ビットコインのブロックサイズとは?問題点や解決策を東大生がわかりやすく解説

「ビットコインのブロックサイズって何?」「ブロックサイズに関してどんな問題が起こっているの?」​

そんな疑問を持つ方も多いのではないでしょうか?

そんな方のために!CoinOtakuがビットコインのブロックサイズついて詳しく解説します!

また、関連してビットコインのスケーラビリティ問Segwitなどその解決策についても説明します。

この記事を読んでビットコインへの理解を深めていきましょう!

​ビットコインのブロックサイズとは ​

ブロックチェーンとは 

​ブロックサイズがなんなのかを理解するためには、そもそもブロックチェーンがどのような仕組みになっているのかの大枠を理解する必要があります。

ブロックチェーンでは、およそ10分ごとに取引記録をまとめて1つのブロックに書き込み、それをチェーン(鎖)のように前のブロックに繋げていきます。

ブロックを書き込む段階では「マイニング」という膨大な計算力を必要とする作業が行われ、これによってブロックに書き込まれた取引の正当性が認められ、また改ざんできる可能性が極めて低くなっています。


厳密な説明をすると長くなってしまうのでここでは簡単な説明で済ませますが、ブロックチェーンの仕組みについてもっと詳しく知りたい方はこちらをご覧ください。

目次ブロックチェーンの仕組みを超簡単に説明すると…?ブロックチェーンの仕組みをわかりやすく図解でブロックチェーンの詳しい仕組みと理論 ブロックチェーンの仕組みに関するQ&Aブロックチェーンの仕組みまとめ ブロックチェーンの仕組みを超簡単に説明すると…? まずは、誰でも分かる簡単な説明でブロックチェーンをざっくり理解しましょう! ブロックチェーンは公開された台帳 ブロックチェーンとは、最も簡潔に言うとみんなが見れる台帳です。「仮想通貨をAさんからBさんに送りました」という情報をいくつかまとめたものをブロックと呼んで、それをいくつも鎖のように繋いでいくのでブロックチェーンというわけです。 ブロックチェーンの情報は世界中にあるノードが保管しており、もしブロックチェーンの情報を保管しているノードに不具合が発生してしまったとしても、他のノードに記録がされているのでブロックチェーンの情報が完全に失われることはありません。 そして、ブロックチェーンに記録された情報は誰でも見ることができます。 また、このノードは全て対等であり、中央管理者のような存在がいないので、ブロックチェーンは分散型台帳とも言います。 改ざんが不可能になっている ブロックチェーンにある取引の記録は改ざんが不可能になっています!なぜ改ざんが不可能なのかの説明はあとで述べますが、簡単に言うと改ざんにはとてつもない計算力を持ったパソコンを持つ必要があり、それはほぼ不可能だからです。 この取引の改ざん不可能性によって仮想通貨は成り立っています。仮想通貨を保有している、というのは仮想通貨という物が自分の手元にあるわけではありません。 ブロックチェーンという取引記録に今までこういう記載がされていてこれは必ず改ざんされていないから、自分はいくら仮想通貨を持っている、という風に取引の履歴によって誰がいくら持っているかが分かる仕組みになっています。 改ざんされていない保証がある電子的な台帳があれば新しい通貨の形ができる、というところに着目して、改ざんされない電子的な台帳の形を初めて実現したのがブロックチェーンということですね。 ブロックチェーンの仕組みをわかりやすく図解で ここからは図を使いつつ、ブロックチェーンの仕組みをもう少し詳しく説明したいと思います。


ブロックの容量には上限がある! 

さて、取引記録を書き込んでいくこの「ブロック」ですが、もちろん一つのブロックに無限に取引記録を書き込めるわけではありません。ブロックに書き込めるデータ量には上限があり、そのブロックの容量を「ブロックサイズ」と呼びます。

ビットコインの場合、現在ブロックサイズは1MBとなっています。そのため、一つのブロックには1MB分の取引記録しか書き込むことはできません。


ビットコインのスケーラビリティ問題とは 

ビットコインの価値が次第に認められるようになりビットコインの取引が増えてくると、取引記録のデータのスケーラビリティ問題が露わになってきました。

これはビットコインのブロックサイズが1MBと制限されていることから生じる問題です。簡単に言うと、承認待ちの取引が増え過ぎると、約10分に一度1MBのブロックに書き込んでいるだけでは間に合わず、どんどん未承認の取引が溜まっていってしまうという問題です。

マイニングを成功させて取引の承認権を得た人は送金手数料を高く設定した取引を優先してブロックに書き込んでいくので、送金手数料の低い取引は後回しにされ承認までにかかる時間がかなり長くなってしまいます。すると、早く承認してもらうためにみんなが少しずつ手数料を高く払うようになっていきます。


送金がなかなか承認されず手数料も高いとなるとかなり使いにくくなってしまうので、これまでにも様々な解決策が考えられ、実際にいくつかの処置が実行されました。


ブロックサイズ問題の解決策とメリットデメリット ​

​では、具体的に考えられてきた解決策のうち、有名かつ重要なものをいくつか見ていきましょう。

【ビットコインキャッシュ(BCH)】ブロックの容量を大きくする 

ビットコインキャッシュのメリット・デメリット

  • 【メリット】ビットコインのスケーラビリティ問題を解消できる
  • 【デメリット】ビットコインよりもフルノードを立てにくい

 ビットコインのスケーラビリティ問題に対して、ビットコインの開発者らビットコインコアのメンバーはSegwitという技術を導入することで対応しようとしましたが、それに大手マイニングプールのBitmain社が反対し、そもそもブロックサイズを8MBと大きくすればいいじゃないかと主張しました。

Bitmain社が反対した理由としては、Segwitを導入すると今まで開発したマイニング専用の機材が使えなくなってしまうからだということが挙げられます。

結局、Segwitを導入しかつブロックサイズも2MBにする(Segwit2x)ということで合意が取れたのですが、2017年8月に他の大手マイニングプールViaBTCによってブロックサイズを8MBとするためのハードフォークが行われ、ビットコインキャッシュが誕生しました。

現在も「ビットコインキャッシュこそが本物のビットコインだ」と主張する人は多いため、ビットコインと共存しています。

取引所などでビットコインキャッシュの名前を見て、「ビットコインとはなにが違うんだろう」と思っている人は多いのではないでしょうか。実は、ビットコインキャッシュはビットコインよりも優れている部分も多いのです。この記事では、ビットコインキャッシュとビットコインとの違いを比較し、それぞれがどのようなメリット・デメリットを持っているのか、また将来性やチャートの分析も解説します。この記事を読んだあなたはビットコインキャッシュが今後どうなっていくのか、悩むことなく、自信を持って投資するか決めることが出来るようになります!目次仮想通貨ビットコインキャッシュ(BCH・BCC)とは仮想通貨ビットコインキャッシュ(BCH・BCC)の基本情報・概要説明仮想通貨ビットコインキャッシュ(BCH・BCC)の特徴・メリット・デメリット仮想通貨ビットコインキャッシュ(BCH・BCC)の今後のイベント仮想通貨ビットコインキャッシュ(BCH・BCC)の価格推移と最新チャート分析仮想通貨ビットコインキャッシュ(BCH・BCC)の将来性と問題【取引所】仮想通貨ビットコインキャッシュ(BCH・BCC)の購入方法【ウォレット】仮想通貨ビットコインキャッシュ(BCH・BCC)の保管方法仮想通貨ビットコインキャッシュ(BCH・BCC)の気になるQ&A仮想通貨ビットコインキャッシュ(BCH・BCC)のまとめ 仮想通貨ビットコインキャッシュ(BCH・BCC)とは ビットコインキャッシュは、ビットコインのハードフォークで生まれた通貨で中国のマイナーたちによって作られました。ブロックサイズが8MBで、ビットコインの最大の問題とも言える送金が遅く手数料が高いという問題を解決しています。ビットコイン初のハードフォークコインとして注目を集め、現在は国内海外問わず、ほとんどの取引所で取り扱われています。 仮想通貨ビットコインキャッシュ(BCH・BCC)の基本情報・概要説明まず、ビットコインキャッシュの基本情報をまとめた後に特徴を簡単に解説します。 ビットコインキャッシュの基本情報 通貨名(通貨単位):ビットコインキャッシュ(BCH・BCC)公開日:2017年8月1日 発行上限枚数:21,000,000 BCH承認アルゴリズム:Proof of Work(SHA-256)(segwit未実装)ブロック生成速度:約10分

 

目次ビットコインのハードフォークとは ビットコインにハードフォークが起きる理由ビットコインのハードフォーク日程と詳細ビットコインのハードフォーク対策法ビットコインのハードフォークに関するQ&Aビットコインのハードフォークまとめ ​ビットコインのハードフォークとは ​ビットコインのハードフォークとは、ビットコインに何か問題が発生したとき、解決策として導入されるアップデートの一種です。 このアップデートが行われると、アップデート前のビットコインのブロックチェーンから、それと異なるブロックチェーンが派生し、新たなコインが誕生するため、市場に大きな影響を与えます。新たなコインは、自分の使っているウォレットが新コインにも対応する場合に限り、ハードフォーク前に持っていた分裂前のコインと同じ量だけ無償でもらうことができます。 ビットコインにハードフォークが起きる理由 ​ ビットコインのスケーラビリティ問題 ビットコインは、ユーザー数の増加によってスケーラビリティが下がるという問題が生じます。 具体的に言うと、一定時間のうちにビットコインの送金利用者があまりにも多くなりすぎて、送金がめちゃくちゃ滞るという状況が生じてしまうのです。 これをどうやって打破するか、という意見の相違によってハードフォークが起きることがあります。 スケーラビリティ問題に関するコインオタクの記事は以下になります。 ビットコインのスケーラビリティ問題とは?問題点や解決策を東大生が解説!!ビットコインの値動きにも大きく影響し、ビットコインの分裂騒動にも大きく関係しているスケーラビリティ問題ですが、実際に何がそんなに騒がれるのか、わかっていない方も多いのではないでしょうか。詳しく知らない方でもわかりやすいように解説します!続きを読む Segwitかビッグブロックか そもそもビットコインの送金というのは、送金希望者の取引記録を含んだブロックがマイニングによって承認されることによって成立します。ところが、ビットコインでは1ブロックの容量が1MBしかないため、全ての取引情報を収容しきれなくなり、別のブロックが承認されるまで溢れた取引が遅延してしまう、という状況が起こりました。この問題を解決するため、二つの案が有力視されていました。

 

ビットコインキャッシュのメリット

  • ​ビットコインのスケーラビリティ問題を解消できる(送金詰まりがかなり起こりづらくなる)

ビットコインキャッシュのデメリット

  • ​一つあたりのブロックサイズが大きいため、フルノードを立てるのに必要な容量が非常に大きく、ビットコインよりも中央集権的になりやすい​

【Segwit】ブロックに書き込むデータのサイズを小さくする ​

Segwitのメリット・デメリット

  • 【メリット】スケーラビリティ問題を解消できる
  • 【メリット】トランザクション展性を解決できる
  • 【デメリット】データ量の縮小には限界がある

 ​Segwit(セグウィット)とは「Segregated Witness」の略です。ブロックに書き込むデータのうち、署名(Signature)の部分だけを「Witness」と呼ばれる別の領域で管理する技術です。これによって、改ざん可能である署名部分を除いた部分でハッシュ値を計算することになるので、トランザクション展性(第3者が署名部分を改ざんすることで、同じ内容のトランザクションに対して複数のトランザクションIDを作れてしまうこと)を解決できるのです。

Segwitを導入することで署名部分のデータをブロックに書き込む必要がなくなるので、これがスケーラビリティ問題の解決にも繋がるのです。

ビットコインには2017年の8月に実際に導入され、送金の滞りも解消されました。

Segwitのメリット

  • ビットコインのスケーラビリティ問題を解消できる
  • ビットコインのトランザクション展性を解決できる

Segwitのデメリット

  • ​署名部分のデータ量は削減できるが、それでも送金が詰まるようになった場合は対応できない

目次Segwit(セグウィット)とは? Segwitの仕組みとトランザクションとの関係 ハードフォークとソフトフォークの違いSegwitはどんな仮想通貨に導入されたの?Segwitのメリットデメリット SegwitとSegwit2xの違いSegwitとライトニングネットワークの関係って? まとめ ​ Segwit(セグウィット)とは? ​ Segwitとは segwitとは、Segregated Witnessの略で、ブロックチェーン上に記録されるトランザクション(取引)のサイズを圧縮することで、1ブロックあたりに記録できるトランザクションの量を増やすことを指します。 これにより、トランザクションの滞りを抑制し、取引を速やかに処理することが期待できます。 これから、segwit、トランザクションについて説明します。 Segwitの仕組みとトランザクションとの関係 ​ トランザクションとは トランザクションとは、簡単に説明すると、通貨の送り手が受取手に対していくら通貨を送金したかという取引のことを指します。 ビットコインにおいて、ブロックチェーン上では、送信元が送信先に対して何BTCを送金したかという記録になり、送信元が送金したBTCと送信先が受け取ったBTCには差があります。その差が手数料であり、トランザクションを承認するマイナーの報酬として扱われます。 スケーラビリティ問題とは ビットコインにおいて、スケーラビイティ問題は切っても切り離せない問題です。ビットコインに用いられているブロックチェーンの1ブロックあたりの容量は1MBと制限されています。これは1MB以上の容量を持つ記録は組み込めず排除されることやたくさんの取引が短い期間に行われ、そのトランザクションの総容量が1MBを超えた場合にトランザクションの承認に遅れが出る、つまり、送金に時間がかかってしまうということが起きます。さらに、トランザクションの処理が滞ると、トランザクションを優先的に承認してもらおうと手数料を多く払う人が出てきて、結果的に送金の手数料が高くなってしまうということが起きます。このように、1ブロックあたりの容量が制限されていることによって起こる問題がスケーラビリティ問題となります。

 

【ライトニングネットワーク】オフチェーンで途中経過を処理する 

ライトニングネットワークのメリット・デメリット

  • 【メリット】スケーラビリティ問題を解決できる
  • 【メリット】送金をより高速かつ安く行える
  • 【デメリット】ある程度の資金力を持つ中継者が必要になるかも
  • 【デメリット】セキュリティに不安もある

 ライトニングネットワーク(Lightning Network)は、​オフチェーンのセカンドレイヤー(レイヤー2)で取引の途中経過を記録し、最終的な動きだけをブロックチェーンに書き込むことでスケーラビリティ問題を解決し、高速に取引を処理できるようにする技術です。

具体的には、例えばAさんがBさんに1BTC、BさんがCさんに1BTC送りたいというような時に、わざわざ両方の取引をブロックチェーンに書き込まなくても最終的なAさんからCさんへ1BTCという情報だけを書き込むだけで良くなるのです。

このようなことを数千、数万の規模で行うことで、無駄なトランザクションを大幅に減らすことができるのです。

ビットコインではまだ導入されていませんが、既にライトコイン(Litecoin)のようにライトニングネットワークを利用した通貨も存在します。

仕組みは少し難しく説明すると長くなってしまうので詳しくはこちらをご覧ください。

目次ライトニングネットワークとは?ライトニングネットワークの仕組みライトニングネットワークのメリットライトニングネットワークの懸念点・問題点ライトニングネットワークに関するQ&Aライトニングネットワークまとめ ライトニングネットワークとは? ​ ​ ライトニングネットワークとは、オフチェーン上でトランザクションをまとめてからブロックチェーン上に効率化されたトランザクションだけを送ることで、マイクロペイメントを可能にした技術です。ライトニングネットワークの導入には、Segwitの導入が必須なので、ビットコインにSegwitが実装されたことによってライトニングネットワークの実現性が高まったと話題になりました。手数料、スケーラビリティなどたくさんの問題を持ったビットコイン、モナコイン、ライトコインなどの弱点を解決する可能性を秘めた技術です。 まずはマイクロペイメントについて知ろう! マイクロペイメントとは、少額単位での支払いを可能にする送金システムのことです。一円以下での支払いが出来るので、デジタルコンテンツに対する支払いなどに向いています。例えば、動画視聴に対して1秒に0.1円といった支払いです。今の法定通貨でこれをやろうとすると、どうしてもクレジットカードで支払わなければならず、クレジットカードの手数料が5~10円程かかってしまうので秒単位での支払いをするには手数料がばかになりません。仮想通貨を用いることでより少ない手数料でマイクロペイメントを行うことができますが、ビットコインでもまだ問題があります。 それは、細かい額のトランザクションを作るときにやはりマイナーフィーがかかってしまうので結局手数料がかかってしまうことと、送金に10分かかることです。 マイクロペイメントに関して詳しく知りたい方はこちらの記事を読んで下さい!!! マイクロペイメントとは?ビットコインや仮想通貨の可能性を東大生が解説マイクロペイメントとは、少額の決済が可能になるサービスです。今まで少額の決済をするのに手数料が決済価格よりも大きいなど、現実的ではありませんでした。今後仮想通貨を使って可能になる可能性があるマイクロペイメントの仕組みや将来性を解説します!続きを読む ですが、そんな問題を解決する技術が存在して、それをペイメントチャネルといいます。

 

ライトニングネットワークのメリット

  • ​スケーラビリティ問題を解決できる
  • 送金をより高速に、安く行うことができる

ライトニングネットワークのデメリット

  • ある程度大きな金額のデポジットがある中継者が必要なため、中央集権的にもなりかねない
  • ライトニングネットワーク上では常にネットワークに繋がっている必要があるので、ハッキングのリスクが比較的高い

ビットコインのブロックサイズまとめ​

 以上、ビットコインのブロックサイズとスケーラビリティ問題などについて見てきました。

ブロックサイズが小さいことにはデメリットしかないようにも見えてしまいますが、実際にはフルノードが立てやすく非中央集権化が推進されているなどのブロックサイズが小さいことによるメリットもあります。

現段階の技術では非中央集権性を追求するとある程度送金に時間や手数料がかかってしまうのは仕方ないのかもしれませんが、もちろん将来的には解決策が出てくることも期待できます。この先の技術の発展からは目を離せません!

ビットコインのブロックサイズの問題まとめ

  • ブロックサイズとは一つのブロックに書き込めるデータの容量のこと
  • 取引量が増えた結果スケーラビリティ問題に直面
  • 解決策としてビットコインにはSegwitが導入される

 




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