白皮书
2025年9月版
1. 引言
近年来出现的区块链技术已成为现代技术革命中最受关注的领域之一。它具有数据不可篡改性、去中心化、交易透明性等特性,这些特性的结合有可能为许多行业和社会系统带来革命性的变化。
区块链技术的应用实例涵盖广泛,包括金融业的国际汇款加速和成本削减、房地产交易透明度的提高、供应链可追溯性的加强等。此外,通过使用智能合约,可以自动进行金融交易和条件性自动销售等,期待构建新的商业模式和服务。
Japan Open Chain是一个与以太坊完全兼容的联盟型公链。它被设计为在即将飞跃性增长的web3领域中,企业和个人可以安心开展业务的基础设施。本链保持必要充分的去中心化和高安全性能·稳定性,由可信赖的日本企业按照日本法律进行合规运营。
本白皮书记载了关于成为下一代新金融基础设施的Japan Open Chain的详细信息。
1.1 区块链技术的历史与演进
区块链技术的历史始于2008年中本聪(假名)发表的比特币白皮书。比特币提供了一个无需中央机构的点对点电子现金系统,其背后采用的区块链技术引起了人们对区块链技术的关注。
随着比特币的成功,许多基于区块链技术的加密资产和项目应运而生。其中,2015年出现的以太坊不仅具有货币功能,还引入了可以在区块链上自由运行编程的"智能合约"。这项技术将区块链技术 从分布式数据库技术提升到分布式计算环境,大大扩展了区块链技术的可能性。
此后,区块链的应用领域迅速扩大,在金融科技、医疗、能源、房地产、物流等众多行业推进了区块链的引入和研究。目前,区块链技术从第一代比特币开始,到具有智能合约和Dapps的第二代,再到增强可扩展性和互操作性的第三代,持续演进。
1.2 Japan Open Chain的开发背景与目的
虽然以太坊的潜力令人惊叹,但以太坊在可扩展性、可用性、成本等方面存在诸多问题。每秒能执行的交易平均只有15次,程序执行成本每次可能从数百日元到数万日元不等。此外,还有最终性速度、硬分叉导致的链分裂、责任归属不明等商业使用中的各种课题。Japan Open Chain是为了解决这些问题,由日本高可信度企业支持的、与以太坊完全兼容的区块链。
Japan Open Chain的一大特色是,在保持与以太坊完全兼容的同时,为了降低可扩展性和成本,采用了权威证明(PoA)方式作为其共识算法。通过采用这种算法,每秒能执行的交易速度从平均数百次飞跃性地增加到数千次。此外,为了提高使用区块链开展业务时的法律稳定性,通过选择高可信度的日本企业作为运营者即验证者,诞生了高速且低成本、任何人都可以安心用于web3业务的"Japan Open Chain"。
预计今后区块链相关市场将与AI并列飞跃性增长,位于日本中心的"Japan Open Chain"将成为在IT和金融商业领域开辟新可能性的关键。我们衷心希望 通过这个项目为大家提供创新的革新。
2. 市场背景与机遇
2.1 区块链市场的扩大
区块链技术持续演进,利用这项技术的市场正在快速扩大。预计今后也将快速扩大,到2030年有可能将全球国内生产总值(GDP)提高1.76万亿美元,将日本GDP提高720亿美元。
特别是在金融科技、医疗、物流、制造业、能源等行业,区块链技术的优势得到认知,并被纳入实际业务。在各个领域都有引入案例报告,如金融领域的跨境交易效率化、医疗数据的管理·共享、供应链透明性确保等。
2.2 NFT市场的扩大
从2021年左右开始,NFT(非同质化代币)和DeFi(去中心化金融)受到高度关注。NFT市场在比较2021年1月和12月时,月交易额增长了+5,438%。2021年NFT市场前10大平台的合计年交易额达到2,390亿美元。其中65%以上在以太坊主网上进行。
NFT最初在艺术和游戏领域特别受关注,但现在会员证、身份证等证明书以及作为门票的使用等,发挥其特性的新用例正在增加,期待今后的进一步发展。
2.3 DeFi的出现
随着DeFi(去中心化金融)的出现,通过使用放置在区块链上的程序来交易NFT和金融产品,可以在不需要任何人中介的情况下进行可编程的金融交易。
表示向市场资金供应量的TVL(锁定总价值)从2021年1月的158亿美元增加到2021年12月的1,692亿美元,增长约1,070%,以太坊占其中50%以上的比例。
今后这个DeFi世界预计将吞并包括证券市场、房地产市场在内的整个金融业,创造出与以往完全不同的全新金融世界。Japan Open Chain由法律稳定性高的日本企业运营,因此在DeFi领域也是非常易于使用的区块链。
2.4 稳定币市场的扩大
从2020年到2025年,稳定币市场经历了爆发性增长。
稳定币是指其价值与特定资产、货币或一组资产挂钩而保持稳定的加密货币。稳定币是为了缓解加密资产价格大幅波动带来的风险而引入的,近年来在市场上存在感日益增强。
特别是随着去中心化金融(DeFi)的出现,稳定币作为交易媒介和抵押品发挥作用,许多DeFi协议都在利用稳定币。Tether(USDT)、USDC、DAI等多种稳定币在市场上流通,截至2025年,其总市值超过26万亿日元,预计今后5年将增长到约400万亿日元规模的市场。
稳定币的主要优点在于价格稳定性,除此之外,与现有金融基础设施相比的低廉汇款手续费、作为可编程货币的性质是其特征,期待在跨境汇款和交易效率化、金融服务访问扩大等广泛应用。特别是在发展中国家,无法访问传统银行系统的人们通过使用稳定币,即使没有银行账户也能接受金融服务。
另一方面,在称为稳定币的产品中,也有在没有法律资产支撑的情况下发行的,实际上价值并不稳定,其中还存在类似诈骗的代币。在Japan Open Chain中,根据日本关于稳定币的法律修订,已经与验证者和金融机构一起进行了发行由银行持有支撑资产的、法律上非常稳定的稳定币的实证实验。
Japan Open Chain由于其法律稳定性和交易速度,期待在稳定币的发行和流通方面也发挥重要作用。
3. 以太坊及其问题点
如此因NFT、DeFi、Web3的兴起,以太坊主网络等区块链基础设施受到关注,但以太坊等无许可区块链由于其性质,在商业使用上面临一些挑战。本章解说现状的课题。
3.1 以太坊的技术方式(PoS方式)
以太坊采用"无许可区块链"方式设计,任何人都可以通过安装软件并连接到以太坊网络,立即成为以太坊网络的运营者。
通过采用无许可方式,该区块链可以在不过度依赖特定个人或团体的情况下运营,即使是不符合各国法律的服务内容,如果在该国国外也可以展开,这是其特征。特别是在希望从专制国家等防卫资产和系统的情况下,预计会发挥 很大的力量。
最初采用被称为工作量证明(PoW)的、比特币也采用的参与节点协调算法(共识算法),但这种方式需要最大限度地使用计算机功率,电力负荷高,因此对地球环境不友好成为问题。
因此,现在以太坊转移到称为权益证明(PoS)的共识算法方式,能够以降低环境负荷的形式进行区块链生成。在PoS方式中,如果想成为以太坊的运营者,可以通过存入32以太(按现在价格约1200万日元:2024年10月时点)成为验证者(运营者)。
3.2 以太坊的课题
如上所述,虽然通过采用PoS方式在一定程度上解决了环境负荷问题,但由于其特征,以太坊还面临其他各种问题。
3.2.1 速度慢的问题
在无许可节点方式中,众多节点服务器必须使用PoW方式或PoS方式等共识算法进行协调,因此提高区块链交易速度变得困难。随着社区变大,在规格变更等方面决策也需要更多时间。目前,比特币对全球请求每秒约7次(7TPS),以太坊也是每秒平均约12次左右的交易次数。
这个交易次数上限对于满足全球交易需求来说非常少,因此作为解决方案,以太坊社区正在进行Layer2链和分片等提高可扩展性的技术研究和实施。但是,Layer2技术在去中心化、法律稳定性、技术方式方面还有困难,在商业使用方面还存在各种挑战。关于分片技术还处于构想阶 段,据说实施需要相当长的时间。
3.2.2 高昂的Gas费用问题
在以太坊中,为了进行交易需要称为gas的费用,需要以太作为手续费支付。由于目前以太坊无法处理大量交易,自然会集中流量。随着用户增多,作为手续费货币的gas费用和以太价格会暴涨,结果在目前的以太坊中,执行一个程序需要数百日元,有时甚至数万日元。
例如,即使是发送稳定币这样简单的用例,一次也要花费数百日元,有时甚至数千日元。发行5万个NFT有时花费超过100亿日元。
这样,在以太坊主网中高昂的手续费成为问题,阻碍了其使用。
3.2.3 最终性问题
无许可节点方式由于必须在非常多的参与节点间协调,在该交易可以被视为完成的瞬间之前的时间,即最终性速度方面存在特有的问题。
区块链通过批准交易并将其包含在区块中来"确认"该交易。但是,在无许可区块链中,直到区块确认的时间不固定是一个问题。这被称为"概率性最终性"。
在PoS方式中一定程度上解决了这个问题,通过等待一定时间最终性会确定,但即使如此,交易完全完成还需要等待数十秒到数分钟。在确定之前只是概率性的,因此交易有可能回滚。这种行为在正式的金融交易等中可能引起重大问题。
3.2.4 51%攻击问题
区块链的共识算法存在称为51%攻击的脆弱性。这是指通过控制网络的过半数,使交易篡改和双重支付成为可能的问题。
在PoW方式的区块链,例如比特币等中,通过拥有51%的计算力可以劫持网络。在大规模网络中被认为困难,但在小规模网络中风险增加。此外,在PoW方式中电力消费问题也令人担忧。
在PoS方式,例如以太坊2.0这样的情况下,与计算机的计算能力相比,质押的资产数量变得重要。但是,由于存在高额的质押要求和惩罚系统,一般人的参与变得困难。
实际上,在以太坊这样的大规模PoS网络中,由于个人参与困难,代行质押的企业增加,这些企业进行大量质押导致网络上权力集中。这种情况违背了区块链去中心化的理念。
在PoS方式的区块链上,在稳定币等大规模资产流动的情况下,如果必要的质押资产相对较少,大型组织或国家介入,通过投入超过质押的51%以上的资金来劫持网络的风险也存在。
结论是,特别是在小规模网络中引入PoS方式时,需要慎重考虑51%攻击和权力集中等风险。
3.2.5 硬分叉问题
NFT是利用区块链机制的产物,但在处理它时最重要的需要认识的风险是硬分叉。
硬分叉是规格变更方法的一种,指的是变更前后没有兼容性的更新。当进行这种硬分叉时,两个链都会在分割后继续。由众多参与者运营的无许可节点方式难以形 成共识,在比特币和以太坊中,链的分割至今已经发生过多次。
过去的硬分叉有时为代币持有者带来了利益,但在NFT发行链中进行硬分叉会成为非常大的风险。因为会生成NFT的重复版本,这与NFT是独一无二的观点根本对立。
同样,作为无法分割的资产,稳定币也存在。当然稳定币也无法分割,因此在将来发生硬分叉时,稳定币发行者的意图可能会对链的运营产生重大影响的担忧也存在。
3.2.6 法律不透明性问题
无许可区块链的法律地位在许多国家还没有明确定义。这使得NFT和应用程序的法律权限以及数据保护变得不确定。特别是在有国际数据转移规制的国家进行商业活动时,使用区块链需要特别注意。
为了解决这个问题,需要建立国际区块链规范和法律框架。此外,还需要明确运营者的责任所在和制定关于数据保护的明确方针。
目前,企业使用无许可区块链在法律稳定性方面可能面临重大问题。
4. 关于Japan Open Chain
为了解决上述课题,Japan Open Chain作为与以太坊兼容的区块链基础设施被开发,使Web3业务能够安心安全地实现。它被设计为由可信赖的日本企业按照日本法律进行合规运营,确保充分的速度、去中心化和高安全性·稳定性的联盟型公链。
4.1 概念与目的
Japan Open Chain是世界上任何用户都可以使用的、与以太坊兼容的联盟型公链。这个链的特征是在与以太坊保持完全兼容的同时,采用权威证明(PoA)算法,从而实现高速交易处理。
PoA方式与PoS方式相比,验证者的去中心化程度较低,但具有优秀的可扩展性和高速性。Japan Open Chain通过采用这种算法,实现了与以太坊主网相比大幅更快的交易速度。
在PoA方式中,谁成为验证者这一点很重要。因此Japan Open Chain通过让社会信赖度高的日本主要企业成为验证者,解决了PoA方式的课题。索尼集团、NTT集团、电通集团等企业作为验证者,此外大学和web3·加密货币相关的企业和初创公司等参与企业不断增加。
这样,Japan Open Chain考虑了现实商业需求和技术课题的平衡,被定位为以在具有政治·法律稳定性的日本运营为前提的与以太坊兼容的区块链。
4.2 网络整体架构与技术架构
Japan Open Chain展开了基于广为人知的开源以太坊节点软件Go Ethereum(Geth)的区块链网络。
当前技术构成(v1 - Clique PoA)
Clique共识算法: 当前的Japan Open Chain采用Geth的Clique权威证明(PoA)算法。Clique具有以下特征:
- 认证验证者:21家可信赖的日本企业作为验证者参与
- 区块生成:各验证者轮流生成区块(15秒间隔)
- 即时最终性:通过过半数验证者的签名确认区块
- 高速处理:能够每秒处理数千次交易
网络运营: 各验证者运营Geth节点,确保网络稳定性。日本区块链基础株式会社定期对运营状况进行审计,维护网络健全性和透明性。
网络访问: 用户可以使用节点提供商和RPC端点提供商提供的接口轻松连接到Japan Open Chain。由于支持标准的以太坊JSON-RPC API,现有的以太坊工具和库可以直接使用。
未来技术演进(v2以后)
从v2(Tokyo Hardfork)开始,应对Clique支持终止,计划逐步实施以下功能:
- 通过引入Beacon Chain实现共识/执行分离
- 基于智能合约的验证者管理系统
- 质押功能和治理功能的实施
- 引入更高级的安全机制