５分でわかる！ブロックチェーンとは。仕組みや将来性を解説

2017年には仮想通貨元年と呼ばれるほど仮想通貨に注目が集まりました。それまで仮想通貨という言葉を聞いたことがなかった方でもブロックチェーンという単語を聞くことになってきたでしょう。

ところが、ブロックチェーン技術があることを知っていてもそれを理解しているという方は少ないでしょう。

これからはどの業界であってもブロックチェーン技術が取り入れられる可能性があります。

今後ブロックチェーンは世の中に当たり前に普及していくシステムですので、今のうちにその仕組みを理解しておいて損はありません

ここでは、ブロックチェーン技術について解説していきます。

ブロックチェーンの仕組み・特徴とは？

ブロックチェーンは2009年1月にナカモトサトシがビットコインと共に提唱したシステムです。

ビットコインはスケーラビリティの問題などにより賛否両論が巻き起こっていますが、各企業ブロックチェーンの技術を活用するため開発競争が活発に起こっています。

そんなブロックチェーンの特徴的な仕組みは下記のとおりです。

データの分散管理

ブロックチェーンは取引データを管理しているプラットフォームです。

このプラットフォームの中にはいくつものブロックがあり、ブロック上に情報が記載されていきます。

従来のネットワークではデータが特定の管理者によって一元管理されていました。

ところが、ブロックチェーンは分散型ネットワークに参加しているそれぞれの個人によって管理されています。

分散型ネットワークでは、全てのノードでデータを記録している為、改ざんするためには、全てのデータを変更する必要があり、現在の取引量を鑑みると、実現不可能となっています。

仮に一つのデータのみ変更すれば、すぐに改ざんがバレてしまう仕組みとなっています。

データの暗号化

インターネット上でやり取りされるブロックチェーンのデータは、常にハッキングされるリスクにさらされています。

その為、仮にハッキングされたとしても、内容を読み取れない形に変換する事で、情報の漏洩を防ぎます。これを暗号化と言います。

暗号化の仕組み

データ送信者は、受診者にだけこの暗号が解ける様に、「公開鍵」を渡しています。

例えば、ビットコインでを送金する際、ある特定の人にBTCを送付して、その人に公開鍵を教えることで、その人だけがBTCを使えるようにするといったことが可能です。

暗号化をすると、特定の人だけが情報を見ることが出来ると言った仕組みづくりが可能になります。

このようなことから、現在、仮想通貨は海外ではCrypt currency(暗号通貨)と呼ばれているのです。

ハッシュ関数

ハッシュ関数とは、平文から暗号化される際に使用される関数のことです。

その特徴として

という点が挙げられます。

ハッシュ関数は、任意の入力値を与えた場合に、どんな値となるか予想することが出来ません。

ハッシュ関数を用いると、入力した値が一桁でも違うと、全く関連性の無い暗号が得られます。

また、長さの異なる文字列を与えても、常に一定の桁数となる点も特徴の一つです。

例えば、BitcoinとCitcoinとDitcoinいう３つの言葉をハッシュ関数に掛けた場合

と言った様に、1文字しか変更していないにもかかわらず、出される数字は大きく異なります。

さらにブロックチェーン上で使用されているSHA2-256というハッシュ関数は、入力の値の桁が違ったとしても、暗号は必ず64桁に固定されています。

つまり、任意の値を入力すると適当な64桁の値を返してくれる関数なのです。

これらの特性により、データが同じものか、異なるものかがすぐに分かるような仕組みとなっています。

ハッシュ化されたデータは、データ送信者がデータ受信者に伝えた「公開鍵」でのみ受信（暗号解読）が可能となっています。

マイニング

ブロックチェーンを作っていく上で重要な作業の一つにマイニングがあげられます。

マイニングとは計算式を解くと報酬がもらえる仕組みです。

ブロックを生成するには「ナンス値」を計算する必要があります。

マイナーの方がマイニングを行ってブロックを作り出しているため、ブロックチェーンが維持されているのです。

マイナーの方がいないとブロックチェーン自体が成り立ちません。ただ働きをさせないためにもマイナーに報酬を渡すことが必要です。したがって、ブロックチェーンを利用するには手数料をマイナーに払う必要があります。

 仮想通貨情報局

仮想通貨マイニングとは？仕組みや種類、やり方を解説

ナンスとは、Number used once（一度だけ使用される使い捨ての数字）の略で、ブロックを生成するときに採掘者（マイナー）によって生成される 32 ビットの数値です。ブロックを生成するためには採掘難易度より小さいハッシュを計算することが必要です。もちろん何度計算してもハッシュ値は同じなのでナンスをどんどん変更させてハッシュ値を変えていき、うまくいくナンスを探すことになります。

ビットコインの採掘（マイニング）においてこのナンスを探す作業はまさに電気代の無駄で経済合理性もありません。アルトコインではこの計算を、より社会的に有意義な手法に置き換えているものがあります。

※ビットフライヤーより

ブロックチェーンの魅力とは？

高いセキュリティ

ブロックチェーンの魅力は情報の正確さにあります。

もともとブロックチェーンに似た構想自体は前々から存在していましが、ハッキングに対するセキュリティの脆弱性が課題となっていました。

ブロックチェーンではハッシュ値を使用し暗号化することで、高いセキュリティを誇っています。

例えば、もしハッカーが取引内容を変更しようとしたとします。

このときハッカーは変更したい部分のブロックだけではなく、それまでに生成されたすべてのブロックを遡ってハッシュ値を計算する必要があります。

すでに、かなりの数の取引が行われているブロックチェーンではすべての取引を遡ることは実質的には不可能でです。

万が一、遡れたとしてもコストが高くなり、それに見合ったリターンを得ることができません。そのため、ハッシュ値によってセキュリティのレベルをあげることができるのです。

特定の管理者を必要としない

ブロックチェーンと従来のネットワークでは管理方法が異なると説明しました。

ブロックチェーン「独特の特定の管理者をひつようとしない」管理方法も魅力の1つとなっています。

特定の管理者による一元管理のネットワークを使っていると中心になっているコンピューターがダウンしてしまうとネットワーク全体に影響が出てきてしまいます。

一方で、分散型の管理を行っていればどのコンピューターがダウンしてもその分を他のコンピューターで補うことができるため、ネットワークが使えなくなることはありません。

また、特定の管理者が横領やデータ改ざんを行った場合、気づかない可能性があります。

ブロックチェーンでは管理者を伴わない為そういった心配は必要ありません。

さらに。中央集権型のネットワークでは取引に仲介者を通す必要があります。

例えば、インターネットでモノを購入する際には間に通販のサイトを挟みます。この通販サイトが仲介者となり、安全な取引を担保しているわけです。

ところが、ブロックチェーンではハッシュ値によって安全性がすでに担保されているので、一対一の取引が可能になります。

その結果、取引速度が速くなります。

ブロックチェーンは仮想通貨以外でも使われている？

ブロックチェーンが一番使いやすいのは決算など取引情報を逐一、記録する必要がある金融の分野です。

送金の記録だけではなく、口座の残高などの情報も電子データで記録しておくことができます。

しかし、ブロックチェーンが活かされる分野は金融のみではありません。ここでは、ブロックチェーンが応用されている事例を見ていきます。

まず、1つ目が流通の分野です。アメリカで牛の脳が綿状になるBSEという病気が流行してから食の安全に対する意識が高まりました。

安心して食べることができる食材かどうかを確かめるためにトラッキングシステムが作られたことは記憶に新しいかもしれません。

食材にバーコードが貼り付けてあり、そのバーコードを読み込むことで生産者や流通経路が分かる仕組みです。

このトラッキングシステムをブロックチェーンを利用して行うという取り組みが始まっています。

次が鑑定業務です。2017年6月に三井住友海上火災保険株式会社が損害鑑定業務にブロックチェーンを利用する実験を始めたと発表しました。

簡単に言うと、保険の請求をしたときに派遣会社が行う調査をブロックチェーン上に記録していくという取り組みです。

これによってコミュニケーションコストの低減が図れるとされています。

絵画などの芸術作品の鑑定にもブロックチェーンが使われることもあります。

画像データをブロックチェーン上に保管することで贋作の判定が簡単になるとされています。

最後に紹介するのはメッセージアプリでの可能性です。仮想通貨を送るときに相手先のアドレスを入力して送信します。

このアドレスは1人ひとりに異なるアドレスを配信しています。この技術を利用してメッセージを送信します。送信したメッセージはブロックチェーンに記録されていきます。

例えば、災害が発生した場合、自分の安否情報をブロックチェーン上に登録しておけばブロックチェーンを検索するだけで家族や友人に安否情報を伝えることができます。

ブロックチェーンの課題

ブロックチェーンは今までにない革新的な技術ですが、万能であるわけではありません。

1つ目の問題が手数料の問題です。ブロックチェーンを維持するためにはマイナーにお金を払い続ける必要があります。

これはシェアリングサービスなど少額決済を大量に行う分野に関してはマイナスに働きます。

1回にかかる手数料が多ければ、トータルで事業を運営するのにかかるコストが膨れ上がってしまうからです。

手数料の問題はPoW(プルーフ・オブ・ワーク)の問題にもつながります。

ブロックを認証・生成するためにマイナーがいるわけですが、手数料が他のものに比べて低くなるとマイナーが認証を行うメリットが少なくなります。

ブロックチェーンは長いチェーンを正とし、短いチェーンは重要視されません。短いブロックチェーンになってしまった場合は決済がされない可能性もあります。

ブロックチェーンに将来性はあるのか？

ブロックチェーンは仮想通貨だけに使用されているわけではありません。むしろ、それ以外の分野で積極的に使用されている分野です。

世界中が注目している分野で毎日何かしらの発見があります。これからはブロックチェーンがさまざまな業界で使われるようになっていくと考えられます。

中国を始めとする各国政府もブロックチェーンの技術開発に乗り出しているため、発展スピードもかなり速くなるでしょう。

一方で、責任者を明確にしたい場合などブロックチェーンを使う必要がないケースも存在しています。どういった場面で利用していくのかも将来の課題になってきそうです。

開発は日々行われており、多くの人が期待を寄せているブロックチェーンの今後に期待は高まります。