Nonce

Nonceとは何か？

Nonceは暗号処理で一度だけ使われる数値で、試行を一意にします。ビットコイン式のマイニングでは、マイナーがブロックハッシュが規則に合うまで調整する使い捨ての値です。ロッカーのダイヤルを何度も回してカチッと合うまで試すようなイメージです。

Nonceの仕組み

マイニングの簡単な手順を説明します。マイナーがキーボードの前でコーヒーを片手に、機械の速さで値を試している様子を想像してください。

1. 手順1：マイナーがトランザクションを集めて、ブロックヘッダーを準備します。
2. 手順2：Nonceの値を試し、ヘッダーをハッシュして、その結果がネットワークの難易度で定められた目標を満たすか確認します。
3. 手順3：失敗したら値を変えて再試行します。これを大量に繰り返します。
4. 手順4：うまくいったらマイナーはブロックをブロードキャストし、誰でも同じヘッダーと含まれたブロックデータをハッシュして検証できます。
5. 手順5：次のブロックでまた新しい探索を始めます。同じ勝負です、新しいラウンドが始まります。

それだけです。

Nonceが重要な理由

ではあなたにとっての利点は何でしょうか？

• 利点：誰でも作業証明を検証できるようにし、ブロック生成の正当性を保ちます。
• 視点：アカウントベースのチェーンでは、トランザクションカウンター（これもnonceと呼ばれる）がリプレイ攻撃や順序の不正を防ぎます。リプレイ攻撃
• 関連性：ブロックエクスプローラーやウォレットのUI、マイニングダッシュボード、開発ツールで目にします。

Nonceの主な特徴

関係するポイントをまとめます。

• 一意性：特定の暗号的試行に対して一度だけ使われ、その場所では再利用されません。
• 調整可能：マイニングでは、有効なハッシュを探すためにマイナーが回すノブのようなものです。
• 検証可能：誰でもハッシュを再計算して主張を確認でき、信頼は不要です。
• 制限あり：ビットコインでは32ビットフィールドが用意されているため、値が尽きたら他のフィールドも変えます。

バリエーション

同じ名前でもいくつかの種類があります。

• マイニング：プルーフオブワーク探索のためのブロックヘッダー内の値。
• エクストラ：コインベーストランザクションに入れる追加のNonceで、探索領域を広げます。
• アカウント：イーサリアムのようなチェーンにおけるトランザクションカウンターで、重複や順序問題を防ぎます。
• 署名：ECDSA署名で決して繰り返してはいけない秘密のランダム値で、繰り返すと鍵が漏れる可能性があります。

例

マイナーはヘッダー内の値を何十億回もループして、ハッシュが長いゼロの連続で始まるものを見つけるまで試し、見つかったらブロックを送信します。

豆知識

Nonceは中英語の「その場のために」を意味する語句に由来します。暗号学者はこれを一度だけ使う数値として採用しました。GPUやミームコインの時代よりずっと前の話です。

まとめ

一言で言えば、Nonceは作業証明や多くの暗号的手法を実際に動かす一度限りの数値で、仲介者を必要としません。