ブロックチェーンとはそもそも何か?

近年メディアで話題になっている暗号資産(暗号通貨)に用いられているブロックチェーン技術。
この技術はサトシ・ナカモト氏が論文中に初めて原理が発表された技術で、インターネットに匹敵する革新的技術だと言われています。

 

本コラムでは、このブロックチェーンについて簡単にわかりやすく説明します。

 

第一にブロックチェーンはインターネット上の台帳のようなものです。

 

ブロックチェーンでは、お金のやりとり(取引)が全てネットワークを通じて共有される為、改ざんが不可能だとされています。

 

円やドルなどの従来の通貨は、中央政権組織(国)が管理しており、お金の発行や制限を行い市場に出回るお金をコントロールしてきました。

 

ブロックチェーンでは、この中央政権組織が無く、ネットワーク間で共有して管理する構造となっており、分散管理型データベースと言われています。

 

ブロックチェーンを図で簡単に表すと以下のようになります。

 

ブロックチェーンの基本的な仕組み

 

上図の取引の順序としては下記のようになります。

 

1. 送金依頼者(利用者)が取引情報を発信
2. 利用者から発信される取引情報は暗号化された状態でネットワークに流す
3. 発信された取引情報は分散データベースにも発信され、データベース毎に書き込みする
4. データベースへの取引情報の書き込みは、分散データベース管での整合性が取れる様特定の合意形成方法で行われる
5. データベースに書き込まれた取引情報は、履歴を含め全て参照可能となる
※4.の内容はマイニングと呼ばれています。

 

一方、従来の中央集権型データベースを図で簡単に表すと以下のようになります。

 

中央管理型データベースの基本的な仕組み

 

ご覧頂ける通り、上図の取引順序は至ってシンプルです。

 

1. 利用者が管理者に取引申請を行う
2. 管理者は自己のデータベースに取引情報を書き込む
3. 管理者は取引の受取人に取引情報を通知
4. データベースの参照は管理者しか行えない

 

ブロックチェーンのメリット

従来の通貨と比較してブロックチェーンには大きく二つのメリットがあります。
1. 改ざんなどの不正が困難
2. 管理コストの削減による取引手数料の減少

 

1. 改ざんなどの不正が困難

ブロックチェーンによる分散管理によって、一つの管理元で問題が生じてもネットワーク上に台帳が残っている為、改ざんや不正行為が出来ない仕組みになっています。

 

改ざんしようする場合、分散共有された膨大な数のブロックチェーンの特定のブロックをほぼ同時に改ざんする必要があり、結果として改ざんが不可能となるのです。

 

一番正しい表現としては、ブロックチェーンの分散型システムを止めるには地球上に存在するパソコンとサーバーを全て破壊する程の事象が起きない限り、理論上不可能というレベルです。

 

2. 管理コストの削減による取引手数料の減少

これまでのお金のやりとりは、全て銀行やPaypalなどの第三者機関を通して行われていたので、
これら銀行などの第三者機関が中央集権としてお金のやりとりを管理していました。

 

しかし、ブロックチェーン技術によって第三者機関を通さずに金銭取引(やりとり)が出来る様になる為、管理コストの削減が可能となります。
物品を購入するときに中間業者が少なくなることでコストが下がるのと同じですね。

 

暗号資産によって高額な海外送金手数料が安くなると言われているのはこのためです。

 

ブロックチェーンのブロックとは?

これまでブロックチェーンの概要とメリットについて説明してきましたが、ここからはより詳細な技術の説明になります。

 

ブロックチェーンのブロックという言葉についてですが、「ブロック=データの集合体」となります。従来の中央管理型のデータベースでは、各取引が行われると各取引の内容を直接データベースに記録していました。

 

これに対してブロックチェーンでは、各取引を直接データベースに書き込まずいくつかの取引を1セットにしてセットごとにデータベースに記録されます。

 

この複数取引のセットの事をブロックと呼び、ブロックの中の各取引の事をトランザクションと呼びます。

 

分散データベースでは、データが整合性を保って更新されるため、合意形成(マイニング・採掘)という作業が行われます。

 

この合意形成という作業が行われる仕組み所以、膨大な各取引データを直接データベースに書き込んでしまうと、システムの負荷が大きくなってしまう為、ある程度の数の取引(トランザクション)を纏めてブロック化し、分散データベースに書き込みます。

 

ビットコインやアルトコインの種類によって、この合意形成の速度が異なってくるので、暗号資産投資を検討されている方はチェックすると良いでしょう。

マイニング(採掘・合意形成)

よく暗号資産の説明の中で、「マイニング」という言葉を耳にするかと思いますが、採掘や合意形成など様々な呼び方があります。

 

このマイニング作業を簡単に表すと、「ブロックデータの記録作業」のことを指します。これまでの説明の通り、暗号資産は一定時間毎に全ての取引記録を取引台帳に追加しています。

 

この追記作業には、ネットワーク上に分散保存されている取引台帳のデータと、追記の対象期間中に受理した全取引データの整合性を取りつつ正確に記録する必要があります。

その整合性を取る作業はコンピューターによる計算で行われるのですが、膨大なデータ量の為に大規模なコンピュータリソースが必要となります。そこで、ビットコインなど殆どの暗号資産では、この追記作業に有志のコンピューターリソースを借りています。その為、多数のコンピューターリソースを使って膨大なデータの追記処理を行っているのです。

 

マイニング(採掘)には様々な方法があり、下記3つがメジャーなものとなります。

 

Proof Of Work

コンピュータによる負荷の高い数学的問題を解くことでマイニングが行われる仕組みとなっており、最初に問題を解いた人が更新権限を得ます。イメージとしては、仕事量に応じて採掘量が増えるシステムの為、採掘には高額の光熱費と高性能なコンピューターが必要となります。

 

Proof Of Importance

過去の取引情報から取引数が多い人など、データ授受のハブとしての重要性が高い人が更新権限を得ます。

Proof Of Stake

より多くのコインを持っている人が更新権限を得ます。

 

上記のようなマイニング作業に貢献した人には報酬として、暗号資産が支払われる仕組みになっています。

 

ビットコインなどの暗号資産は、マイニング(採掘)作業を通じてしか新規発行が行われません。その為、各暗号資産の発展に貢献するべく、日々マイニングを行っている方々がいます。

マイニング(採掘)には限界値が設定されている

それぞれの暗号資産は、発行総量が事前に設定されています。その為、マイニング(採掘)によって新規発行される通貨量も事前に定められていることになります。

 

ビットコインは2,100万BTCとなっており、それぞれの暗号資産によって大幅に異なります。暗号資産の時価総額の計算など関わってくるため、暗号資産投資を行う方は各暗号資産の発行総量も確認することをオススメします。

 

今後、世界中で銀行の存在意義をも揺らがす暗号資産について、様々な記事を書いていくのでぜひチェックしてください。

 

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