「IoT×Blockchain活用事例　～トイレに学ぶHyperledger Fabricシステム開発の勘所～」 講演者：株式会社日立製作所 梅田 多一 氏 6月27日開催 Hyperledger Tokyo Meetup にて講演

1. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
Hyperledger Tokyo Meetup
株式会社 日立製作所 サービスプラットフォーム事業本部
Blockchain推進部
2019/06/27
梅田 多一
IoT×Blockchain活用事例
～トイレに学ぶHyperledger Fabricシステム開発の勘所～

2. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
１. Why Blockchain ?
２. システム構成と処理方式
３. システム開発の勘所
Contents
1

3. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
１. Why Blockchain ?
2

4. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
トイレにブロックチェーンを適用する３つの理由
（１）基本的な価値
取引の否認＆なりすまし防止、取引記録の
本人/組織/他による改ざん＆削除防止
分散した組織間で取引を同じ内容同じ順番
に実行できる。リコンサイル不要化
（２）期待される価値
契約をプログラムとして記述が可能
契約条件に基づく取引の自動化 (DAO/DAC：Decentralized Autonomous Organization / Company)
署名/取引記録技術による価値
２ 取引の信頼性担保
３ 取引の自動化
１ 取引の透明性担保
P2P/分散合意技術による価値
スマートコントラクトによる価値
3

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①透明性（取引の透明性担保）
オレが〇〇〇したいとき
いつも空いてないんだよ
（怒）
トイレの見える化
4
Hyperledger Governing Board
日立 金融 長稔也本部長

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③ブロック
(Orderer)
の署名
①トイレ
(toilet1)
の署名
②各サーバ
(org1, org2)
の署名
ブロック情報
限界の人にとって改ざんは絶望
②改ざん耐性（取引の信頼性担保）
5

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IoT→BC→AI→IoTの連携で業務はもっと効率化できる
①AIによるさぼり検知
②スマートロックでドアオープン
②’赤外線操作でウォシュレット発射
※実際には実行していません
４０分
③スマートコントラクト（取引の自動化）
6

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ブロック情報
トイレにブロックチェーンを適用するＸＸＸの理由
7

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２. システム構成と処理方式
8

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システム構成
Orderer
ブロックチェーンネットワーク
Peer0
Node SDK
Chaincode
ブラウザ
Hyperledger Fabricのサンプルとして提供されている
balance-transferを使ってブロックチェーンネットワークを構成
5F北東（5EN）トイレ
センサ情報
Peer1
Chaincode
Node SDK
5F南東（5ES）トイレ
Node SDK
Node SDK
Peer1
Chaincode
Peer0
Chaincode
Org1 Org2
Node SDK
REST Server
5F北西（5WN）トイレ
5F南西（5WS）トイレ
センサ情報センサ情報
センサ情報
Endorsement Policy：
両方の組織（Org1&Org2）の署名が必要
9

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トイレ側の処理方式
Raspberry Pi
Node.js
Fabric Node SDK
updateAll({
“5WS1”:0,
“5WS2”:1,
“5WS3”:1,
“5WS4”:0
})
センサ情報を毎秒送信
5WS?: 5F南西トイレのベンザID
0/1: 空室/使用中
clearCount(“5WS”)
トイレ掃除後に送信
10
出典：RSコンポーネンツ販売サイト

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回路／制御プログラム
メス
510Ω
1kΩ
510Ω
EchoTriger
・Trigerを10μ秒HIGHにすると距離測定開始
・距離測定中はEchoがHIGH
・距離=(EchoがHIGHの時間×340m/s)÷2
11
出典：www.pi4j.com
出典：RSコンポーネンツ販売サイト
出典：www.amazon.co.jp
出典：www.amazon.co.jp

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サーバ側の処理方式（センサ情報）
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":10}
5WS2 {"status":1,"count":10}
5WS3 {"status":0,"count":10}
5WS4 {"status":1,"count":10}
updateAll({
“5WS1”:0,
“5WS2”:1,
“5WS3”:1,
“5WS4”:0
})
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":10}
5WS2 {"status":1,"count":10}
5WS3 {"status":1,"count":11}
5WS4 {"status":0,"count":10}
5WS?: 5F南西トイレのベンザID
status 0/1: 空室/使用中
read set
write set
センサ情報を毎秒送信
12

14. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
サーバ側の処理方式（トイレ掃除）
clearCount(“5WS”)
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":10}
5WS2 {"status":1,"count":10}
5WS3 {"status":0,"count":10}
5WS4 {"status":1,"count":10}
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":0}
5WS2 {"status":1,"count":0}
5WS3 {"status":0,"count":0}
5WS4 {"status":1,"count":0}
5WS?: 5F南西トイレのベンザID
status 0/1: 空室/使用中
read set
write set
トイレ掃除後に送信
13

15. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
３. システム開発の勘所
14

16. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
IoTによる大量更新
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":10}
5WS2 {"status":1,"count":10}
5WS3 {"status":0,"count":10}
5WS4 {"status":1,"count":10}
updateAll({
“5WS1”:0,
“5WS2”:1,
“5WS3”:1,
“5WS4”:0
})
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":10}
5WS2 {"status":1,"count":10}
5WS3 {"status":1,"count":11}
5WS4 {"status":0,"count":10}
read set
write set
センサ情報を毎秒送信
updateAll({
“5WS1”:0,
“5WS2”:1,
“5WS3”:1,
“5WS4”:0
})
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":10}
5WS2 {"status":1,"count":10}
5WS3 {"status":1,”count”:11}
5WS4 {"status":0,"count":10}
read set
トイレ側 サーバ側
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":10}
5WS2 {"status":1,"count":10}
5WS3 {"status":1,”count”:11}
5WS4 {"status":0,"count":10}
write set
なし
updateAll({
“5WS1”:0,
“5WS2”:1,
“5WS3”:1,
“5WS4”:0
})
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":10}
5WS2 {"status":1,"count":10}
5WS3 {"status":1,”count”:11}
5WS4 {"status":0,"count":10}
read set
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":10}
5WS2 {"status":1,"count":10}
5WS3 {"status":1,”count”:11}
5WS4 {"status":0,"count":10}
write set
なし
15

17. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
IoTによる大量更新
Peer1
Chaincode
Orderer
Node SDK
Peer1
Chaincode
5F南西（5WS）トイレ
センサ情報
Org1 Org2
センサ情報
read write set + Endorsement
read write set + Endorsement
①シミュレーション
②read write set生成
③Endorse
トランザクション（read write set + Endorsement）
ブロック
（トランザクション群）
生成ブロック
①トランザクションのEndorsement検証
②MVCC(Multi version Concurrency Control)
③commit
①シミュレーション
②read write set生成
③Endorse
ブロック
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18. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
IoTによる大量更新
Peer1
Chaincode
Orderer
Node SDK
Peer1
Chaincode
5F南西（5WS）トイレ
センサ情報
Org1 Org2
センサ情報
read write set + Endorsement
read write set + Endorsement
①シミュレーション
②read write set生成
③Endorse
トランザクション（read write set + Endorsement）
ブロック
（トランザクション群）
生成ブロック
①トランザクションのEndorsement検証
②MVCC(Multi version Concurrency Control)
③commit
①シミュレーション
②read write set生成
③Endorse
ブロック
更新がなければ（write setがなければ）
トランザクションを発行しないことで
余計なブロックの生成を抑える
17

19. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
同一Keyの同時更新
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":10}
5WS2 {"status":1,"count":10}
5WS3 {"status":0,"count":10}
5WS4 {"status":1,"count":10}
updateAll({
“5WS1”:0,
“5WS2”:1,
“5WS3”:1,
“5WS4”:0
})
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":10}
5WS2 {"status":1,"count":10}
5WS3 {"status":1,"count":11}
5WS4 {"status":0,"count":10}
read set
write set
センサ情報を毎秒送信
トイレ側 サーバ側
clearCount(“5WS”)
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":10}
5WS2 {"status":1,"count":10}
5WS3 {"status":0,"count":10}
5WS4 {"status":1,"count":10}
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":0}
5WS2 {"status":1,"count":0}
5WS3 {"status":0,"count":0}
5WS4 {"status":1,"count":0}
トイレ掃除後に送信
read set write set
version 100 version 101
version 100 version 101
MVCCで失敗してもセンサ情報はすぐ届く
MVCCで失敗したらリトライが必要
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20. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
同一Keyの同時更新
clearCount(“5WS”)
Key Value
5WS1 {"status":0,"count":10}
5WS2 {"status":1,"count":10}
5WS3 {"status":0,"count":10}
5WS4 {"status":1,"count":10}
トイレ掃除後に送信
Key Value
5WS1Count {"count":10}
5WS2Count {"count":10}
5WS3Count {"count":10}
5WS4Count {"count":10}
Key Value
5WS1 {"status":0}
5WS2 {"status":1}
5WS3 {"status":0}
5WS4 {"status":1}
Key Value
5WS1Count {"count":0}
5WS2Count {"count":0}
5WS3Count {"count":0}
5WS4Count {"count":0}
Key Value
5WS1 {"status":0}
5WS2 {"status":1}
5WS3 {"status":0}
5WS4 {"status":1}
write set
read set
なし
MVCCで失敗しない
countを独立したキーとして分離
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21. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
秘密鍵はどこへ消えた？
Orderer
ブロックチェーンネットワーク
Peer0
Chaincode
Peer1
Chaincode
Peer1
Chaincode
Peer0
Chaincode
Org1 Org2
Node SDK
REST Server
balance-transferはNode SDK REST Serverを提供していて便利
/tmpのクリーンアップによって
秘密鍵が削除されるのでご注意ください。
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さいごに
• 音速
カンオケ
この地球号に乗って
誰もが向かっている場所？
• 宇宙船地球号
340m/s×60s×60m≒1225km/h
4万77km÷24h≒1670km/h
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23. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
IoT×Blockchainで一歩前へ
電光掲示板
超音波
距離センサ
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他社商品名、商標等の引用に関する表示
23
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Hyperledger 及びHyperledger Fabric はThe Linux Foundationの米国およびその他の国における登録商標です。
Raspberry PiはRaspberry Pi財団の登録商標です。
その他記載の会社名、製品名などは、それぞれの会社の商標もしくは登録商標です。

25. © Hitachi, Ltd. 2019. All rights reserved.
株式会社 日立製作所 サービスプラットフォーム事業本部
Blockchain推進部
～トイレに学ぶHyperledger Fabricシステム開発の勘所～
IoT×Blockchain活用事例
2019/06/27
梅田 多一
END
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