ブロックチェーンの仕組みを知りたい。
メリットとデメリットは？
将来性はどうなんだろう。
こんな悩みに、お答えします。
仮想通貨を軸に、生活しています。
今までの投資経験とリサーチスキルをいかして、記事をまとめてみました。
よかったら参考にしてみてください。
ブロックチェーンとは？
ブロックチェーンとはデータ管理の方法で、「仮想通貨」や「NFT」のベースとなる技術です。
2008年に「Satoshi Nakamoto」の論文によって、ブロックチェーンのコンセプトが発表されました。
取引データを暗号化した上で「ブロック」につめて、「1本の鎖（チェーン）」のように並べていくことから、ブロックチェーンと呼ばれています。
ブロックチェーンは、次のような特徴があります。
- 不正なデータの書き込みや、データの改ざんが困難
- システムダウンすることがない
- データを1箇所に管理する中央集権型ではなく、参加者が平等に管理する分散型
今回の記事で、くわしく解説していきます。
ブロックチェーンの仕組
ブロックチェーンの本質を理解するには、ブロックチェーンの仕組みを知っておく必要があります。
ブロックチェーンは、いくつかの「既存の技術」が組み合わさることでおこった、イノベーションです。
既存の技術
- ハッシュ
- 電子署名
- コンセンサスアルゴリズム
- P2P (Peer to Peer)
1つずつ、解説します。
ハッシュ
取引データを「ハッシュ値」に変換することで、データをID化（暗号化）しています。
ハッシュの特徴
- どんな元データを入力しても、ハッシュ値に変換すると一定の桁数の値になる
▶︎ データを効率的に管理できる - ハッシュ値から、元データを特定することはできない
▶︎ データの匿名性 - 元データが1文字違うだけでも、全く異なるハッシュ値になる
▶︎ データが改ざんされた場合、すぐ気づける
ハッシュのこういった特徴から、ブロックチェーンに応用されています。
電子署名
- 電子署名をする際には、秘密鍵と公開鍵という2つのペアキーが作成されます。
- 署名者（送信者）は、「秘密鍵」をつかってデータに署名します。
- 受信者は「公開鍵」を使うことで、送られてきたデータが署名者によって作成されていることを確認します。
電子署名は、「なりすまし」や「改ざん」を防ぐことに役立ちます。
コンセンサスアルゴリズム
例えばビットコインのコンセンサスアルゴリズムには、PoWという方式が採用されています。PoWは暗号パズルを解くような形式で、新しいブロックが生成される（新しくデータが追加される）仕組みです。
マイナーたちが競って暗号パズルを解きます。一番はやく解いたマイナーには、報酬としてビットコインが送られます。
報酬がなければ、不正なデータを書き込むマイナーが出てくるかもしれません。
報酬があることでマイナーたちは、不正なデータを書き込むメリットがなくなっているのです。
PoWは、マイナーが「正しくデータを書き込む」ためのルールとして機能しています。
P2P（Peer to Peer）
Peerとは「仲間」という意味。P2Pでつながったコンピュータがいくつも集まることで、P2Pネットワークになります。
P2Pネットワークは、システムがダウンすることなく、作動し続ける環境をつくりだしています。
従来のネットワークの場合（企業や銀行など）
独自のサーバがデータを管理しています。仮にサーバがダウンしたら、システム全体が止まってしまう可能性があります。
いわゆる「中央集権的」な管理システムです。
P2Pネットワークの場合
ブロックチェーンのデータは、ネットワークに参加している複数のコンピュータにシェアされる形で管理されています。P2Pネットワークの一部のコンピュータがダウンしても、ほかの複数のコンピュータがデータを保管しているので、システム全体がダウンすることはありません。
中央集権的に対して「分散型」の管理システムといえます。
ブロックチェーンのメリット
ブロックチェーンは「ハッシュ」「電子署名」「コンセンサスアルゴリズム」「P2P」、それぞれの特徴を反映したメリットをもっています。
ブロックチェーンのメリットは、次のとおり。
- 改ざんが非常に困難
- システムダウンが起きない
- 取引データを消すことができない
- 透明性
- 送金コストが安い
1つずつ、解説します。
改ざんが困難
ブロックチェーンは、データの「改ざん」が非常に困難です。
次のような理由が、２つあります。
「ハッシュ」や「電子署名」の技術が、改ざんを防いでいる
1つ目は「ハッシュ」や「電子署名」の技術が、改ざんを防いでいることです。
改ざんしようとしても、ハッシュ値のIDと電子署名の鍵でひっかかるので、一発でバレてしまう可能性が高いです。
「P2Pネットワーク」の技術により、データが複数のコンピュータにシェアされた状態で保管されている
2つ目は「P2Pネットワーク」の技術により、データが複数のコンピュータに「シェア」された状態で保管されていることです。
P2Pネットワークをハッキングしようとする場合、半数以上のコンピュータを1台ずつハッキングして、それぞれのコンピュータ内の取引データを改ざんしていく必要があります。
またブロックチェーンは、ブロックが1本の鎖のように繋がっています。
ブロックチェーンのデータを改ざんする場合、改ざんしたいデータが含まれているブロックから後ろのブロックもすべて、改ざんする必要があります。
システムダウンが起きない
P2Pの項目で、説明したとおり。
複数のコンピュータにデータがシェアされた状態なので、一部のコンピュータがダウンしても問題ありません。
取引データを消すことができない
ブロックチェーン上のデータは、一度記録されると半永久的に残りつづけます。
企業や銀行などが管理しているデータだと、運営元がサービスを停止すれば、管理されているデータは一緒に消えてしまうかもしれません。
ブロックチェーンでは、そういった「消失のリスク」がなくなります。
P2Pネットワークの参加者でも、自身の記録を「意図的に」削除することができません。
透明性
ブロックチェーンに書き込まれているデータは、インターネット上で誰でも見ることができます。
過去の取引データも全て、追跡して見ることが可能です。
例えばビットコインの取引記録は、下記のサイトから見れます。
検索バーに「ビットコインアドレス」や「トランザクションID（移動履歴のID）」を入力すると、証拠となるデータがでてきます。
ビットコインアドレスやトランザクションIDは、仮想通貨取引所から調べることができます。
ふつう組織が管理しているデータだと、ここまでオープンに見れませんよね。
ブロックチェーンは透明性が非常に高いといえます。
送金コストが安い
ブロックチェーンでは、従来の送金手段より圧倒的にコストが安いです。
ブロックチェーンは銀行などの組織を介さず、ダイレクトに送金することができます。
ブロックチェーンを用いた送金は、国内でも国外でも関係ありません。
従来の法定通貨を東京からアメリカに送金する場合、3000円ほど必要です。
ビットコインの場合だと、無料〜数十円の手数料で送金できます。
ブロックチェーンのデメリット
ブロックチェーンにも、デメリットはあります。
- データを消せない、隠せない
- 取引速度がおそい
- 51％問題
1つずつ解説します。
データを消せない、隠せない
ブロックチェーンの「データを消せない」「隠せない（透明性が高い）」といった特徴は、逆にデメリットになる可能性もあります。
普通は「個人情報保護法」により、個人情報など本人の届出により削除することができます。ブロックチェーンデータだと、暗号化されているとはいえ、それができません。
フレキシブルに対応するためにも、中央集権的なシステムと上手につかいわける必要があります。
取引速度がおそい
ブロックチェーンでは分散してデータ管理をしているので、その分、取引速度がおそくなります。
例えば、ビットコインだと取引処理に10分ほどかかります。クレジットカードやQR決済は瞬時に取引できるので、比べるとだいぶおそいです。
ビットコインは暗号パズルを解くような形式で、新しいブロックが生成されます。暗号パズルを解くのに、10分ほど時間がかかるイメージです。
1つのブロックに書き込めるデータ量は決まっているので、取引数が多くなるほど処理速度は遅くなります。
これをスケーラビリティ問題といいます。
スケーラビリティ問題はブロックや取引データを圧縮させたり、ブロックチェーン外で取引処理をおこなうようにすることで解決が可能です。（いわゆるアップデート）
51％問題
ブロックチェーンは「100％」ハッキングされないかというと、そうではありません。
51％問題は、仮想通貨のブロックチェーンに対して起こりえるハッキングです。
51%問題について、くわしく説明します。
ブロックチェーンは1本鎖ですが、たまに分岐して2本鎖になることがあります。普通は長い方の鎖が優先されて、短い鎖は消滅します。
51％問題は、この原理を利用してハッキングします。
まず正当なブロックチェーンから、不正なブロックチェーンを「意図的に」分岐させます。
不正なブロックチェーンが長くなるよう伸ばし続けたあと、正当なブロックチェーンをこえる長さになった時点で、不正なブロックチェーンを公開します。
このとき「特定の個人」や「グループ」が、マイニングのシェアを51％以上もっていれば、不正なチェーンを承認し、優先することができてしまいます。
不正なチェーンを優先することで、「二重取引の成立」や「正常な取引の拒否」、「不正な取引の承認」が可能になってしまいます。
「51％問題」は特定の個人やグループが、マイニングのシェアを51％以上もってしまった時におこりえる問題です。なので分散性が、より重要になってくるのです。
ビットコインで発生したことはないですが、こういった危険性があることも心に止めておく必要があります。
ブロックチェーンの将来性
ブロックチェーンは、次のような分野で応用が期待されています。
- 金融（銀行・レンディングサービス）
- SNS
- ストレージ
- ゲーム
- 医療
- 不動産
- 保険業
ブロックチェーンの本質は、「不正が困難なこと」と「透明性が高いこと」です。
ブロックチェーンが日常の生活になじむことで、今まで以上に「平等」で「安全」な社会が訪れるかもしれません。
「不正」や「システムダウン」を不安に思うことがなくなれば、人はもっと創造的な仕事に力をそそげるようになります。
ブロックチェーンがベースの「仮想通貨」や「NFT」については、下記の記事にまとめています。読むとブロックチェーンへの理解が、いっそう深まると思うのでどうぞ。
まとめ
以上、ブロックチェーンの解説でした。
- ハッシュ
- 電子署名
- コンセンサスアルゴリズム
- P2P
- 不正なデータの書き込みや、データの改ざんが困難
- システムダウンすることがない
- 参加者が平等に管理する”分散型”
- 51％問題
世界を変える、可能性を秘めています。