特許 7597228 情報処理装置、ノードの選択方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】情報処理装置、ノードの選択方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 67/1042 20220101AFI20241203BHJP

【ＦＩ】

H04L67/1042

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023539392

(86)(22)【出願日】2021-08-02

(86)【国際出願番号】 JP2021028624

(87)【国際公開番号】W WO2023012867

(87)【国際公開日】2023-02-09

【審査請求日】2023-11-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004381

【氏名又は名称】弁理士法人ＩＴＯＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100124844

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 隆治

(72)【発明者】

【氏名】松浦 洋

(72)【発明者】

【氏名】後藤 良則

(72)【発明者】

【氏名】佐尾 英博

【審査官】田中 秀樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０６０８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５１６１０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５０５８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０４０３７７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０１５２３５７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２１／０１６５８９１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ ５１／００－５１／５８

Ｈ０４Ｌ ６７／００－６７／７５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の地域に跨がるブロックチェーンネットワークを構成する複数のノードのうちの所定のノードとしての情報処理装置であって、
Inbound隣接ノードの追加要求を行った要求元のノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能な選択手段と、
所定の要求元のノードから、前記Inbound隣接ノードの追加要求を受信する受信手段と、
を有し、
前記所定の要求元のノードの属する地域が前記情報処理装置の属する特定地域と異なる場合であって、前記特定地域と異なる地域に属するノードがInbound隣接ノードとして選択された数が第１の所定値に達しているときには、前記選択手段は、前記選択することを行わないことを特徴とする情報処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載の情報処理装置であって、
前記受信手段は、前記所定の要求元のノードから、インターネット上で前記所定の要求元のノードを識別するための識別情報を受信し、
前記識別情報に基づいて、前記所定の要求元のノードの属する地域が前記特定地域と異なるかを判断する判断手段を有し、
前記判断手段によって異なると判断された場合であって、前記選択された数が前記所定値に達しているときには、前記選択手段は、前記選択することを行わないことを特徴とする情報処理装置。

【請求項3】

前記所定値は、前記選択手段がランダムにInbound隣接ノードを選択する場合に、前記特定地域とは異なる地域に属するノードを選択する数の平均値よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の情報処理装置。

【請求項4】

前記選択手段は、所定の候補のノードをOutbound隣接ノードとして選択することが可能であり、
前記選択手段は、前記所定の候補のノードの属する地域が前記特定地域と異なる場合であって、前記特定地域と異なる地域に属するノードがOutbound隣接ノードとして選択された数が第２の所定値に達しているときには、前記選択手段は、前記所定の候補のノードをOutbound隣接ノードとして選択することを行わないことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。

【請求項5】

Inbound隣接ノードとして選択することが可能なノード数の上限値と、Outbound隣接ノードとして選択することが可能なノード数の上限値が同じであり、前記第１の所定値と前記第２の所定値が同じであることを特徴とする請求項４に記載の情報処理装置。

【請求項6】

複数の地域に跨がるブロックチェーンネットワークを構成する複数のノードのうちの所定のノードとしての情報処理装置であって、
Inbound隣接ノードの追加要求を行った要求元のノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能な選択手段と、
所定の要求元のノードから、前記Inbound隣接ノードの追加要求を受信する受信手段と、
を有し、
前記所定の要求元のノードの属する地域が前記情報処理装置の属する特定地域と異なる場合であって、前記Inbound隣接ノードとして選択することが可能なノード数の上限値において、前記特定地域と異なる地域に属するノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能である割合が所定値に達しているときには、前記選択手段は、前記選択することを行わないことを特徴とする情報処理装置。

【請求項7】

複数の地域に跨がるブロックチェーンネットワークを構成する複数のノードのうちの所定のノードとしての情報処理装置が実行するノードの選択方法であって、
所定の要求元のノードから、Inbound隣接ノードの追加要求を受信する受信ステップと、
前記所定の要求元のノードの属する地域が前記情報処理装置の属する特定地域と異なる場合であって、前記特定地域と異なる地域に属するノードがInbound隣接ノードとして選択された数が所定値に達しているときには、前記要求元のノードをInbound隣接ノードとして選択しない選択ステップと、
を実行することを特徴とするノードの選択方法。

【請求項8】

コンピュータに、請求項７に記載の方法を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示内容は、情報処理装置、ノードの選択方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

ブロックチェーンは、ブロックと呼ばれる暗号化されたデータの単位を生成し、ブロックを鎖（チェーン）のように連結していくことによりデータを保管するデータベースである。ビットコインに代表される仮想通貨のプラットフォームとしてブロックチェーン技術は広く使われている。

【0003】

ブロックチェーンネットワークに所属する各ノードはマイナー（採掘者）となり、ハッシュ関数条件を満たす新たなブロックを生成する。一定数のノードから承認されたブロックを生成したノードは報酬を得ることができる。但し、ほぼ同時期に異なる複数のマイナーがハッシュ関数条件を満たすブロックを生成した場合、複数ブロックが同時に承認されてしまい、ブロックチェーンが分岐（フォーク）してしまう場合がある。この場合、ブロック数が最長のチェーン以外の分岐先のチェーンに所属するブロックは後に孤児ブロックとして廃棄されなければならない。このフォークの原因の一つとしてブロックがネットワーク全体に行き渡るまでの時間であるブロック伝達時間が挙げられる。仮に、ブロック伝達時間が十分に短ければ、後に生成されたブロックは承認されないからである。

【0004】

ブロックチェーンネットワークの各ノードは、デフォルトで８つの隣接ノードをOutbound隣接ノードとして保持し、自ノードで生成したブロック、又は他ノードから転送されてきたブロックをOutbound隣接ノードに直接送信する。また、各ノードは、Outbound隣接ノードとは別にInbound隣接ノードを保持する。或るノードのInbound隣接ノードとは、当該或るノードがブロックを直接受け取ることができる隣接ノードのことである。各ノードは、Outbound及びInboundをあわせて最大１２５隣接ノードまで保持することが可能である。

【0005】

各ノードは、２つのテーブルを持ち、その中からOutbound隣接ノードを選択する。一つ目のテーブルは、newテーブルであり、このnewテーブルには当該ノードが隣接関係を保持したことのないノードがリストアップされ、当初はＤＮＳ(Domain Name System)から得られた情報がnewテーブルに格納される。二つ目のテーブルは、triedテーブルであり、このtriedテーブルには、当該ノードと隣接関係を持ったことのあるノードがリストアップされる。

【0006】

ブロックチェーンネットワークの各ノードにおいてデフォルトで８台有るOutbound隣接ノードは最初に設定されるが、新規ノードの追加、隣接ノードのダウン等に応じて隣接ノードを定期的に変更することもできる。「bitcoin/bitcoin: https://github.com/bitcoin/bitcoin」のＵＲＬから代表的なブロックチェーンネットワークであるビットコインノードのソースコードをダウンロードできるが、各ノードは、デフォルト設定において、当該ノードが保持するnewテーブルとtriedテーブルからランダムに８台のOutbound隣接ノードを選択する。また、他ノードからInbound隣接ノード追加要求があった場合は、そのノードをInbound隣接ノードリストに隣接ノード数の合計が１２５を超えない範囲でランダムに格納していく（方式１）。

【0007】

非特許文献１では、上述の方式１がOutBound隣接ノードをランダムに選択する場合に伝搬遅延の大きい地域外の隣接ノードを選択する可能性が高いことに着眼し、OutBound隣接ノードの内の地域外隣接ノード数を１又は２以下に抑えることを提案している（方式２）。

【0008】

ところが、方式１と同様に方式２の各ノードにおけるInbound隣接ノード選択方法では、地域外隣接ノード数に制約を設けておらず、あるノードからのInbound隣接ノード追加要求を受けた場合、ノード毎のInbound隣接ノード数の上限に達していない場合は受け付ける。例えばInbound隣接ノード数の上限が３０と設定されており、特定のノードが、要求元のノードからの隣接ノード追加要求を受けた際に、Inbound隣接ノードリスト内に２９の隣接ノードしか設定されていない場合は、要求元のノードは特定のノードのInbound隣接ノードリストとして追加される。

【0009】

方式２は方式１に比較して、各ノードの地域外のOutbound隣接ノード数の上限を１又は２と設定しているので、１ブロックが全世界の各地域に所属するすべてのノードに行き渡るまでに地域間通信が少なくなり、結果として１ブロックが全ノードに行き渡るまでのブロック伝達時間が短くなる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0010】

【文献】松浦 洋, 後藤良則, 佐尾英博, "ブロックチェーンネットワークにおける地域ベース隣接ノード選択",電子情報通信学会総合大会B-6-30, 2021.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、上述の方式２には以下の課題が生じる。

【0012】

１つ目の課題は、各ノードのInbound隣接ノード数に差が生じて、Inbound隣接ノード数が少ないノードは多いノードに比較してブロックデータの受信時間が遅れる、又は設定時間以内に受け取れない可能性があることである。ブロックデータの受信が遅れたノードは、次のブロックをマイニングする開始時間が遅れる可能性があり、ブロックデータが受信できなかったノードはマイニング機会を逸することになる。つまりマイナー間に不公平を与えることになる。

【0013】

２つ目の課題は、各ノードのInbound隣接ノード中の地域外隣接ノード数又は割合に差が生じることである。地域外の隣接ノードが多いノードは地域外からのブロックデータを早く受け取れる可能性があるが、地域内からのブロックデータは受信が遅れる可能性がある。このようにノード間でブロックデータを受け取る時間のばらつきが大きくなる可能性がある。

【0014】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、ブロックチェーンネットワークのノード間の公平性を効率的に向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、 複数の地域に跨がるブロックチェーンネットワークを構成する複数のノードのうちの所定のノードとしての情報処理装置であって、Inbound隣接ノードの追加要求を行った要求元のノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能な選択手段と、所定の要求元のノードから、前記Inbound隣接ノードの追加要求を受信する受信手段と、を有し、前記所定の要求元のノードの属する地域が前記情報処理装置の属する特定地域と異なる場合であって、前記特定地域と異なる地域に属するノードがInbound隣接ノードとして選択された数が第１の所定値に達しているときには、前記選択手段は、前記選択することを行わないことを特徴とする情報処理装置である。

【0016】

また、請求項６に係る発明は、複数の地域に跨がるブロックチェーンネットワークを構成する複数のノードのうちの所定のノードとしての情報処理装置であって、Inbound隣接ノードの追加要求を行った要求元のノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能な選択手段と、所定の要求元のノードから、前記Inbound隣接ノードの追加要求を受信する受信手段と、を有し、前記所定の要求元のノードの属する地域が前記情報処理装置の属する特定地域と異なる場合であって、前記Inbound隣接ノードとして選択することが可能なノード数の上限値において、前記特定地域と異なる地域に属するノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能である割合が所定値に達しているときには、前記選択手段は、前記選択することを行わないことを特徴とする情報処理装置である。

【発明の効果】

【0017】

以上説明したように本発明によれば、ブロックチェーンネットワークのノード間の公平性を効率的に向上させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】ブロックチェーンネットワークの概略図である。

【図2】ノードの電気的なハードウェア構成図である。

【図3】ノードの機能構成図である。

【図4】Outbound隣接ノードの選択方法を示すフローチャートである。

【図5】Inbound隣接ノードの選択方法を示すフローチャートである。

【図6】ＳｉｍＢｌｏｃｋ設定における地域内外へのデータ転送における伝搬遅延（ミリ秒）のマトリクスを示す図である。

【図7】各方式のブロックデータの伝達時間の縮小効果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。

【0020】

〔ブロックチェーンネットワークの概略〕
まず、図１を用いて、本実施形態のブロックチェーンネットワークの概略について説明する。図１は、ブロックチェーンネットワークの概略図である。なお、図１は、ブロックチェーンネットワークを簡略化したものであって、紙面の都合上、５つのノードのみが示されている。また、同様の理由で、地域も３つのみが示されている。

【0021】

図１に示されているように、本実施形態のブロックチェーンネットワーク１は、ノード２ａ、ノード２ｂ、ノード３、ノード４ａ、及びノード４ｂによって構築されている。ブロックチェーンネットワーク１は、インターネット等の通信ネットワーク内で構築されている。
各ノードは、コンピュータである。図１では、コンピュータの一例としてノート型パソコンが示されている。図１では、ノード２ａ，３，４ａは、同じ地域（特定地域Ａ３）に所属している。各地域は、後述の図６に示されているような地域である。ノード２ｂは、特定地域Ａ３とは異なる地域Ａ２に属している。ノード４ｂは、特定地域Ａ３とは異なる地域Ａ４に属している。なお、地域Ａ２と地域Ａ４は同じ地域であってもよい。

【0022】

いずれのノードであっても、Inbound隣接ノードの追加要求、Inbound隣接ノードの選択及びOutbound隣接ノードの選択を行うことができる。図１では、ノード３に対してInbound隣接ノードの選択を要求する要求元のノードとして、ノード２ａ，２ｂが示されている。また、ノード３がOutbound隣接ノードとして選択する候補のノードとして、ノード４ａ，４ｂが示されている。なお、いずれのノードも情報処理装置であるが、図１では、ノード３と他のノード２ａ，２ｂ，４ａ，４ｂとを区別するため、ノード３を情報処理装置と示している。

【0023】

〔ノードのハードウェア構成〕
次に、図２を用いて、ノード３の電気的なハードウェア構成を説明する。図２は、ノードの電気的なハードウェア構成図である。

【0024】

ノード３は、コンピュータとして、図２に示されているように、ＣＰＵ(Central Processing Unit)３０１、ＲＯＭ(Read Only Memory)３０２、ＲＡＭ(Random Access Memory)３０３、ＳＳＤ(Solid State Drive)３０４、ディスプレイ３０５、キーボード３０６、外部機器Ｉ／Ｆ３０７、ネットワークＩ／Ｆ３０８、メディアＩ／Ｆ３０９、及びバスライン３１０を備えている。

【0025】

これらのうち、ＣＰＵ３０１は、ノード３全体の動作を制御する。ＲＯＭ３０２は、ＩＰＬ(Initial Program Loader)等のＣＰＵ３０１の駆動に用いられるプログラムを記憶する。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用される。

【0026】

ＳＳＤ３０４は、ＣＰＵ３０１の制御にしたがって、ノードのプログラム等の各種データの読み出し又は書き込みを行う記憶装置である。なお、ＳＳＤではなく、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)等の記憶装置であってもよい。

【0027】

ディスプレイ３０５は、文字や画像等を表示する液晶や有機ＥＬ(Electro Luminescence)などの表示手段の一種である。

【0028】

キーボード３０６は、文字、数値、各種指示などの入力のための複数のキーを備えた入力手段の一種である。

【0029】

外部機器Ｉ／Ｆ３０７は、各種の外部機器を接続するためのインターフェースである。この場合の外部機器は、表示手段の一例としての外付けのディスプレイ、入力手段の一例としてのマウス、外付けのキーボード、又はマイク、及び出力手段の一例としてのプリンタ又はスピーカ、記憶手段の一例としてのＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリ等である。

【0030】

ネットワークＩ／Ｆ３０８は、インターネットを介して、他のノードとデータ等を送受信するための回路である。

【0031】

メディアＩ／Ｆ３０９は、フラッシュメモリ等の記録メディア３０９ｍに対するデータの読み出し又は書き込み（記憶）を制御する。記録メディア３０９ｍには、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)やＢｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）等も含まれる。

【0032】

バスライン３１０は、図２に示されているＣＰＵ３０１等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスやデータバス等である。

【0033】

なお、他のノード２ａ、２ｂ，４ａ，４ｂは、ノード３と同様の構成であるため、説明を省略する。

【0034】

〔ノードの機能構成〕
次に、図３を用いて、ノードの機能構成について説明する。図３は、本発明の実施形態におけるノードの機能構成図である。

【0035】

図３において、ノード３は、送受信部３１、判断部３３、及び選択部３５を有する。これら各部は、プログラムに基づき図２のＣＰＵ３０１による命令によって実現される機能である。

【0036】

また、ノード３は、図２のＲＡＭ３０３及びＳＳＤ３０４の少なくとも一方によって構築される記憶部３０を有している。

【0037】

＜記憶データ＞
記憶部３０には、Inbound隣接ノードリストＬ１、newテーブルＴｎ、triedテーブルＴｔ、及びOutbound隣接ノードリストＬ２が記憶されている。

【0038】

Inbound隣接ノードリストＬ１には、特定地域Ａ３外及び特定地域Ａ３内毎に、Inbound隣接ノードとして選択された最新のノードを示す情報が示されている。ここでは、Inbound隣接ノードとして選択することが可能な上限値は８である。また、ここでは、特定地域Ａ３外の地域のノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能な所定値ｎ１１は２である。特定地域Ａ３内の地域のノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能な所定値ｎ１２は６である。なお、所定値ｎ１１は、選択部３５がランダムにInbound隣接ノードを選択する場合に、特定地域Ａ３とは異なる地域に属するノードを選択する数の平均値よりも小さいことが好ましい。

【0039】

newテーブルには、ブロックチェーンネットワーク１につながったノード３が、隣接関係を保持したことのないノードのドメイン名及びＩＰアドレス等を含む情報のリストが登録されている。当初は、ＤＮＳ(Domain Name System)から得られた情報がnewテーブルに登録される。なお、隣接関係とは、ブロックデータの直接的なやりとり（送受信）が許容される関係をいう。

【0040】

triedテーブルには、ノード３と隣接関係を持ったことのあるノードのドメイン名及びＩＰアドレス等を含む情報のリストが登録される。

【0041】

Outbound隣接ノードリストＬ２には、特定地域Ａ３外及び特定地域Ａ３内毎に、Outbound隣接ノードとして選択された最新のノードを示す情報が示されている。ここでは、Outbound隣接ノードとして選択することが可能な上限値は、Inbound隣接ノードとして選択することが可能な上限値と同じ（例えば、８）である。また、特定地域Ａ３外の地域のノードをOutbound隣接ノードとして選択することが可能な所定値は、特定地域Ａ３外の地域のノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能な所定値と同じｎ１１（例えば、２）である。特定地域Ａ３内の地域のノードをOutbound隣接ノードとして選択することが可能な所定値は、特定地域Ａ３内の地域のノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能な所定値と同じｎ１２（例えば、６）である。このように、Inbound隣接ノードの選択の場合とOutbound隣接ノードの選択の場合とで、上限値、所定値ｎ１１、及び所定値ｎ１２を合わせると、ブロックチェーンネットワーク１のノード間の公平性を更に効率的に向上させることができる。

【0042】

＜各機能構成＞
続いて、ノードの各機能構成について説明する。

【0043】

送受信部３１は、主に、ネットワークＩ／Ｆ３０７に対するＣＰＵ３０１の処理によって実現され、通信ネットワークを介して、他の装置（例えば、ノード）との間で各種データ（または情報）の送受信を行う。

【0044】

判断部３３は、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、各種判断を行う。例えば、判断部３３は、Inbound隣接ノードの追加要求を行った要求元のノードのＩＰアドレスに基づいて、要求元のノードの属する地域が、ノード３の属する特定地域Ａ３と異なるかを判断する。

【0045】

選択部３５は、ＣＰＵ３０１の処理によって実現され、Inbound隣接ノード又はOutbound隣接ノードの選択を行う。この際、選択部３５は、特定地域Ａ３と異なる地域に属するノードをInbound隣接ノード又はOutbound隣接ノードとして選択することが可能な所定値ｎ１１に達しているかを判断する。また、選択部３５は、特定地域Ａ３と同じ地域に属するノードをInbound隣接ノード又はOutbound隣接ノードとして選択することが可能な所定値ｎ１２に達しているかを判断する。

【0046】

なお、選択部３５は、Inbound隣接ノード（又はOutbound隣接ノード）として選択することが可能な上限値において、特定地域Ａ３と異なる地域に属するノードをInbound隣接ノード（又はOutbound隣接ノード）として選択することが可能である割合が所定値ｎ２１に達しているかを判断してもよい。また、選択部３５は、Inbound隣接ノード（又はOutbound隣接ノード）として選択することが可能な上限値において、特定地域Ａ３と同じ地域に属するノードをInbound隣接ノード（又はOutbound隣接ノード）として選択することが可能である割合が所定値ｎ２２に達しているかを判断してもよい。

【0047】

〔実施形態の処理又は動作〕
続いて、図４乃至図７を用いて、本実施形態の処理又は動作について詳細に説明する。

【0048】

＜Outbound隣接ノードの選択＞
図４を用いて、Outbound隣接ノードの選択処理を説明する。図４は、Outbound隣接ノードの選択処理を示すフローチャートである。なお、以下に示すOutbound隣接ノードの選択処理は、上述の方式２を詳細に示した内容である。

【0049】

まず、判断部３３は、当初はnewテーブルＴｎから、Outbound隣接ノードの候補のノードのドメイン名及びＩＰアドレスを読み出す（Ｓ１１）。

【0050】

次に、判断部３３は、ドメイン名及びＩＰアドレスに基づいて、候補のノードの属する地域が、ノード３の属する特定地域Ａ３と異なるかを判断する（Ｓ１２）。ＩＰアドレスは、ＩＣＡＮＮ(Internet Corporation Assigned Names and Numbers）という世界組織が管理している（「ICANNの役割：https://www.icann.org/resources/pages/what-2012-02-25-ja」）。ノード３の判断部３３は、その公開情報を使って、ＤＮＳに登録されているＩＰアドレスのノードが特定地域Ａ３（自地域）であるか他地域であるかを判断してもよい。

【0051】

そして、例えば、候補のノード４ｂのように、所属する地域が異なる場合には（Ｓ１２；ＹＥＳ）、選択部３５は、特定地域Ａ３と異なる地域に属するノードをOutbound隣接ノードとして選択することが可能な所定値ｎ１１に達しているかを判断する（Ｓ１３）。具体的には、選択部３５は、Outbound隣接ノードリストＬ２において、特定地域Ａ３外に属するOutbound隣接ノードの選択数が所定値ｎ１１（例えば、２）に達しているかを判断する。そして、所定値ｎ１１に達していない場合には（Ｓ１３；ＮＯ）、選択部３５は、候補のノードをOutbound隣接ノードとして選択する（Ｓ１４）。一方、ステップＳ１３において、所定値ｎ１１に達している場合には（Ｓ１３；ＹＥＳ）、ステップＳ１１に戻る。

【0052】

例えば、図３の場合、特定地域Ａ３外のノードは既に２つ（４ｙ，４ｚ）選択されているため、所定値ｎ１１に達している。そのため、選択部３５は、図１の候補のノード４ｂをOutbound隣接ノードとして選択しない。

【0053】

なお、選択部３５は、ステップＳ１３では、Outbound隣接ノードとして選択することが可能な上限値において、特定地域Ａ３と異なる地域に属するノードをOutbound隣接ノードとして選択することが可能である割合が所定値ｎ２１（例えば、２５％）に達しているかを判断してもよい。

【0054】

また、上記ステップＳ１２において、異ならない（同じ）場合には（Ｓ１２；ＮＯ）、選択部３５は、特定地域Ａ３と同じ地域に属するノードをOutbound隣接ノードとして選択することが可能な所定値ｎ１２に達しているかを判断する（Ｓ１５）。具体的には、選択部３５は、Outbound隣接ノードリストＬ２において、特定地域Ａ３内に属するOutbound隣接ノードの選択数が所定値ｎ１２（例えば、６）に達しているかを判断する。そして、所定値ｎ１２に達していない場合には（Ｓ１５；ＮＯ）、選択部３５は、ステップＳ１４として、候補のノードをOutbound隣接ノードとして選択する。一方、ステップＳ１５において、所定値ｎ１２に達している場合には（Ｓ１５；ＹＥＳ）、ステップＳ１１に戻る。

【0055】

例えば、図３の場合、地域内のノードは、まだ５つ（４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ）しか選択されていないため、所定値ｎ１２に達していない。そのため、選択部３５は、候補のノード４ａをOutbound隣接ノードとして選択する。

【0056】

なお、選択部３５は、ステップＳ１５では、Outbound隣接ノードとして選択することが可能な上限値において、特定地域Ａ３と同じ地域に属するノードをOutbound隣接ノードとして選択することが可能である割合が所定値ｎ２２（例えば、７５％）に達しているかを判断してもよい。

【0057】

次に、ステップＳ１４の後、選択部３５は、Outbound隣接ノードとして選択することが可能な上限値（例えば、８）に達したかを判断する（Ｓ１６）。そして、上限値に達していない場合には（Ｓ１６；ＮＯ）、ステップＳ１１に戻る。また、上限値に達した場合には（Ｓ１６；ＹＥＳ）、図４のOutbound隣接ノードの選択処理が終了する。

【0058】

以上の処理によって、各ノードでは、常に地域外のOutbound隣接ノード数を、例えば２以下に抑えることが可能になる。

【0059】

＜Inbound隣接ノードの選択＞
図５を用いて、Inbound隣接ノードの選択処理を説明する。図５は、Inbound隣接ノードの選択処理を示すフローチャートである。なお、以下に説明するInbound隣接ノードの選択処理は、方式３を詳細に示した内容である。

【0060】

まず、ノード３の送受信部３１は、所定の要求元のノードから、Inbound隣接ノードの追加要求を受信する（Ｓ２１）。図１においては、ノード３の送受信部３１は、ノード２ａ又はノード２ｂから受信する。この際、送受信部３１は、要求元のノードのＩＰアドレスも受信する。なお、ＩＰアドレスは、インターネット上で要求元のノードを識別するための識別情報の一例である。

【0061】

次に、判断部３３は、ステップＳ２１で受信されたＩＰアドレスに基づいて、要求元のノードの属する地域が、ノード３の属する特定地域Ａ３と異なるかを判断する（Ｓ２２）。例えば、判断部３３は、ＩＣＡＮＮ公開情報を使って、要求元のノードの属する地域が、特定地域３Ａ（自地域）と異なるかを判定することができる。そして、異なる場合には（Ｓ２２；ＹＥＳ）、選択部３５は、特定地域Ａ３と異なる地域に属するノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能な所定値ｎ１１に達しているかを判断する（Ｓ２３）。具体的には、選択部３５は、Inbound隣接ノードリストＬ１において、特定地域Ａ３外に属するInbound隣接ノードの選択数が所定値ｎ１１に達しているかを判断する。そして、所定値ｎ１１に達していない場合には（Ｓ２３；ＮＯ）、選択部３５は、要求元のノードをInbound隣接ノードとして選択する（Ｓ２４）。一方、ステップＳ２３において、所定値ｎ１１に達している場合には（Ｓ２３；ＹＥＳ）、図５のInbound隣接ノードの選択処理は終了する。

【0062】

例えば、図３の場合、地域外のノードは既に２つ（２ｘ，２ｙ）選択されているため、所定値ｎ１１に達している。そのため、選択部３５は、要求元のノード２ｂをInbound隣接ノードとして選択しない。

【0063】

なお、選択部３５は、ステップＳ２３では、Inbound隣接ノードとして選択することが可能な上限値において、特定地域Ａ３と異なる地域に属するノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能である割合が所定値ｎ２１（例えば、２５％）に達しているかを判断してもよい。

【0064】

また、上記ステップＳ２２において、異ならない（同じ）場合には（Ｓ２２；ＮＯ）、選択部３５は、特定地域Ａ３と同じ地域に属するノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能な所定値ｎ１２に達しているかを判断する（Ｓ２５）。具体的には、選択部３５は、Inbound隣接ノードリストＬ１において、特定地域Ａ３内に属するInbound隣接ノードの選択数が所定値ｎ１２に達しているかを判断する。そして、所定値ｎ１２に達していない場合には（Ｓ２５；ＮＯ）、選択部３５は、ステップＳ２４として、要求元のノードをInbound隣接ノードとして選択する。一方、ステップＳ２５において、所定値ｎ１２に達している場合には（Ｓ２５；ＹＥＳ）、図５のInbound隣接ノードの選択処理は終了する。

【0065】

例えば、図３の場合、特定地域Ａ３内のノードは、まだ５つ（２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ）しか選択されていないため、所定値ｎ１２に達していない。そのため、選択部３５は、要求元のノード２ａをInbound隣接ノードとして選択する。

【0066】

なお、選択部３５は、ステップＳ２５では、Inbound隣接ノードとして選択することが可能な上限値において、特定地域Ａ３と同じ地域に属するノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能である割合が所定値ｎ２２（例えば、７５％割）に達しているかを判断してもよい。

【0067】

以上の処理によって、各ノードでは、常に地域外のInbound隣接ノード数を、例えば２以下に抑えることが可能になる。

【0068】

〔各方式の比較評価〕
続いて、図６及び図７を用いて、各方式１，２，３の比較評価について説明する。図６は、ＳｉｍＢｌｏｃｋ設定における地域内外へのデータ転送における伝搬遅延（ミリ秒）のマトリクスを示す図である。このマトリクスは、２０１９年のビットコインネットワークの統計情報に基づいている。

【0069】

以下に、方式１、方式２、方式３との定量的な比較評価を示す。シミュレータとしては、「東工大ニュース：パブリックブロックチェーンのシミュレータ「SimBlock」を開発・配布開始:https://www.titech.ac.jp/news/2019/044557.html」のＳｉｍＢｌｏｃｋを利用した。

【0070】

ＳｉｍＢｌｏｃｋは、図６に示されるような６つの世界の各地域にノードをランダム配置して、ノード間に隣接関係を設定することが可能である。本比較評価で利用した評価環境では、２０１９年におけるビットコインのノードの配置割合を利用して、北アメリカ（３３．１６％）、ＥＵ（４９．９８％）、南アメリカ（０．９％）、アジアパシフィック（１１．７７％）、日本（２．２４％）、オーストラリア（１．９５％）の配置可能性でノードを世界の各地域にランダム配置した。

【0071】

図７は、各方式のブロックデータの伝達時間の縮小効果を示すグラフである。

【0072】

「方式１」は、ランダムにOutbound隣接ノードを８台選択する方式である。「方式２」は、Outbound隣接ノード中の特定地域Ａ３外の隣接ノード数を１又は２以下に固定する方式である。但し、方式１、方式２ともに、Inbound隣接ノード数の上限は３０として、Inbound隣接ノード追加要求は、この３０以下であれば各ノードで受け付ける。方式３では、Inbound隣接ノードの上限値をOutbound隣接ノードの上限値と同じ８として、Inbound隣接ノード中の特定地域Ａ３外の隣接ノード数の上限である所定値は、Outbound隣接ノード中の特定地域Ａ３外の隣接ノード数の上限である所定値と同じとしている。つまり、図７において「方式３（地域外１）」は、Outbound、Inboundともに特定地域Ａ３外の隣接ノード数の上限である所定値は１であるということである。

【0073】

評価の条件としてメインチェーンのブロック高＝２００としたため、２０１個のメインチェーンのブロックがブロックチェーンネットワーク１全体に行き渡るまで評価が行われた。なお、ブロックデータの平均伝達時間とは、各メインチェーンのブロックが生成されてから、ブロックチェーンネットワーク１上の全てのノードに行き渡るまでの時間の平均値を示している。但し、仮にメインチェーンのあるブロックデータがフォークや、既定の時間（ビットコイン＝１０分）までにすべてのノードに行き渡らなかった場合は、当該ブロックの伝達時間はこの平均値に含まれない。

【0074】

ここで、フォークについて詳細に説明する。ブロックチェーンネットワーク１では、ほぼ同じ時間に異なるブロックが異なるマイナー（採掘者）により生成された場合に、どちらのブロックも規定数の承認が得られて、同一の親ブロックの下でフォークして生成される場合がある（「ウィキペディア：ブロックチェーン：https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%96%E3%83%AD%E3%83%83%E3%82%AF%E3%83%81%E3%82%A7%E3%83%BC%E3%83%B3」（以下、「参考文献」という。））。その場合、フォークした後にメインチェーンになれなかったブロックは孤児ブロック（参考文献）として廃棄され、この孤児ブロック上で行われたトランザクションも廃棄されてしまうため、孤児ブロックはなるべく生成されない方がよい。孤児ブロックが生成される一つの要因として、ブロックデータの伝達時間が挙げられる。仮に、ブロックデータが高速にブロックチェーンネットワーク１全体に行き渡れば、或るノードに他ブロックデータの生成通知が到着した場合に、当該ノードに既にブロックデータが到着しているため、後から到着したブロックデータは承認されないからである。

【0075】

また、評価においては、ブロックチェーンのコンセンサスアルゴリズム（「BLOCKCHAIN business community:ブロックチェーンを支える技術「プルーフ・オブ・ワーク（PoW）」とは:https://www.businessblockchain.org/what-is-proof-of-work-for-blockchain/」）としては、ＰｏＷ（Proof of Work）を用いた。

【0076】

方式２は、特定地域Ａ３外のInbound隣接ノード数が１，２の両方で、方式１のブロックデータの平均伝達時間を大幅に縮めることができる。しかし、方式３（地域外１）は、全てのブロックチェーンネットワーク１で方式２（地域外１）の平均伝達時間をさらに大幅（平均１４．８％）に縮めることができた。また、方式３（地域外２）も、すべてのブロックチェーンネットワーク１で方式２（地域外２）の平均伝達時間をさらに（平均７．８％）に縮めることができた。

【0077】

〔実施形態の主な効果〕
以上説明したように本実施形態によれば、ノード３は、所定の要求元のノードの属する地域がノード３の属する特定地域Ａ３と異なる場合であって（Ｓ２２；ＹＥＳ）、特定地域Ａ３と異なる地域に属するノードをInbound隣接ノードとして選択することが可能な所定値ｎ１１に達しているときには（Ｓ２３；ＹＥＳ）、所定の要求元のノードをInbound隣接ノードとして選択すること（Ｓ２４）を行わない。これにより、ブロックチェーンネットワーク１のノード間の公平性を効率的に向上させることができるという効果を奏する。

【0078】

特に、Inbound隣接ノードの選択の場合とOutbound隣接ノードの選択の場合とで、Inbound隣接ノード及びOutbound隣接ノードとして選択することが可能な上限値、所定値ｎ１１、（ｎ２１）及び所定値ｎ１２（ｎ２２）を合わせることで、ブロックチェーンネットワーク１のノード間の公平性を更に効率的に向上させることができるという効果を奏する。

【0079】

〔補足〕
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、以下のように種々の変形及び変更が可能である。
（１）ノード３はコンピュータとプログラムによっても実現できるが、このプログラムを記録媒体に記録することも、通信ネットワークを介して提供することも可能である。
（２）上記実施形態では、ノードの一例としてノート型パソコンが示されているが、これに限るものではなく、例えば、デスクトップパソコン、タブレット端末、スマートフォン等であってもよい。
（３）各ＣＰＵ３０１は、単一だけでなく、複数であってもよい。

【符号の説明】

【0080】

１ ブロックチェーンネットワーク
２ａ （特定地域Ａ３に属する）要求元のノード
２ｂ （地域Ａ２に属する）要求元のノード
３ ノード（情報処理装置の一例）
４ａ （特定地域Ａ３に属する）候補のノード
４ｂ （特定地域Ａ４に属する）候補のノード
３０ 記憶部
３１ 送受信部（受信手段の一例、送信手段の一例）
３３ 判断部（判断手段の一例）
３５ 選択部（選択手段の一例）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】