ブロックチェーンとは?|現役エンジニアが解説

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ブロックチェーンが何かわからない・これからどういうものに応用できるのかわからないなどといった疑問を持っていませんか?

筆者は実際にブロックチェーン大学校を受講して、ブロックチェーンがどんなものなのか学んできました。

この記事ではブロックチェーンについて解説します。

ブロックチェーンとは?

ブロックチェーンは、2008年にサトシ ナカモト氏が論文の中で初めて発表しました。

その内容は

(A) 第三者機関(取引において、中間者を挟む)を必要としない直接取引を実現すること

(B) 非可逆的・改善ができないようにする取引の実現

© 少額取引における信用コストの実現

(D) 送金にかかる手数料の低コスト化

(E) 二重支払いの防止

といったブロックチェーンの根拠を論文の中で説明していました。

ただし、ブロックチェーンにも以下のような弱点が存在します。

(A) 取引完了までに数分間(手数料によっては、10分以上かかることもある)かかるため、早く取引したい時には手数料が高騰・または通信が混雑していると送金が遅くなる。

(B) 新たなチェーンを生成する際に膨大な電力や計算能力が必要。

© 仮想通貨ネットワーク参加者の半数(50%以上)より大きなコンピュータパワーを使用されると、ブロックチェーンを書き換えられてしまうこともある。 (量子コンピューターが完成するとブロックチェーンが突破されてしまう可能性もある。)

「P2Pネットワーク」にすべての取引履歴データを分散して保存するとは?

ビットコインのブロックチェーンは、一言でいうと「過去も含めた取引履歴を一定容量(ブロック)で時間順序で区切り、それぞれのブロックをつなげた取引データ」です。

この「ビットコインのブロックチェーンが始まったこれまでの過去も含めた取引履歴記録」と同じものを保存している多くの不特定のノード(ビットコインネットワークに所属しているパソコンなど)から成るネットワークが、ブロックチェーン構成の要とも言えます。

このネットワークの特徴は、中央集権(特定の管理主体が存在するサーバー型)ではなく、各ノード(コンピュータなど)が直接通信を行い、ネットワークを形成していることです。

このような中央管理者がいないネットワークを「P2Pネットワーク」といいます。

*中央集権型・・・私たちが普段使用しているサービスのほぼ全てがこの中央集権型のサーバー型で稼働しています。

ブロックチェーンのブロックの中身と、チェーンについて

ブロックチェーンのブロックは、以下の3つによって構成されています。

(A) トランザクション:

ユーザー間でやり取りした取引情報

(B) ナンス(Nonce):

ブロックを一方向的にして、解読できないようにしたハッシュを計算するための鍵を握る値

© 前のブロックのハッシュ値(Prev Hash):

ブロック同士を連結させるための情報

*ハッシュ関数の不可逆性について

(例えば3×3=9という式がある。ここでは9(ナンス)という解を出すために3×3という数値を使っているがハッシュ関数を使うことで、3×3=9をX×Y=9という式に変換できる。これにより、9という解がどのように算出されたかわからないようにできる)

そして、ブロックチェーンは、直前ブロックのハッシュ値を新しく作成されるブロックに持たせて、ブロックとブロックの間に数学的に難解(ほぼ逆算不可能)な連結をすることで、ブロックチェーンの耐改ざん性を実現しています。

例え、1つのノードのブロックチェーンのブロックにある「取引履歴」を改ざんしようとしても、本当であれば一致するはずの他のノードに保存されているブロックチェーンとの差異により、ブロックが不正のものである認識されビットコインのチェーンには連結されません。

ただ、もしネットワークの50%以上のノードのブロックチェーンが書き換えられてしまった場合、システムが乗っ取られてしまうことがあります。(51%攻撃)

ただ、ビットコインのブロックチェーンデータを乗っ取るには、国家機関が改ざんを画策したとしても不可能なチェーンの長さまできていると言われています。

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ブロックチェーンの持つ「ビザンチン将軍問題」への対策力

「ビザンチン将軍問題」とは一言でいうと合意形成問題です。

例えば「複数人で監視・協力し合うシステム」があるとした場合、頭の良い少数の裏切り者や複数の者が結託して不正を働いた場合などに、メンバー間での合意が形成できなくなって発生する問題のことです。

ブロックチェーンの味噌といえば、この「ビザンチン将軍問題」を回避する技術が特徴的です。

結論

ブロックチェーンとは、「取引の履歴をチェーンのようにつなげていき、悪意を持った人間が取引履歴間について改ざんすることを困難にした仕組み」なのです。

この新しい技術は世界の仕組みをより良いものに変えられる可能性を秘めています。

もっともっとブロックチェーンをより深く理解していきましょう。