ブロックチェーン

ブロックチェーンとは?仕組みを図解で分かりやすく解説

投稿日:2017年11月29日 更新日:

ビットコインは投機目的の方が多いため、実際に取引をしている人達でもブロックチェーンの仕組みを深いところまで理解している方は少ないです。将来、ブロックチェーンは仮想通貨等やフィンテック以外にも応用することが出来るのです。

この記事を読めば、なぜビットコインが通貨として認められているのかが解ります。また様々な企業がブロックチェーンに注目しており、導入を準備しています。

IT関連で働いていなくても、あなたの会社にブロックチェーンが導入される可能性は多いにあります。急に開始されパニックにならないためにも大枠だけでもよいので仕組みを覚えておくことをオススメします。

この記事の終わりにオススメの書籍を紹介していますので、興味がある方は参考にしてください。

 

ブロックチェーンとは

シンプルにいうとブロックチェーンは「台帳」です。ビットコインが誕生してから全ての取引を台帳に記録しています。仮想通貨の取引記録は全て「デジタル台帳」に保存されています。

そして台帳には大きな特徴があります。

・正しい記録だけ残せる

・変更、改ざんが極めて困難

・壊れても自動修復される

そのため、いままでは信用できない相手と取引することはリスキーでしたが、そういった心配はいらず、安全に取引が可能なのです。

例えば、聞いたこともない中小企業が新しいサービスを展開しようとしても、一般ユーザーに利用してもらうはなかなか難しいですが、ブロックチェーンを使えば信頼性があるので今までより多くのユーザーを取り込むことも可能です。

ブロックチェーンはデジタル帳簿だと先ほど説明しましたが、もっというと「価値を流通させる仕組み」です。お金以外でも証券、土地、チケット、ポイントなどにも応用が出来ます。

ここで、お金にまつわる危険性について考えてみてください。法定通貨である日本円を預けている銀行で1番あってはいけないことはなんだと思いますか?それはシステムにハッキングを受けユーザーの残高情報がなくなることです。

さらには法定通貨でも仮想通貨でも「お金のコピー」を防ぐというもかなり重要なことです。過去に海外では偽札が出回って事件になったことはよくありますよね。ルパン三世の「カリオストロの城」を見た方は偽札がたくさん刷られていた時代がイメージしやすいと思います。

このような悪意のある攻撃に備えて、開発者達はブロックチェーンを絶対に壊れないシステムより、「すこしぐらい壊れても問題ないシステム」を採用しました。

 

なぜ改ざんが難しいのか?

仮想通貨だけではありませんが、インターネットの世界ではよく「暗号化」という技術が使われています。みんなの大事な資産ですので、第三者に簡単に書き換えられないように暗号化されてビットコインは送られているのです。

そもそも「仮想通貨」というのは日本だけで呼ばれており、本来は「暗号通貨」というのが正式な名称です。英語では「Crypto currency」と書きます。

暗号化というものは万能ではなく、どんなにセキュリティを高めても、いつかは破られてしまうだろうというのが一般的です。アメリカの国家安全保障局(NSA)のルールでは、NSAが解けない暗号を作ってはいけないというものがありますが、暗号化は簡単には解けません。

 

ビザンチン将軍問題

ビザンチン将軍問題とは6世紀以降の東ローマ帝国の話で、お互い遠くにいる将軍たちがどのように連携して行動するかを問う問題です。

例えば図のように5人の将軍が一斉に攻撃をしかけないと敵に勝てないとします。当時はインターネットはもちろんありませんので、使いの者を送って作戦を伝達します。

仮に「明日の12時に一斉に攻め込む!」という情報が5人に正確に伝わっても、1人が裏切って逃げる可能性や、騙されて1人だけで攻め込む可能性もあります。または敵が情報を改ざんして3人にだけ攻める指示を渡し、残りの2人には撤退の情報を握らされる可能性があります。

ビザンチン将軍問題を仮想通貨に置き換えると、誰かが不正操作をしてないだろうか?と心配になるのは当然です。この問題を解決したのがブロックチェーンであり、ビットコインのマイニング、「プルーフオブワーク」と呼ばれるものです。Proof of workとマイニングに関しては記事の後半で解説しています。

 

P2P型の分散型ネットワーク

P2Pとは個々のPCが相互接続し、データを送り合えるネットワークのことです。30代の方はファイル交換ソフトを使っていた方が多いので、ピンとくる人も少ないはずです。近年では「LINE」や「Skype」などもP2Pの仕組みを利用したアプリケーションです。

上記で紹介したものは全て銀行のような中央管理がなく、サーバーを経由することはありません。銀行やwebサービスはサーバー管理や攻撃を受けないように多額の費用と手間がかかります。

P2Pネットワークを応用して作られたブロックチェーンでは、仲介役がいませんので手数料が安くなります。

例えばクラウドファンディングは資金集めに有効な手段ですが、仲介者がいるため高い手数料を取られます。ICOと呼ばれる仕組みでブロックチェーン上で資金調達をすれば、高い手数料を払う必要がありません。

さらにブロックチェーンは中央管理がないため、数カ所に攻撃を受けても他のコンピュータから自動的に情報を取り戻せるのです。このシステムのおかげ「ビザンチン将軍問題」で悩まされることははくなりました。

 

ブロックチェーンのメリット

ブロックチェーンのメリットをまとめてみました。

・改ざんが難しい、攻撃を受けても自動的に修復

・信用できない相手でも、安心して取引ができる

・P2P分散型ネットワークで管理者がいなくても正常に動く

・仲介役がいないのでコストが安く、ビジネスに応用できる

ビジネスでの応用で2~3割の経費削減、またはそれ以上の効果が期待されています。

 

ブロックチェーンの詳しい仕組み

ここからは掘り下げた内容ですので、さらに詳しく知りたい方だけ読み進めてください。

一旦、台帳の話に戻りますが、仮想通貨を送る場合や、買ったときにブロックにどのように記録されているのかを解説してきます。

 

ウォレットアドレス

ブロックチェーンは銀行口座のように入出金を一覧表のように記録する仕組みはありません。代わりに公開鍵暗号の鍵に対応する「ウォレットアドレス」と呼ばれる仕組みがあります。ウオレットとはその名の通り、お財布のことです。

実際にビットコインを送金したことがある方はなんとなくイメージが出来ているかもしれませんが、ランダムな英数字を宛先にして送金します。これがウォレットアドレスというもので、銀行口座のようなものですが、ウォレットアドレスの場合は勝手にいくらでも作れるという特徴があります。

ウォレットアドレスは公開鍵暗号にもとづいているので、秘密鍵と公開鍵のペアさえ作れば、それだけでウォレットアドレスができます。スマホアプリでも簡単に作ることが出来ます。銀行口座のように本人確認はいらないので、仮想通貨は匿名性が高いことがわかります。

・秘密鍵とは、自分だけが知っておくべき鍵のこと。ビットコインでは送金時の取引で署名を行うために必要。

・公開鍵とは、誰にでも教えてよいオープンな鍵のこと

 

ブロックチェーンの中身

ブロックチェーンには「AさんからBさんに0.5BTC移動しました」という仮想通貨の過去の取引だけが記録されています。いま現在の残高をみようとしても、その情報はないのです。残高を知りたい場合は過去の取引履歴を合算するれば分かるという考え方です。

ウォレットアドレス間の取引は「トランザクション」と呼ばれています。ブロックチェーンにはこのトランザクションの履歴が膨大に記録され続けています。

またイーサリアムという仮想通貨にはスマートコントラクトというプログラムがブロックチェーン上に実装されています。スマートコントラクトは契約を自動化することができ、あらゆる資産に対応が可能です。

例えば家庭用洗濯機が洗剤の残量を感知し、自動的に知らせてくれて、洗剤の注文を自動作成し、実際に発注を行う。これを受けた洗剤販売業者も自動的に洗剤を発送し、発送通知を行う。そして、代金の決済も自動的に行われます。これは実際にIBMがサムスンとの実験で行われたものです。

 

マイニング作業

ブロックチェーン上で行われた取引の記録作業「マイニング(採掘)」と呼び、その作業をしている人たちのことを「マイナー」と呼びます。ビットコインの場合、マイナーたちはノードとして接続されているコンピュータを使って、多くのトランザクションをまとめた「ブロック」を約10分おきに作っています。

 

正確な流れとしては、Aさんが行った取引は一度トランザクションプールというところに溜められます。その情報がマイナーたちに届き、マイニングが成功してブロックチェーンに記録されて承認状態になります。

マイニングは無数にある英数字の羅列から決められた英数字を発掘し、承認するという作業ですが、マイナーたちはこれを競争しています。この競争を先ほど触れた「proof of work」といい、ハッシュ値の先頭に「0」が並ぶのを発見するとコインの新規発行が認められるという仕組みになっています。

ビットコインではマイニング報酬が約4年ごとに半減期を迎えるように設定されています。つまり報酬が半額になるということですが、そのときにビットコインの価値が上がっていれば単純に報酬が減るということもありません。最終的には2140年頃にマイニング報酬がゼロになり、ビットコインの発行上限数2100万BTCに到達する予定です。

 

ハッシュレート

ハッシュレートはマイニングやブロックチェーンとの関わりがとても深く、投資のヒントになる場合もありますので解説していきます。

 

ハッシュレートとは

ハッシュレートとはマイニングの速度(発掘速度)のことで1秒あたりの計算回数のことです。ハッシュレートの単位は hash/s と表記されます。

https://fork.lol/pow/hashrateというハッシュレートが見れるサイトにアクセスするとわかるのですが、ビットコインキャッシュに比べ「ビットコイン」のハッシュレートが段違いに高いのがわかります。

出典:fork.lol

ビットコイン(BTC)とビットコインキャッシュ(BCH)のハッシュレートは図のような関係を保っていることが多いですが、BCHのハッシュレートがBTCより高くなり、BTCが下落したという例がありました。

ハッシュレートが直接的に価格に影響を与えることもあります。しかしハッシュレートの変動だけではなく、ディフィカルティと呼ばれるマイニングの難易度調整やブロック形成数などの要因が絡みあって複雑に連動しています。ビットコインFXをやられる方はこのハッシュレートを気にするのもよいかもしれません。

 

 

ブロックチェーンの参考資料

私が仮想通貨やブロックチェーンを勉強するにあたって参考になった本を紹介します。

 

仮想通貨とフィンテック / 苫米地英人

苫米地英人さんの本は他にも読んだことがありますが、この本は専門用語をできる限り避けて書いてありますので、とても読みやすかったです。ブロックチェーンについてはそこまで深く書いてありませんが、仮想通貨が誕生した背景や「通貨とはなにか?」などを読んでいて「なるほど、なるほど」と何度も頷いてしまいました。とても面白い本です。

苫米地英人さんはテレビでコメンテーターとしてよく出演しているので、見かけたらじっくり話を聞いてみてください。たまに暴走してます。

 

いちばんやさしいブロックチェーンの教本 / 杉井靖典

今回の記事を描くにあたって、あらためてブロックチェーンについて勉強したいと思って読んだ本です。この株式会社インプレスの書籍は、本屋さんの目立つ位置にあるので、「その表紙見たことがある!」という方も少なくないはずです。このシリーズはプログラマー向けの本ですね。

半分初心者向けで、半分は玄人向けかなという感想です。特に暗号の話は難しいですね。でも読みやすく工夫して書いてありますので、読み疲れるということはないと思います。

興味がある方は是非読んでみてください。

 

まとめ

ブロックチェーンはAIとよく並べて討論されることが多く、将来的には人間の多くの仕事を奪うのでないかと言われています。

銀行ではいち早くブロックチェーンを取り入れ、人員削減&店舗数削減を進めています。スーパーで言えば自動精算機が増えてきましたよね。ブロックチェーン自体はとても素晴らしい技術なのですが、失業者が増加するのではないかという懸念はあります。

これからは自分の就いている仕事が無くならないかを真剣に考える必要があります。勢いがあるIT企業でも、いつ潰れてもおかしくない時代です。

そういった意味でもブロックチェーンにもっと興味を持ち、1度ぐらいは仮想通貨を買ってみるという体験を是非してみて欲しいです。

 

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ブログ訪問ありがとうございますm(_ _)m 東京在住・Web業界の30代サラリーマンです。仮想通貨の情報に加えて、お金に関わる記事も書くようにしました。

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