ブロックチェーンとは？初心者でもわかる仕組み

ブロックチェーンとは一言で

「ビットコインの取引履歴」 です。

ブロックチェーンは、すでにマイニング(採掘)されて世に存在するビットコインの全ての取引を記録した「ビットコインの取引記録」です。

ブロックとは一定期間の取引がブロックの塊になったもので一つずつチェーン状に繋げることによって、のちにデータを変更、改ざんすることが実質不可能になります。

台帳１ページをブロックとし、その全ページチェーンで繋いでいるイメージ。それをブロックチェーンと呼んでいる。

ブロックチェーンの基本的な仕組み

ブロックチェーンは誰でも共有できて、みんなで支えている台帳

•ブロックチェーンの台帳は、誰でも使うことができます。

•インターネットに繋がってさえいればどこでも使えます。

•アカウント開設さえすれば誰でも使えるようになります。

ブロックチェーンは、ネットワークの参加者によって支えられています。

ユーザー同士が管理しています。この形式を「P2P（ピアツーピア）方式」または「分散型取引台帳」とも呼ばれています。

参加者のパソコンのパワーを少しずつわけあって、ブロックチェーンはなりたっています。そして、パソコンのパワーを多く分けている人には、収入が入る仕組みでユーザー同士でシステムを管理しあう構造になっています。

 

承認されてはじめて取引が成立

ブロックチェーンには「承認」という作業があります。

法定通貨であれば、銀行が取引の承認を行いますが、ブロックチェーンではマイナーと呼ばれる人（コンピューター）が承認を行います。

銀行のような第三者が仲介しないブロックチェーンでは、勝手に取引情報を作成して不正にデータを作成することが可能に思えますね。

それを防止するために、承認という作業が行われなければ、取引が成立したとは認められません。

さらに、マイナーが承認したものを他のマイナーが確認した場合のみ取引が成立し、ブロックチェーンに取引情報が書き込まれる仕組みとなっています。

取引を1件1件 承認していては承認が追いつかず、送金などの取引処理が長期間待たされてしまうことになります。

そこで、ビットコインでは10分おきに取引情報を一つのブロックにまとめて、一括で承認しています。

このブロックがマイナーによって承認され、他のマイナーによって確認が取れた場合、1つ前のブロック（10分前に承認されたブロック）に連結されます。

そして、その10分後 承認されたブロックはさらにその後ろに連結されます。

一度ブロックチェーンに連結されると修正も削除も出来ません。

このように、過去から現在までの連結されたブロック（取引履歴）がチェーンのように一連に繋がって管理されるため、ブロックチェーンと呼ばれています。

 

 

 

ブロックチェーンの情報は公開されている

ブロックチェーンの情報は、全ての人に公開されている。

なのでどのアドレスからどのアドレスに暗号通貨が送られたのかはすぐにわかります。

以下のサイトがビットコインのブロックチェーンを確認する有名なサイトで自分の取引履歴、トランザクションの確認ができますBlockchain.infoというウェブサービスです。

10分単位で承認されたブロック内に含まれる「取引件数」「取引されたビットコインの量」「ハッシュ値」「前ブロックのハッシュ値」を時系列に確認できます。

ここでは、ハッシュ値によって暗号化されているため、取引の「履歴」として記録されても、「内容」の詳細は確認できないので安心できます。
むしろ、時系列がオープンになっていることは、不正を防ぐための役割の1つと言えるでしょう。

こちらのサイトではトランザクション以外にも

•相場のチャート

•時価総額のチャート

•様々な統計を確認することができますので興味のある方は覗いてみるといいと思います。

 

 

「ブロック」はハッシュ関数で暗号化される

取引データ（履歴）である「トランザクション」には、「何月何日にAからBへ○○BTCを送金した」という内容のデータが記録され「ブロック」になります。
このデータはオープン化されているため、誰でも確認することができます。しかし、トランザクションの「具体的な取引内容」はハッシュ関数によって「暗号化」されるという特徴があります。

ハッシュ関数とは、元となるデータから一定の文字数の不規則な文字列（ハッシュ値）を生成する関数です。同一のデータであれば同じハッシュ値が生成されますが、少しでも異なれば全く異なるハッシュ値が生成されます。また、生成された文字列から、元のデータを読み取ることができない「不可逆性」を持っているのが特徴です。

ブロックデータには、ハッシュ関数によって暗号化されたトランザクションと直前のブロックデータのハッシュ値が含まれています。
直前のハッシュ値と、「ナンス値」という特別な数字を見つけ出すことにより整合性が取ることができ、ブロックがブロックチェーンへ新たに追加される流れを「承認」といいます。

→

ハッシュ値とは

必ず任意のデータ →(変換)→ 一定の長さのデータになる値です。
元となるデータをちょっと変更すると、変換後のハッシュ値は全く違ったデータになります。

この特徴を利用して、ブロックチェーンの文脈では、 ハッシュ値は、取引記録の改ざん対策 として利用されます。

ブロック内のデータを改ざんすると、その後の全てのブロックのデータを変更されます。これによって、改ざんがすぐにわかります。

さらに、新規取引を追加する場合、ブロックチェーンは分散型管理なので、世界中の同じブロックチェーンを同時に追加しなくてはなりません。

 

新たなビットコインを生成できる

新たにブロックを追加するときは、先にも紹介したとおり、直前のブロックのハッシュ値と、今回のブロックに含まれる「全取引データ（トランザクション）」と「ナンス値」をハッシュ関数によって暗号化します。

この整合性を確認し「承認」するためには膨大な計算を行います。この承認作業を「マイニング（採掘）」といい、不正が行われていないことを証明する仕組みを「proof of work（仕事の証明）」といいます。
これを「成功」させた人にビットコインの報酬が支払われるというシステムがあり、このときビットコインが「新規発行」されるのです。

ビットコインの発行総量は事前に決められており、2140年までに2,100万BTC（上限数）に達すると言われています。「マイニング」というブロックチェーンが生まれる仕組みにより、ビットコインの急激な増減が起きないように調整されているのです。

パブリック型

「パブリック型（パブリックチェーン）」は、中央集権的な管理期間を持たず、不特定多数のだれでも自由に参加でき、だれでもマイニングに参加できるブロックチェーンを指します。ビットコインが代表的です。

プライベート型

「プライベート型（プライベートチェーン）」は、管理者がいるのが特徴です。マイニングを行うためには、管理者の許可によってコントロールできるため（パブリック型はマイナーの賛同を得なければならない）、金融システムの管理などに活用できるでしょう。

 

 

ブロックチェーンのメリット

「中央集権化」を防げる

ブロックチェーンによる第一のメリットは、「中央集権化」が防げることでしょう。

一元管理しないことによって、システムが実質的にダウンしない（分散することで他所で復旧できる）というメリットです。

また、多くの利用者の間でブロックチェーンを共有しあうため、特定の管理者による独裁的にコントロールされないのもメリットです。

 

海外送金の低コスト化が実現する

特定の金融機関を介さないことによって海外への送金コストが大幅に削減できることです。通常、金融機関を経由することで数百円から数千円の手数料が発生します。しかし、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実現し、最小限の手数料で済むようになります。

データの改ざんが不可能になる

データの改ざんが実質不可能になることです。先にも紹介してきたとおりブロックチェーンは暗号化され、分散して保存されています。

また、その暗号化された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。意図的に改ざんすれば、分散したデータとの整合性が取れないため、すぐに不正が明らかになるのです。

ブロックチェーンの課題

ブロックチェーンは、まだ活用されはじめた段階の技術です。今後の課題として挙げられるのが、処理速度です。データを分散管理することや、リアルタイムでの処理が行えないため、実店舗のような即時決済を行うようなシステムでの活用は今後の課題となるでしょう。

 

まとめ

ブロックチェーンは、仮想通貨などフィンテックを語る上で欠かせない技術です。政府や銀行などが介入せず、取引に関するデータが分散し、すべての人がデータを確認できることから改ざんが起こりにくいというメリットがあります。

また、プライベート型のブロックチェーンは、そういったメリットをいかしつつ特定の管理者を置けることから企業での決済サービス運用などの活用が期待されています。

元々ブロックチェーンはビットコインと一緒に開発されてきましたが現在では、他の暗号通貨や全く別の仕組みにも開発・応用されるようになってきています。

ビットコインが通貨そのものならブロックチェーンは、銀行のシステムと言った感じです。

しかし、ブロックチェーンは銀行のように実際に建物やものがあるわけではなく、ネットワーク上に構築されたアプリケーションで運用されています。

法定通貨であれば、銀行の中にあるサーバーにこの取引情報を保存し管理されますが、ブロックチェーンではインターネットに接続された世界中のコンピューターそれぞれに、この同じ取引データを保存して管理します。

このように、データを分散して皆で管理する方法を分散型管理台帳と言います。

また、この管理されている取引情報が第三者に開示されているということも特徴の一つです。