Dragonchain ホワイトペーパー

ポスト量子セキュア、高速分散型ピアツーピア電子キャッシュシステム

バージョン: 1.3 日付: 2026年9月 ウェブサイト: https://www.dragonchain.cc GitHub: https://github.com/dragonchain2026

要約

Dragonchainは、SugarchainのPoWと難易度調整パラメータ（5秒ブロック、Yespower、SugarShield-N510）に基づき、署名アルゴリズムをポスト量子セキュアなFalcon-512に置き換えた（Tidecoinのポスト量子セキュリティのアプローチを参考に）、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）コンセンサスに基づく分散型ピアツーピア電子キャッシュシステムです。Dragonchainは、5秒のブロック時間で世界最速級のPoW取引確認を実現し、Falcon-512ポスト量子署名アルゴリズムを採用して将来の量子コンピュータ攻撃に耐性を持ち、Yespower CPUフレンドリーマイニングアルゴリズムを通じて「1CPU1票」の分散化を実現します。Dragonchainは、ICO、プレマイン、プライベートセールを一切行ったことがなく、完全にフェアローンチのコミュニティ主導プロジェクトです。

1. はじめに

ビットコイン[1]は、最初に成功した分散型デジタル通貨として、暗号証明に基づく電子決済システムの実現可能性を実証しました。しかし、ブロックチェーン技術の進化に伴い、ビットコインは2つの根本的な課題に直面しています：

取引確認の遅さ：ビットコインの10分のブロック時間では日常的な支払いの需要に対応できません
量子コンピューティングの脅威：ビットコインのECDSA署名アルゴリズムは量子コンピュータに対して安全性を提供しません[2]

Dragonchainは、これらの両方の課題に対して体系的なソリューションを提供します： - 5秒のブロック時間、ビットコインの120倍の速度 - Falcon-512ポスト量子署名アルゴリズム、量子コンピューティング攻撃に耐性

Dragonchainは、サトシ・ナカモトの「1CPU1票」の原則を厳格に遵守します。Yespowerアルゴリズムを通じて、マイニングパワーはGPUファームやASICマイナーに集中するのではなく、広範なCPUデバイスに分散されます。

2. コアパラメータ

パラメータ	値	備考
ブロック時間	5秒	最速のPoWブロックチェーンの1つ
ジェネシスブロック報酬	42.94967296 DRAGON	ジェネシスブロックのみ
初期期間報酬	3.32988658 DRAGON	最初の6ヶ月（ブロック1〜3,153,599）
標準ブロック報酬	0.20807311 DRAGON	6ヶ月後、4年ごとに半減
半減間隔	25,228,800ブロック（約4年）
総供給量	21,000,000 DRAGON	ビットコインの総量と同等
ジェネシスタイム	2026-05-04 21:20:00 CST	Unixタイムスタンプ: 1777900800
PoWアルゴリズム	Yespower 1.0.1	CPUフレンドリー
署名アルゴリズム	Falcon-512	格子ベースのポスト量子暗号
アドレス形式	Bech32 (dragon1...)	ネイティブSegWit
難易度調整	SugarShield-N510	510ブロック移動ウィンドウ（約42.5分）
P2Pポート	29000
RPCポート	28999
プレマイン/ICO/IEO	なし	完全フェアローンチ

3. ポスト量子セキュリティ

3.1 量子コンピューティングの脅威

量子コンピュータは、従来の公開鍵暗号に根本的な脅威をもたらします。Shorのアルゴリズムは、整数因数分解問題と楕円曲線離散対数問題（ECDLP）の両方を多項式時間で解くことができ、ビットコインのECDSA（secp256k1）署名は、十分に強力な量子コンピュータによって完全に破られることを意味します。

2020年12月、光子量子コンピュータが従来のスーパーコンピュータに対する「量子超越性」を実証しました[3]。現在の量子コンピュータはビットコインの署名を破る規模に達していませんが、暗号通貨の設計は数十年単位で考える必要があります。量子コンピュータが成熟したとき、保護されていないブロックチェーンは壊滅的なセキュリティ障害に直面するでしょう。

3.2 Falcon-512署名アルゴリズム

Dragonchainは、デジタル署名アルゴリズムとしてFalcon-512（Fast-Fourier Lattice-based Compact Signatures over NTRU）を採用しています。Falconは、2008年にGentry、Peikert、Vaikuntanathanによって導入された格子ベースの署名フレームワークの実装であり、2022年にNISTによってポスト量子デジタル署名標準（FIPS 206）として選定されました[4]。

コア原理：

Falconのセキュリティは、NTRU格子上の短整数解問題（SIS）に基づいています。方式は以下のように機能します：

鍵生成：q-ary格子の短基底（秘密鍵）と長基底（公開鍵）を生成
署名： a. ランダムなソルト値を生成 b. ターゲット c = H(msg||salt) を計算、ここでHは入力を格子点にマッピングするハッシュ関数 c. 短基底の知識を使用して、ターゲットcに近い格子点vを計算 d. (salt, s) を出力、ここで s = c − v
検証：検証者は、以下の場合に限り署名(salt, s)を受け入れます： a. ベクトルsが短いこと b. H(msg||salt) − s が公開鍵によって生成された格子上の点であること

Falcon-512の特性：

特性	値	備考
署名サイズ	690バイト	コード内のパディング済み最大署名長（NIST標準のFalcon-512署名は666バイト）；RSA/ECDSAより大きいが、SPHINCS+などの他のポスト量子署名よりはるかに小さい
公開鍵サイズ	897バイト	コンパクト、組み込み機器に適する
古典的セキュリティ	~128ビット	NISTセキュリティレベル1（AES-128相当）
署名速度	数千回/秒	一般的なコンピュータで
検証速度	署名より5〜10倍高速
RAM使用量	<30 KB	メモリ制約のあるデバイスに適する

量子耐性：Falconは格子暗号に基づいています。現在、一般的なケースで効率的な解法は知られていません——量子コンピュータの助けを借りても——なぜなら、基盤となる困難問題（NTRU格子上のSIS）には既知の効率的な量子解法がないからです。これは、整数因数分解や離散対数に基づく従来の暗号とは対照的です。

3.3 DragonchainにおけるFalcon-512の実装

Dragonchainは、Falcon-512を取引の署名と検証フローに完全に統合しています：

鍵生成：PQCLEAN_FALCON512_CLEAN_crypto_sign_keypair() が公開鍵/秘密鍵ペアを生成
取引署名：PQCLEAN_FALCON512_CLEAN_crypto_sign_signature() が取引ハッシュに署名
署名検証：PQCLEAN_FALCON512_CLEAN_crypto_sign_verify() が署名を検証

// 署名サイズ: 690バイト (src/key.h)
#define PQCLEAN_FALCON512_CLEAN_CRYPTO_BYTES_ 690

// 署名検証 (src/pubkey.cpp)
int r = PQCLEAN_FALCON512_CLEAN_crypto_sign_verify(
    vchSig.data(), vchSig.size(),
    hash.begin(), 32,
    pch + 1
);

Falcon-512の秘密鍵は1281バイト（ビットコインのsecp256k1の32バイトよりはるかに大きい）であり、32バイトの秘密鍵を前提とするBIP32のHD導出メカニズムを直接適用できないため、BIP32階層的決定論（HD）ウォレット導出と互換性がありません。Dragonchainは、これを合理的なトレードオフと考えています：ポスト量子セキュリティがHDの利便性よりも優先されます。モバイルウォレットでは、Dragonchainは非HD方式を採用します：単一のFalcon-512秘密鍵をニーモニックでバックアップして暗号化し、派生パスに沿って子鍵を導出するのではありません。

4. プルーフ・オブ・ワークとコンセンサス

4.1 Yespower PoWアルゴリズム

Dragonchainは、プルーフ・オブ・ワークアルゴリズムとしてYespower 1.0.1を使用しています[5]。Yespowerはscryptを基盤として、以下の特性を持ちます：

CPUフレンドリー：現在のCPUでの計算が比較的効率的
GPUは比較的不向き：現在のGPUでは比較的非効率
FPGA/ASICの優位性は限定的：SHA-256マイニングと比較して専用ハードウェアの効率優位は明らかに小さいが、完全に免疫ではない

この設計により、マイニングパワーは広範な汎用コンピューティングデバイスに分散される傾向があり、「1CPU1票」の分散化の理想に近づきます。

PoW検証フロー：

H(Nonce) = Hash(Hash(nVersion, hashPrevBlock, hashMerkleRoot, nTime, nBits, Nonce))

もし H(Nonce) < PoW_Target ならば:
    プルーフ・オブ・ワークは有効 → 新しいブロックをブロードキャスト → ブロック報酬を受け取る

最小難易度（powLimit）：

0x003fffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffffff

低いpowLimitにより： 1. 5秒の超高速ブロック生成が可能 2. 低スペックのCPUもマイニングに参加可能

4.2 難易度調整アルゴリズム：SugarShield-N510

Dragonchainは、SugarShield-N510難易度調整アルゴリズム（DAA）を採用しています。これはSugarchain由来であり（ZcashのDigishieldの改良に基づく）、510ブロック（約42.5分）の移動平均ウィンドウを使用します。

コア式：

target_{h+1} = avg_N_targets × (1 + (t_N − t₀) / (4 × T × N) − 1/4)

ここで T = 5（目標ブロック時間、秒）、N = 510（ウィンドウサイズ）

パラメータ設定：

パラメータ	値	備考
目標ブロック時間	5秒
難易度期間	510ブロック（42.5分）
最大下方調整	32%	期間ごと
最大上方調整	16%	期間ごと
DAA開始ブロック	ブロック511
DAA安定開始	ブロック512

攻撃耐性： - 未来時間制限（FTL）がタイムスタンプ攻撃を防止：タイムスタンプがローカルネットワーク調整時間（nAdjustedTime）を60秒超えて先行するブロックは拒否されます - ピアの時間オフセットの中央値が70秒を超える場合、ノードはその時間データを無視し（時間オフセットをゼロにし）、警告を記録してその時間ソースを採用しません

4.3 最長チェーンコンセンサス

Dragonchainは、最長チェーンルールによるナカモトコンセンサスに従います：ノードは常に最も多くのプルーフ・オブ・ワークが蓄積されたチェーンを正しいチェーンと見なし、その延長を続けます。2つのノードが同時に次のブロックの異なるバージョンをブロードキャストした場合、ノードは最初に受信したブロックを処理しますが、もう一方の分岐を保持します。次のプルーフ・オブ・ワークが見つかったとき、最も多くの作業が蓄積されたチェーンが勝利し、最長の分岐となります。ネットワーク上のほとんどのノードはその後、その分岐に切り替えます。5秒のブロック時間は極めて短いため、ブロック伝播遅延と孤児ブロック率は10分チェーンより高く、実際の平均ブロック時間は5秒をわずかに上回り、ハッシュレートの変動時にはフォークと再編成がより発生しやすくなります。

5. 経済モデル

5.1 供給モデル

Dragonchainの総供給量は21,000,000 DRAGONに厳密に制限されており、ビットコインの経済的に重要な総量と一致します。

ブロック報酬構造：

フェーズ1（ジェネシス、ブロック0）:
  報酬 = 42.94967296 DRAGON (= 2³² / 10⁸)

フェーズ2（初期期間、ブロック1〜3,153,599、約6ヶ月）:
  報酬 = 3.32988658 DRAGON/ブロック
  合計 ≈ 10,500,000 DRAGON（供給の約半分）

フェーズ3（標準、ブロック3,153,600以降）:
  報酬 = 0.20807311 DRAGON/ブロック
  25,228,800ブロック（約4年）ごとに半減
  64回の半減サイクル → 報酬は最終的にゼロに

総供給量の計算：

総供給量 = 42.94967296 + 10,500,000 + Σ(n=0→63) 25,228,800 × 0.20807311 / 2^n
         ≈ 42.94967296 + 10,500,000 + 10,498,870
         ≈ 21,000,000 DRAGON

5.2 発行曲線

Dragonchainはフロントローデッド発行戦略を採用しています： - 最初の6ヶ月：総供給量の半分（10,500,000 DRAGON）が解放され、迅速に流通を確立 - 6ヶ月後：標準の4年半減サイクルに入り、残りを徐々に解放 - 約256年後（厳密な5秒ブロックを前提とした理論値）：すべてのDRAGONが採掘される

この設計の利点： 1. 初期のマイナーがネットワーク構築に参加する十分なインセンティブを得る 2. 迅速に確立された流動性が取引所への上場や決済アプリケーションの統合を促進 3. 長期的な半減メカニズムが持続的な希少性を維持

トレードオフとして考慮すべき点：フロントローデッド発行は初期参加者に著しく高い報酬を与え（当初3.33 DRAGON/ブロック、その後約0.208 DRAGON/ブロックへ急減、約16倍の落差）、後期のマイナーのインセンティブは明らかに弱まります。また、このパターンは「完全フェアローンチ」と一定の緊張関係にあります——これは意図的な設計上のトレードオフであり、純粋な利点ではありません。

5.3 ビットコイン経済モデルとの比較

パラメータ	Bitcoin	Dragonchain
総供給量	21,000,000 BTC	21,000,000 DRAGON
ブロック時間	10分	5秒
初期報酬	50 BTC	3.33 DRAGON（ジェネシスブロック42.95）
半減間隔	210,000ブロック（約4年）	25,228,800ブロック（約4年）
半減回数	33回	64回
完全採掘	約2140年	約2282年
最小単位	1 satoshi (0.00000001)	1 satoshi (0.00000001)

6. アドレスと取引

6.1 Bech32アドレス形式

Dragonchainは、デフォルトでネイティブSegWitアドレスにBech32エンコーディング（BIP173）を使用し、次の形式をとります：

dragon1q8e0znwfry08evlqxkawgpl2pfashr8ceg9wfw3

アドレスの分解： - dragon：人間可読部分（HRP）、Dragonchainネットワークを識別 - 1：セパレータ - q：ウィットネスバージョン（v0） - 8e0znwfry08evlqxkawgpl2pfashr8ce：ウィットネスプログラム（32文字、Base32エンコードの20バイトプログラム） - g9wfw3：チェックサム（6文字のBCHコード）

レガシー vs ネイティブSegWit：

特徴	レガシー（Base58）	Bech32（ネイティブSegWit）
アドレス例	S...	dragon1...
大文字小文字	区別する	区別しない
QRコード効率	低	高
エラー検出	中程度	優れている（高信頼性の検出）
取引手数料	高い	低い

レガシーアドレスのプレフィックス：公開鍵アドレスは S で始まり、スクリプトハッシュアドレスは s で始まります。

6.2 ネイティブSegWit

Dragonchainは、ジェネシスブロックからSegregated Witness（BIP141/BIP143/BIP147）を有効にしており、すべての取引はデフォルトでSegWit形式を使用します。従来の取引形式と比較して：

よりコンパクトな取引データ、より低い手数料
取引展性の排除
レイヤー2スケーリングソリューション（例：ライトニングネットワーク）の基盤を提供

6.3 取引署名

すべてのDragonchain取引は、Falcon-512アルゴリズムを使用して署名されます。署名は690バイト、公開鍵は897バイトです。ビットコインのECDSA（約71バイトの署名、33バイトの公開鍵）より大きいですが、このトレードオフは量子コンピューティング攻撃に対する長期的なセキュリティを提供します。

7. ネットワークアーキテクチャ

7.1 P2Pネットワーク

Dragonchainは、スーパーノードを必要としない完全分散型ピアツーピアネットワークトポロジーを使用します。すべてのフルノードは同一の設定とコードを実行し、ブロードキャストメカニズムを通じて自己組織化ネットワークを形成します。

ノード運用フロー： 1. 新しい取引がすべてのノードにブロードキャストされる 2. 各ノードが新しい取引をブロックに収集 3. 各ノードがPoW計算を実行し、有効な証明をネットワークにブロードキャスト 4. ノードがプルーフ・オブ・ワークを収集し、有効なブロックを生成 5. PoWとすべての取引が有効な場合にのみ、ノードはブロックを受け入れる 6. ノードは、受け入れたブロックのハッシュを前のハッシュとして使用し、次のブロックを作成することでチェーンの受け入れを表明

7.2 ストレージと帯域幅の要件

指標	現在値	日次増加
ブロック数	約2,034,000+	約15,700ブロック/日
ブロックチェーンサイズ	約1.8 GB	約14 MB/日
年間増加	—	約5.1 GB/年

注意：Falcon-512の署名（690バイト）+公開鍵（897バイト）により、1取引あたりの鍵と署名のサイズはビットコインのECDSA（約71バイトの署名+33バイトの公開鍵）よりはるかに大きくなります。上記の数値は現在の低い取引負荷の下での推定値であり、取引量が増加するにつれて、ストレージと帯域幅の要件はこの線形推定を大幅に上回って増加します。

8. セキュリティ分析

8.1 量子セキュリティ評価

Dragonchainのポスト量子セキュリティレベル：

攻撃シナリオ	ECDSA（Bitcoin）	Falcon-512（Dragonchain）
古典コンピュータ攻撃	安全（128ビット）	安全（約128ビット相当）
Shorのアルゴリズム（量子）	完全に破られる	安全（格子問題に効率的な量子ソルバーは知られていない）
Groverのアルゴリズム（量子）	N/A（Groverは署名アルゴリズムを対象としない；ただしPoWハッシュ難易度はGroverの影響を受け、安全性はおよそ平方根レベルに低下）	署名の安全性は影響を受けない；ただしそのSHAKEハッシュコンポーネントは同様にGroverの平方根レベルの加速を受ける
サイドチャネル攻撃	実装に依存	実装に依存；Falconは浮動小数点FFT/サンプリング工程のため、ECDSAよりも高いサイドチャネル対策が要求され、定数時間実装が必要

9. ロードマップ

フェーズ	時期	目標
フェーズ1	2026 Q2	メインネットローンチ、フルノードリリース、マイニング有効化 ✅
フェーズ2	2026 Q2	ブロックエクスプローラー公開、公式ウェブサイト展開 ✅
フェーズ3	2026 Q3-2027+	Androidモバイルウォレット（SPV）、スマートコントラクト等

10. 結論

Dragonchainは、SugarchainのPoWと難易度調整パラメータに基づき、署名アルゴリズムをポスト量子セキュアなFalcon-512に置き換え（Tidecoinのポスト量子セキュリティのアプローチを参考に）、速度とセキュリティの両方に優れた次世代の分散型電子キャッシュシステムを構築します。

5秒のブロック時間、Falcon-512ポスト量子署名、Yespower CPUフレンドリーマイニング、SugarShield-N510難易度調整アルゴリズムを通じて、Dragonchainは取引速度、量子セキュリティ、分散化の度合い、経済モデルの持続可能性において体系的な革新を実現します。

プレマインなし、ICOなしの完全にコミュニティ主導のフェアローンチプロジェクトとして、Dragonchainは世界中のユーザーにとって信頼できる分散型支払いインフラストラクチャになることを目指します。

本プロジェクトは、Disney傘下のDragonchain（dragonchain.com、トークンDRGN）とは一切関係がなく、名称の類似は単なる偶然です。

参考文献

[1] S. Nakamoto. Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, 2008. [2] P. W. Shor. Polynomial-Time Algorithms for Prime Factorization and Discrete Logarithms on a Quantum Computer. SIAM Journal on Computing, 1997. [3] IEEE Spectrum. Photonic Quantum Computer Displays 'Supremacy' Over Supercomputers, Dec 2020. [4] Falcon: Fast-Fourier Lattice-based Compact Signatures over NTRU. https://falcon-sign.info/falcon.pdf [5] Yespower. https://www.openwall.com/yespower/ [6] Zenny Kim. Sugarchain: A PoW Blockchain with Fastest Transactions and Halving without Rounding Errors. [7] EverettX. Tidecoin: A Post-Quantum Security Peer-to-Peer Crypto Cash, 2020.

Dragonchainは、MITライセンスの下でリリースされたオープンソースプロジェクトです。誰でも自由にこのプロジェクトのコードを使用、変更、配布することができます。