ブロックチェーンとは？わかりやすく解説。

前回、仮想通貨(暗号資産)とは？という解説をしました。

その中でブロックチェーンという言葉が出てきましたが、理解できましたでしょうか♪

仮想通貨を購入したり、使用したりしていくためには、必ず理解しておかなければならない項目だと感じています。

「インターネットに次ぐ発明」とも言われるブロックチェーンのなにが優れているのかを理解していきましょう。

1.ブロックチェーン(Block Chain)はどんな発明？

ブロックチェーンは、2008年の秋にSatoshi Nakamoto(サトシ・ナカモト)と名乗る人物によって考案された仕組みであります。

複数のコンピュータによってデータを共有管理することで、データの耐改ざん性(改ざんされにくい性質)・透明性(データを誰もがチェックできること)を実現する仕組みとして考案されました。

特定の個人や企業だけがデータを管理している場合、個人や企業の意志でデータが削除・改ざんされてしまう可能性があります。

しかし、管理者が分散化されているブロックチェーンを使えば、特定の誰かがデータを改ざんすることができず、参加者全てが平等にデータを扱えるのです。

ブロックチェーンは記録の技術の進化形であり、「信頼」を拡張するテクノロジーとして世の中に大きなインパクトを与えると言われています。

2.ブロックチェーン(Block Chain)は社会にどういう影響を与える？

WEBサイトや銀行、あるいはネットゲームなど、特定の企業が管理している仕組みは、管理者の企業が「データを公正に行うはず」という信頼のもとで成り立っています。

しかし、このような仕組みにおいては、管理者が信頼を裏切ってしまう常に存在します。

それゆえに利用者は常に「信頼できるかどうか」をチェックする必要があります。

一方、ブロックチェーンを使えば特定の管理者が存在せず、分散化された状態でデータの正しさが担保されます。

つまり、従来は誰かを信頼することでな成り立っていた仕組みも、ブロックチェーンに置き換えれば「誰のことも信頼しなくていい」システムに置き換わるということです。

3.ブロックチェーン＝仮想通貨は誤解？

では、「誰のことも信頼しなくていい」システムとはどのようなものなのでしょうか。

その代表例こそ、前回お話ししたビットコイン(BTC)であります。

実は2008年にサトシ・ナカモト氏が考案したのは、「世界中のネットワーク上で誰もが使えるお金＝ビットコイン」である、ということです。

そしてビットコインを成り立たせるために必要な仕組みとしてブロックチェーンが考案されたのです。

元来、お金は政府や銀行が発行し、その価値を担保しているという信頼性によって成り立っていました。

政府や中央銀行などの管理者に頼る必要がないお金を成立させるためにはどうすれば良いのでしょうか。

その答えとして、ブロックチェーンが考案されたそうです。

したがって、確かにブロックチェーンは暗号資産を支える仕組みだが、それ以外の用途でも利用可能な優れた仕組みであるのです。

4.ブロックチェーン(Block Chain)には種類がある?

ブロックチェーンは用途によって使い分けられます。

３つのブロックチェーンの特徴を理解しましょう。

無数のブロックチェーンを分類する観点としてよく用いられるのが「ネットワークの公開範囲」です。

誰がそのブロックチェーンのアクセスしてデータを記録管理しているのか、によって大きく3種類に分けられるのです。

①パブリックチェーン

誰でも参加できるネットワークで構成されているブロックチェーンです。管理者が一切いないという意味で、最も純粋なブロックチェーンと言えます。

ビットコインを始めとした暗号資産の多くは、パブリックチェーンに分類されます。

お金を発行・移動・記録するシステムにおいては「特定の誰か」がデータを恣意的に変更できてしまうと、データ改ざんなどのリスクが高くなるため、パブリックチェーンを用いることが多いのです。

②プライベートチェーン

管理者が存在し、一定の権限を与えらた参加者だけがネットワークに参加することができます。

パブリックチェーンとは違い、管理者が処理を実行することでデータ記録の手続きを簡略化できるため、データの処理速度が非常に早いという特徴を持っています。

分散性を犠牲にする代わりに、処理性能を高めているとも言えます。

管理者への信頼性があらかじめ担保されている社内システムや、より高性能な処理が求められるシステムにおいては主にプライベートチェーンが採用されています。

③コンソーシアムチェーン

パブリックチェーンとプライベートチェーンの中間にあたります。

誰もが管理者になれるわけではないが単一の管理者でもなく、複数の管理者が存在するブロックチェーンです。

例えば２つ以上の企業など、利害関係が一致しない場合もあるため、一方だけにデータ管理を任せることのできない関係で、お互いデータを共有したい場合などにコンソーシアムチェーンが向いています。

コンソーシアムチェーンは、従来には不可能だった企業同士によるデータの共有利用、あるいはそれによる新たなビジネスを実現させるために用いられます。

5.ブロックチェーン(Block Chain)の仕組み

これまでは信頼できるサービス提供者の存在を前提としなければ、インターネット上で通貨などの取引を安全に行うことはできませんでした。

例えば、暗号資産(仮想通貨)では「なりすましや改ざんをどう防ぐか」「二重支払いをどう防ぐか」という二つの問題がありました。

この問題を解決したのがビットコインであり、それを支えるブロックチェーン技術です。

ブロックチェーンは、「P2Pネットワーク」「ハッシュ」「電子署名」「コンセンサスアルゴリズム」の4つの技術を応用することで、この問題をクリアしました。

①P2Pネットワーク

P2P(Peer to Peer)とは、複数の同等のコンピュータが１対１で直接通信を行う接続方法を指します。P2Pでつながったコンピュータが多数集まり相互に通信するネットワークをP2Pネットワークと呼びます。

Peerとは「同僚」「仲間」を意味する単語で、P2Pネットワークで接続されたコンピュータは、等しく同等の機能を持ちます。

つまり、システムが分散されており、一部のコンピュータがダウンしたとしても、システム全体は動き続ける性質を持ちます。

この性質がP2Pネットワーク最大の特徴であり、ブロックチェーンはP2Pネットワークによりシステムダウンしない分散システムを実現しているのです！

なお、P2Pネットワークそのものは既存の技術であり、「ハッシュ」や「電子署名」を含め、ブロックチェーンの既存の技術の組み合わせによって生み出された新たな技術だと言えます。

②ハッシュとは？

ハッシュとは、データの特定に長けた暗号技術であります。

「ハッシュ関数」と呼ばれる計算式を通すことで、入力したデータに固有な値(ハッシュ値)となります。ハッシュ値は、入力したデータを特定するIDとして機能するため、データの改ざんや破損があれば瞬時に検出できるのです。

③電子署名

電子署名とは、デジタル文書の作成者を証明する電子的な署名であり、電子署名をすることで、次の二つの妥当性を証明することができます。

・データが署名者により作成されたこと

・データが改ざんされていないこと

電子署名を生成する際には「公開鍵」と「秘密鍵」と呼ばれるペアとなるキーが作成されます。署名者は秘密鍵を使ってデータに署名し、電子署名として受信者に送ります。

受信者は事前に受け取っていた対となる公開鍵を使うことでそのデータが署名者によって作成されたことを確認します。

ブロックチェーンはこの電子署名を利用することで、なりすましや改ざんを防いでいるのです。

④コンセンサスアルゴリズムとは？

ブロックチェーンにおけるコンセンサスアルゴリズムとは、不特定多数の参加者の間で正しく合意形成を得るための仕組みであります。

「合意形成アルゴリズム」や「合意形成」と呼ばれることもあります。

コンセンサスアルゴリズムという言葉そのものは、コンセンサス(合意する)とアルゴリズム(計算方法)の意味のままに、合意形成のための計案方法を指します。

しかし、不特定多数の参加者から成るブロックチェーンにおいては、ビザンチン障害を引き起こす取引時に不正を働く者や、正常に作動しない者が含まれる可能性があるため、これらが含まれていたとしても正しく合意を形成できる仕組みが求められます。

ブロックチェーンはネットワーク上での全ての参加者に分散して同等の情報を記録していきます。

この記録する取引情報に食い違いが出ないよう、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です。

・Pow(Proof of Work)

「PoW(プルーフ・オブ・ワーク)」は、世界初の暗号資産(仮想通貨)であり、最も主要な暗号思案であるビットコイン(BTC)に使われています。

取引や送金データを正しくブロックチェーンに繋ぐための仕組みです。

そのため他の多くのアルトコインでも用いられており、ベーシックなアルゴリズムとも言えます。

ブロックを生成するには、たった一つの「ナンス値」を探して膨大な試行錯誤を繰り返さなくてはなりません。それは高い計算能力を使った、世界中のマイナー(採掘者)たちの競争です。

この競争で最も早くゴールした人、最も早く正解であるナンス値を見つけた人がブロック生成の権利を得るのがPoWです♪

簡単に言いますと、必要な「計算」を成功させた人が、そのデータを「承認」して正しくブロックチェーンに繋ぎこむ役割を担う仕組みのことです。

・PoS(Proof of Stake）

「PoS(プルーフ・オブ・ステーク)は、誰がブロックを生成するかはランダムに決定されますが、通貨の保有量が多いほどブロックを生成する確率が高まるコンセンサスアルゴリズムです。

PoSはPoWとは異なり、計算能力を使った競争が発生しません。

そのため、ブロック生成作業のハードルが低く、必要な機材を揃えれば個人レベルでも実践することができます。

同時に膨大な電力も不要ですから、環境に優しく、承認スピードも早いという特徴があります。

反面、保有量を確保するため、通貨の流動性が落ちやすいという指摘もあります。

・Pol(Proof of Importance)

「Pol(プルーフ・オブ・インターポンス)」は、通貨の保有量が勘定されるPoS発展型ともいえる方式で、保有量に加えて取引回数や取引量など、いくつかの指標を設けてその通貨に対する保有者の「重要度」をスコアリングし、その結果をもとにブロック生成者を決める方式です。

コンセンサスアルゴリズムとしてはとても珍しい部類で、暗号資産ネム(XEM)が唯一の採用例と言われています。

いくつもの視点から保有者が通貨にとって有益で重要な存在なのかどうかをチェックされるため、PoSのように流動性が落ちるという心配はあまりないようです。

・PoC(Proof of Consensus)

これまでに紹介してきたコンセンサスアルゴリズムは、条件さえ満たせば誰でも取引承認に関与できる方法でした。

しかし、「PoC(プルーフ・オブ・コンセンサス)」は、バリデーターと呼ばれる取引の承認作業を行う特別なノードがすでに存在しており、その方々が承認作業をしています。

バリデーターの80%以上がトランザクションを承認すれば取引ができるようになります。

バリデーター同士が承認者として認め合うことによってネットワークが形成されているので、悪意あるバリデーターによる不正行為を防ぐことができます。

このアルゴリズムを採用している代表的な暗号資産がXRP(リップル)です。

国際送金システムとして利用され、そのスピードから各国の金融機関の注目を浴びています。

・DPoS(Delegated Proof of Stake)

「DPoS(デリゲート・プルーフ・オブ・ステーク)」は、PoSの進化型といえるタイプで、LSK(リスク)に採用されていることでも知られています。

PoSのように単純に通貨保有量の多い人が優先されるのではなく、通貨保有量によって重みづけをした投票を行い、そこでブロック生成者を決定します。

主要5つを解説しました♪なかなか難しいですよね。

でも順を追って調べて勉強していけば理解しやすいですし、

頭に入りやすい感じがします。

6.ブロックチェーン(Block Chain)技術がもたらす未来とは？

Point.1 契約書・印鑑が不要になる！？

契約書や印鑑は、安全で透明性が高いブロックチェーンによって代替可能なため、将来置き換わる可能性が高いです。

Point2.各省庁のデータ保存にブロックチェーンを活用

データ紛失・改ざんなどが問題視されることが多い政府のデータ管理にブロックチェーンを使用するという提案がされているようです。

Point3.ブロックチェーンのエンジニアの需要増

ブロックチェーンの開発はこれからまだまだ増加していきます。

よって技術者の需要は今後も増えていくと予想されます。

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ブロックチェーンにも色々あり、かなり勉強になりました。

政府や企業は、ブロックチェーンが導入されると、

良い方向にクリーンになっていきますね。

また、すでにゲームやアート、音楽の世界にもブロックチェーンが使用されています。

これからの世界が楽しみで仕方ないです＾＾