプロセス のガイドライン。トランザクション開始から契 約終了までの全段階を設計する。 D)トランザクションモード： IoT E-ビジネスシステ ムの中核。第三者の助けを借りずにP2P取 引を完了させる。 13
A）エンティティ 従来モデル 従来のビジネスエンティティは、顧客、企業、政府から成る。 消費行動は、需要、購入のモチベーションと購入からなる。 企業は、組織構造、顧客需要、科学的意思決定システムなどの機能を持つ。 一方、メーカーとしての商品の製造やマーケティングを担当する。 他方、他企業から顧客として資材、部品、パーツや同様の商品を購入する。 政府は市場経済下での規制を行う。 その一方、顧客として直接的にビジネス活動に参加する（政府購入） 。 14
IoT Eビジネスモデル IoT E-ビジネスモデルのエンティティは、DAC、顧客から成る。 政府を含む第三者は市場やDACを操作できない。 DACは、人間の干渉なしに自動的に実行される。 コードと規制はオープンソースで誰にとっても透過的である。 DACはIoT上のコモディティとしてIoTデータを発行することができる。 PM2.5 DACは大気質データを生成し販売することができる。 他方、操作を維持するためセンサーデータや他のIoT製品を購入する。 電源が不足している時には発電所エージェントDACから電力を購入 する。 15
B）コモディティ 有料データ • IoT Eビジネスの主要商品 • 有料データを提供する基本単位としてDAC を使用 • 有料データ（データのタイプ、サンプリング レート、精度、位置、他）の詳細、価格、購 入パターンは全て公開 • データの価値（真価）評価が難しい。 • 有料データの価値は、顧客がどれだけ利益 を得られるかに依存する。 • データの価値は市場規律によって判断され る（べきである）。 16
スマートプロパティ • スマート契約を使用してブロックチェーンの基 盤にある資産の所有権制御の対象 • ①デジタル機器によって制御可能な物理的特 性（例：車、駐車スペース、家屋）、②非物理 的性質（例：DACの参加権）、③エネルギー （例：電力、石油、ガス）、他 利点 1. 詐欺や仲介コストを最小限に抑えることがで きる。 2. 低信頼のシナリオでは起きそうにない取引を 完了させることができる。 • （しかし、スマートプロパティの可能性はまだま 17 だ完全には発達していない。）
C）オペレーションモード 従来モデル 1 ２ ３ ４ 取引前準備段階 取引交渉段階 契約書登録と 手続き段階 契約と支払い 履行段階 18
1 ①取引前準備段階 従来モデル 買い手 IoT Eビジネスモデル お金を準備し、購入計画を立て、市場 調査と分析 商品を検索し、比較して 必要なものを発見 商品の種類、数量、仕様、価格、取引 モードを学習 フィルター基準を入力す ることで特定商品を獲得 商品の記者会見を開催 広告を掲載 売り手 商品を宣伝（特定の情報、 法的規定、商品の価格 とタイプの公開） 包括的な市場調査 さまざまな販売戦略 その他 銀行金融機関、クレジットカード会社、 銀行や金融機関の参加 税関システム、保険会社、運送会社な は必要ない どの参加者も、対応する取引の準備 19
２ ②取引交渉段階 ① 買い手と売り手の両 方が人間の場合 売り手 買い手 Arcade City は①領域の例 ② 買い手が人間で売り 手がDACの場合 ③ 買い手がDACで売り 手が人間の場合 ④ 買い手と売り手の両 方がDACの場合 20
買い手・売り手組合せの特徴 交渉方法は伝統的なものと同様。即ち、取引のす ① べての参加者は、商品の詳細について通信するこ とができる。 ー 買い手は、IoTをブラウジングするかまたは特定の 基準によってフィルタリングすることによって、必要 ② な商品を得ることができる。 また、スマート契約を提供するDACを見つけること ができる。 商品や法的規定の全ての 詳細は、スマート契約に記 載＝買い手は商品の詳細 と価格を変更するために売 り手と通信はできない。 買い手は、いくつかのアルゴリズムや特定基準に 従って、IoT情報プラットフォーム上で必要な商品を 自動的にピックアップする。 DACは、自社の製品仕様と予算データなどを考慮し ③ た計算結果に従って、1つまたは複数の情報ソース を自動的に購入する。 売り手は買い手と通信する必要はなく、自分のIoT 製品の情報をIoT上に発行し、事前にスマート契約 に署名する。 交通渋滞情報提供者DAC は、道路の圧力データ、監 視カメラからのビデオ、バ スやタクシーからの速度 データなどの多くの情報源 を必要とする。 買い手と売り手の両方は一定の規則に自動的に 従い、市場メカニズムはIoT Eビジネス市場の需要 ④ と供給を調整する。 買い手と売り手の両方は、 製品の詳細について交渉す る時間とエネルギーを無駄 21 にする必要は無い。
３ ③契約書登録と手続き段階 従来モデル • 電子データ交換（EDI）によって締結され、デジタ ル署名が法的効果を保証するために使用される。 IoT Eビジネスモデル • 第三者が存在しないため、伝統的方法は機能し ない。⇒分散型スマート契約を提案する。 • 仲介者を必要としない、誰にでもアクセス可能な 方式。契約条件を自動的に実行。 • スマート契約に従って、支払手段としてビットコイ ンを使用 22
４ ④契約と支払い履行段階 IoT Eビジネスモデル 従来モデル 買い手と売り手はIoT情報プラットフォームを介して通信し、 特定アルゴリズムと規則に従って商品を分析し、ランク付け し、フィルタリングする。その後、結果は買い手に提供される。 1 取引前準備段階 統合 ２ 取引交渉段階 統合 ３ 契約書登録と手続き段階 ４ 契約と支払い履行段階 合意に達すると、取引の両側はスマート契約に秘 密鍵で署名する。P2P交換も同時に完了する。
D）トランザクションモード 従来モデル • ネットワーク上でそれらを流通させる財務および金融 のデジタル化 IoT Eビジネスモデル • 非集中化の特徴で、従来の金融機関の管理と影響か ら分離。 • 通貨とコモディティ間の取引をリアルタイムに自動化 • 完全に非集中化し、IoT EビジネスのP2P取引を実現す るためにIoTコインを設計（前頁） – ビットコインネットワークから金銭的価値を技術的に引き 出したもの – 特にDACやスマートプロパティ取引に適合するように設計 24
スマートプロパティの事例（１） 車の所有権移転の場合：売り手が確かに車を所有していることの証明 ① ② ④ ① ② ③ ④ ③ 買い手はまず乱数を車に送る。 次に車はこの番号を現在の所有者の公開鍵で暗号化して売り手に送る。 第3に、売り手は自分の秘密鍵でメッセージを解読し、その乱数を買い手に送る。 それが元のものと一致した場合、売り手の所有権が証明される。 25
スマートプロパティの事例（２） 買い手が売り手の価格を受け入れた後の取引の流れ ① ② • • • 双方が合意に達すると、スマート契約を作成してブロックチェーンに公開する。 契約には、買い手から十分なビットコインを受け取ったか、割り当てられた時 間内に売り手から十分なカーコイン（IoTコインの一種）を受け取ったか決定し た内容が含まれる。 これらの条件が満たされると、 ① ホストされたビットコインを売り手に送り、 ② ホストされたカーコインを買い手に送る。 26
想定される市場例と課題 市場例 • 交通渋滞情報提供者DAC • PM2.0情報提供者DAC • 電力エネルギー提供者DAC、他 課題例 • DAOの具体化が必要である。 • DACはDAOの構成要素でDAOの影響下にあ る。 27
スマート契約のアプリ層の設計 DAO 分散自律組織の取引のためのスマート契約アプリ層の設計 Alex Norta ﾀﾘﾝ工科大学 本稿は、信頼に基づいて取り交わされる伝統的な 機械不可読契約に関する問題に取り組んでいる。 従来契約は取引当事者間ではほとんど儀式的目的 を持ち、紛争発生時にはしばしば強制できない。 他方、機械可読でブロックチェーン技術によって 支援されている、所謂スマート契約は、ブロック チェーンが信頼の定量的概念を確立しているので、契 約当事者間の定性的信頼を必要としない。 しかし、現在、チューリング完全プログラミング 言語によってブロックチェーンの頂点にプロトコ ル層を装備している既存スマート契約ソリュー ションはスマート契約をうまく管理できる業界の 実務家によって誤った要求につながっている。そ こで代わりに、スマート契約のために現在欠けて いるアプリケーション層を検討することから開始 するのが重要である。 28
検討の背景 • 伝統的契約は実際の取引プロセスについて の十分な詳細情報を提供していない。 • その結果、デッドロックが発生し、コストのかか る競合解決か、契約トランザクション全体の 崩壊につながる危険が有る。 • 特に国際的状況において解決が難しい。 • そこで、問題の解決策は、分権自治組織 （DAO：decentralized autonomous organizations）間の取引を管理するスマート 契約の形で自動化を目指すことである。 29
課題解決の方向性 • 近年、イーサリアムのスマート契約技術を用 い、DAO を用いた実験が開始された。 • しかし、 セキュリティ上の欠陥でハッキングされ、 5,000万ドルの損失を被った。 • スマート契約の管理実現にはSolinityのような 言語を用いブロックチェーン上にプロトコル層 を装備しただけでは駄目なことが判明した。 • そこで、現在は注目されていないアプリケーショ ン層の開発によって安全なスマート契約管理の 実現を行うことが重要である。 本論文の立場 30
DAOによるスマート契約の社会技術的含意 • ブロックチェーンベースの機械可読スマート 契約は次の点で重要である。 信頼不要、仲介不要、非集中型組織体系に 基づいて、客観的で定量的意思決定に向け て社会の移行を達成することを約束！ 従来よりもより優れた自由市場の下でのイノ ベーション発生の可能性がある。 事例： – 政府発行パスポートよりも安全性の高いブロック チェーン技術ベースのパスポート – e-ヘルスケアの潜在的なデータプライバシー違反 をブロックチェーンの助けを借りて解決 31
アプリ層の設計（１） サ ー ビ ス ハ ブ P2Pコラボレーション・モデル BNM in ク ラ ウ ド 上図(a)：左側 • 電子コミュニティのコアはビジネスネットワークモデル（BNM） • BNMは、ビジネスプロセスをサービスとして収容するコラボレーションハブ • サービス提供はBNMに含まれるサービスタイプと協力関係者の契約上の領域と一致 • 協力パートナーは各サービスタイプに関連付けられた特定パートナーの役割に一致 32
アプリ層の設計（２） スマート契約言語 • eSource Markup Language（eSML）（前頁図(b) • 中核構造は資源とデータの定義と、 – コントラクトパーティを定義する「Who」 – ビジネスと法律の文脈を特定する「Where」 – 交換されたビジネス価値を特定する「What」 • 更に組織横断的な調整が必要なプロセス ビューを照合する「What」疑問文を仮定 33
アプリ層の設計（３） ライフサイクル • サービスの種類と役割で構成されるBNMを生 成するコラボレーション育成から開始 • ポピュレートフェーズは、協力パートナーが関 与する交渉ステップの原型の契約を生成 コラボレー ション育成 原契約生成 交渉段階は 3パターン DGIの設立 DGI:Distributed Governance Infrastructure（ 分散統治基盤） 34
DGIの推論機構とライフサイクル アプリ層の設計（４） DGI（左側 a） 全eCommunityパートナーが合 意するとスマート契約が生成される。 全eCommunityパートナーにスマー ト契約のローカルコピーが存在する。 ローカルなスマート契約コピーから 一連のポリシーを生成する。 BNMAとモニターを割り当てる。 ライフサイクル（右側 b） 準備段階では、技術的最低レベルのDGIレベルに一致するサービスと制定前の通信 チャネルに対応するエンドポイントを入力する。 終了段階ではDGIを解体するためにインフラストラクチャ全体が段階的に削除される。 35
制定、ロールバック、終了 アプリ層の設計（５） ある構成から別の構成へのeCommunityの移行を統合するシナリオが存在する。 ①破壊的ロールバックはスマート契約の再交渉を最初からやり直し ②DGIを解体しないで再作成する方法で、eCommunityパートナーを置き換え ① ② 36
スマート契約イノベーションの例 • Ethereumが典型 • Ethereumで採用されているスマート契約言語 はSolidity（Javaに似る） • もう一つのスマート契約システムの例はLisk • Liskはスマート契約仕様にJavaScriptを使 用 • 最近Ethereumのスケーラビリティの欠陥を改 善するためSynereoが登場 – Synereoはコンカレントで構成的なブロックチェーン であるRChainを使用 – Synereoは並列指向プログラミング言語であるス マート契約言語Rholangを採用 37
スマート契約のアプリ層の設計(暫定まとめ) • ブロックチェーン技術支援のためスマート契約の メリットと既存契約とのギャップを調査/研究 • 機械不可読な伝統的契約は矛盾や強制力欠如 で不可避的な重大問題を引き起こす。 • 解決策として機械可読スマート契約はより詳細 な仕様により契約締約が可能 しかし、 • ブロックチェーン技術は急速に浸透しているが、 伝統的学界ではゆっくりとしか検討されていない。 • 本論は特にスマート契約ライフサイクル管理の ためのアプリケーション層のギャップを指摘 • 更なるブロックチェーン研究の強化が必要 38
IoTプラットフォーム市場の高付加価値化に向けて 適用範囲には制約がある（次頁も） 39
Open blockchain in a nutshell by Takeshi Matsubara, Architect at IBM Global Business Services Japan40p.47
主要な５つの障害（まとめ） 冗長性：全メンバー全トランザクション記録保 有は、仲介削除の目的だけでは非常に高価 スケーリング：サイズ増大につれて記憶/計算 負荷は上昇。規模と分権はトレードオフ 規制遵守：全レコード全メンバーに配布という 急進的開放性。ルールの簡単な調整は不可 不可逆性：DAO事件の後、ブロックチェイン技 術の「不変性」は事実上ビットコインのみ セキュリティ：マイナーの資金調達に依存する が、共有元帳での操作によって損なわれる。 追加メンバーが潜在的なセキュリティ脅威 41 Saifedean Ammous, “Blockchain Technology: What is it good for?”,SSRN 2832751, 2016.
取組みの一例：ADEPT by IBM • ADEPT（Autonomous Decentralized Peer-to-Peer Telemetry） の概念の要点： – – – – ①分散的に交流できるネットワーク、 ②強固なセキュリティ、 ③プライバシーの保護、 ④交易・商業を意識した設計 • 完全な分散アプリケーション環境が実現できれ ば、情報の保存、転送、交流プロセスにおいて 個人や集団などが相互に信用せずに済む。 • 全デバイス、全システムが経済的価値を創造で きれば、ユーザーと開発者に便益を与えるモノの 経済（Economy of Things）が実現可能 • 選択したプロトコールはTeleHash（P2Pメッセン ジャー）、BitTorrent（分散型ファイル共有シス テム）、Ethereum（スマートコントラクト） 42
類似ソリューションの登場も 43
By Melanie Swan, Blockchain Theorist, Philosophy, Purdue University Blockchain Thinking: The Brain as a DAC (Decentralized Autonomous Corporation) 44
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「LINE Token Economy」構想 グルメや旅など5つの“dApp”サービス*1 • LINEは独自開発したブロックチェーン技術を 活用することで、サービス提供者とユーザーの 関係をよりフラットにし、共創関係の構築を目 指すトークンエコノミー構想を発表した。 – 独自開発したブロックチェーンネットワーク、LINK Chainは、単一スレッド上で1秒当たり1000以上の トランザクションを処理可能 – ブロックチェーン・コアネットワークと、LINEが培っ てきたプラットフォーム構築における技術を融合 – CGMサービスを長年手がけてきたナレッジを生か し、トークンエコノミーと相性の良い5領域を選定*1 ＊1：Q&Aサービスの「wizball」、未来予想の「4CAST」、商品レビューの「Pasha」、グル 46 メレビューの「tapas」、観光地などのスポットに特化したSNS「STEP」の5つ
暫定まとめ • 非常に複雑な世界に足を踏み入れることになる。 • IoT絡みの世界に限っても、自律型世界への展 望と進化の方向性はあるが、実際に機能する世 界登場までには曖昧な点も多々ある。 • 一番気になるのは「コードは法律」といった捉え 方をした際に、何時の時点でGOサインが出せる のか？ • しかし、あらゆる取組みが世界的に始まっており、 この流れを止めることは不可能 • 進歩のスピードは速く、新たな成果が各所で出 始めている兆し。 • 流れに遅れないためだけでもかなり熱心な取組 みが必要。 47
補足 Blockchain 2 「非中央集権化」の先にあるもの • 改編不能なブロックチェーン台帳の出現により、「信 用」に対するコストが大幅に下落し、 不完全な信用創 造で利益を得ている銀行たちを脅かしている。 • この技術が作り出している のは、「信用」という貴重な 資産である。 • 帳簿（簿記）はずっと文明の基盤であった。価値交換 には、お互いの主張を信用する必要がある。 • インターネット初期の混乱期では、リー ンなデジタル 仲介業者がリアル・ビジネスを襲った。 • 今回の動きは営利目的の中間業者全 体のあらゆる アイデアに挑んでいる。 • 数十億の自律型デバイスの組み合わ せで新しい効 率を作り出すIoTは、装置から装置への微少なやり取り を管理する中央集権型台帳の仲介コストがかさめば実 現しない。 • 強固な中央集権的システムを打ち負か すには、暗号 トークン市場の 裏にある重要な要素が必要だ。 48 複式簿記以来の革命 ブロックチェーンが作る 新しい「信用」 by Paul Vigna, MITテクノロジーレビュー誌