インターネットが遮断された時、銀行やカードネットワークが停止してもBitcoinが生き残る方法

2019年、Rodolfo Novakはインターネットや衛星を使わずに、トロントからミシガンへBitcoinのトランザクションを送信しました。彼はアマチュア無線、40メーターバンド、そして電離層をリレーとして利用しました。

Nick Szaboはこれを「インターネットや衛星を使わず、自然の電離層だけで国境を越えて送られたBitcoin」と呼びました。このトランザクションはごく小さく、セットアップは手間がかかり、ユースケースもほとんどあり得ないものでした。

しかし、これが証明したのは、プロトコルはパケットを運ぶ媒体を問わないということです。

この実験は、Bitcoinコミュニティが静かにバックグラウンドで行っている10年にわたるストレステストの一端です。これは、通常のインフラが機能しなくなったときにネットワークが動作できるかどうかを試す分散型R&Dプログラムです。

衛星は大陸を横断してディッシュにブロックを放送します。メッシュ無線はISPを必要とせず、近隣間でトランザクションをリレーします。Torは検閲を回避してトラフィックをルーティングします。アマチュア無線のオペレーターは短波で16進数を打ち込みます。

これらは本番システムではありません。ほとんどの決済ネットワークが例外ケースとみなすシナリオのための避難訓練です。

すべてを駆動する問いはこうです：もしインターネットが分断されたら、Bitcoinはどれだけ早くオンラインに戻れるのか？

衛星はBitcoinに独立したクロックを与える

Blockstream Satelliteは、4基の静止衛星を通じて、人口の多い地域のほとんどをカバーしながら、24時間365日Bitcoinブロックチェーン全体を放送しています。

安価なディッシュとKuバンド受信機を持つノードは、ローカルISPがダウンしてもブロックを同期し、コンセンサスを維持できます。

このシステムは一方向かつ低帯域幅ですが、特定の問題を解決します：地域的な停電や検閲時に、ノードは台帳状態の独立した信頼ソースを必要とします。

衛星APIはこれをさらに拡張します。誰でも地上局から任意のデータ（署名済みトランザクションを含む）をアップリンクし、グローバルに放送できます。goTennaはBlockstreamと提携し、ユーザーがオフラインのAndroidスマートフォンでトランザクションを作成し、ローカルメッシュでリレーし、インターネットに触れずに衛星アップリンクで放送できるようにしました。

帯域幅はひどいものですが、独立性は絶対的です。

これは、衛星が「アウトオブバンド」チャネルを提供するため重要です。通常のルーティングが失敗したときでも、異なる大陸に散らばるノードが宇宙から同じチェーン先端を受信でき、地上リンクが復旧した際にコンセンサスを再構築するための共通の参照点となります。

メッシュとLoRaは人間規模でBitcoinのバックホールを構築する

メッシュネットワークは異なるアプローチを取ります：軌道から放送するのではなく、デバイス間でパケットを短距離でリレーし、いずれかのノードがインターネットにアクセスできれば広域ネットワークに再放送します。goTennaが開発したTxTennaは2019年にこれを実証しました。

ユーザーはオフラインのスマートフォンから署名済みトランザクションをメッシュネットワーク経由でノードからノードへと送り、出口ポイントに到達します。Coin Centerはこのアーキテクチャを記録しています：各ホップが到達範囲を拡張し、参加者が直接インターネットにアクセスする必要はありません。

長距離LoRaメッシュはこのコンセプトをさらに推し進めます。Bitcoin Venezuelaが始めたLocha Meshは、ライセンス不要のバンド上でIPv6メッシュを形成する無線ノードを構築しています。

ハードウェアであるTurpialとHarpiaデバイスは、インターネット接続なしで数キロメートルにわたりメッセージ、Bitcoinトランザクション、さらにはブロック同期まで運ぶことができます。

災害地帯でのテストでは、携帯電話や光ファイバーが両方ともダウンしている状況でも、マルチホップネットワークを通じて暗号トランザクションが成功しました。

Darkwireは生のBitcoinトランザクションを小さなパケットに分割し、LoRa無線でホップごとにリレーします。各ノードは見通しで約10キロメートルに到達し、ホビイストの無線が集まる近隣をアドホックなBitcoinインフラに変えます。

都市部では範囲が3～5キロメートルに落ちますが、それでも局所的な障害や検閲のボトルネックを回避するには十分です。

LNMeshのような学術プロジェクトはこの論理をLightning Network決済に拡張し、停電時のローカル無線メッシュ上でオフラインのマイクロペイメントを実証しました。

ボリュームは小さく、セットアップも脆弱ですが、原則を確立しています：Bitcoinの物理層は代替可能です。ノード間に経路が存在する限り、プロトコルは機能します。

Torとアマチュア無線がギャップを埋める

Torは通常のインターネットと特殊な無線の中間に位置します。Bitcoin Core 0.12以降、ローカルでTorデーモンが動作していればノードは自動的に隠しサービスを開始し、ISPが既知のBitcoinポートをブロックしても.onionアドレス経由で接続を受け付けます。

Bitcoin WikiやJameson Loppのセットアップガイドは、ノードがクリアネットとTorの両方で同時にトラフィックをルーティングするデュアルスタック構成を記録しており、ISPレベルでのBitcoinトラフィック検閲を困難にします。

専門家は、Torのみでノードを運用することはエクリプス攻撃のリスクがあるため推奨していませんが、複数のルーティングオプションの一つとして使うことで、Bitcoinインフラのブロックコストを大幅に引き上げます。

アマチュア無線はこのスペクトラムの最端に位置します。Novakの電離層実験を超えて、オペレーターはアマチュア無線周波数を使ってLightning決済をリレーしたこともあります。

これらのテストでは、トランザクションを手動でエンコードし、JS8CallのようなプロトコルでHFバンドを使って送信し、受信側でデコードして再放送します。

スループットは現代基準では笑ってしまうほど低いですが、効率が目的ではありません。目的は、インターネットより何十年も前から存在する媒体を含め、小さなデータパケットを運べるあらゆる媒体でBitcoinが移動できることを示すことです。

実際のグローバル分断はどうなるか

最近のモデリングでは、長期的なグローバルインターネット障害時に何が起こるかが検証されています。

あるシナリオでは、ネットワークがアメリカ大陸、アジア太平洋、ヨーロッパ・アフリカの3地域に分断され、それぞれ約45%、35%、20%のハッシュレートとなります。

各分断領域のマイナーは独立して難易度を調整しながらブロック生成を続けます。ローカル取引所は分岐したチェーン上で独自の手数料市場とオーダーブックを構築します。

各分断領域内ではBitcoinは動作し続けます。トランザクションは承認され、残高は更新され、ローカルの商取引は進みますが、その島の中だけです。国境を越えた取引は停止します。接続が回復すると、ノードは複数の有効なチェーンに直面します。

コンセンサスルールは決定的です：最も累積されたプルーフ・オブ・ワークを持つチェーンに従います。弱い分断領域は再編成され、最近の一部トランザクションはグローバル履歴から削除されます。

障害が数時間から1日以内で、ハッシュ分布が極端に偏っていなければ、結果は一時的な混乱の後、帯域幅が戻りブロックが伝播することで収束します。

長期的な障害では、社会的な調整がプロトコルルールを上書きしたり、取引所や大規模マイナーが好みの履歴を選択するリスクがあります。それでも、従来の金融調整とは異なり、すべてが可視化され、ルールに従っています。

銀行はこのための避難訓練をしていない

これと決済インフラが壊れたときに起こることを比較してください。TARGET2の2020年10月の10時間障害ではSEPAファイルが遅延し、中央銀行は流動性と担保を手動で管理せざるを得ませんでした。

2018年6月のVisaのヨーロッパ全域障害では、イギリスで240万件のカード取引が完全に失敗し、1つのデータセンタースイッチが故障しただけでATMが数時間で現金切れになりました。

ECBのTARGETシステムは2025年2月にも大規模障害を起こし、バックアップシステムが起動しなかったため外部監査が行われました。

IMFやBISのCBDCおよびRTGSレジリエンスに関する文書では、大規模な停電やネットワーク障害が一次・バックアップ両方のデータセンターを同時に襲う可能性があり、中央集権型決済システムはシステミックな混乱を避けるために複雑な事業継続計画が必要であると明記されています。

アーキテクチャの違いは重要です。すべてのBitcoinノードは台帳と検証ルールの完全なコピーを保持しています。

障害後、衛星、Tor、メッシュ、または復旧したISP経由で他のノードと通信できるようになれば、ただ「最も重い有効なチェーンはどれか？」と尋ねるだけです。

プロトコルが解決メカニズムを定義しています。中央の運営者が競合するデータベースを調整することはありません。

銀行は、コアバンキング台帳、FedwireやTARGETのようなRTGSシステム、カードネットワーク、ACH、クリアリングハウスから成る階層的な中央集権型インフラに依存しています。

復旧には、キューに溜まったトランザクションの再実行、不一致スナップショットの調整、時には残高の手動修正、そして数百の仲介業者を再同期させる作業が必要です。

Visaの2018年障害は、専任の運用チームがいても診断に数時間かかりました。ECBのTARGET障害では外部レビューと数ヶ月に及ぶ是正計画が必要でした。

Bitcoinは最悪のシナリオに備えている

したがって、危機時にはあり得るシナリオが浮かび上がります：一部のマイナーとノードが衛星や無線で同期を維持し、光ファイバーやモバイルネットワークがダウンしても権威あるチェーン先端を維持します。

接続が部分的に戻ると、ローカルノードは欠落したブロックを取得し、数分から数時間でそのチェーンに再編成します。

その間、銀行はどの決済バッチが決済されたかを確認し、未処理のACHファイルを再スケジュールし、RTGSシステムが終日調整を完了するのを待ってから完全再開します。

これはBitcoinが即座に「勝つ」という意味ではありません。カードレールや現金は消費者にとって依然重要です。しかし、グローバルな決済レイヤーとしては、世界規模の障害モードに対する継続的な避難訓練を行ってきたからこそ、国ごとに分断された決済システムよりも一貫した状態に早く到達できるかもしれません。

短波でトランザクションを打ち込むアマチュア無線オペレーター、停電した近隣でsatsをルーティングするベネズエラのメッシュノード、空に向けたディッシュにブロックを放送する衛星、これらは本番インフラではありません。

これらは、通常のパイプが壊れたときにBitcoinにはPlan Bがあること、そしてPlan C、さらには電離層を使ったPlan Dがあることの証明です。

銀行システムはいまだにインフラ障害を稀な例外ケースとみなしています。Bitcoinはこれを設計上の制約として扱っています。

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