【初心者必見!】仮想通貨で月10万円の不労所得を作る方法詳しくはこちら!

【完全版】ブロックチェーンとは?特徴と仕組みを初心者向けに解説!

ぱんだ

ブロックチェーンって最近よく聞くけど、何のことなのか全然分からないんだよね・・・仮想通貨とはどんな関係があるのかな?特徴と仕組みを分かりやすく教えて欲しい!

この記事ではこんな方の疑問を解決します!

最近巷でよく耳にする「ブロックチェーン」ですが、その仕組み・特徴・仮想通貨との関係を理解しているは少ないです。

ブロックチェーンの技術自体を理解していなくても、仮想通貨やNFTの売買はできてしまいますが、その本質を理解しておくことで、仮想通貨の裏付けとなっている価値をしっかりと理解した上で投資を行うことができるようになり、仮想通貨投資がもっと楽しくなるはずです。

さとう

この記事を最後まで読むことで、ブロックチェーン技術の本質を理解することができ、仮想通貨に価値が見出されている理由が分かります!

この記事から分かること
  • ブロックチェーンの概要
  • 仮想通貨の価値を裏付けるブロックチェーンの強固なセキュリティ
  • ブロックチェーンの承認作業の仕組み
この記事を書いた人
  • Core30経理職の20代男
  • 米国公認会計士(ワシントン州)
  • 2021年上期の仮想通貨バブル期にアルトコイン投資とBCGに夢中になりクリプトの世界へ
  • 現在は強気相場が予想される2024年の半減期に向けてビットコインをコツコツ積み立てる堅実スタイル
  • 仮想通貨投資は500万円以上、NFTは50点以上保有、BCGは20作以上プレイ。身を削って蓄えているクリプト情報を発信しています

本記事では仮想通貨「ビットコイン」のブロックチェーンを例に解説していきます。

目次

ブロックチェーン=「お金のやり取りを行うための技術」・「取引履歴の台帳」

ブロックチェーンを一言で表現すると「お金のやり取りを行うための技術」・「お金の取引履歴をまとめた台帳」になります。

ブロックチェーンのイメージ

このブロックはインターネット上に存在し、中に仮想通貨の取引履歴がたくさんまとめられており、鎖(チェーン)のように結びついています。

ブロックチェーンと合わせてビットコインの話がよく持ち出されますが、ブロックチェーンはビットコイン等の仮想通貨の入出金に用いられる基盤技術になります。

ビットコイン=ブロックチェーン」という訳ではありません。

ぱんだ

ブロックに取引の履歴が書いてあってチェーンみたいに繋がってるっていうのは新鮮だけど、まだよく分からないなぁ・・・何がすごいんだろう?

ブロックチェーンの特徴

管理者が存在しない

ブロックチェーンは、世界中の多くのコンピュータにより運営されており、銀行のような特定の管理者が存在しません。

従来のお金(法定通貨)の取引では政府や銀行が仲介に入り、その取引の保証を行っていました。

しかし、ブロックチェーンの仕組みにおいては、ブロックチェーンの参加者がその取引の承認を行い、信頼性を保証します。

ビットコインのブロックチェーンの承認者作業には誰でも参加することができ、スペックの高めのPCさえあれば承認作業を行うことができてしまいます。

さとう

この取引の承認作業を「マイニング」と呼び、マイニングに成功すると仮想通貨を報酬として受け取ることができます!(※マイニングの詳しい仕組みは後半で解説していきます)

ぱんだ

管理者が存在いなくて、ユーザー間だけで取引が完結するなんてびっくりだね!ちょっとブロックチェーンの凄さが分かってきたかも・・・!

障害によって停止しない

取引の履歴が書かれた「台帳」はブロックチェーンに参加する世界中のコンピューターの間で共有されており、全ての台帳には同じ取引の履歴が記載されています。

そして、取引の承認作業は世界中のコンピュータが行っているため、1つのコンピュータが障害を起こしてもブロックチェーンの体制にはまったく影響がありません。

さとう

対して銀行は、システムに障害が発生し、その銀行の取引が停止してしまうことは往々にして起こっています。

ブロックチェーンではその問題が起きにくいです。

ぱんだ

確かに銀行は障害が起きるとATMで引き出せなくなったり、振り込みがでなくなったり不便な時がある・・!ブロックチェーン技術ならいつでもユーザー間でお金のやり取りができるんだね!

取引履歴の改ざん(悪意を持った変更)が困難

ブロックチェーン内の取引履歴は悪意を持って変更すること(改ざん)が非常に難しく、セキュリティが強固です。

いくつか例を挙げて何故改ざんが難しいのか解説していきます。

さとう

まずは正常に処理が行われているときのブロックのイメージを見ていきます。

具体的①
  • ブロックチェーンの仕組みを使って、「さとう」が「ぱんだ」に100万円分の仮想通貨を送る。
  • この取引の情報を「情報B」とする。

取引が行われ、承認されると下の画像のようにブロック①ができ上がります。

他の人が同じように取引C・D・Eを行っていくと、ブロック①の後にブロック②・③・④が続いていきます。

※実際は1つのブロックの中に取引が複数存在していますが、分かりやすく1つの取引が1つのブロックに入っている場合について考えています。

ここで作られたブロックは次の特徴を持っています。

ブロックチェーンの特徴
  1. ブロックは常に過去のブロックの全ての取引情報を持っている。
  2. 新しく生成されたブロックの情報は、全ての過去情報に私の取引の情報が加えられたものになる。

つまり、私が取引を行った「情報B」は②ブロック以降の全てのブロックに含まれていきます。

同じように、私が行った取引によって作られたブロック①にも、私の取引より前に行われた取引の「情報A」が入ってきています。

さとう

次に私が取引の情報を悪意を持って変更しようとする場合について、1つ例を挙げて考えてみます。

具体的②
  1. 「さとう」が「ぱんだ」に100万円分の仮想通貨を送金(この取引情報をBとする)
  2. 「さとう」はこの100万円を送金したという事実を取り消したい。
さとう

こういった改ざんをブロックチェーンで行うことは基本的にできませんが、理論上行う場合はどのようにするのかまず考えてみます。

まず今回の改ざんの手口に必要なブロックチェーンの「分岐」について紹介します。

取引Aを承認者が承認(マイニング)に成功すると画像の上のように前のブロックに繋がっていきます。

しかし、下のように一度承認(マイニング)に成功しても公開しないことで、また別の承認者に承認を行わせることができます。この時チェーンは分岐することになります。(ここで出来た2つのブロックの中身はほぼ同じ)

Aのあとの取引は公開されているチェーンの方で承認されていくことになります。

過去の取引を削除する場合は下の「チェーンが分岐するときの2つのルール」を利用します。

このルールを利用することで、以下のような改ざんを理論上は行うことができます。

取引Bは削除したい「さとう」が「ぱんだ」に100万円を送金した取引、取引B´は改ざんのために実行した自分に仮想通貨100万円分を送金するという取引です。

さとう

上の状況を作り出すことができれば、確かに過去の取引を改ざんすることはできます!

しかし、実際はメインチェーンの長さを越すほどのチェーンを裏で用意することは非常に難しいです。

詳細は後述しますが、承認作業(マイニング)にはコンピュータの膨大な計算能力、それを動かすための電気が必要なるため、1人の力でチェーンを伸ばしていくことは困難です。失敗してしまえば、その過程の電気代やマイニング報酬を失うことになってしまいます。

仮に途中で公開しても、短い怪しいチェーンにブロックを繋げても報酬を貰えない可能性が高いので、他の承認者がそのチェーンを伸ばしていくインセンティブがありません。

さとう

このように、ブロックチェーンは全体で合意形成をしながら、正しいチェーンを選択して承認作業を進めていくが全体にとって得になるように設計されているということになります!

ブロックチェーンで不正ができない理由 まとめ
  1. 不正なチェーンを1人で伸ばすには膨大な計算能力が必要になってしまい、まず不可能
  2. チェーンが破棄されると報酬を貰えないので、誰も不正なチェーンに加担するインセンティブがない
ぱんだ

知れば知るほどよく出来てるね!これは確かに不正をする気にならないかも・・・

ブロックチェーンの承認作業の仕組み(PoW)

さとう

ここからは少し複雑な内容になりますが、ブロックチェーンの承認作業(マイニング)の仕組みについて説明します!

本記事ではビットコインの承認作業(マイニング)を例に解説していきます。

取引データが記録された「ブロック」について

ブロックチェーンの仕組みについて詳しく理解するために、まず「ブロック」について深堀りしていきます。

ブロックは大きく分けて「ブロックヘッダ情報」と「実際の取引内容」の2つの情報を持っています。

ブロックヘッダ情報の構成要素
  • 前のブロックハッシュ:これまでのブロック全ての情報
  • ルートハッシュ:このブロックの実際の取引内容全ての要約
  • ナンス:マイニング(ブロックの承認作業)で使用する値(後述)
  • その他色々:ブロックの生成時刻など
実際の取引内容

約10分間の区切りで1つのブロックが生成されており、1つのブロックはその10分間に発生した全ての取引データを持っています。

「私がぱんだに100万円を送金する取引」以外にも、多くの取引が1つのブロックの中に入っています。

これらの情報がブロックチェーンの仕組みの中でどのように使用されていくのか、さらに詳しく見ていきましょう。

取引の承認作業「マイニング」について

ブロックチェーンにおいて、取引の承認はマイニングと呼ばれる作業によって行われます。

そしてこのマイニング作業を一言で表すと、ブロックヘッダの情報をハッシュ化して0が一定数連続するナンスを探すことになります。

ぱんだ

うわ・・・むずかしい・・・!

さとう

順を追って解説しますね。

まずブロック間の繋がりを見てみると、下のようになります。

このように、「ルートハッシュ」で現在のブロックの取引情報が要約され、そこに過去のブロックの情報「前のブロックハッシュ」と「ナンス(後述)」が加わり、現在のブロックの情報「ブロックハッシュ」が生成されていることが分かります。

このブロックハッシュはブロックヘッダ情報の合計を「ハッシュ化」して計算します。

ハッシュ化ってなに?

「ハッシュ」は「ハッシュドポテト」のハッシュで、「細切れにする・ごちゃ混ぜにする」といった意味があります。

ハッシュ化を行うと、文字列を特定の桁数の文字列に変換することが出来ます。

  • 例①:satou⇒999413ee3e892395b9fa006d9262e37f653c95193a53e1ba7b7dbbeac7477042
  • 例②:satou2⇒e3368ad8da26fa8afb8e32b1b57d699b87a35c2d2bef4d20bc1dc87facbcc219

このように、「satou」に「2」を付け加えただけでまったく別の文字列に変換されます。

そして、ハッシュ化された後の文字列を元に戻すことは出来ません。

以下のように考えるとイメージしやすいです。

y=x^2の2次関数で、x=2と入れるとy=4となり、値は1つに定まります。

一方、y=4の時、xは「+2」と「-2」の両方が解となってしまいます。

このように、ハッシュ化された文字列から元の文字列を推定することは出来ますが、1つに定めることが出来ません。

ぱんだ

これを元に戻すのは難しそう・・・
暗号化にはぴったりだね!

ここから「マイニング」がどういった作業か詳しく説明していきます。

「ブロックヘッダ情報」をハッシュ化し、「ブロックハッシュ」を計算しますが、ここで計算するブロックハッシュはゼロが18個~20個連続するしたものである必要があります。

e.g.:00000000000000000000006d9262e37f653c95193a53e1ba7b7dbbeac7477042

「マイニング」では、この0が連続するブロックハッシュが計算されるまで、「ブロックヘッダ情報」の構成要素である「ナンス」の値を変更し続けます。

ハッシュ化して0が一定数連続するナンスを探すことは、総当たりでしらみ潰しに計算していくことになり、高性能なPCでも多くの時間や電気代が掛かります。

過去の取引を改ざんするためには、改ざんを行ったブロックから最新のブロックまでの全てブロックの整合性を確保する必要があります。

つまり、膨大な数のブロックに対して、適切なハッシュ値を導く「ナンス」を探す作業を行う必要があるのです。

さとう

この点が改ざんを難しくしています!

仮想通貨の代名詞である「ビットコイン」の場合、この適切なハッシュ値を導く「ナンス」を見つけることで、マイナーは送金者が支払う手数料とマイニング報酬をビットコインで受け取ることが出来ます。

高性能なPC代金と電気代に見合う報酬を貰えるため、この仕組みは成立しています。

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!
  • URLをコピーしました!

コメント

コメントする

目次