ブロックチェーンとは?

ブロックチェーンとは、一言でわかりやすく言うと、取引情報などのデータを管理するデータベースです。ブロックチェーンの定義は有識者の間でも定義が分かれているため、ここでは、ブロックチェーン技術の促進を目指す一般社団法人日本ブロックチェーン協会(JBA)によるブロックチェーンの定義もあわせてご紹介しておきます。

ブロックチェーンの定義

  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。」

出典:ブロックチェーン協会「ブロックチェーンの定義」

ビットコインにおけるブロックチェーン(パブリックチェーン)

ブロックチェーンには、大きく分けてパブリックチェーンとプライベートチェーンの2種類があります。前者のブロックチェーンは不特定多数のネットワーク参加者により運営されており、後者のブロックチェーンには運営者が特定できるといった特徴があります。以下では、ビットコインで利用されているパブリックブロックチェーンについて説明していきます。

ビットコインのブロックチェーンは、権力者(政府など)がすべての取引を管理するのではなく、それぞれに独立したノードが取引を承認し合う「分散型台帳技術」です。ネットワーク上では多数のノードが対等に同じデータを共有しており、仮に特定のノードがハッキングされたり、ノードが停止することがあっても、全体のチェーンに影響は出ないことが特徴です。また、取引情報の記録ではマイニング(採掘)と呼ばれるデータの照合・承認作業が行われることから、データの改ざんは難しくセキュリティが高いと言われています。

ブロックチェーンの特徴

自律分散システム

ブロックチェーンは、不特定多数のノードがそれぞれの判断で行動しながらもシステム全体を稼働させるという目的を果たす「自律分散システム」としての仕組みを持っています。すべてのノードが自律的に行動した結果で参加者全体の意見は一つに収束され、一部のノードが故障していたり誤った行動をしていても、全体最適を目指すことができます。

中央管理者が不在

ブロックチェーンのネットワークには管理者となるノードは存在しません。自律分散システムでは、ネットワークの参加者すべてが平等に、同じデータを使って、同じ仕事を果たします。このように、ブロックチェーンは機能を冗長化させることによって、一部が壊れても全体が壊れないという金融取引に置いて重要なシステムを実現しています。

個人情報にリンクしない口座を自由に開設できる

ブロックチェーンはお金の移動を記録する仕組みをもっていないため、ビットコインをはじめとする仮想通貨では公開鍵暗号の鍵に対応するウォレットアドレスという仕組みがあります。ウォレットアドレスは公開鍵暗号にもとづく考えなので、秘密鍵と公開鍵のペアさえ作ることができれば、何の登録も必要なく自由に何個でも作成可能です。また、ウォレットアドレス作成には自分の個人情報をまったくリンクさせる必要がないことも特徴です。

誰もがすべての取引を閲覧・検証できる

ブロックチェーンではウォレットアドレスの現在の残高は記録されておらず、過去すべての取引履歴(トランザクション)を記録しています。この履歴をすべて合算することによって、現在の残高を把握できるという仕組みとなっています。トランザクションはインターネット上で誰もが閲覧・検証することが可能であることから、厳重な管理や運用による信頼性がなくても、トランザクションが記録され続ける仕組みができあがっています。

ブロックチェーンのメリット・デメリット

ブロックチェーンは、システムが壊れることなく稼働し続け、一度記載されたデータが改ざん不可能という特徴をもっています。従来のサービスはサービス提供者を信用した上で利用することが当たり前でした。しかし、ブロックチェーンでは記録時のデータさえ正しければ、そのデータは改ざんされたことのない正しいデータであることを保証できるようになりました。これにより、信用できない者同士の取引でも不正を心配することなく取引を行うことが可能にしたのです。

メリットの一方で、ブロックチェーンは一度記録されたデータの改ざん・編集ができません。不特定多数のノードが同じデータを利用し、仕事することで正しい情報を記録し続けるブロックチェーンは、あとから書き換えが必要となるデータの管理には適していません。また、特定の権限を与えて、その権限を持つ人だけが閲覧可能にするといった使い方もできません。こうしたシステムのためには、外部のシステムを利用することが必要となります。

ブロックチェーンが抱える問題

システム・開発上の脆弱性

ブロックチェーンでは一度ブロックチェーンに書き込まれた情報の書き換えができないため、この特性を悪用したThe DAO事件のようなハッキングが起きるリスクや、秘密鍵の管理・運用はすべて自己責任といったシステムの運用における課題が指摘されています。ビットコインやブロックチェーンの開発者は、必ずしも暗号学に精通している開発者ばかりではないことから、仕様のなかに脆弱性が含まれている可能性が危惧されています。

スケーラビリティ問題

ブロックチェーンでは処理の速度に関して仕様が決まっており、例えばビットコインの場合は新たにブロックが作られるのがおよそ10分間に1回と決まっています。時間あたりのトランザクション処理数に限界があり、1つのブロックに詰め込める情報量が実質1.7MBとなっていることから、ビットコインでは処理できるトランザクションの数が限られ未処理のトランザクションが滞留してしまう問題が発生しています。こうした問題に対して、オフチェーン(ライトニングネットワーク)活用やブロックサイズ効率化(Segwit)といった対策が考えられています。また、最近ではブロックチェーン自体が従来のシステムよりも処理速度を高められるのかといった根本的な疑問も投げかけられるようになっています。

ファイナリティ問題

ブロックチェーンで一度記録されたデータが理論的に改ざん不可能と言われる理由には、時間が経つごとに情報が改ざんされる可能性が低くなるためです。つまり、ある段階ではブロックチェーンのデータは書き換わる可能性があります。というのも、ブロックチェーンは複数のブロックチェーンが同時に生成されることも珍しくありません。そうした場合には暫定的に両方のブロックチェーンが運用され、最終的に長いブロックチェーンが正当なトランザクションが記載されていると認められる仕組みとなっています。

こうしたブロックチェーンの特性は、決済には重要な要素であるファイナリティの概念が欠落していると言われています。ファイナリティとは期待どおりの金額が確実に手に入ることを指し、安全な決済には後になって無価値にならないこと、後から絶対に取り消されないことが必要です。最近では、この仕様を利用したselfish miningという不正なトランザクション操作が問題となっています。

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