ブロックチェーンって結局何?仕組みや課題、具体的な活用事例を丁寧にご紹介します!

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「ブロックチェーンって聞いたことあるけどなんか難しそう…」
「仮想通貨の仕組みについて知るためにブロックチェーンにも詳しくなりたい!」

モノギ

そんな声にお応えして、今回はブロックチェーンの概要や仕組み、種類について簡単でわかりやすくご説明します!
ブロックチェーンについて分かるだけで仮想通貨の仕組みをかなり詳しく知ることができてしまいます!

シノビン

その他、現在活用されている事例やそこから見えてくるメリットデメリットについても幅広くご紹介しています!
この記事を読んでブロックチェーンをサクッと理解してしまいましょう!

この記事を読んでできるコト!
  • ブロックチェーンの概要や仕組みについて簡単に理解できる!
  • ブロックチェーンを通して仮想通貨の仕組みに詳しくなれる!
  • 仮想通貨の新規性を知ることができる!
  • ブロックチェーン技術の活かし方がわかる!
目次

ブロックチェーンの概要

モノギ

ブロックチェーンとは一体どのような技術なのでしょうか?ここではブロックチェーンの簡単なご説明と誕生の経緯、更に多くの方が疑問に思うデータベースとブロックチェーンの違いについてご紹介します!

ブロックチェーンの概要
  • ブロックチェーンはデータをブロック単位で管理してチェーンのように連結して保管する技術
  • データベースとは違ってブロックチェーンは誰も変更ができない
  • ブロックチェーンはビットコインと同時に誕生

ブロックチェーンとは

モノギ

ブロックチェーンとは、ブロック単位で情報を管理しチェーンのように連結して保管する技術です。

シノビン

各ブロックには一つ前のチェーンのデータも入っているため、改ざんする場合はチェーンの後ろに繋がっているブロック全てを改ざんする必要があります。しかし、一つのブロックを改ざんする時間で新たなブロックが生成されてしまうため改ざんが非常に困難となっています。 この方法で保管することにより、不正を働こうとする人がいても正しい取引を行うことができます。

モノギ

ブロックは一度連結されると管理者であってもデータを変更することができません。また、多数の参加者に同一のデータを分散して所持させるため、システムダウンやシステムメンテナンスなどが必要ありません。

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ここで言われている取引とは、金融商品に限らず食品トレーサビリティや著作権管理、シェアリングサービスや行政手続きなど幅広くを指します。

データベースとブロックチェーンの違い

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データベースもブロックチェーンも、インターネット上のデータとして情報を保存しています。 しかし、データベースにはサービスの管理者や管理サーバーが必要となっており、管理者がデータを抹消、改竄することができます。 一方でブロックチェーンでは、サービスの提供者にもデータの抹消や改竄ができなくなっています。

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また、ブロックチェーンはデータベースとは異なり特定の管理者ではなく参加者全員でデータを管理しています。そのため、特定の管理者なしでデータを管理することが可能です。

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管理者もデータを変更することができないため、ブロックチェーンを用いることで信用度が低いスタートアップのサービス提供者に安心して取引を任せることもできます。

ブロックチェーンの誕生

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ブロックチェーンとは、2008年にSatoshi Nakamotoによってコンセプトが発表されたビットコインを支える技術として、ビットコインと同時に誕生しました。 Satoshi Nakamotoは誰も経済に介入できず、ダウンすることなく公正に取引を記録する新しいインフラとしてビットコインを生み出しました。

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Satoshi Nakamotoはネット上のユーザーネームのようなもので、現在に至るまで本名や性別、日本人なのかどうか、グループか個人なのかすらわかっていません。
ビットコインもブロックチェーンも匿名の論文によって誕生しています

ブロックチェーンの仕組み

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ここでは、ブロックチェーンの仕組みについて画像付きでご紹介します!
順番に読むことでしっかり理解ができるようになりますので、ぜひお読みください!

ブロックチェーンの仕組み
  • ブロックチェーン【改ざん不可能な仕組み】
  • コンセンサスアルゴリズム【ブロックの作成方法】
  • P2Pネットワーク【ブロックチェーンの管理方法】

ブロックチェーン【改ざん不可能な仕組み】

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ブロックチェーンでは、取引データをブロック単位で管理し、ブロック同士はチェーンのように連結させて保管しています。 ブロック内には取引データの他に一つ前のブロックのデータも入っています。そのため、一箇所で改ざんを行うとそれ以降に繋がれたブロック全てを改ざんしなければいけません。

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実際に一つのブロックを改ざんするには新しいブロックが繋がるよりも多くの時間がかかります。そのため、ブロックチェーンでの改ざんはほとんど不可能なものだとされています。

コンセンサスアルゴリズム【ブロックの作成方法】

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コンセンサスアルゴリズムとは、悪意を持った人を含む不特定多数の参加者の間で正しい合意形成を得るための仕組みです合意形成を得ることができて始めて新しいブロックが生成できるため、ブロックチェーンには必須の仕組みとなっています。

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多くのコンセンサスアルゴリズムでは、検証作業にインセンティブを与えることで相対的に不正をするメリットを無くし、正しい合意形成を得ています。

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コンセンサスアルゴリズムとして、ビットコインではPoW(プルーフ・オブ・ワーク)が、イーサリアムではPoS(プルーフ・オブ・ステーク)がそれぞれ採用されています。

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ビットコインのコンセンスアルゴリズムについてはこちらの記事で更に詳しく解説しております!興味がある方はぜひお読みください!

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P2Pネットワーク【ブロックチェーンの管理方法】

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P2P(Peer to Peer)ネットワークとは、複数のコンピュータ同士がサーバーを介さずに直接通信を行う仕組みです。 一箇所のサーバーで管理する中央管理システムではなく、複数台のコンピュータで管理されているためシステムの故障に強くなっているのが特徴です。また、個人情報を一箇所のサーバーで管理しないため、セキュリティも強固なものになっています。

シノビン

その他にもP2Pネットワークではアクセスがサーバーに集中しないため一箇所に大きな負荷がかからないといったメリットも存在します。

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P2Pは暗号資産の他に大量のメッセージを無料で送信できるLINEやビデオ通話が可能なSkypeなど、多くのアクセスを必要とするもので利用されています!

ブロックチェーンの種類

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ブロックチェーンは大きく分けて3種類に分類することができます。
ここでは、一つひとつの特徴とそれぞれの違いについてわかりやすくご説明します!

ブロックチェーンの種類
  • パブリックチェーン
  • プライベートチェーン
  • コンソーシアムチェーン

パブリックチェーン

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パブリックチェーンとは、オープンで誰でも参加することができるブロックチェーンです。 誰でも参加することができるため、パブリックチェーンでは不正を働く人や正常に動作しない人が存在する前提でシステムを運用する必要があります。 そのため、ビットコインで利用されているPoW(プルーフ・オブ・ワーク)のようなコンセンサスアルゴリズムを用いてブロックチェーン全体を正常に動作させる必要があります。

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パブリックチェーンには誰もが参加できるため、サービス提供者でも参加者の総数を把握することができません。
サービス提供者も参加者も不特定多数で対等な立場となるため、個人情報が中央集権的に集まることも避けられ、通常の管理システムに比べてセキュリティが強固なものになるのが特徴です。

プライベートチェーン

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プライベートチェーンとは、参加に単体の管理者の承認が必要なブロックチェーンです。 参加者を限定することができるため、参加者数を把握することができ、悪意を持った人の参加を抑えやすいのが特徴です。 そのため、パブリックチェーンとは異なり厳格なコンセンサスアルゴリズムが無くても正常に機能しやすいです。

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プライベートチェーンでは、データがすべて公開となるパブリックチェーンとは異なりデータは非公開で処理されます。そのため、個人情報などの機密性が問われるデータを取り扱う際に利用されます。

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プライベートチェーンでは、組織の判断によってブロックの削除が行われることがあるため、ブロックチェーンの長所である管理者がいないことによる情報の透明性は無くなってしまう点には注意が必要です。

コンソーシアムチェーン

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コンソーシアムチェーンとは、参加に管理者の承認が必要なブロックチェーンです。プライベートチェーンでは管理者や管理組織は一つだけでしたが、コンソーシアムチェーンでは複数の管理組織が存在します。

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コンソーシアムチェーンでもデータは非公開で処理されるため、複数の企業や団体で参加者の情報を共有する際などに利用されています。

モノギ

コンソーシアムチェーンのメリットとしては、プライベートチェーンのように参加者を限定しながらも管理者を複数にすることで非中央集権的な運用ができる点です。
一方、デメリットとしてプライベートチェーンと同じように参加者を限定し、明確に管理者が存在するため透明性は確保されていない点があげられます。

ブロックチェーンの利点

モノギ

ブロックチェーンには、その特徴的なデータの保存方法から他のサービスでは不可能なメリットが多数存在します。それぞれのメリットを詳しく見ていきましょう!

ブロックチェーンの利点
  • 改ざん耐性が高い
  • システムダウンの時間がない
  • 透明性の高い記録を残せる

改ざん耐性が高い

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ブロックチェーンはその仕組み上、改ざんを行うことは非常に困難になっています。これはブロック内に取引データの他に、一つ前のブロックのデータも入っており、改ざんする際は改ざんするブロックから後ろのブロックを全て改ざんしなければいけないためです。

シノビン

例えばビットコインではブロックは10分に1度生成されるため、改ざんを行うためには新しいブロックが生まれる10分の間に改ざんしたブロックより後ろの全てのブロックを改ざんする必要があります。しかし、1つのブロックを改ざんするのには10分以上かかってしまうため、改ざんを行うことは困難となっています。

モノギ

今まで、データの不正改ざんをされないように各社で高コストをかけてサーバーに投資をしてきました。しかし、ブロックチェーンでは仕組み上改ざんがされないため、高コストをかけてサーバーに投資する必要がなくなっています。

システムダウンの時間がない

モノギ

ブロックチェーンではP2Pシステムが採用されているため、システムダウンやサーバーメンテナンスの時間が存在しません。

シノビン

P2Pネットワークでは複数台のコンピュータでデータを管理するため、1つのコンピュータがダウンしても引き続きサービスを継続することが可能です。また、コンピュータ1台ずつメンテナンスを行うことでサービスを止めることなくメンテナンスを実行する事ができます。

透明性の高い記録を残せる

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ブロックチェーンでは一度合意がなされたデータはたとえサービス提供者でも書き換え、消去ができなくなっています。そのため、誰の手でも改ざんされていないことを保証できる、透明性の高い記録を残すことが可能となっています。

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この特性を活かして鑑定書や募金など、偽造されてはいけない書類や透明性が必要なサービスへの活用が始まっています!まだ新しい領域のため発展途中の部分も多いですが、今後も特性を活かしたサービスが増えること間違いなしです!

ブロックチェーンの課題点

ブロックチェーンの課題点
  • データを消したり隠したりできない
  • データの形成に時間がかかる
  • 取引データの巨大化

データを消したり隠したりできない

シノビン

先ほどデータを消せないのがブロックチェーンの利点と言いましたが、これが問題となってしまう場面も存在します。例えば、日本では個人情報保護法には個人情報を本人の求めに応じて削除する義務が定められています。しかし、ブロックチェーンを利用してしまうと二度と消せなくなってしまうだけではなく、暗号化されて全参加者の元にデータが行き渡ってしまいます。

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この問題を解決するためには、個人情報など消したり隠したりする必要のあるデータはブロックチェーンと外部のデータベースを組み合わせて管理することが大切です。

データの形成に時間がかかる

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ブロックチェーンではコンセンサスアルゴリズムの性質上、データの確定に時間がかかってしまいます。これはクレジットカードなどの速度が求められる分野では最大のデメリットとなっており、現在ではBitcoin Walletなど専用のウォレットを用いることで擬似的に即時決済が可能な仕組みが構築されています。

シノビン

一般的にビットコインでは送金開始から完了までに約10分、イーサリアムでは約15秒かかると言われています。ブロックチェーンの混雑状況によっては更に時間が延びるため、即時決済などの場面では専用ウォレットで対策がとられています。

取引データの巨大化

シノビン

ブロックチェーンの利用が進むほど、ネットワークの通信量や取引データとして保管するデータ量が増えてしまいます。そのため、あらゆる分野でブロックチェーンが普及した場合通信量やデータ量が増えてしまい、コンピュータやネットワークの性能向上、ストレージの拡大では対応できない可能性が指摘されています。

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これはあくまでも将来の話であり、現時点で利用する分には特に困る点はありません。また、イーサリアムの発展とコンピュータやネットワークの開発が、どちらが先に進むかはわからないため可能性での話となっています。

ブロックチェーンの活用例

シノビン

ブロックチェーンには透明性の高さや改ざんの難しさなどの特徴を活かした活用例が数多く存在します。今回はその中で2例をピックアップしてご紹介します!

ブロックチェーンの活用例
  • エストニア【行政システム】
  • Right Origins【フェアトレード】

エストニア【行政システム】

photoACより引用
モノギ

エストニアはスローガンとして「e-Estonia(電子国家)」を掲げているデジタル先進国です。

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現在、エストニアでは納税や投票の他結婚手続きやパスポート発行などをインターネットで行うことができます。 行政手続きの記録にはブロックチェーンを活用しており、利便性や透明性をポリシーに運営されています。

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エストニアは人口が約130万人と小規模な国家です。エストニアでは1960年代からITに関する教育や研究が盛んであり、また1990年代には政府がIT教育に多額の投資を行うなどでITに強い国となっていきました。
日本の人口はエストニアの約100倍となっているため、デジタル化にかかるコストもかなり多くなってしまいます。そのため、日本で政府のデジタル化が起こるにはかなりの時間がかかることが予想されます。

Right Origins【フェアトレード】

Right Origins公式サイトより引用
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Right Originsはチョコレートのフェアトレードを行うオランダの非営利団体です。 通常、カカオ農家はチョコレートのサプライチェーンのうちわずか6.6%の利益を受け取っていました。カカオが加工されて出荷されるまでに多くの中間業者が存在するため、手数料として多くを持っていかれてしまうためです。 また、品質保証は紙での管理が多く、改竄も容易となっていました。

シノビン

そこでRight Originsではデータの管理にブロックチェーンを活用し、カカオ農家が受け取れる利益をチョコレートのサプライチェーンの80%まで引き上げると同時に、品質についても改竄ができない信頼性を付与しました。

ブロックチェーンとはまとめ

ブロックチェーンとはまとめ
  • ブロックチェーンは改ざんされず透明性が担保される仕組み!
  • ブロックチェーンは参加者と管理者のタイプによって3種類に分類できる!
  • ブロックチェーンとデータベースを組み合わせて使うことでサービス幅が広がる!
モノギ

今回はブロックチェーンについて、歴史や仕組みを交えながら幅広い視点でご紹介しました!
ブロックチェーンの特徴がどのような仕組みから生まれているのか、解説を通して繋がりを感じていただけたら嬉しいです!

シノビン

また、ブロックチェーンの現在の課題点やその解決策、現在活用されている事例などもご紹介しました!課題点はまだ残るものの、現在の社会の課題を解決できる特徴を持っているため今後が楽しみなシステムです!
ブロックチェーンを通して仮想通貨の仕組みが気になった方は、ぜひ他の記事もお読みください!

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