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仮想通貨は始まりに過ぎない!ブロックチェーンとは全てを変える画期的技術

blockchainブロックチェーン

 

ブロックチェーンとはなにか?ブロックチェーンの仕組みから意味、メリットやデメリット、将来性から危険性までわかりやすく説明しました。

ブロックチェーン技術は全てを変える画期的技術で、将来仮想通貨を超えるものをたくさん生み出すことになると思います。

DAppsの根底にあるブロックチェーン

まずはブロックチェーンがなにかを知ることで、DAppsの知識を深めていきましょう。

 

ブロックチェーンとは?

考える人

 

ブロックチェーンの存在がこうして知られるようになったのは、ビットコインが通貨として世界で認知されるようになったからです。

それでよく勘違いされていますが、ブロックチェーンからビットコインが生み出されたのではありません。

全く反対です。

ビットコインの取引を成立させるために開発された技術がブロックチェーンでした。

ですが今はビットコインはブロックチェーン技術の1つの成功例に過ぎなくなりました。

ここでは今後世界を大きく変えるであろうブロックチェーン技術とはなにか?

ブロックチェーンの誕生から定義、言葉の由来までまとめてみました。

 

ブロックチェーンの誕生

ブロックチェーンは、ビットコインの中核技術であるビットコインプロトコルと、そのリファレンス実装であるビットコインコアを開発したサトシ・ナカモトの論文から発明されました。

このサトシ・ナカモトは本名なのか、それとも個人であるのかどうも今の段階では不明です。

サトシ・ナカモトという名前から日本人をイメージしてしまいますが、日本で暮らしていた時期もあったという情報ぐらいしかありません。

幼少期から自然に習得する言語であるネイティブスピーカーは英語だったことは確かだと見られています。

他にはビットコインの開発者であるSergio Demian Lerner氏によれば、サトシ・ナカモトが保有するビットコインは約100万ビットコインだそうです。

 

大儲けして喜ぶ人たち

 

これは全ビットコインの5%相当で、日本円にすると2018年4月時点で1兆円以上です。

このサトシ・ナカモトの論文に書いてあった暗号技術とP2P(ピア・ツー・ピア)ネットワーク技術を応用したのがブロックチェーンの誕生に繋がります。

P2P(ピア・ツー・ピア)とは、「Peer to Peer」の略称になります。

この「Peer」を翻訳すると、「同等の者」や「対等な者」などの意味になります。

ですので、直訳すると「Peer to Peer」は「対等な者同士の直接的な結びつき」と言い換えることができます。

簡単に説明すると、P2Pネットワーク技術とは、政府や企業など特定の管理者が存在せずに、ネットワークを利用している個人同士が対等に結びつくネットワーク技術のことです。

このP2Pネットワーク技術がブロックチェーン技術の核となる部分になります。

 

ブロックチェーンの定義

ネットワークについて解説する人

 

ブロックチェーンの定義を言葉にするのは難しいです。

そんななか2016年10月3日に日本ブロックチェーン協会(以下JBA)が「ブロックチェーンの定義」を提示しました。

以下がブロックチェーンの定義です。

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。」

2)「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。」

引用:日本ブロックチェーン協会 ブロックチェーンの定義

もう難しい言葉のオンパレードですね(笑)

上の定義を読んで「なるほど!」となる人は本当に凄いと思います!

 

とりあえずもう少し噛み砕いてブロックチェーンの定義を書くと

「データをネットワーク上に分散保持させることで、改ざんしたデータを検出するのが簡単にでき、サーバーに不正侵入されてもプルーフオブワーク(PoW)から不正を発見・抑止することができる高セキュリティのデータベース」

こんな感じです!

 

はい、全然分かりませんよね(笑)

プルーフオブワーク(PoW)とは、「Proof of Work」のことです。

P2Pネットワークにおいて非常に大切な部分、発言権を認める要因になります。

ブロックチェーンではマイニングがプルーフオブワーク(PoW)に相当します。

これに関しては後から詳しく説明します。

ブロックチェーンの仕組みや構造がどんなものなのか知れば、なんとなくブロックチェーンの定義に関しても理解を深めることができると思います。

 

ブロックチェーンの言葉の由来

ダックスフンドとパソコン

 

ここではブロックチェーンの言葉の由来について触れます!

というかそのままです(笑)

 

「ブロック」が「チェーン(鎖)」で繋がったものだから「ブロックチェーン」となりました。

 

ここでいう「ブロック」とは、ビットコインなどのブロックチェーン上での取引や動作の記録が書き込まれるデータ保管の1つの単位のことです。

この「ブロック」が一定時間ごとに生成され、鎖(チェーン)のように連結して保管するデータベースがブロックチェーンとなります。

 

ブロックチェーンの仕組み

様々な分野で分散化、ブロックチェーンのイメージ画像

 

ブロックチェーンの言葉の由来は「ブロック」が「チェーン」で繋がったものだと書きました。

これを詳しく説明していくことで、ブロックチェーンの仕組みを理解できます。

 

ブロックとは?

ブロックチェーンの「ブロック」には以下のようなデータが記録されます。

  1. トランザクション
  2. タイムスタンプ
  3. 前のブロックのハッシュ値
  4. nonce値(ナンス、ノンス)

ブロックチェーンとブロックのイメージ

 

  • トランザクションとは?

コンピューターで処理するひとまとまりの仕事を表す用語のことです。

ビットコインで例に出すと「送金」や「決済」になります。

  • タイムスタンプとは?

トランザクションが発生した日付や日時、時刻などを示す文字列のことです。

  • ハッシュ値とは?

元のトランザクションデータから一定の計算手順(ハッシュ関数)により求められた規則性のない値のことです。

  • nonce値とは?

「Number used once」の略語で、直訳すると「1回だけ使われる数字」となり、ランダムな32ビットの数値のことです。

ビットコインで例に出すとこの「nonce値」は、どんな高性能なパソコンを使っても10分間かかるように調整されています。

この難易度調整のことをリターゲティング(retargeting)といい、2週間に1度行われています。

そして採掘難易度のことをディフィカルティー(difficulty)といい、採掘速度のことをハッシュレートといいます。

 

このようなデータが記録された「ブロック」が一定時間でどんどん生成されていきます。

その生成された「ブロック」に「前のブロックのハッシュ値」が記録されていることから、「ブロック」と「ブロック」が繋がっているように見えます。

このことからブロックチェーンと呼ばれるようになりました。

 

※注意※
ただ「ブロック」と「ブロック」がハッシュ値で繋がっているだけだと、データを改ざんされやすくなってしまいます。
だから不正されないように「ブロック」と「ブロック」を繋げるために「nonce値」を必要としました。
この「nonce値」を見つける作業のことをマイニングといいます。

 

マイニングとは?

マイニングとは、nonce値を最初に発見した人が、ブロックチェーンから報酬をもらえることです。

マイニングは現在数百万人が参加し、ブラウザマイニングは5億ともいわれています。

 

ビットコインとブロックチェーンのイメージ画像

 

それでは具体的にビットコインを例にして説明していきます。

ビットコインの取引履歴データが保存された「ブロック」同士をチェーンで繋げるためには「ハッシュ値」が必要になってきます。

この「ハッシュ値」は「nonce値」をハッシュ関数によって変換することで得ることができることから、「nonce値」を探すために「マイニング」が必要ということです。

以下がその過程となります。

1…取引履歴を送信
2…取引履歴をブロックにデータ保存させるためにnonce値を採掘(マイニング)
3…nonce値を発見
4…ハッシュ関数を使い、発見されたnonce値が正しいかどうか他のマイナー(マイニングを行う人たちのこと)や、ビットコインネットワークの利用者たちが検証
5…nonce値が正しければ、「ブロック」と「ブロック」が繋げられ正しいデータとして保存

ここで 4 の検証の部分ですが、最初に発見されたnonce値が正しいかどうかは、50%以上のメンバーが同意しなければ「ブロック」に正しいデータとして保存されません。

逆にいうと、1度ブロックチェーン上で正しいデータとして保存された場合、そのデータを改ざんするには、数百万人の参加者がいるマイナーの過半数以上のデータも改ざんする必要があるということです。

だからブロックチェーン上のデータを改ざんするのは実質不可能とされています。

 

振り向くダックスフンド

 

このように「マイニング」がブロックチェーンの根本となり、不正を実質不可能にしている仕組みを「Proof of Work(仕事の証明)」といいます。

「マイニング」をすることで新しいビットコインを報酬として与えます。

この報酬制度によってマイナー全員でブロックチェーン上のデータを監視し、検証することでトランザクションが起こります。

だからこそブロックチェーンが、分散型台帳技術や分散型ネットワークとして機能することができているのです。

よってブロックチェーンはトークンエコノミーと切り離せないということになります。

ちなみにビットコインの発行量は上限が決まっていて、2140年までに上限の2100万ビットコインに達するといわれています。

それ以降は新規に発行されることがありません。

 

  • トークンエコノミーとは?

簡単に説明したら、「仮想通貨(トークン)で作られる経済(エコノミー)」という意味です。

▼トークンとは?仕組みや意味、仮想通貨との違いを全て撃破

トークンについてまとめた記事もありますので参考にしてみてください。

 

ハッシュ値とは?

食い入るようにパソコンを見つめるダックスフンド

 

「ブロック」同士をチェーンで繋げるためには「ハッシュ値」が必要と書きましたが、ここではもう少しだけハッシュ値に関して説明します。

ブロックチェーン上でのデータはオープン化されていて、誰でも確認することができるようになっています。

ですが、トランザクションデータや「nonce値」はハッシュ関数によって暗号化されています。

そしてマイニングのところで「ハッシュ値」は「nonce値」をハッシュ関数によって変換することで得ることができるとしました。

これを具体的に書くと、ブロックチェーン上のハッシュ値は、「ブロック」に記憶されるデータ

  • トランザクション
  • タイムスタンプ
  • 前のブロックのハッシュ値
  • nonce値(ナンス、ノンス)

これらを全てを入力とした時に出力される値を指します。

だからこのデータが少しでも変更されるとハッシュ値は全く異なるものになります。

以上のことから、過去に生成された「ブロック」内のデータを少しでも改ざんした場合、ハッシュ値は全く違った値になります。

「ブロック」には「前のブロックのハッシュ値」が組み込まれていることから、データを改ざんする場合、後続するすべての「ブロック」のハッシュ値も変更しなければなりません。

過去の全ての「ブロック」のハッシュ値を変更することは事実上不可能です。

このことからもブロックチェーン上のデータは不正、改ざんすることができない正しいデータといえるということです。

 

ブロックチェーンの種類

どのブロックにしようか悩む人

 

ブロックチェーンは大きくまとめると3つの種類に分けることができます。

これは特定の管理者やネットワークの参加者などで変わってきます。

 

パブリックブロックチェーン

  • 特定の管理者
    なし
  • ネットワークの参加者
    誰でも自由
  • トランザクションデータの保存権利
    参加者全員
  • メリット
    特定の管理者がいないこと
    トランザクションデータを参加者全員で監視していることからセキュリティが高い
  • デメリット
    ブロックチェーンの仕様に問題があった場合に改善するのが難しい
    取引承認に時間がかかる
    ネットワークの参加者が誰でも自由なことからIDを特定された場合、個人情報が流失してしまうリスクがある
  • 代表例
    ビットコイン(Bitcoin/BTC)
    イーサリアム(Ethereum/ETH)
    ネム(NEM/XEM)

 

コンソーシアムブロックチェーン

  • 特定の管理者
    複数の管理者
  • ネットワークの参加者
    特定複数
  • トランザクションデータの保存権利
    管理者から許可を得た人のみ
  • メリット
    パブリックブロックチェーンとプライベートブロックチェーンの中間
  • デメリット
    パブリックブロックチェーンとプライベートブロックチェーンの中間
  • 代表例
    ハイパーレジャー・ファブリック(Hyperledger Fabric)
    ハイパーレジャー・イロハ(Hyperledger Iroha)

 

プライベートブロックチェーン

  • 特定の管理者
    1人の単独の管理者
  • ネットワークの参加者
    管理者から許可を得た人のみ
  • トランザクションデータの保存権利
    管理者のみ
  • メリット
    ブロックチェーンの仕様に問題があった場合に改善するのが容易
    取引承認に時間がかからない
  • デメリット
    特定の管理者がいることで不透明性が高く、管理者に問題があった場合に取引に支障が出てしまう
    データ改ざんなどの不正リスクがある
  • 代表例
    リップル(Ripple/XRP)
    ハイパーレジャー・バロウ(Hyperledger Burrow)
    MultiChain
    Eris(ErisDB)

 

ブロックチェーンのメリット

閃いた犬

 

ブロックチェーンのメリットは特定の管理者がおらず、分散型ネットワークという点です。

これに関してはDAppsの記事で詳しく書いていますので、そちらを参考にしてもらえたらと思います。

▼DAppsが今後世界を全て覆すことになる3つの理由

上の記事ではブロックチェーン上でのアプリケーションであるDAppsのメリットについてまとめています。

ですので、ここでは金融ビジネスにおけるブロックチェーンのメリットについて書きたいと思います。

 

送金、決済処理の短縮

国際送金した場合だと、送金から着金まで1~3日のタイムラグが発生します。

ですがブロックチェーンを使った仮想通貨の場合だと、ほぼリアルタイムで送金が完了します。

 

送金、決済処理のコスト削減

国際送金した場合だと、まず送金時に円為替取扱手数料と送金手数料が必要になります。

そして送金先の外国銀行でも別途手数料が徴収されることからも手数料が高くなってしまいます。

しかし、ブロックチェーンを利用した仮想通貨では、送金や決済処理を低コストで行うことができます。

 

マイクロペイメント

マイクロペイメントとは、直訳するとアメリカでの1ドルの1000分の1を意味する言葉です。

ここでは小額決済あるいは超少額決済である、ミル単位の支払いを効率的に実現する支払いシステムのことです。

例えば10円の品物をクレジットカードで決済しようとした場合、品物よりも手数料のほうが高額になってしまいます。

この問題を解決するのがマイクロペイメントです。

ブロックチェーンはコストが低いことから決済方法に応用することで、マイクロペイメントの決済モデルを普及させることができます。

 

不正防止・セキュリティ強化

全ての取引がブロックチェーン上で行われることで、関係者全員が取引を確認することができます。

これによって不正取引の防止に繋がり、セキュリティも強化されることになります。

 

ブロックチェーンのデメリット

もやもやする犬

 

ブロックチェーンのメリットについて説明してきましたが、次はデメリットです。

メリットの方が大きいですが、デメリットについても認識はしておきましょう。

 

破綻の可能性

ブロックチェーンは全ての取引をマイナーなどの利用者で管理しています。

そのデータが常に更新され、データ量が増え続けていることから、コンピューターの処理が間に合わなくなる可能性があります。

コンピューターの高速化以上にブロックチェーンの取引データが増加した場合、ブロックチェーンは破綻してしまうということです。

 

スケーラビリティ問題

ガクガクブルブルする人

 

ブロックチェーンは「ブロック」が「チェーン(鎖)」で繋がったものだと書きました。

この「ブロック」に保存されるデータ量は決まっており、ネットワーク上に分散されていることから不正や改ざんが実質不可能となっています。

ですが、この「ブロック」に記録できるデータの容量以上に取引量が増加していることから、データ処理の遅延やエラーが生じています。

これがスケーラビリティ問題です。

マイニング参加者が多いほど、「nonce値」を発見する計算が複雑になり、トランザクション性能が低くなるために起こる現象です。

このスケーラビリティ問題の解決策として注目されているのがライトニングネットワークです。

ライトニングネットワークとは、取引をする際にブロックチェーンを使わずに取引することができる分離されたネットワークのことです。

簡単に説明すると、ブロックチェーン上での取引の処理速度を上げてくれる技術です。

詳しくは下のサイトにライトニングネットワークについて書かれていますので参考にしてください。

▼【図解】ビットコイン(bitcoin)のライトニングネットワークとは~メリット・デメリットや仕組みを徹底解説~

 

このライトニングネットワークがブロックチェーンのメリットで書いたマイクロペイメントを可能にした技術なのです。

 

IOTA

 

他にはスケーラビリティ問題の解決策としてスケール可能なアイオタ(IOTA/IOT)という仮想通貨も開発されました。

 

アイオタ(IOTA/IOT)は、IoTデバイス間の決済を最適化し、取引手数料を無料でリアルタイムの支払いを可能にした仮想通貨です。

 

もちろん問題点はまだたくさんありますが、2018年5月時点で仮想通貨時価総額ランキング11位と期待されているのは間違いありません。

アイオタ(IOTA/IOT)は仮想通貨取引所のBINANCE(バイナンス)で取引されています。

▼BINANCE(バイナンス)口座開設方法と二段階認証設定を具体的に分かりやすく説明

BINANCEの口座開設方法は上のサイトで分かりやすく書かれていますので参考にしてください。

 

アルゴリズム問題

アルゴリズムのイメージ画像

 

ブロックチェーンは「ブロック」が「チェーン(鎖)」のように繋がっていることだと何回も説明しましたが、このチェーンは1つだけじゃありません。

言葉だけで説明するのは難しいのですが、「ブロック」が5個繋がったチェーンよりも、「ブロック」が10個繋がったチェーンの方が正しいデータとなります。

これはブロックチェーンの特徴で、基本的に長いチェーン構造をした方が正しいとアルゴリズムで決まっているからです。

ここで問題が生じます。

 

混乱してる人

 

上で例に出したように

「ブロック」が5個繋がったチェーンをA

「ブロック」が10個繋がったチェーンをB

とします。

この場合Bのチェーンの方が長いので、Bのブロックチェーンが正しいデータと認識されています。
ですが、Aのブロックチェーンでもマイナーがマイニングをし続けることで「ブロック」を増やし続けたとします。
そしてBのブロックチェーンよりもAのブロックチェーンの方が長くなった場合、アルゴリズムによって正しいデータがBからAに変更されてしまいます。
こうなるとBのブロックチェーンの過去のトランザクションデータが全て白紙になってしまいます。

これがブロックチェーンのアルゴリズム問題となります。

 

実際にこのアルゴリズム問題を逆手にとってモナコインのブロックチェーンが攻撃されました。

これはモナコインにとどまらず、ほかのブロックチェーンを使った仮想通貨全ての問題です。

▼モナコインへの攻撃から、ブロックチェーンへの攻撃やマイニングを深掘りする

上のサイトで今回の事件、そしてこのブロックチェーンのアルゴリズム問題に関して詳しく書かれていますので参考にしてみてください。

 

ブロックチェーン啓蒙活動

ブロックチェーンを普及させるために日本には現在2つの協会が発足されています。

1つ目の協会は…

  • ブロックチェーン推進協会(Blockchain Collaborative Consortium 略称:BCCC)
  • 発足日:2016年4月25日
  • 発起メンバー:インフォテリア、テックビューロ、カレンシーポート、さくらインターネット、日本マイクロソフトなど34社
  • 目的:ブロックチェーン技術を金融業界のみならず他の業界への普及

 

2つ目の協会は…

  • 日本ブロックチェーン協会 (Japan Blockchain Association 略称:JBA)
  • 発足日:2016年4月27日
  • 発起メンバー:ガイアックス、VOYAGE GROUP、日本マイクロソフト、GMOインターネット、bitflyer、orbなど28社
  • 目的:ブロックチェーン技術の普及促進や、政策提言をしていくこと

 

ブロックチェーンの進化

世界に向かって飛躍する人

 

  • ブロックチェーン1.0

初代ブロックチェーンで、仮想通貨に応用する場合に使われます。

  • ブロックチェーン2.0

仮想通貨以外に応用した場合に使われます。主に金融分野に用いられます。

  • ブロックチェーン3.0

金融以外の分野でブロックチェーンを応用した場合に使われます。医療や選挙などに用いられます。

2017年は仮想通貨元年だといわれていますが、今後はブロックチェーン2.0やブロックチェーン3.0が大きく注目されることになると思います。

 

まとめ

眠くなったダックスフンド

 

ブロックチェーンを分かりやすく簡単にまとめたつもりだったんですが、全然分かりやすくなかったですね・・・

これでもブロックチェーンの一部に過ぎません。
それだけブロックチェーンは奥が深く、そして色んなことに応用することができます。
それがDAppsであり、ブロックチェーンを使ったアプリケーションになります。

ブロックチェーンを使って具体的に今後世界がどのように変わるのかは以下の記事でまとめました。

▼DAppsが今後世界を全て覆すことになる3つの理由

DAppsが浸透すれば仮想通貨以上の衝撃になると思います。

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