初めまして！
当ブログを運営しているけんたといいます！
このページは『ブロックチェーン』についてどこよりもわかりやすく解説します。
本ページのターゲットは次の人です。
- ブロックチェーンに興味があるけどいまいち理解できない人
- ブロックチェーンについて深く理解したい人
本記事で学べることは、
・ブロックチェーンの仕組み
・ブロックチェーン技術
・ブロックチェーンのメリットデメリット
本ページで『ブロックチェーン』への疑問は無くなります！
ブロックチェーンとは？
データをブロックごと時系列で記録してネットワークの参加者同士で取引履歴を共有し、データを蓄積していくシステムのことです。
銀行のような管理機関がなく権限が1箇所に集中することはないためシステム障害に強く、低コストで金融サービスを運用することができます。
ブロックチェーン技術には、さまざまな暗号アルゴリズムを活用しているので、改ざんが困難とされています。
データの透明性が実現できるので、送金システムだけでなくさまざまな経済活動のプラットフォームとなる可能性を秘めています。
ブロックチェーンの考案者
最近聞き慣れてきた「ブロックチェーン」ですが、どのようにして生まれたのでしょうか？
2008年に出た、ある論文から生まれました。
”サトシ・ナカモト”という謎の人物が論文を発表。
ビットコイン＝ブロックチェーン
という認識の方が非常に多いですが、違います。
ブロックチェーンの定義
日本ブロックチェーン協会が出しているブロックチェーンの定義です。
引用：一般社団法人 日本ブロックチェーン協会
定義に関しては難しい言葉と表現で定義されているので次項でわかりやすく図解していきます！
ブロックチェーンの特徴
ブロックチェーンの特徴は以下の2点です。
先ほど記載した画像を見てもらいながらだとより理解がしやすくなります！
データの改ざんが困難な理由
特徴でも書きましたが、ブロックチェーン上に記録されて取引履歴を改ざんすることは非常に困難です。
誰か悪い人が取引履歴を改ざんしようものなら他の参加者によって不正が発覚してしまいます。
もし仮に、不正な取引をブロックチェーン上に記録し改ざんするとしたら、世界中に存在するブロックチェーンネットワーク参加者のパソコンを一つずつハッキングしてそれぞれの持つ保有する取引履歴を改ざんしなければいけません。
さらに、その間にも取引が進んでいくので改ざんしたいデータの次のデータも全て変更していかないといけません。
そのためハッキングおよび改ざんする行為は現実的ではないため、事実上「改ざんが困難な仕組み」となっています！
管理者不要・システムが止まらない
通常であれば個人間の取引履歴は中央管理者が記録しています。
ATMを利用した取引やQR決済などのオンライン取引はサービス提供企業や銀行が管理しています。
しかし、ブロックチェーンの場合は違います！
ブロックチェーンの仕組み
ブロックチェーンの特徴を最大限活かすために、
「どんな仕組み」で動いているのかを確認していこう！
マイニング
ブロックチェーンの特徴で「システムが止まらない」と説明しましたが、なぜシステムが止まることがないのでしょうか？
参加者の協力で成り立っているブロックチェーンですが、参加者が協力するメリットがあるのでしょうか？
実は協力する「メリット」があるんです！！
ブロックチェーンの取引記録に協力することで報酬が手に入るからです！
ブロックチェーン上のデータは記録される前に前ブロックからのデータを照合し「その取引が正しいかどうか？」を確認する作業があります。
そして正しい内容であると承認された取引内容だけがブロックチェーンに記録され報酬を受け取れるという仕組みになっています。
ブロックには「取引日時」「取引した人」「取引量と暗号資産」が情報として記載されています。
ブロックチェーンの取引内容が正しいかを検証・承認して記録して報酬を獲得することを「マイニング」と呼び、マイニングする人を「マイナー」と呼びます！
しかし、マイニングは誰でもできるものではないです。
なぜなら取引の内容の正しさを証明するためには、専用のパソコンを用いた膨大な計算処理と電力が必要になります。
膨大な量のコンピューターを駆使して、暗号化された数列を最も早く正確に計算した人のみが報酬を受け取れる仕組みです。
ここで考えてほしいのが、個人レベルでものすごい数のコンピューターを保有することが現実的か？ということです。
個人よりも企業の方が資金力的にも有利です。
また大量な電力を消費するため日本よりも海外で事業をしている企業の方が断然強いです。
そのような理由から個人で報酬を受け取ることはかなり困難。
ただ、絶対にマイニングで個人が稼ぐことが無理かと言われたらそうではありません。
方法がありますので、別の記事で解説します！
イーサリアムのブロックチェーンならイーサリアムが報酬として得ることができます。
ブロックチェーンを支える技術
ブロックチェーンの根底にあるのは参加者全員で「台帳」を共有することですが、そのほかにもブロックチェーンを支える技術があり、4つの複数の技術を組み合わせて実現されています。
スマートコントラクト
契約行動をプログラム化し、自動的に実行しようとする仕組みが「スマートコントラクト」です。
ブロックチェーン上で動くエージェント・プログラムで、特定の条件を満たすときに契約を行うなど、さまざまな業務処理を記述することが可能。
第三者を介さずに信用が担保された取引データを自動処理できるといった特徴があります。
これによって当事者間で交わされる契約書の締結などの多くの作業が不要になるため、事務コスト（運用コスト）が大幅に削減できます。
暗号化・偽造防止
ブロックチェーンは「ハッシュ」というデータの特徴に長けた暗号化技術を用いてセキュリティを保っています。
「ハッシュ関数」と呼ばれる計算式を通し、入力したデータに固有の値（ハッシュ値）に変換＝暗号化されます。
同一データであれば、同じハッシュ値が生成されますが、異なるデータの場合は全く別物のハッシュ値が生成されてしまいます。
ハッシュ値の特徴としては文字列からハッシュ値を生成できるが、ハッシュ値から文字列への変換はできない「不可逆性」をもっていることです。
取引の履歴として記録はされているものの「内容」までは確認できないため安心できます。
偽造防止の観点から解説すると、ブロックチェーンのデータは「ブロック」と呼ばれる記録の塊に格納されます。
個々のブロックには取引の記録＋「1つ前に生成されたハッシュ値」も一緒に格納されます。
1つ前のハッシュ値と「ナンス値」という特別な数字を見つけ出すことで整合性を取ることができます。
ビットコインは10分単位で承認作業が行われています！
ハッシュ値の他にも電子署名といった改ざんを防ぐ技術も存在しています。
電子署名を生成する際は「公開鍵」「秘密鍵」と呼ばれるキーが作成されます。
↓
受信者は事前に受け取っていた公開鍵を使ってデータと署名者が一致するかを確認する
電子署名を利用することでなりすましや改ざんを防止！
コンセンサスアルゴリズム
中央集権的な管理者を持たないブロックチェーンでは、台帳記録をネットワーク参加者全員で共有するため全体の合意形成を行います。
「コンセンサスアルゴリズム」とはコンセンサス（合意）とアルゴリズム（計算方法）の意味のまま合意形成のための計算方法を指します。
不特定多数の参加者が存在しているブロックチェーンネットワークでは、不具合（故意）で偽のデータ取引時に不正を働くものや正常に動作しないものも含まれています。
さまざまな参加者がいても『正常』に合意を形成できる仕組みが必要になってきます！
難しいですよね。。
簡単に説明すると取引情報に相違がでないように、
各リクエストが正しいのか検証するためのルールが「コンセンサスアルゴリズム」ってこと！
コンセンサスアルゴリズムにはいくつかの種類が存在しています！
ビットコインではProof of Work（PoW：プルーフ・オブ・ワーク）というものが採用されています。
PoWの最大の特徴は膨大な計算処理を伴う改ざんや二重取引の検証作業（マイニング）を競争形式で行い、勝者にはビットコインを新規発行することです！
P2Pネットワーク
P2P（Peer to Peer）は、複数のコンピューターが1対1で直接通信を行う接続方式のことです。
Peerは「仲間」という意味の単語で、P2Pネットワークで接続されたコンピューターは同等の機能を持ちます！
実は、P2Pネットワーク自体は今までも存在していた技術です。
ハッシュや電子署名などの既存の技術を組み合わせて生み出された「新しい技術」と言えます！
ブロックチェーンの種類
大きく分けて3つの種類が存在します！
- パブリックチェーン
- プライベートチェーン
- コンソーシアムチェーン
それぞれの違いについて解説します！
パブリックチェーン
管理者が存在しずに参加者に制限がなく、不特定多数のユーザーが利用できる点が特徴。
取引データも”全てが”公開されているため透明性が非常に高いです。
ビットコインをはじめとした暗号資産が典型的な例です！
プライベートチェーン
単体で管理者が存在して限定されたユーザーのみが利用できるのが特徴です。
パブリックチェーンに比べると透明性・公共性が低く、中央集権的な要素が含まれています。
しかし、参加者が限定されているため取引の承認が比較的スムーズに進みます！
企業単体や組織内、金融機関の取引記録などに使用されています。
コンソーシアムチェーン
複数の企業や組織の管理者が存在し限定されたユーザーのみが利用できます。
パブリックチェーン⇄「コンソーシアムチェーン」⇄プライベートチェーンの中間に位置します。
パブリックチェーンよりも参加者が少ないため合意形成のスピードは保ちながら、プライベートチェーンのように独自でルール変更ができません。
一定数以上の合意形成が必要なのである程度の透明性は確保できます。
3つの中ではもっともセキュア（安全）なシステム構築が可能です！
ブロックチェーンのメリット
前章まででも説明した通りたくさんのメリットが存在します。
- 高い改ざん耐性（信頼とセキュリティ）
- ゼロダウンタイム
- 取引の公明な記録
- 送金コストが低い
順に解説していきます！
高い改ざん耐性（信頼とセキュリティ）
データの改ざんが実質的に不可能な点はかなりのメリットです。
ブロックチェーンは暗号化されて分散されて保存されます。
さらに暗号データは不可逆性があるため特定することはできません。
意図的に改ざんをしようとすれば、分散されたデータと整合性が取れないためすぐに不正が発覚します。
ゼロダウンタイム
中央集権的な仕組みとは異なり、複数のノードによって構成されているため特定のサーバーがダウンして機能不全に陥る心配もなくシステムの安定的な維持が可能です。
何らかの理由で特定のノードからデータが消去したとしても、その他のノードがデータを保有しているため取引データが消えることはありません。
またノードが分散して処理を行っているので、高額なサーバーを個別に構築することなく、導入コストや運用コストが削減できます。
取引の公明な記録
サービスの提供者でも取引記録の書き換えや消去ができないので、公的記録の保管には最適な性質です。
送金コストが低い
特定の金融機関を介さない取引のため、海外への送金コストが大幅に削減できることです。
通常（中央集権的）な送金の場合、数百円から数千円の手数料が発生するうえに、回数が増えれば増えるほどコストが嵩んでしまいました。
ブロックチェーンによってユーザー同士の直接的な送金が可能になり、低い手数料で送金が可能になっています。
ブロックチェーンの問題点
今まではメリットを上げてきましたが、まだまだ課題が残っているのも事実です。
- 取引速度が遅い
- データを隠せない・消せない
- 取引データの巨大化
- 秘密鍵を無くす可能性
取引速度が遅い
取引速度が遅いというのはまだまだ課題です。
取引処理にかかる時間は10分程度必要です。
あれ！？
思ってたよりも遅くない！
取引に緊急性がなければ特に問題になる時間ではありません。
しかし、リアルタイムでの決済は厳しいのが現状です。
実店舗の決済や、駅の改札での決済には向いておらず、現状だとクレジットカードやQRコードが適しています。
今後取引速度が速くなってこれば実生活にもどんどん使われてくることは間違い無いです！
データを隠せない・消せない
メリットと矛盾しますが時にはデメリットともなり得ます。
個人情報などは本人の要求によって削除の義務が個人情報保護法によって定められています。
しかし、ブロックチェーンでは一度記録した個人情報を2度と削除できないうえに、暗号化されている状態ではあるがネットワーク上に全ての参加者に情報が行き渡ってしまう。
対策としては、ブロックチェーン単体ではなく、外部データベース等と組み合わせて使うなどの工夫が必要になってきます。
取引データの巨大化
ブロックチェーンの利用がどんどん拡大していけばネットワークを飛び交う通信量と取引履歴として保持するデータ量が増えていき、最終的には膨大なデータ量が蓄積されていきます。
現在はコンピューターやネットワークの性能向上で通信量の増大には対応可能。
しかし、あらゆる分野でブロックチェーンが利用されるようになると、現在のコンピューターの性能では対応しきれなくなってしまう可能性が出てきます。
秘密鍵を無くす可能性
ブロックチェーンを利用するためには、「ウォレット」と「秘密鍵」が必要です。
「ウォレット」→暗号資産を保管するための財布で、ネット上で無料で作成可能
「秘密鍵」→ウォレットを利用するためのパスワード
もし、作成するときは秘密鍵が表示されるので必ずメモ、スクショなりしておくと安心です。
無くしてしまうと再発行できない、ウォレットを利用できない、と最悪の事態に陥ることになります。
ブロックチェーンの活用例
ブロックチェーンを活用したサービスを紹介していきます。
- 仮想通貨取引所「コインチェック」が提供しているNFTプラットフォームCoincheck NFT
仮想通貨取引所「コインチェック」が提供しているNFTプラットフォームCoincheck NFT
NFT（Non Fungible Token）とは、画像や音楽や動画といったデジタルデータの権利関係を記録するブロックチェーンのことです。
腕時計の証明書に近い考え方だね！
NFTも暗号資産同様にブロックチェーン上で発行され、CoincheckではNFTマーケットプレイスも用意されています。
ゲームで使うNFTうあトレーディングカードゲームのNFTなどのさまざまなデータが出品されていてユーザーはプラットフォーム上で購入が可能です。
ただしコインチェックでのNFTのやり取り自体はブロックチェーン外で行われていて、ユーザーがコインチェックで購入したNFTを他のウォレットなどに移す際にブロックチェーン上でコインチェックからユーザーのウォレットにNFTが移される仕組みとなっています。
まとめ
・ブロックチェーンは改ざん耐性が高く、システムダウンが無い
・中央集権的ではないため、送金コストが低い
・まだまだ課題もあるが期待されている技術であることは間違いない
当ブログで一緒に学んでいきましょう！！
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