ブロックチェーンとは？定義や仕組みをご説明します

ここ最近テレビやネットなどで注目を集めているブロックチェーン。しかし、ワードとして聞いたことがあるが肝心の中身について詳しく知らない、という人が多いようです。

そこで今回は「ブロックチェーンとは何か？」について考察していきます。

ブロックチェーンとは？

定義

まず、ブロックチェーンの簡単な定義から見てみましょう。

ブロックチェーン（Blockchain）とは、仮想通貨の中核技術を原型とするデータベースを指します。データベースのデータ（履歴）を”トランザクション”と呼び、複数のトランザクションをまとめたものを”ブロック”と呼びます。このブロックが鎖のように連結し保存された状態を、ブロックチェーンといいます。

例えば「AさんがBさんに仮想通貨を送金しました」といった情報をいくつかまとめたものを”ブロック”と呼んで、それらをいくつも鎖のように繋いでいった状態が、ブロックチェーンとなります。

また、一般社団法人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。

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。

ブロックチェーンは、安価で便利な決済・送金手段である仮想通貨を支える基盤技術として急速な発展を遂げており、今後は次世代の情報通信技術として、金融サービスや公共サービスなど、多方面での活用が展望され、その社会的なインパクトはインターネットの登場にも匹敵すると言われています。

起源

ブロックチェーンの起源は今から10年前、2008年にサトシ・ナカモトと名乗る正体不明の人物が、仮想通貨ビットコインを支える新たな技術として、ブロックチェーンを論文で発表したことであり、その論文に関心を抱いた人たちが分担してコードを書いたことが始まりとされています。有望なプログラマーたちの協力により開発されたブロックチェーンは、徐々に現在の形に近づいていき、2009年にはブロックチェーンの最初のブロックが公開され、サトシ・ナカモトからソフトウェア開発者のハル・フィニー氏のもとへビットコインが送金されました。

サトシ・ナカモトの正体は謎に包まれており、日本人の名前でありながら国籍や年齢、また個人なのか団体なのかすら明かされていないようですが、今では仮想通貨の他に、個人特定や不動産取引、証明書などにおいて、ブロックチェーンの技術が活用されています。

仕組み

画像出典: ブロックチェーンの仕組みと理論をわかりやすく説明！初心者向けから上級 …

先に述べた「AさんがBさんに仮想通貨を送金しました」という内容のデータを、ネットワークに発信します。この際、その送金が本当にAさんによって作られたものなのかという確認作業、いわゆる『マイニング』が行われます。確認が済んだ取引データを集め、それらをブロックチェーンで繋いでいき、追加、削除、検索をしやすい形に整理したデータベースとして保管していきます。

ここでは、電子署名という暗号技術が用いられ、①Aさんしか知らないトランザクションを暗号化する鍵、②みんなが知っている暗号を解く鍵の2つを持っており、送金トランザクションを前者の鍵で暗号化し、正しく解ければAさんが作ったものであると確認されます。ブロックチェーンに新しいブロックを繋げられるのは、マイニングに成功した本人だけで、新しいブロックが繋がれるとそれ以外の人たちで確認作業が行われ、また新しいブロックを繋いでいくための作業が行われます。

ブロックチェーンにまつわる用語

ノード

ノード（Node）とは、ネットワークに接続されている”不特定多数のコンピュータ端末”です。ノードは「つなぎ目」という意味で、オンラインとオフラインをつなぐスマホやPCなどの端末を指します。

ハッシュ

ハッシュ（Hash）とは、あるデータを変換して得られる固定長のデータのことです。ハッシュを得るための関数を”ハッシュ関数”といい、数値やドキュメントのような文字列など、どんな値でも指定の長さの数値に変換することができます。

PoW

PoW（Proof of Work、プルーフオブワーク）とは、新たなブロックをブロックチェーンに繋ぐ権利が得られる仕組みのことを指します。ブロックを生成し、そのブロックに正しいトランザクションが記録されているかを承認する作業であり、膨大な計算作業であるマイニングを行うことで、ブロックの正当化をチェックし承認していきます。

P2P

P2P（Peer-to-Peer、ピア・トゥ・ピア）とは、ネットワーク上に存在する端末が、一対一の関係で行う通信、またはその通信を提供するソフトのことを指します。ネットワークを効率的に使用することができ、通信を行っているもの同士の匿名性が確保しやすいというのが特徴です。

ブロックチェーンのメリット・デメリット

では、そんなブロックチェーンのメリットおよびデメリットについて紹介していきます。

メリット

ハッキング・改ざんがほぼ不可能

ブロックチェーンは、複数のデータベースでできているため、少しでもデータが変われば全く異なるハッシュ値が生成されます。実際にデータが変更された場合、対象のデータ箇所以降のブロックが変更され、分散されているコンピュータすべてが更新されるので、悪質なハッキングや改ざんが行われた際にはすぐに発見することが可能です。

手数料が安い

ブロックチェーンを活用した仮想通貨だと、特定の金融機関を介さないため、手数料などのコスト面において安く済みます。海外に現金を送金する場合だと多額の手数料が発生しますが、ブロックチェーンを活用した仮想通貨を海外へ送金する際、銀行を通さずにユーザー同士で送金できるため、ミニマムな手数料だけで済みます。

スマートコントラクト

上記二つのメリットを生かし、ブロックチェーンによる取引内容にスマートコントラクト（契約のスムーズな検証、執行、実行、交渉を意図したコンピュータプロトコル）を載せれば、取引に付随する複雑な処理を自動的に処理できるようになります。また、スマートコントラクトを入れることにより、従来の取引に付随していた膨大な手作業などのマニュアル処理も不要となります。

デメリット

時間がかかる

仮想通貨ビットコインのブロックチェーンでは、ファイナリティーの確率には6個ブロックが続く必要があると言われています。1個のブロックが作成されるのに10分かかるため、取引をしてからそれが確率されたとチェックできるまでに、10分×6個＝60分かかります。そのため、実時間性が最優先される現場・業界などでは不向きな技術と考えられるかもしれません。

スケーラビリティ問題

ブロックチェーンのブロックサイズは、1ブロックにつき1MB（メガバイト）に制限されています。ブロックの生成は10分に一度行われますが、上限サイズが1MBと決まっているため、1時間に6MB、1日で144MB程度にしかなりません。1MBよりも大きいブロックは無効なものとして扱われ、自動的にネットワークから排除されてしまいます。

参考：ビットコインのスケーラビリティ問題とは？問題点や解決策を東大生が解説 …

まとめ

さて、今回はブロックチェーンについて考察しました。

ブロックチェーンは、仮想通貨を支える基盤技術として急速な発展を遂げており、政府や銀行の介入を要することなく、あらゆる人がデータベース上にあるデータを確認することができます。これからの社会において、金融サービスや公共サービスなど、多方面での活用が期待され、さまざまなメリットをもたらすと言われています。皆さんもぜひ注目してみてください。