ブロックチェーンとは
ブロックチェーンとは、暗号資産ビットコイン（BTC）の基盤技術として、2008年にサトシ・ナカモトによって発明された新しい分散型台帳システムの概念です。
元々はビットコインを支える技術として発表されたブロックチェーンは、高い透明性と改ざんリスクの低い安全性、非中央集権システムによるコストメリットなどの魅力から、今となっては既存の社会課題を解決する新たな技術として注目されています。
ここではブロックチェーンの仕組みや特徴を見ていきましょう。
ブロックチェーンに必要な3つの技術
ブロックチェーンには、3つの主要な技術が使われています。それらの技術とは、1) 秘密鍵暗号、2) Peer-to-Peer型分散ネットワーク、3) ブロックへの記録システムです。
これら3つの技術がどのように連携しているか、順番に解説していきます。
1. 秘密鍵暗号について
暗号資産取引では、公開鍵と秘密鍵を組み合わせることでデジタル署名を作成します。送信者は自分の秘密鍵を使って取引に電子署名し、第三者は送信者の公開鍵を使って取引の内容を確認することができます。
この移動履歴は公開鍵を使うことで誰でも閲覧することができますが、実際に自分の保有する暗号資産を移動させることができるのは、秘密鍵を持っている自分だけになります。
ブロックチェーン技術における秘密鍵暗号の主な目的は、安全なデジタルアイデンティティ（デジタル上での自分自身の意志）を実現することです。秘密鍵と公開鍵の組み合わせを同意の形として捉えるデジタル署名は、暗号資産における所有権の強力なコントロールを可能とします。
2. Peer-to-Peer型分散ネットワーク
秘密鍵暗号を使うことで所有権の強力なコントロールが可能になりますが、これだけではデジタル上でのやり取りを安全に保てるわけではありません。個人間の認証自体はできるものの、安全性を高めるためにはその取引を承認するシステムと組み合わせる必要があります。
従来の一般的なインターネットの通信方式は「クライアント・サーバ型（クラサバ型）」と呼ばれるもので、管理者の存在するサーバという機器が全てを管理し、データベースにデータを記録しています。
それに対して、ブロックチェーンでは「Peer-to-Peer型（PtoP、P2P）」という通信方式を使用しています。P2P型では、コンピューター（ノード）同士が直接繋がることで通信を行うため、サーバやデータベースが存在しません。
つまり、情報は1台のマスターコンピューターに保存されていたり、1つの企業が管理しているわけではなく、ネットワークに参加している多くのコンピュータに分散されているということです。
P2P型ネットワークを理解する際に用いられる例えとして「森で木が倒れたとき」という思考実験があります。もし森の中で木が倒れ、その様子がカメラで撮影されていれば、「木が倒れた」という視覚的な証拠が存在することになります。
P2P型のビットコイン・ブロックチェーンは、このたとえ話におけるカメラが何千何万台も存在するようなものです。同じ時間に同じものを目撃したというコンセンサス（合意）を、数学的な検証を基に大規模なネットワークで得ることができるのです。
3. 「ブロック」への記録システム
この、P2P型ネットワークに秘密鍵が組み合わさることで、デジタル上での便利なやり取りが可能となります。例えばAさんとBさんが暗号資産のやり取りをする際、AさんはBさんの公開鍵アドレスに対して、自分の秘密鍵を使って暗号資産を送付することができます。
ブロックチェーンでは、このようなやり取りは全て記録され、いずれかの情報の「ブロック」に保存されます。ブロックとは、特定の期間の暗号資産取引をまとめたものです。各ブロックには特定の記憶容量があり、新しいブロックが追加されるたびに、前のブロックは変更できなくなります。これにより、各ブロックのセキュリティが確保され、その記録をシステム内の誰もが利用できるようになります。
このようにブロックチェーンはデジタル情報を記録することはできても、編集することは不可能だということです。一度チェーン化されたものは誰も変更できません。この記録システムがあることで、データの改ざんリスクが減少し、ブロックチェーン上の取引は正確かつ安全になるのです。
ブロックチェーンの長所と短所
ここまででブロックチェーンの仕組みについて紹介してきましたが、ここからは実際に、ブロックチェーンを使うことでどのような長所と短所があるのかを見ていきましょう。
ブロックチェーンのメリット
ブロックチェーンにおける最大のメリットのひとつは、何と言ってもその安全性でしょう。ブロックチェーン上の取引は、何千何万ものコンピューターによって承認される必要があります。つまり、検証に人間が一切関与しないため、ヒューマンエラーがほぼゼロとなり、より正確な情報が記録されるのです。
万が一ネットワーク内のコンピューターのひとつが計算ミスをしたとしても心配はありません。そのエラーは、ブロックチェーン上の一つのコピーでしか起こらないからです。このエラーが広がるには、ネットワークの51%以上が同じミスを犯す必要があります。よっぽどのことがない限りこのような事態は起こらないでしょう。
またブロックチェーンは、P2P型で管理者が存在しない非中央集権モデルのため、1つの機能が停止したとしても、その他の端末で補いあうことができます。これにより、ネットワーク機能が停止することのない「ゼロダウンタイム」を実現します。
さらに、先ほど述べた記録システムにより、時間が経てば経つほど改ざんが困難になることも魅力の一つです。
ブロックチェーンのデメリット
一方で、P2P型にはデメリットもあります。分散ネットワークを構成するノードが増えれば増えるほど、全てのノードが同一のデータを保存する必要がでてくるため、処理の即時性は備わっていません。つまり、即時処理が必要な決済などには不向きだといえます。また、ネットワーク上のユーザー数が多すぎると、ブロックチェーンの動作が遅くなることも確認されています。
さらに、全ての情報が分散型ネットワークに記録・保存されるので、一度ブロックに書き込まれた情報を変更することができないというデメリットもあります。
ブロックチェーン技術はまだまだ発展途上であることも理解すべきポイントの一つです。他のブロックチェーンや金融システムとの相互運用性を図ることが難しく、統合が困難であるという問題もあります。
まとめ
ブロックチェーンに必要な技術や仕組み、長所や短所などを紹介してきましたが、いかがでしたでしょうか。ビットコインの基盤技術として生まれたブロックチェーンは、既存の銀行業務やシステムに大きな変化をもたらす可能性を秘めています。
一方で、一度ブロックチェーン上に記録した情報プログラムの変更ができないことや、現段階では高速処理には向いていないことなど、考慮すべき点も多くあります。
今後のブロックチェーンの運用・実用化に向けては、技術面や法整備など、さらなる検討が必要となるでしょう。
HEDGE GUIDE 編集部 Web3・ブロックチェーンチーム
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