孤立ブロック（オーファンブロック）

中級

Orphan Block（オーファンブロック）とは？

Orphan Block（以下、オーファンブロック）とは、ブロックチェーンの中でメインチェーンに属さないブロックのことです。2人のマイナーが同時に有効なブロックを発見し、ネットワークにブロードキャストした場合に発生します。これにより、ネットワーク内に一時的に2つの競合するチェーンが作成され、一方のチェーンが長くなり、大多数に受け入れられると、もう一方のチェーンが破棄されます。破棄されたブロックはオーファンブロック、またはより正確にはstale block（以下、ステールブロック）と呼ばれます。

オーファンブロックの特筆すべき特徴

生成

複数のマイナーがほぼ同時にブロックを生成すると、オーファンブロックが形成されます。ネットワークは1つのブロックチェーンのバージョンにしか対応できないため、最も長いチェーンに統合されなかったブロックがオーファンとなります。

検証

この状況に関わるブロックはどちらも有効ですが、メインのブロックチェーンに組み込むことができるのは1つだけです。もう一方は有効であるにもかかわらず放棄されます。

解決方法

ネットワークは最も長いチェーン（最も作業量が蓄積されたチェーン）を選択することでこれを解決します。短いチェーンのブロックはオーファンとなり、その取引はメンプールに戻され、将来のブロックに組み込まれるのを待ちます。

オーファンブロックの影響

取引の戻し

オーファンブロックの取引は失われるのではなく、メンプールに戻され、後続のブロックでの確認を待ちます。このため、取引の確認が若干遅れる可能性があります。

マイニング効率

オーファンブロックのブロック報酬と取引手数料が実現されないため、マイナーにとって潜在的な収益の損失を意味します。これは、マイニング業務の全体的な効率性と収益性に影響を与える可能性があります。

ネットワークのセキュリティ

オーファンブロックの発生はブロックチェーンネットワークの自然な一部であり、重大なセキュリティリスクをもたらすものではありません。しかし、繰り返し発生する場合は、ネットワーク遅延の問題やその他の非効率性を示唆する可能性があります。

歴史的背景

ビットコインコアのソフトウェアの以前のバージョンでは、オーファンブロックは親ブロックが不明なブロックとして定義されていました。しかし、2015年初頭にビットコインコア（v0.10）がリリースされて以来、この特定の問題は解決されました。現在、「オーファンブロック」という用語は、技術的には別物であるにもかかわらず、「ステールブロック」と互換的に使用されています。

マイナーにとっての意義

オーファンブロックの包括的な理解は、マイニングの競争的な性質と、新しいブロックの効果的なネットワーク伝播の必要性を強調するものであるため、マイナーにとって極めて重要です。マイナーは、ネットワーク接続を強化し、より高度なマイニングソフトウェアを利用して、新しいブロックを迅速に伝播し、検証することで、オーファンブロックを最小限に抑える努力をしています。

まとめ

オーファンブロックはブロックチェーンのコンセンサスメカニズムに不可欠な機能であり、統一された合意済みの取引履歴を維持するためにネットワークが最長チェーンを選択することを例証しています。マイナーにとっては損失であり、特定の取引にとっては一時的な遅延となりますが、最長チェーンルールの遵守を通じてブロックチェーン取引の回復力と安全性に貢献します。