ブロックチェーンの基礎知識 いまさら聞けない仕組みを分りやすく解説

ブロックチェーンとは

ブロックチェーン(英語: Blockchain)とは、分散台帳技術、分散型ネットワークと呼ばれ、ビットコインをはじめとする仮想通貨のサービスが成立するための重要な技術です。

インターネットというオープンな場において、高い信頼性が求められる金融取引や重要データのやりとりなどを可能にします。


ブロックチェーンという名称は、ブロックと呼ばれるデータの単位を一定時間ごとに生成し、鎖(チェーン)のように連結していくことに由来します。


 

ブロックチェーンのイメージ

ブロックチェーンのイメージについては、下図をご参照下さい。


ブロックチェーンのイメージ

起源ブロック起点となる一番目のブロック。
ブロック合意された取引記録の集合体。
孤児ブロック後続ブロックが持つハッシュと取引内容が異なる場合は孤児ブロックとなる。
その場合、ブロックの追加は取り消され、採掘報酬も取り消される。
ハッシュ前のブロックの取引情報をまとめたもの。要約値とも呼ばれる。
データの同一性・関連性を認める際の目安となる。
Nonce
(ノンス)
ハッシュ計算で求められるパラメータ。
ノンス値を最初に見つけ出した人の検証結果が正式なブロックとなる。
主鎖起源ブロックから現在のブロックまでの最長のブロックで構成される。

ビットコインの取引が行われると、まず初めにトランザクションが生成されます。

トランザクションとは、『いつ、誰が、誰に、どれだけのBTCを送金したのか』という取引データのことを言います。


この複数のトランザクションをまとめたものがブロックです。

このブロックはオープン化されているので、誰でも確認することが可能です。

新規ブロックは、10分毎に新しく生まれ続けています。


ブロックは、ハッシュ関数(ハッシュを得るための関数)によって暗号化されます。

基本的に、ハッシュ化されたデータを元のデータに戻すことは不可能です。


この新規ブロックを追加するためには、適切なノンス値を探しあてる必要があります。

様々なノンス(任意の値)を入れてハッシュ値を計算することで、正解のノンスを探していきます。

このノンス値を見つけ出すために計算問題を解き、正解することでブロックチェーンに新しく追加する人を決めるシステムのことを ​プルーフオブワーク(Proof of Work)と言います。


初めに正解のノンスを見つけた人には、成功報酬として新規のビットコインが発行されます。

この一連の行為がマイニング(採掘)です。



また、ブロックが新たに追加される流れを承認と言います。


このように、ブロックを連結したデータを保管するデータベースがブロックチェーンです。



ブロックチェーンは全ての取引履歴が記録されたシステム

ブロックチェーンは、取引を開始した時から現在までの全期間に渡る取引を記録した台帳と考えると分かりやすいかもしれません。

例えばビットコインでは、2009年1月3日に発生してから現在までの取引を全て記録しています。


ブロックチェーンは、あくまでもこの分散台帳を実現するための技術です。

ブロックチェーン = 仮想通貨(ビットコイン)ではありません。

ビットコインは、このブロックチェーン技術を使用しているに過ぎません。


ブロックチェーンのバージョン

ブロックチェーンは、仮想通貨以外にも応用されており、それを表すために簡易的にバージョン番号が割り振られています。


ブロックチェーン1.0暗号通貨Bitcoinに使用されているバージョン
ブロックチェーン2.0通貨以外の金融分野における利用を想定し、スマートコントラクト(契約の記述・履行管理)を可能にしたバージョン
ブロックチェーン3.0行政や文化など金融以外の適用を想定したバージョン

上表はあくまでも簡易的な区分であり、はっきりと定義されているわけではありません。


ブロックチェーン技術は、Peer to Peer(ピア・トゥ・ピア / P2P)ネットワーク分散型タイムスタンプサーバーの使用によって、自律的に管理されています。


Peer to Peerとは

Peer to Peerとは

Peer to Peer(ピア・トゥ・ピア / P2P)とは、対等の者(Peer、ピア)同士が通信をすることを特徴とする通信方式、通信モデル、もしくは通信技術のことを指します。

P2Pネットワークの一対一通信型の代表的なものには、IP電話やLINE電話、Skypeなどがあります。


各ノードが対等に直接通信をすることで、ネットワークを形成しています。

このような中央管理者不在の分散ネットワークのことをP2Pネットワークと言います。


複数のコンピューターで分散管理されているため、取引ごとのリアルタイム更新には対応できません。

そのため、ビットコインの承認作業は、10分単位でまとめて行われます。



タイムスタンプサーバーとは

タイムスタンプサーバーとは、ブロックを受け取ってハッシュ値を計算し、配信するサーバーです。

取引データをハッシュ化(暗号化)してタイムスタンプに組み込むことで、そのデータがその時点で存在したことを証明します。

そして、一つ前のタイムスタンプをハッシュ化した後、それを組み込んでチェーンを作り出し、各ブロックの整合性を証明します。


ハッシュ関数とは

ハッシュ関数とは、ハッシュ値を生成する関数のことです。同一のデータであれば同じハッシュ値が生成されます。

しかし、少しでも異なる場合は、全く異なる別のハッシュ値が生成されることになります。


ハッシュ値とは、データの受け渡しや保管の際に、そのデータが改変されていないか確認するために使われる一定の文字数の不規則な文字列のことを指します。


また、ハッシュ関数は、生成された文字列から、元のデータを読み取ることが出来ないという不可逆性を持ち合わせています。



ブロックチェーンの種類

ブロックチェーンの種類

ブロックチェーンには、パブリックチェーンプライベートチェーンの2種類に大別されます。


パブリックチェーン(パブリック型)

パブリックチェーン(パブリック型)は、中央集権的な管理者の存在がありません。

そのため、不特定多数のノード(ネットワークに能動的に接続されている電子デバイス、パソコンなど)やマイナー(採掘者)によって取引の承認が行われます。

パブリックチェーンを採用している代表的な仮想通貨には、Bitcoin(ビットコイン)や Ethereum(イーサリアム)などがあります。


パブリックチェーンの場合は、不特定多数による承認作業が取引の正当性を担保することになります。

そのため、特定の個人による恣意的な操作や改ざんが行われるリスクが小さくなります。


プライベートチェーン(プライベート型)

プライベートチェーン(プライベート型)は、パブリックチェーンとは違い管理者が存在する点が特徴です。プライベートチェーンに分類される仮想通貨としては、Ripple(リップル)などが代表的です。


取引記録の生成や承認を行うことが出来るのは、一部のマイナー、ノード(一つの組織・団体)に限られます。

管理主体が存在していることから、中央集権的なブロックチェーンであると言えます。


迅速かつ効率的な取引承認やプライバシー保護といった観点を重要視する場合は、プライベートチェーンが適しています。

主に金融機関の金融システムの管理などに活用されることが想定されます。


ただし、プライベートチェーンは、単一組織内で管理されるため、管理者によるデータ改ざんなどのリスクが懸念されています。


また、コンソーシアムチェーン(コンソーシアム型)や、Lisk(リスク)などで採用されているサイドチェーンといったブロックチェーンの種類も存在します。


コンソーシアムチェーン(コンソーシアム型)

コンソーシアムチェーン(コンソーシアム型)とは、プライベートチェーン(プライベート型)の中でも、特に管理主体もしくは取引の承認者が複数の団体からなるようなブロックチェーンのことを指します。

参加者を制限するブロックチェーンのことをプライベートチェーン(プライベート型)と言いますが、参加者が複数企業(2社以上)にまたがる場合をコンソーシアム型と呼ぶ場合があります。

信頼できる者同士でネットワークを形成することになるため、安全な取引が可能となります。


プライベートチェーンと同様に、金融機関などによる利用が想定されます。


サイドチェーン

サイドチェーンとは、ビットコインを初めとするパブリックブロックチェーンの側鎖にあたる概念です。


サイドチェーンが導入されることで、それまで複数の仮想通貨が有していた独自のブロックチェーンが相互に結ばれる可能性が指摘されています。

これにより、仮想通貨全体を一つのブロックチェーンとして転送することが可能になるとされています。


ブロックチェーンを使用するメリット

ブロックチェーンを使用するメリット


障害に強い

ブロックチェーンの分散型ストレージは、障害に強いことが知られています。

データやシステムの互助的な運用・管理により、アベイラビリティの高いネットワークの構築が可能です。

一部のノードがダウンした場合でも、他のノードが情報を共有しているので、問題の深刻化を防ぐことが可能となります。

そのため、障害が発生して、システムを利用することが出来ない期間がなくなり、取引を継続することが出来ます。


データの改ざんが難しい

ブロックチェーンは、過去の取引を改ざんしようとすると、それ以降の連鎖するブロックの内容を全て書き換える必要があります。

そのため、記録済みのデータを改ざんすることは非常に困難です。


また、追記の際は関係者間の合意が必要になるため、関係者の合意を得ていない場合は、その追記は否認されます。


海外送金の低コスト化

ブロックチェーンを利用して国際送金を行う仕組みを作れば、多数の金融機関や仲介者を経由する既存の金融システムを刷新することが可能となります。

経由する業者がゼロになれば、取引時の手数料が不要になるのでリーズナブルな価格で利用することが出来るようになります。


ブロックチェーンの将来

ブロックチェーンの将来

世界中の国々がブロックチェーン技術に対して積極的な取り組みを進めています。

その取り組みは、仮想通貨だけに留まりません。ブロックチェーン上で貨幣以外の幅広い資産を登録・管理することが出来るスマートプロパティが登場しています。


さらに、資産を登録管理するだけでなく、ブロックチェーン上で資産に係る処理を自動的に実行することが出来るスマートコントラクトや、ビットコインのブロックチェーン技術を更に向上させることで汎用性を高めたEthereum(イーサリアム)、オープンソースのブロックチェーンプラットフォームのHyperledger (ハイパーレッジャー)などの研究開発が進んでいます。

スマートコントラクトが社会に普及すれば、ビジネスシーンに多大な影響を与えることが予想されます。


しかし、実際の社会でブロックチェーン技術の活用をするにあたっては、国際的な枠組みの中で体系的な法整備が行われる必要があるため、未だ課題は山積していると言えます。


人気取引所ランキング


1位 ビットフライヤー ビットフライヤー

国内NO.1の大手老舗仮想通貨取引所。スピーディーに購入・売却が完了。
アルトコインも多数取扱。高機能取引ツールも提供。初心者から上級者まで使いやすい!


2位 GMOコイン GMOコイン

仮想通貨をいつでも手軽に。売買手数料・入出金手数料が無料!
「仮想通貨FX」をするなら、為替FX取引高世界No.1のGMO!今すぐ無料口座開設!


3位 bitbank bitbank

国内トップクラスの仮想通貨取引所。最先端のセキュリティでハッキング対策も万全!
アルトコインを手数料無料で買えるのはビットバンクだけ!


DMM Bitcoin 様々な手数料が0円!仮想通貨なら【DMM Bitcoin】