ビットコインの仕組みは？課題から利点、技術、活用事例まで詳しく解説します！

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ビットコインとは

ビットコインとは、世界初のブロックチェーンが基盤となったデジタル通貨です。デジタル通貨のため、ビットコイン紙幣やビットコイン硬貨のような実体は存在しません。

2009年に初めて提示された0.07円から値段は約9000万倍に膨れ上がり、現在は1BTCあたり630万円前後で取引されています。

法定通貨との違い

実物があるかどうか

法定通貨では、一万円札や5円玉のように紙幣や硬貨が発行されます。一方でビットコインはデジタル通貨なので物体としては何も発行されません。

価値の付き方

法定通貨は発行元の国家がお金の価値を保障しています。しかし、ビットコインには発行元の機関が存在しないため、ビットコインの価値を信じる人たちの投資によってお金としての価値がついていきます。現在では、1BTCあたり約630万円という価値が付与されています。

発行枚数

法定通貨は毎年発行され続けるため、長期的に見ると価値が緩やかにインフレしていきます。令和5年度、日本では195,386,000円が発行されています。一方でビットコインは設計時にあらかじめ発行枚数が2,100万枚と決まっています。そのため、価値はインフレすることなく、逆にデフレしていきます。

電子マネーとの違い

ビットコインは通貨なのに対して、電子マネーは通貨ではなく通貨をデジタル化した通貨代わりのものです。ICカードや電子決済はサービスが終了してしまったらデジタルデータに価値がなくなってしまいますが、ビットコインは円と同じく価値が残り続けます。

ビットコインの始まり

ビットコインは2008年10月、Satoshi Nakamotoの論文投稿から始まりました。この論文を受けて開発が開始し、2010年2月に初めてビットコイン取引所が開設されました。

Satoshi Nakamotoはネット上のユーザーネームであり、現在まで本名どころか性別、個人かグループかすらもわかっていません。

ビットコインの具体的な使い道

今でこそ投資などに利用されていますが、ビットコインは元々国や銀行などを通すことなく、国境を超えて当事者間で直接送金ができるようにすることを目標として開発されました。また、商品購入時の決済として使えるような新しい通貨を作ることも目的となっています。そのため、現在では投資以外に各国で送金や決済に利用されています。

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ビットコインに使われている各種技術

ブロックチェーン【ビットコインの根幹】

ブロックチェーンとは、取引データをブロック単位で管理し、ブロック同士をチェーンのように連結させて保管する技術です。それぞれのブロックには取引データの他にハッシュ関数とナンスが入っています。

マイニング【ビットコインの生成方法】

既に作成されているチェーンに新しいブロックを繋ぐ作業をマイニングといいます。ブロックが繋がれることで取引記録が検証、確定されます。マイニングでは、ハッシュ関数の暗号を解いて取引内容を確認し、ミスがなければブロックを繋げます。

ハッシュ値から入力値を求めることはできないため、当てずっぽうのような形でマイニングされています。これは例えると南京錠を「0000001」から順番に入力するようなものです。最短での計算方法がないため、マイニングには高性能コンピュータと大量の電力が必要になっています。

ブロックを繋げた人にはビットコインが報酬として与えられるようにブロックにプログラミングされています。一連の作業を金を掘ることに見立ててマイニング(採掘)と、マイニングを行う人のことをマイナー(採掘者)と呼びます。

ハッシュ関数とナンス

ハッシュ関数とはあらゆる入力値に対して常時同じ桁数の値を返す関数です。また、ナンスとはマイニングの際にハッシュ関数を用いて導き出す必要のある特定のハッシュ値です。ナンスを設定することで1回のマイニングに一定の時間をかける事ができ、発行ペースを一定に保っています。

文字を入力することでハッシュ値が出力されますが、逆にハッシュ値から入力値を導くことはできなくなっているのが特徴です。

コンセンサスアルゴリズム

ビットコインのコンセンサスアルゴリズムは、新しいブロックをマイニングによって繋ぐのでプルーフ・オブ・ワーク(PoW)と呼ばれます。コンセンサスアルゴリズムとは、ブロックチェーンのブロックを繋ぐ際の合意(コンセンサス)形成を行う方法(アルゴリズム)です。

プルーフ・オブ・ワーク(PoW)以外には、仮想通貨の保有量に応じて合意率が決まるプルーフ・オブ・ステーク(PoS)や特定の承認者によってのみ合意されるプルーフ・オブ・コンセンサス(PoC)などがあります。

P2P(peer to peer)ネットワーク【ビットコインの管理方法】

ビットコインは中心的な装置を持たずに個々の端末(peer)同士が直接やり取りをしています。このような仕組みをP2P(peer to peer)ネットワークと呼びます。

一箇所で管理する中央管理システムではなく、複数箇所で管理するためシステムの故障に強くなっています。また、個人情報を一箇所でまとめて保存しないためセキュリティも強固なものになっています。

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ビットコインのフォークとその事例

ハードフォーク【2種類の暗号資産に分岐】

分岐した2本の鎖が収束しない時、AとA’はそれぞれ別の暗号資産となります。これをハードフォークと呼びます。

ハードフォークが行われるのは、ブロックサイズ上限が小さいことによって起こる手数料の高騰や送金時間が長くなることを改善するためです。 ハードフォークをすることによってブロックのサイズ上限を変更することができ、スケーラビリティ問題を解決することができます。

ソフトフォーク【1種類の暗号資産に戻る】

分岐した2本の鎖が収束する時、これらはユーザーに受け入れられた鎖が残り、1つの通貨として存続します。これをソフトフォークといいます。

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ビットコインの利点

個人間で送金ができる

ビットコインは世界中の誰とでも間にサーバーを介することなく個人間で送金ができます。これはビットコインが開発された目的にもなっており、送金にかかる時間はマイニングの都合上10~40分となっています。

全世界で両替せずに利用できる

ビットコインは全世界で利用されているため、世界中のどこでも両替をすることなく利用できます。両替の必要がないため両替手数料をかけることなくお得に支払いが可能です。また、ビットコインなら銀行の限度額や営業時間を気にすることなく引き出すことが可能であり、また現金を持ち歩く必要がないので旅行中でも安心して移動ができます。

365日24時間利用できる

ビットコインはP2Pシステムとなっているため中央集権的なサーバーが存在しません。そのためサーバーダウンによってシステムが使えることがありません。また、サーバーメンテナンスの時間などがなくいつでも利用することができます。

ビットコインの課題

価格変動が激しい

ビットコインは価格の変動が激しいです。これは価格を管理する機関がなく利用者の需要と供給のみによって価格が決定すること、株やFXに比べて参入している人が少ないため大口投資家の一回の投資で全体の価格に大きな変動が起こること、一日の値動きに上限がないことなどが影響しています。

即時決済が難しい

ビットコインは、マイニングに時間がかかってしまう都合で即時決済が難しくなっています。そのため、現在店舗ではBitcoin Walletなどの対応ウォレットを用いることで擬似的に即時決済が可能となっています。

ビットコイン決済では、既存の決済手段よりも安い手数料で簡単に手続きができる事が特徴です。ほとんどのサービスでは、購入時に表示されるQRコードをスキャンしビットコインを送付するだけで支払いが可能です。

決済できるサービスが少ない

現時点では、ビットコインで決済が可能な店舗やサービスは少ないです。これはビットコインがまだ新しいシステムであることこのほかに、先ほど言及した価格の不安定さが原因となっています。

今後ビットコインが普及していくにつれて更に増えることが予想されますが、現在では店舗数が少なくサービスの幅が狭いため使いにくくなっています。

マイニングによる環境負荷

マイニングでは年間149.59テラワットアワー(TWh)の電力がかかっています。これはオランダ国内の電力消費量の約1.5倍となっており、世界の年間電力消費量の0.5%、日本の年間電力消費量の14%にもなっています。

この問題はビットコインの資産価格にも直結する問題となっています。2021年5月、アメリカのテスラ社はビットコインの環境負荷を理由にビットコイン決済を停止し、これを受けてビットコインの価格は暴落しました。その後はテスラ社の創業者イーロン・マスク氏がマイナーとの対話によってビットコインの持続可能性を高めたいと発言しビットコインの価格が安定したものの、このように電力消費量問題はビットコインの価格安定のために解決しなければいけない課題の一つとなっています。

51%攻撃の可能性

51%攻撃とは、悪意のある個人や集団がビットコインのマイニング能力の過半数を占有し、取引を掌握してしまうことです。51%攻撃が起こると不正な取引が行われたり正当な取引が承認されなくなってしまう可能性があり、またマイニング報酬も独占されてしまいます。

しかし。51%攻撃が起こるとビットコインの信用が下がり価値が暴落する可能性があります。大量に手に入れたビットコインの価値が落ちてしまうということで、攻撃を行うリスクやコストに見合わないのではないかと議論されています。

ビットコインの活用例

送金

現在、ビットコインの一番の使い道は送金です。ビットコインでは、相手のアドレスを入力することで金融機関を通さずに個人間で送金を行うことが出来ます。特に海外送金では、金融機関を介した送金に比べて楽な手続き、少ない手数料で速く送金を行えます。

決済

ビットコインは専用のウォレットを使用することで決済にも利用ができます。こちらも送金と同じく、海外での決済時に特に期待されています。両替を行う必要がなく、為替レートや両替手数料を気にすることなく用いることができるのが大きなメリットです。

公共料金の支払い

現在、日本ではCoincheckで公共料金のビットコイン支払いが実施されています。ビットコイン支払いによって日本円支払いよりも1~7%割引を受けることや、公共料金の支払いでビットコインを貯めることが可能です。価格が不安定なビットコインで支払うことで、総合的に見ると支払額をかなり落とすこともできます。

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ビットコインはその性質上、お金の動き方を誰でも見ることが出来ます。そのため、寄付団体が集めたお金をどのように利用したのか、寄付した人が見ることができるため透明性の高い寄付への活用が期待されています。

ビットコインの仕組みまとめ