「ブロックチェーンの仕組みはすごいみたいだけど、よくわからない…」

そんな風に思ってはいませんか?

たしかに、ブロックチェーンという名称自体は聞いたことがあるけど、どういうものなのかを知る機会はあまりないですよね。

今回コインオタク編集部は、ブロックチェーンの仕組みを図解付きでわかりやすく解説していきます

この記事を読み終わるころには、きっと疑問も解消されることでしょう

ブロックチェーンの仕組みをざっくり説明すると

  • 誰でも取引内容を見ることができる
  • ユーザーがブロックチェーンを管理・運営している
  • 取引データの改ざんはできない

 

ブロックチェーンとは

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!

ブロックチェーンとは

  • ブロックチェーンは皆で管理されている
  • 取引記録の保管はブロック
  • 取引履歴は誰でも見れる

 ブロックチェーンは皆で管理される

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。

この皆に公開されている台帳のことを、分散台帳と呼びます。


そしてこの分散台帳を、見たり、管理・監視する人の端末のことをノードといいます。

このように、ノード全体でブロックチェーンを監視するシステムのことを、P2P(Peer to Peer:ピアツーピア)といいます

今までは、銀行などが中央集権的な組織が、個人情報を収集し、個人の資産を管理していました。もし、内部で取引情報が書き換えられても、外部から知ることはとても困難です。

しかし、ブロックチェーンはある特定の組織に情報が一極集中せず、皆が共通の台帳に取引を記録し、管理するので非常に透明性があるという訳です。

取引記録の保管場所がブロック

では、実際に取引情報はどこに保管されているのでしょうか?

取引情報は、「仮想通貨をAさんからBさんに送りました」というような情報をまとめたブロックと呼ばれるものに入っています

そのブロック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。

取引履歴は誰でも見れる

取引履歴は誰でも閲覧可能です。

インターネット上で、すべての取引履歴が公開されいます。

以下のリンクから取引状況をみることができます。

Bitcoinの取引状況を知りたい方はこちら

ブロックチェーンとは分散して管理される公開台帳のことです。ビットコインをはじめとした仮想通貨だけでなく、ビジネス分野にも応用が進んでいます。この記事では、ブロックチェーンの仕組みやメリット・デメリット、応用例まで解説していきます!

 ブロックチェーンの仕組み

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。

ブロックチェーンの仕組み

  • 取引記録はハッシュ関数で暗号化される
  • マイナーがハッシュ値を計算する
  • マイニングによりブロックが繋がれる

 取引記録はハッシュ関数で暗号化される

ハッシュ関数とは、データから不規則な文字列(ハッシュ値)を生み出す関数のことです。同一のデータであれば、同じハッシュ値になりますが、1文字でも違うと全く別のハッシュ値が作られます。

そして、作成されたハッシュ値からは、元のデータを読み取ることができません

取引記録は、「何月何日に、AさんからBさんに送金がされた」というようなデータです。

このようなデータはオープン化され、だれでも閲覧可能ですが、取引のより具体的な内容は、ハッシュ関数を用いて暗号化されています。

マイナーがハッシュ値を計算する

マイニングを行う人を、一般的にマイナーと呼び、その中で1番早くハッシュ値の計算を求めた人が、マイニング報酬=仮想通貨をもらうことができます。

マイニングは、非常に難しい計算問題を解く作業です。

計算問題を解く、といっても頭を使ってひらめくといった類の問題ではありません。

中学校で習う2次方程式では公式や因数分解を全く知らない場合、xに適当な値を代入して答えを探し出しますよね?

マイニングはまさにこれと似ていて、適当に値を代入していって答えを見つけ出す作業です。

マイニングを行う人達(マイナー)はこの作業を高性能なパソコンで高速に行っていきます。

マイニングによりブロックが繋がれる

マイニングでは、ナンス「Number used one」と呼ばれる特別な数字を探します

ナンスとは、マイナーが新しくブロックを追加するために作成する32ビットの数値です。

マイナーは、ブロックチェーン上の取引データをハッシュ関数で暗号化したものと、新しく作るブロック内の取引データに、ナンスを加えて、新しいハッシュ値を作ります。

マイナーは、このナンスをどんどん変えて、指定されたハッシュ値を探っていきます

条件を満たす、ナンスを発見できると、そのマイナーは晴れてブロックを繋げることができます

このマイニングにより、今までのすべてのブロックが繋がっています。

仮想通貨にある程度興味のある方なら、マイニングという言葉を一度は聞いたことがあると思います。けど、その仕組みがどうなってるのかってちゃんと理解していますか?仕組みを知りたい方、実際にマイニングで稼いでみたい方は必見です!

 

ブロックチェーンは改ざんがしづらい

なぜ、ブロックチェーンが改ざんされにくいのか解説していきます!

ナンスを見つけるのに膨大な計算が必要 

ハッシュ値から、元のデータを探すことはできません

その特性から、このナンスを探すのは当てずっぽうに代入する以外方法はありません。

つまり、決められたハッシュ値を求めるには、膨大な組み合わせの文字列を総当たりでナンスに代入していくということです。

ビットコインであればブロック作成時間は約10分なので、10分という制限時間のなかで誰よりも早く計算を完了させなければならず、ナンスを見つけるのは非常に困難です。

今までの全てのナンスを変更しなければならない

改ざんが難しい理由として、もし過去の取引を改ざんすると、過去のブロックのナンスを全て変更する必要があるということです。

なぜなら、前のブロックのハッシュ値が含まれているからです。

悪意ある人が過去の取引を改ざんしたとしましょう。

そうすると、取引データのハッシュ値が変わってしまうので、ナンスが合わなくなってしまいます。

改ざんをした人は、改めて条件を満たすナンスを探す必要性が生じます

さらに、改ざんをするために必要なナンス探しは1つだけにとどまりません

次のブロックに含まれている過去の取引データのハッシュ値も変わってしまうので、また新しいナンスを探さないといけません。

というように、なんと改ざんを1つするだけでそれ以降のナンスをすべて改めて探さなければいけないわけです!!!

こんなの不可能ですよね。

1つのナンスを見つけるのでもかなり大変で、かつ、前のブロックのハッシュ値を含めておくことでナンスの不適合が連鎖して起こるので、改ざんは不可能となっているわけです。

 ブロックチェーンを使ったサービス事例

ここでは、今まで紹介してきた安全性と透明性を兼ね備えたブロックチェーンを使って、提供されるサービスを紹介します。

契約の自動執行を行うシェアリングエコノミーについて紹介します。

ライドシェアサービス 

ARCADE.CITYは、専用のアプリを通してドライバーと乗り手を繋げるサービスです。

ドライバーは、アプリを通して自動で料金を設定して別のユーザーに提供、また、乗り手はドライバーの評価や設定料金を見て、自分に合ったドライバーを探すこともできます。

ライドシェアサービスの先駆けとなった、Uberは2016年、何の予告もなくドライバーの賃金を大きく下げたという中央集権的な体制を解消することに繋がります

IoTシェアリングプラットフォーム

SLOCK.ITは、ブロックチェーンを利用することで、家、車、洗濯機など鍵を掛けれるものを第三者の仲介なしに貸したり、共有することができるサービスです。

利用者が家を3日借りたいとすると、まずその家の鍵の開閉へのアクセス権を買います。

アクセス権を購入する処理が完了すると、利用者は3日間はスマホからその家の鍵を開閉することができます。

ブロックチェーンが貸し借りなどの契約を自動で執行してくれるので、利用者はその家の持ち主に直接会う必要がありません

ブロックチェーンの仕組みまとめ

いかがでしたでしょうか?

ブロックチェーンの仕組みポイント

  • 中央集権的な管理者は存在しない
  • 取引データはみんな閲覧ができる
  • ブロックチェーンは改ざんが難しい

 ブロックチェーンはざっくり言うと書き換え不可能な公開された台帳で、その改ざん不可能性はマイニングにおいて前のブロックのハッシュ値を含めた計算を行うことによって実現されていることが分かったと思います。

「仮想通貨は実体がないんでしょ?怖い…」

と思っていた方は仮想通貨の安全性に少し気づいたのではないでしょうか?