ブロックチェーンとは?その仕組みと活用を分かりやすく解説

仮想通貨を調べていく中で、ブロックチェーンという言葉は避けては通れません。

ブロックチェーンは仮想通貨、暗号通貨の基礎ともいえる革新的な技術です。

ブロックチェーンはビットコインよりも先に開発され、その技術を最初に活用したのがビットコインです。

ブロックチェーン技術は様々な分野から期待されており、既に導入が始まっている分野もあります。今回は画期的な新技術と言えるブロックチェーンについて詳しく解説します。

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ブロックチェーンとは

Blockchain
ブロックチェーンの定義は有識者の間でも定義が分かれているため、ここで断言はできませんが、一般社団法人日本ブロックチェーン協会(JBA)でブロックチェーンの定義が説明されているので、それと合わせて解説します。

ブロックチェーンは仮想通貨を支える基礎技術で、分かりやすくいうと、取引情報などのデータを管理するためのデータベースです。次世代の情報通信技術として、金融サービスや医療機関、サプライチェーン(製品の一連の流れ)、公共サービスなどの多方面での活用が期待されています。この画期的な社会的インパクトはインターネットの登場にも似ていると言われています。

ブロックチェーン協会によると「ブロックチェーンとは、以下のように定義されています。

・「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。」

参照記事:https://jba-web.jp

ブロックチェーンの仕組み

ブロックチェーンのイメージとしては、データ(トランザクション)を格納しているブロックがあり、それがチェーンで繋がっているような絵を想像すると分かりやすいです。データを格納しているブロックには複数のトランザクションがまとめられています。

基本的にブロックチェーンは仮想通貨の取引が行われた際にその機能を発揮します。順を追ってブロックチェーンの仕組みについて説明します。

  1. 例えば「2019年4月12日、Sさんのウォレットから0.5BTCをMさんのウォレットへ送金されました」この取引データは、他のデータと一緒に束となって1つのブロックに格納されます。ちなみに送り主などの名前ではなく、アドレスで記録されます。ブロックの中身はハッシュ関数によって暗号化されています。
  2. 次に、マイナーと呼ばれる取引を承認する第三者が、セキュリティー対策のためにハッシュ関数で暗号化されているブロックを、専用マシンを使って暗号計算します。ブロックをチェーンで繋げるための「キー」と言われている「ナンス値」と、前のブロックデータのハッシュ値を見つけ出します。探し当てることで、整合性が取ることができ、ブロックがチェーンに新しく追記されます。
  3. ブロックがチェーンに繋がれると、仮想通貨が新規発行され、それがマイナーへ報酬として支払われます。主に③の過程を「マイニング」と言い、ビットコインの場合は10分に1回マイニングされます。

ブロックチェーンの基礎技術

Blockchain
ブロックチェーンが画期的と言われている技術は、ハッシュ関数とナンス値という暗号化技術によってデータの改ざんはほぼ不可能とされています。ハッシュ関数は、元となるデータから一定の文字数を不規則な文字列に生成します。生成された文字列から、元のデータを読み取ることができない「不可逆性」を持っており、ビットコインのデータはこれまでハッキングされたことはありません。またビットコインの「ビット」はハッシュ関数からきています。

その他にもブロックチェーンの基礎技術はあり、以下に各項目を説明していきます。

自律分散システム

ブロックチェーンは分散型と言われ、複数のコンピューター(ノード)に分散され管理されているため、ユーザーがブロックチェーンを管理しています。この形式を「P2P(ピアツーピア)方式」と呼ばれ、ノードそれぞれの判断で行動しながらも、ノード全体の意見は一つに収束され、もし一部のノードが故障したり、誤った行動を取ってもシステム全体は最適を目指すことができます。

中央管理者不在

ブロックチェーンのシステムは「非中央集権型」と言われ、従来のシステムはサーバーにデータが保管されている仕組みで「中央集権型」と言われます。ブロックチェーンのネットワークを管理しているのはノードになるので、中央管理者の概念はありません。ネットワークに参加しているノードが平等に同じデータを使い、同じ仕事を果たしていおり、それぞれのノードがデータを共有しているので、どこかのノードが持っているデータが破損したとしても、全体のチェーンには影響しない利点があります。

個人情報にリンクしない匿名性の高さ

ビットコインを含め仮想通貨には公開鍵暗号の鍵に対応するウォレットアドレスがあります。秘密鍵と公開鍵のペアを作成することで個人間での送受信が可能になります。またウォレットアドレスから個人の情報はリンクされることはなく匿名性の高さが特徴でもあります。

誰もが取引履歴を閲覧・検証できる

ブロックチェーンには過去全ての取引、「このウォレットアドレスからこのウォレットアドレスへ〇〇コイン送金された」といったデータが記録されており、その履歴は参加者全員がインターネット上から閲覧・検証(マイニング)することが可能です。つまり履歴を全て追っていけば、ウォレットアドレスの現在の残高を把握できる仕組みにもなっています。個人情報を秘匿しつつ、取引の透明性が高くなっています。

ブロックチェーンの種類

ブロックチェーンと一口に言っても、ブロックチェーンには大きく2つの種類があります。

パブリックチェーン

パブリック型は不特定多数のネットワーク参加者によりシステムが運営されており、誰でも自由に参加できる特徴があります。オープンチェーンなので誰でも取引履歴の閲覧やマイニングが可能で、ビットコインが代表的です。

プライベートチェーン

プライベート型は運営者が存在し、その運営者を特定できるといった特徴があります。これは誰でもマイニングができるわけではなく、マイニングを行うためには運営者の承認が必要になります。これは誰でも参加しては不都合でもある、金融システムの管理や医療機関システムなどに活用が期待されています。

ブロックチェーンのメリット

上記のようにブロックチェーン技術で構築されたシステムは壊れることなく自律的に稼働し続け、一度記録されたデータは改ざん不可能という特徴があり、従来のシステムとは全く異なった性質を持っています。そこでブロックチェーンのメリットを以下に挙げていきます。

システム全体がダウンしない

ブロックチェーンには中央管理者が存在せず、一元管理されていないので、システム全体がダウンするといった事態を避けることができます。また一元管理されていないことで、管理者による独裁的なコントロールがされないメリットがあり、例えばゲームデータが管理者によって意図的に変更されることがありません。

国際送金の低コスト化

仮想通貨は法定通貨とトレードが可能なので、お金として支払いに利用できたり、送金が可能です。ブロックチェーンによって、銀行を介さないユーザー同士の直接取引が実現し、海外への送金コストが大幅に削減できます。

データの改ざんが不可能

先程も述べましたが、ブロックチェーンに記録されるデータは暗号化技術によってハッキングされるリスクが非常に低くなっています。またブロックチェーンは分散してノードに共有されているので、もしどこかのノードが意図的に改ざんすれば、分散されたデータとの整合性が取れないため、直ぐに不正が明らかになります。

ブロックチェーンを使って何ができるか

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ブロックチェーン技術は既に様々な企業で導入や検証が行われています。どういったことに利活用ができるのか以下にいくつか解説します。

証券や不動産取引、ローン契約などへの導入

ブロックチェーンに契約内容を書き込むことで契約の自動化を行うことができます。スマートコントラクトと呼ばれ、契約に関わる第三者機関または仲介者を通さず、約定照合が可能なので既存の契約業務を自動化することができ効率化を図ることもできます。契約内容の改ざんも防ぐことができます。

中央管理者が存在しない分散型アプリケーション(DApps)

ブロックチェーンを利用することで中央管理者に支配されることなく、ネットワーク上で参加者の合意により物事が決定される自律分散型のアプリケーションを作ることができます。これは現在、ゲームアプリとして活用されているものが多く、プレイヤー同士で直接アイテムをトレードしたり、ゲーム内通貨を手に入れることもできます。もちろん取引所で法定通貨へのトレードが可能です。

製品の物流に導入

ブロックチェーン技術はサプライチェーンへの導入も進んでいます。商品の原材料がどこで作られ、どこで加工され、どこの物流会社が配送し、どこで降ろされ、どこの店舗で販売されたかといったデータをブロックチェーンに記録し、参加企業や店舗が履歴を確認することが可能となります。実際にウォルマートという米大手企業がブロックチェーンを導入し、膨大な数の取引の中で商品の配送ミスや請求書の記載事項の相違などの業務の効率化を図っています。

ブロックチェーンの今後の可能性

ハッキングリスクが低く、取引において透明性の高いブロックチェーンは今後フィンテック社会を発展させる上で、欠かせない技術と言えます。既にブロックチェーンを導入している分野や企業もあり、特に金融業界ではその利活用が積極的に進められています。新興国では銀行口座を持っていない人々も多く、送金業界ではブロックチェーンの導入により、送金コストを抑えたサービスの実現が求められています。ブロックチェーンの今後の可能性はまだこれからが成長期と言えるでしょう。

まとめ

・分散型という参加者による運営管理により、システムがダウンしたりデータ消失のリスクがない
・個人情報は守られつつ、第三者による取引承認により、透明性のある取引ができる
・銀行などの中央管理者を介ざすに仮想通貨を送金できるので、コスト削減になる
・暗号化技術によってブロックチェーンデータの改ざんがほぼ不可能

従来のシステムでは課題となっていたシステムダウンやセキュリティ対策、コストがかかる維持管理、業務の効率化などブロックチェーンを導入することで、課題の改善だけでなく、新しいサービスの開発や、企業としてステップアップできる可能性がブロックチェーンには秘められています。今後のフィンテック分野がどう変革されていくのか注目していきましょう。