本記事の内容
- ブロックチェーンの定義
- ブロックチェーンとは？
- ブロックチェーンの仕組みについて
- ブロックチェーンの分類
最近よくブロックチェーンという言葉を聞くけど、いまいち理解できないんだよね〜。
今までの仕組みと、どう違うのかな？
それなら今回はブロックチェーンについて初心者でもわかるように解説していくよ！
近年は仮想通貨に関するニュースが増え、企業が仮想通貨を決済に導入したりと、少しずつ社会に普及しつつあります。
また仮想通貨にはそれぞれ違う特徴があり、単に名前が違うというわけではありません。
そしてその仮想通貨のもとになっている技術が「ブロックチェーン」というものなのです。
しかしこのブロックチェーンは理解しづらい部分が多く、まだ一般的には普及していません。
なのでこの記事ではブロックチェーンを一般に広めるためにも、初心者でもわかりやすいように解説していきたいと思います。
こんな方におすすめ
- ブロックチェーンとは何か知りたい人
ブロックチェーン技術は今までとは違った革新的な技術です。
ぜひ皆さんにも知ってもらえればと思います。
Contents
はじめに
まず最初に頭に入れておいて欲しい前提があります。
多くの方はブロックチェーン＝仮想通貨と考えているかもしれませんがそれは間違いです。
正しくはブロックチェーンという技術を利用して生まれたものが仮想通貨です。
これはブロックチェーンというものを考える上でとても重要なので頭に入れておいてください。
（ややこしくなるので仮想通貨についてはまた別の記事で解説したいと思います。）
ブロックチェーンとは
ブロックチェーンとは複数の分散されたコンピューター(ノード)に取引などのデータ暗号化し記録させ、処理・記録させる技術のことです。
ノードと呼ばれるコンピューターで取引データを検証しながら一定のデータをブロックにまとめ、それを鎖(チェーン)状につなげることからブロックチェーンと呼ばれます。
また別名を「分散台帳型技術」と言います。
つまりは、色々なコンピューターを使って取引の処理を分散して行うということだよ！
ブロックチェーンの定義
ブロックチェーンの定義ですが、ブロックチェーン技術の普及拡大や社会実装に向けた取組みを推進している「日本ブロックチェーン協会」によると以下のように定義されています。
１）ビザンチン障害を含む不特定多数のノードを用い、時間の経過とともにその時点の合意が覆る確率が0へ収束するプロトコル、またはその実装をブロックチェーンと呼ぶ。
２）電子署名とハッシュポインタを使用し改竄検出が容易なデータ構造を持ち、且つ、当該データをネットワーク上に分散する多数のノードに保持させることで、高可用性及びデータ同一性等を実現する技術を広義のブロックチェーンと呼ぶ。
このままでは正直何のことかわかりません。
上記の文を簡単に表現してみたいと思います。
正しい記録しかできず、一度記録すると変更できない、消せない、改ざんされないと言った特徴を持ち、皆に合意された情報だけが有効に記録される分散共有型のデータベース。
いかがでしょうか、少しは分かりやすくなったと思います。
ここで重要なのが「消せない」、「変更できない」、「改ざんできない」の3つです。
なぜ重要なのかは後ほど解説します。
ブロックチェーンの成り立ち
先ほど「消せない」、「変更できない」、「改ざんできない」の3つが重要だと言いましたがこれを説明するにはブロックチェーンの成り立ちを考えなければなりません。
まずブロックチェーンは今や技術として確立しつつありますが、最初はある思想から始まりました。
それは「もっと安全に素早くお金の取引をしたい」というものです。これは2008年に起きたリーマンショックを機に強くなっていきます。
それを受けてある謎の人物のサトシ・ナカモトがブロックチェーンの仕組みに関する論文を発表し、興味を持った人たちがシステムを作っていき今の形まで発展してきました。
このようにお金のやり取りに対して使うことを目的に作られた仕組みであるため先ほど述べた「消せない」、「変更できない」、「改ざんできない」の三つが重要になるわけです。
今では金融の分野だけではなく様々な分野での応用が考えられています。
ブロックチェーンの仕組み
次にブロックチェーンの仕組みについて３つの観点から説明していきます。
暗号化技術
まず始めに暗号化技術についてです。
暗号化技術は日々私たちの気が付かないところで使用されています。暗号化がされていないと私たちが送受信しているデータが全て丸見えになってしまい、安心安全なデータのやり取りができません。
従来の暗号化技術は「伝えたい内容（平文）」を「ある法則（鍵）」を使い暗号化します。そしてその暗号文を受信した人は暗号文を先ほどの「鍵」をつかい「解読（複合化）」することでデータのやり取りが完了します。
しかしこの暗号化方法では鍵さえ知ることができれば誰でもデータを見ることができてしまい安全とは言い切れません。
そこで現在では共通鍵暗号方式と公開鍵暗号方式の二つが存在しています。
ブロックチェーンでは公開鍵暗号方式を用いて暗号化されています。
しかし方式がしっかりしていても、実際に暗号化が単調であればすぐに解読されてしまいます。
つまり暗号化の際に規則性が含まれていれば予測が簡単になってしまうということです。
そこで必要になるのがいかにランダムな乱数を作れるかです。
ここで「一方向ハッシュ関数」が登場するよ！
一般の関数はある数字を入力すると一定の数値が返ってきます。
しかしハッシュ関数は入力する数値によって完全ランダムな値が返ってくるため予測することが事実上不可能になります。
これは数学的な仕組みを利用しています。
例えば素数同士の掛け算です。
83×97＝8051ですが8051＝◯×◯
この◯の部分を答えろと言われればどうでしょう。
すぐには答えが出ません。
これを桁数を巨大にして複雑な計算をすることで暗号化したものを解読されないようにします。
ブロッックチェーンはこのような暗号化の仕組みを利用しています。
この暗号化技術について詳しく知りたい方は、この本がわかりやすく解説されています。
P2P分散システム
P2Pとは簡単にいうと個人間でのやり取りです。
コンピュータが１体１で繋がり通信する方式です。
この状態がたくさん集まったものが「分散システム」と言われるものです。
上の画像を見てもらってわかるようにブロックチェーンの仕組みの中には「管理者」というものが存在しません。
逆にトップに管理者が存在する状態を「中央集権型」と言います。
では誰がこの仕組みを管理し運営しているのか。
答えは私たち全員です。
厳密に言えばブロックチェーンのシステムに参加している全てのコンピュータです。
従来のように管理者が存在する仕組みとは違い、全て対等なものとして扱われるのが「分散システム」ということだよ！
分散システムの主なメリット
①安全性と信頼性がある
これは全員で仕組みを運営し管理しているからこそです。
今まではトップの人がデータを管理していましたが、そのトップが善良だとは限りません。
しかし、ブロックチェーンの仕組みを利用してやりとりされるデータはその仕組みに参加している人全員のコンピュータ内に保存されています。
つまり仮に誰かがデータを改竄したとしても正しいデータはみんなのコンピュータに残っているのですぐに分かります。
②システムが止まることはない
これは分散システムの最大のメリットだとも言えます。
１つわかりやすい例をとってご説明します。
みなさんメッセージアプリの「LINE」は使っていますか？
今では個人間のやりとりはメールではなくLINEだと思いますが、このラインを管理しているのがラインを作っている会社です。（当たり前ですが...。）
仮にこの会社のシステムが一時的な不具合を起こしたとしたらどうでしょうか？LINEユーザーはやりとりができなくなります。これが災害時や緊急時に重なってしまったら大変です。
今使ってるシステムのほとんどはこのようなリスクを持ち合わせています。
これは管理しているのが一人だからです。
しかしブロックチェーンは全員がこの管理者であるためどこかが壊れたとしてもシステム全体にはさほど影響がでないのです。
分散システムのデメリット
分散システムの仕組みにはデメリットもあります。
①システムを止められない
先ほど説明したようにどこかが壊れたとしても全体的に大きな影響はありません。そのため一度作ってしまったシステムを止めようとしてもかんたんに止めることはできません。
②データの変更ができない
一度やりとりされたデータはみんなに公開され変更することができません。
そのため住所や名前などの将来的に変更されるかもしれない個人情報などを一度やりとりしてしまうと変更や削除ができなくなってしまいます。
その為ブロックチェーンでやりとりされるデータは基本的に取引の記録という事実だけです。
情報の記録方法
まずやりとりされたデータは一定数が貯まるまでトランザクションプールの中に蓄積されます。
トランザクションとは取引のことです。
このプールの中にあるデータはまだブロックチェーン上には記録されていません。
このプールの中のデータをブロックチェーン上にしっかりと記録することを俗に言う「マイニング」と言います。
実際には
このように一連のマイニングが成功すると、プールの中のデータが新しいブロックとして記録されます。
一度承認されブロックとして記録されるともうその順序を入れ替えたり、消したりすることはできなくなてしまいます。
チェーンの輪っかのを一つだけ取り除いたり、並べ替えたりすることができないのと同じです。
また前のブロックの情報を一文字でも変えてしまうと、ハッシュ値が全く違うものになってしまうため、事実上改竄は不可能になります。
このことにより冒頭のブロックチェーンの安全性を説明できます。
そしてブロックチェーンを運営する上で必要な「承認作業」ですが、先ほども説明したように中央で管理している人がいないため承認作業をするのは私たちになります。
しかし何のメリットもなければ動いてくれる人はいなくなります。そこで副産物として生まれたのが仮想の通貨、「仮想通貨」だったのです。
これは仮想通貨の本質と言ってもいいくらい重要な事です。
ブロックチェーンの分類
ブロックチェーンの分類には、大きく分けて3つあります。
- パブリック・ブロックチェーン（public blockchain）
- プライベート・ブロックチェーン（private blockchain）
- コンソーシアム・ブロックチェーン（consortium blockchain）
それぞれどのような違いがあるのかは、ここでは省きますので興味のある方は調べてみてください。
ブロックチェーンのこれから
ブロックチェーン技術はまだまだ一般的に浸透しきれていない部分があります。
それは法的な問題や、現在の中央集権型社会でブロックチェーンのシステムを導入してしまえば現在の会社は行き場を失ってしまうことによる反発などがあるからです。
しかしブロッックチェーンが画期的で便利である事に変わりはありません。
実際に導入している国や企業はたくさんあります。
ブロックチェーン技術を使えばどんなことができるのかが気になる人は、ぜひこの本を読んでみてください！
ブロックチェーン技術を使った新しい取り組みが書かれてい流のでとても勉強になります！
まとめ
いかがでしたでしょうか。
今回はブロックチェーンの仕組みについて解説しましたが、さらに詳しい仕組みについては専門家になろうとしている方以外は知らなくても大丈夫です。
重要なのはその技術を使って何ができるかを考える事だと思います。
現在はこのブロックチェーン技術を使って様々なプラットフォームや、アプリが開発されています。
今後進化し続けるブロックチェーン技術に、ぜひ注目してみてください。
そしてブロックチェーンとセットになる「仮想通貨」ですが、僕の公式ラインでは仮想通貨の最新情報や、無料で通貨がもらえるAirdrop情報などを発信しています。
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