投稿日:2021.06.29

更新日:

【ブロックチェーンとは?】仮想通貨との関係性や仕組みを解説

「ブロックチェーンとは何か知りたい」

あなたはこのように考えていませんか?

近年色々な場面で運用され始めているブロックチェーンのシステム。
調べてみても用語が多くあまり理解が深まらないですよね。

この記事では、仮想通貨取引所である当社Bitterzが、ブロックチェーンの仕組みや活用事例を解説していきます。
記事を読むことで、ブロックチェーンについて理解できます。

ぜひ最後まで、記事をご覧下さい。

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ブロックチェーンとは

ポイント

ブロックチェーンとは、みんなで使える台帳です。
具体的には、デジタルに記録される取引台帳のことです。

仮想通貨取引にもブロックチェーンが利用されており、通貨の取引履歴を記録しており不可欠なものになります。

ネットワークに繋がっている複数のコンピューターでデータを共有し、分散管理しています。
分散管理から分かるとおり、様々な人によって取引の記録が保持されており、そこで構築されているネットワークによってセキュリティを保っているのです。

つまり、ブロックチェーンは通常の自社運用型のように中央集権型ではなく、管理主体が散らばっているので強固なセキュリティを保ち、1つの管理主体を攻撃されても問題ないというのがブロックチェーンの強みです。

ブロックチェーンの2つの種類

ブロックチェーンには大きく以下の2種類に分けることができます。

  1. パブリック・ブロックチェーン
  2. プライベート・ブロックチェーン

パブリック・ブロックチェーン

パブリック型とは、ビットコインに採用されている従来型の分散管理されたブロックチェーンです。
ブロックチェーンといえばこのパブリック型のタイプを差します。

中央集権的な1人の代表を置くのではなく、ネットワークを各管理者で構築しているため、セキュリティが強固なことが特徴です。
しかし、ソースコードが一般に公開されるオープンソースとなるので、金融機関等で使う場合は取引内容に公開制限をかけられないことが課題になっています。

プライベート・ブロックチェーン

プライベート型はパブリック型の志向とは異なり、分散管理するのではなく特定の管理者を置くブロックチェーンを指します。

パブリック型はノードの制限無く様々な人が参加できるので、開発に参加者の合意を得る必要があります。
ですので、ブロックチェーンの性能向上をしたり、開発体制を構築するのが難しいです。

以上の理由からクローズドなシステムとしてわざと、プライベート型を構築する企業もあります。

ブロックチェーンの仕組み

ブロックチェーンとは、分散して管理されている取引台帳とお話ししました。
台帳と聞いて想像するのは紙のように1ページずつ記録されているものですが、ブロックチェーンはイメージが異なります。

ブロックチェーンの仕組みは取引のデータを暗号化して記録するブロックと、そのブロックを時系列に合わせてチェーンのようにつなぎデータベースになる仕組みです。

ブロックには以下の三種類のデータが入っています。

  1. 取引データ
  2. ハッシュ値
  3. ナンス値

では、各ブロックに記録されている上の3つを解説していきます。

取引データ

1つ目は取引データです。
言葉の通り、いつ・誰が・誰と・どのぐらいの仮想通貨を取引したかなど詳細なデータのことです。
ブロックに10分間に1回の頻度で生成され、この間に行われた取引のデータをブロックに記録していきます。

ハッシュ値

2つ目はハッシュ値です。

ハッシュ値とはハッシュ関数でデータを適当な文字の羅列に変換している値のことです。
例えば、「仮想通貨」という言葉を「2A5H8U6A」に暗号のようにするイメージです。
少しでも違うデータであれば、違う文字列になります。
また、ハッシュ値は基本的に元データを復元することが不可能です。

ですので、データの改ざんや破損していないかの確認をするのに用いられます。
過去の全てのデータがハッシュ値化され保存されていくので、セキュリティの安全を確保できます。

ナンス値

3つ目はナンス値です。

ナンス値とは一度(once)使った(used)数字(number)の略称で、使い捨ての数字を指します。
ブロックチェーンはナンス値によって後続のハッシュ値が変化します。

ブロックの全体の構造は、「取引データ」+「ハッシュ値」+「ナンス値」で形成されており、ブロックを作成・変更するための要素としてナンス値があります。

新規のブロックを生成するためには、条件を満たすハッシュ値を生成する必要があり、ハッシュ値を生成するために使い捨てされる数値がナンス値です。
なので、ナンス値は特段意味はありません。

では、この3つのデータからなるブロックチェーンは仮想通貨とどのように関係しているか見ていきます。

仮想通貨とブロックチェーンの関係性

ブロックチェーンはビットコインから使用されはじめましたが、ビットコインのブロックチェーンの技術を少し変更して運用しているものや、コピーして運用しているようなものまであります。

中には、新規に開発されていたり様々なブロックチェーンが登場しています。
ここからは、以下の3つの仮想通貨とブロックチェーンとの関係性を紹介します。

  1. ビットコイン
  2. イーサリアム
  3. ネムコイン

では、見ていきましょう。

ビットコイン

ビットコインは「サトシ・ナカモト」によって開発されました。
ビットコインと共に生み出されたのがブロックチェーンで、ビットコインの中核を担う技術です。

なので、ビットコインとブロックチェーンの関係性はとても深いです。
ここまで述べてきたブロックチェーンはビットコインで運用されているものです。

基本的にこの後解説する他の通貨で使われるブロックチェーンも、ビットコインのブロックチェーンを元にしています。

イーサリアム

イーサリアムはビットコインのように通貨としての運用を意図して、取引情報がブロックチェーンに保存されるわけではありません。

イーサリアムはブロックチェーン内に取引に基本情報に加え、他の様々なアプリケーションプログラムを記録したり、実行したりすることができます。
これをスマートコントラクトと言います。

このスマートコントラクトは他の多くの事業の取引や、会社間の重要な書面での契約などにも応用できることから、これから拡張性のあるものとして期待が寄せられています。

ネムコイン

ネムコインは独自に開発したブロックチェーンを運用しています。
合意形成の仕組みにあわせてProof of importance を採用しているのが特徴。

日本の金融機関や民間企業が試験しているプライベートブロックチェーンであるMijinで運用されています。
ですので、日本のブロックチェーンの技術の発展に期待を寄せられています。

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ブロックチェーンの特徴

ここからは、ブロックチェーンの特徴を紹介していきます。
ブロックチェーンと特徴を以下の5つにまとめました。

  1. 改ざん不可能
  2. ビザンチン耐性
  3. 単一障害点
  4. 分散管理
  5. 低コスト送金

では、それぞれ解説していきます。

改ざん不可能

1つ目の特徴は改ざん不可能です。

ブロックチェーンには、1~1000番のブロックが存在するとします。
100番目のブロック内のデータを改ざんすれば、101番目から1000番までのハッシュ値を計算する必要があります。

これだけでも膨大な量を計算しないといけませんが、計算している間に新たにブロックが発生する場合もあります。
新たなブロックができる前に改ざんに必要な全ての計算を行うことは難しいといえます。

厳密には改ざんに必要な計算をすることは可能ですので、不可能と言い切れる訳ではなく、「ほとんど改ざんできない」という意味で改ざん不可能が使われます。

ビザンチン耐性

2つ目はビザンチン耐性です。
ブロックチェーンにも分散された様々な参加者がいるので、増えれば増えるほど悪意を持って嘘の情報をながしたりする裏切り者が増えます。
そうなると、情報の一貫性が保たれなくなり、システムダウンやネットワークが機能しなくなります。

対策として、裏切りをせずに正しい行動をとった人に関しては、経済的なインセンティブを与えることにし、正直ものが馬鹿を見ない設計されたシステムをビットコインでは採用しています。
ビットコインではこの対策のあと、システムダウンを起こすような障害は起こっていないので、有効に機能しているといえます。

単一障害点

3つ目は単一障害点です。
単一障害点とは、ある箇所を部分的に攻撃するとシステムに多大なダメージを与えられるような弱点のことを指します。

今までの管理システムでは1箇所でデータ全てを記録しており、1箇所でシステムを管理していました。
なので、サーバーを攻撃された場合システムの全体に大ダメージを与えることができました。

一方でブロックチェーンは単一障害点を持ちません。
ブロックチェーンを構成している1つのコンピューターを攻撃しても、他のコンピューターが正確なデータを持っているので、影響はありません。

ブロックチェーンを構成しているコンピューターを全てハッキングするようなことが無い限り、システムダウンが起きないといえます。
なので、第三者からの攻撃にとても強いことを意味します。

分散管理

4つ目は分散管理です。
ここまで説明してきたとおり、分散して管理しているからこそ実現できるシステムの安全性が、ブロックチェーンが支持される理由です。

分散管理しているので、中央集権的な管理のように1つハッキングされた場合全てのデータが思うように変更される恐れがありません。
まさに、ブロックチェーンの中核の部分です。

低コスト送金

5つ目は低コスト送金です。
特定の金融機関が介さないことにより、海外に対しての送金コストを大きく削減できます。

金融機関を介した場合、手数料で数百円から数千円が発生し、送金の回数が多くなればその分コストが膨らんでいきます。
ブロックチェーンはユーザー同士の直接的な送金を実現したので、安い手数料で送金をできるようになっています。

しかし、取引量によって変化していくため、しっかりと確認をしましょう。

ブロックチェーンを使った事例

ビットコインを始め仮想通貨が世間に広がったのは、仮想通貨に必要不可欠のブロックチェーンがとても有用なシステムだと認められたということです。
そのため、仮想通貨のみではなくブロックチェーンのシステムは、他の事業にも使われています。

仮想通貨と相性がいいブロックチェーンなので金融業界にも応用ができるといえます。
例えば、スイスの大手の銀行では事務管理や決済を高速化させる実証実験を実施し、ブロックチェーンを活用したコストの削減を目指しています。

また、日本でも茨城県つくば市の投票でブロックチェーンを活用したネット投票が行われました。
ブロックチェーンの活用で、投票者情報と投票意思を別のサーバーで管理しデータの改ざんや紛失・消失が防止できるようになりました。

このような事例から分かるとおり、これから様々な場面に応用可能なブロックチェーンはどんどん世間に浸透していき、業務の効率化やデータの安全性を確保してくれることになるでしょう。

まとめ:ブロックチェーンとはみんなで管理する台帳

この記事は以下のことをお伝えしてきました。

  • ブロックチェーンとは?
  • ブロックチェーンの仕組み
  • ブロック内の要素
  • ブロックチェーンのメリット
  • ブロックチェーンの今後の可能性

ブロックチェーンはみんなが管理者になり、様々なデータが収納されているブロックを管理するシステムでした。
みんなで管理するからこそ、安全性が確保されいて裏切る人が出ても簡単にはシステムが崩壊しない仕組みを構築しています。

1人ではなく、みんなで分散して管理することがブロックチェーンの中核だと理解できたと思います。
今後、ブロックチェーンは様々な場面で応用されていくことが見込まれるので、この記事でブロックチェーンを理解して頂けたら幸いです。

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