初心者でもわかる仮想通貨の特徴や仕組み|ブロックチェーン

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仮想通貨で最も有名なビットコイン(BTC)の中核をなす技術として世間の注目を集めたブロックチェーン(block chain)技術。注目されるにつれ、ブロックチェーン技術を他にも代用できないかと考えられ、様々な特徴をもったアルトコインが生まれました。そんなブロックチェーンを今回は掘り上げてみます。

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1. ブロックチェーン(block chain)とは?

ブロックチェーン(block chain)とは簡単に言えば「分散型台帳技術」です。

ビットコインを支えるために「ナカモトサトシ」なる人物の類稀なる創造力で生み出されたもので、ビットコインの最大の特徴の1つである特定の国や企業に支配・管理されない「非中央集権型の通貨」を支える技術。

中央集権型の管理の場合、取引データの一つ一つがデータベースに書き込まれていくのですが、ブロックチェーン(block chain)は言葉からもイメージできるように、ブロックにデータが集約されていきます。

そのブロックを一本且つ一方向のチェーンで繋げて、改ざん・不正がされないようにしており、ブロックに記録されている取引情報はいつでも誰でも過去を遡って閲覧可能です。

閲覧は下記URLで行えます。

Blockchain.info公式ページ

もちろん実際のチェーン(鎖)で繋げているのではなく、そのようなイメージで表すことができる技術ということです。

 

2. 中央集権型台帳管理と分散型台帳管理の違い

分散型台帳技術について深く理解するためには、既存の中央集権型台帳管理との違いをみていきましょう。

 

●中央集権型台帳管理の仕組み

中央集権型台帳管理には「特定の管理者」が存在します。

その特定の管理者を仮に「中央管理者」とします。

利用者が取引の申請をすると、中央管理者が管理する特定の1つのデータベースに記録され、その記録を中央管理者が閲覧し、申請者と取引申請の内容を確認、承認可否を行い、承認可否に合わせて記録を更新し、利用者に取引通知をする、という仕組みです。

整理すると、

  1. 利用者の取引申請
  2. 特定の1つのデータベースに記録
  3. 中央管理者が閲覧、確認
  4. 承認可否
  5. 記録の更新
  6. 取引通知

という流れになります。

上の図の通り、中央集権型台帳管理の特徴として、

  • 中央管理者のデータベースにのみ、記録される
  • 1つのデータベースに記録されるため、処理スピードが早い
  • 中央管理者が間違えなければデータの整合性は図れる
  • 管理者が改ざん・不正を行なっても外部からはわからない

上記4点が挙げられます。

 

●分散型台帳管理の仕組み

ブロックチェーン(block chain)が可能にした分散型台帳管理には「特定の管理者」が存在しません。

また、取引を記録するデータベースも複数存在し、これが「分散型」と言われる所以でもあります。

分散型台帳管理の場合、取引情報が利用者より発信されることから始まり、その取引情報に対して利用者が暗号署名を行い、ネットワークに流します。

取引情報は同時に分散データベースにも送られ、分散データベースは受け取った取引情報の記録をそれぞれが記録します。

取引情報の承認可否である合意形成は、分散データベース全てで整合性が図れるよう、特定の合意形成方法(マイニング)で合意され、取引情報が分散データベースそれぞれで更新されます。

記録された取引情報は過去に遡って、いつでも誰でも閲覧することが可能です。

整理すると、

  1. 取引情報が利用者より発信される
  2. 利用者が取引情報に対し、暗号署名を行い、ネットワークに流れる
  3. 分散データベースそれぞれに記録される
  4. マイニング(採掘)で合意形成が図られる
  5. 分散データベースそれぞれで取引情報が更新される
  6. 取引情報の閲覧(過去の分も含め、いつでも誰でも)

という流れになります。

上の図の通り、分散型台帳管理の特徴として、

  • ネットワーク上の複数のデータベースに記録される
  • マイニングにより合意形成と同時に同期及び更新作業が行われる
  • 処理スピードが中央集権型台帳管理に比べ遅い
  • 誰でもいつでも記録を過去を遡っての閲覧が可能
  • 改ざん・不正が行われた場合、誰でも確認できる

上記5点が挙げられます。

マイニングは「採掘」と和訳され、マイナー(採掘者)と呼ばれる企業や個人によりマイニング(採掘)作業が行われています。

また、ブロックチェーンにはパブリック型とプライベート型などがあり、ビットコインの場合は誰でもマイニング(採掘)に参加可能なパブリック型です。

マイニング(採掘)については別の機会に詳しく取り上げようと思いますので、ここでは割愛させていただきます。

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3. ブロックとチェーンの仕組み

ブロックチェーン(block chain)の名が示す通り、ブロックとチェーンについて詳しく説明していきます。

 

●ブロックと取引情報の関係

ブロックチェーン(block chain)の名前から実際にブロックがあるのか、と思われがちですが違います。

ブロックチェーン(block chain)では「まとめられた取引情報」を記録するのですが、このまとめられた取引情報の記録を「ブロック」と呼び、1つ1つの取引情報を「トランザクション」と呼びます。

1ブロックの容量はビットコイン(BTC)の場合は1MB、記憶に新しいスケーラビリティ問題(1ブロックに記録できる情報量)により2017年8月1日に生まれたビットコイン・キャッシュ(BCH)は2MBです。

1つのブロックにまとめる定義は現状「10分間の取引情報」となっており、10分間の世界中の取引情報全てに対し、マイニングにより合意形成を行い、1つのブロックにまとめて記録されていきます。

1つ1つの取引情報を記録したり承認したりしていると、物理的に処理が難しいため、このような処置が取られていると思われます。

ブロックに記録される取引情報には、個人名や取引に付帯する契約内容までは記録されません。

例えば、Aさんの服をBさんが1BTCで買った場合、ブロックに記録される取引情報は「暗号署名B(Bさんを表す暗号アドレス)が暗号署名A(Aさんを表す暗号アドレス)に1BTCの取引をいつ行なったか」ということだけが記録され、服を買ったことや個人名は記録されない、ということです。

 

●チェーンとブロックの関係

ブロックと同様、チェーンも実際にありません。

チェーンとは、新しいブロック(これからの10分間の取引情報のまとめ記録)を生成する際に、その前のブロック(直前の10分間の取引情報のまとめ記録)のハッシュ値を新しいブロックに埋め込み、ブロックとブロックの繋がりがあることを示すプロセスのことです。

ハッシュ値は、1つのブロックへの記録がマイニング(採掘)により完了した際に発行され、次の新しいブロックに埋め込まれることで、1つのブロックからいくつものブロックが生成できないようになっています。

何故ならば、1つのブロックで生成されるハッシュ値は1つのみだからです。

ハッシュ値の特性として、

  • 同じハッシュ値は作れない
  • ハッシュ値から元のデータを復元できない

ことが挙げられ、この特性から1ブロックあたり1ハッシュ値だけがひも付き、ブロックと次の新しいブロックは一本且つ一方向のチェーンでのみ繋がるのです。

ブロックチェーン(block chain)は改ざん・不正がされないと信用されている1つの理由が、このブロックとチェーンの関係にあります。

 

●ブロックチェーン(block chain)イメージ

ブロックと取引情報の関係、そしてチェーンとブロックの関係をイメージでまとめると下の図のようになります。

2017年9月現在、ビットコイン(BTC)のブロックの数(ブロック高)は487,137個(高)となっており、今後も10分毎にマイニング(採掘)が行われ、次の新しいブロックが1つ生成され、記録が蓄積されていきます。

 

4. ブロックチェーン(block chain)の種類

ビットコインを支えるために「ナカモトサトシ」なる人物が生み出したブロックチェーン(block chain)ですが、現在ブロックチェーン(block chain)の種類には主に3つの種類があります。

  • パブリック(ブロック)チェーン
  • プライベート(ブロック)チェーン
  • コンソーシアム(ブロック)チェーン

(ブロック)は、場合によりパブリックチェーン、プライベートチェーンなど(ブロック)を省略して呼ぶ場合がありますが、ここではブロックを省略せずに名称として扱っていきます。

 

●パブリックブロックチェーンとは?

パブリックブロックチェーンは中央管理者が不在の不特定多数の誰でもマイニング(採掘)などに参加可能なブロックチェーン(block chain)です。

パブリックブロックチェーンを採用している仮想通貨では、

  • ビットコイン(BTC)
  • イーサリアム(ETH)
  • ネム(XEM)

などが有名ですね。

 

●プライベートブロックチェーンとは?

プライベートブロックチェーンは、特定された単独の関係者(企業や人)のみマイニング(採掘)などに参加可能なブロックチェーン(block chain)です。

企業や銀行などに好んで選ばれており、不特定多数の人がマイニング(採掘)などに参加できないため、合意形成のスピードを上げることが可能であったり、セキュリティを独自に強化したり、匿名性を高めたりすることができます。

プライベートブロックチェーンで有名な仮想通貨はリップル(XRP)ですね。

 

●コンソーシアムブロックチェーンとは?

コンソーシアムブロックチェーンは、特定された複数の関係者(企業や人)がマイニング(採掘)などに参加可能なブロックチェーン(block chain)です。

パブリックブロックチェーンとプライベートブロックチェーンのちょうど中間の存在と言えるのではないでしょうか。

プロジェクトとして有名なものにIBMの「Hyperledgerプロジェクト」がありますが、そのプロジェクトの一つとしてのコンソーシアムブロックチェーンとして、日本企業発のブロックチェーン(block chain)としても注目を集めている「いろは」があります。

 

●パブリックブロックチェーンと他種ブロックチェーンの違い

ブロックチェーン(block chain)が誕生したそもそもの経緯はビットコインを支えるためであり、ビットコインは「中央管理者を必要としない」ことによる、

  • 透明性
  • 公平性
  • 改ざん・不正がされない

が共感され、大きな特徴ともなっています。

しかし、プライベートブロックチェーンもコンソーシアムブロックチェーンもこの特徴が失われますが、合意形成のスピードを高めたり、独自にセキュリティを強化したり、匿名性を強めたりすることができるメリットもあります。

個人的にはビットコインをはじめとするパブリックブロックチェーンが発展し、大きなシェアを獲得していって欲しいと思っています。

 

5. まとめ

仮想通貨の特徴や仕組みの一つであるブロックチェーン(block chain)について掘り下げ、ご説明しましたがいかがでしたでしょうか。

ブロックチェーン(block chain)はインターネットの登場と同じくらい、21世紀の革命的な概念・技術として評価されています。

仮想通貨に興味を持つきっかけの多くはまだまだ「投資」「お金が儲かる」などからでしょう。

しかし、なぜ投資対象として注目されて高値を更新しているのか、その背景となる仮想通貨を支える特徴や仕組み(技術)を知ることで、より理解が深まると思います。

仮想通貨のより良い未来は我々の生活のより良い未来でもあることを期待し、仮想通貨をもっと身近に感じていただければと思います。

そして、ご自身が信じられる仮想通貨に投資するなり、従来の投資スタイルによるテクニカルを活用した資金運用をするなりし、資産を増やすことにトライしていただいても良いと思います。

仮想通貨取引所については、下記をご覧ください。

初心者でもわかる|国内の仮想通貨取引所10社+αの特徴と選び方2017年最新版まとめ

 

この情報が少しでもお役に立てたなら嬉しい限りです。
 
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