ブロックチェーンとは?初心者でも分かる簡単解説

ブロックチェーンアイキャッチ

暗号通貨について調べると、必ずと言っていいほど出てくる『ブロックチェーン』という言葉。これを無視して暗号通貨の理解はできません。ですので、「難しい話はちょっと…」と敬遠してしまう方もまずはここで簡単な理解だけでもしておいてください。

ブロックチェーンの説明を検索してみると、よく「分散型の公開台帳」と表現されています。

台帳とは売買や事務上の記録の土台となる帳簿のことなのですが、それでも全然意味が分かりませんよね?なので、ここではもっとかみ砕いて説明していきます。

ブロックチェーンの名前の由来

ブロックチェーンとは、言葉の通り『ブロック』と呼ばれる取引情報がチェーン(鎖)のように繋がっているイメージからそう呼ばれるようになったと言われています。

ブロックチェーン

上記のブロック1つ1つに取引をしたという情報が記録されています。それが、取引の数だけ連なって記録されているので、台帳(帳簿)と呼ばれます。

いかがですか?

最初は難しそうと思っていたブロックチェーンも、案外かみ砕いてみれば簡単に理解できますよね。それではここからもう少し深入りして、冒頭でお伝えした「分散型」とは何なのかをご説明していきたいと思います。

ブロックチェーンの説明に出てくる「分散型」とは何か? 分散イメージ

実は、この話は以前お伝えした暗号通貨の『中央管理がいない』という特徴の話と関わっているので、スッと頭に入ってくると思います。

暗号通貨の仕組みの特徴|『中央管理者がいない』ってどういう事?

従来の金融機関では、取引台帳はその取引を行う金融機関だけが大切に所有し、保管しています。これが、中央管理者がいる場合の管理方法です。

そして、その中央管理者が全ての情報を一か所で管理する場合、管理不備によるリスクや第三者からの攻撃といった思わぬ損失があるかもしれないという不安に常にさらされます。

しかし、分散した情報管理を行えるブロックチェーンの場合は、記録の維持を特定の管理主体に任せるのではなく、P2Pネットワークを使い、各個人同士が連動して行います。

P2Pについても以前説明していますが、ここでも軽く説明しておきます。P2Pとは、中央に当たるサーバーが存在せず、個々のコンピューターだけで互いに同格を立場としてインターネットを通し、データのやり取りを行うネットワークです。

詳しくはコチラをご確認ください。

3分で理解するP2P(Peer to Peer)について

P2Pに参加しているコンピューターを「ノード」と呼びます。ノードを和訳すると節点や交点、節などという意味になりますが、IT用語では一般的にネットワークに接続されている機器を指すことが多いので、そう解釈しておけば覚えやすいでしょう。

現在、ビットコインのネットワークに参加しているノードの数は、世界中で5900以上存在しています。これは、ビットコインネットワーク内のノードの数を計測しているサイト「BITNODES」で2017年2月に確認した数字です。

このビットコインのP2Pに参加している全ノードが、個々に最新の取引を同時に共有することで、

記録の維持を行っています。つまり、全てのノードが同時に機能を停止しない限り、記録を維持し続けることになるのです。

「世界のノードが一斉に機能を停止する」。こんなことは論理上あり得ないことなので、P2Pの安全性は十分に理解できるかと思います。そして、ビットコインを取り扱う際の記録等もしっかりと安全が維持されているとお分かり頂けたはずです。

しかし、ここで一つ問題点が浮かんできます。

記録の改ざんという不安

改ざんイメージ

中央管理者が存在しないP2Pネットワークでは、ネットワークに参加しているノードの中の1つが代表してブロックを生成します。それを他のノードが正しいかどうかという確認作業を行っていきます。しかし、ここで問題なのはブロックを生成するという作業が誰にも監視されず、一人で出来るという点にあります。もし、これが銀行や一般的な会社なら、第三者の監視があって不正を犯すことが難しくなるでしょう。

これが個々で管理をするというリスクです。代表のノードが嘘の情報でブロックを作成してしまうと、他のノードにもそれが分からないように操作する可能性も出てきてしまうのです。

「やっぱり個人同士による管理には無理があるのか?」と思われるかもしれませんが、このような不正を防いでいる仕組みがあります。それが「プルーフ・オブ・ワーク(Proof of Work)」です。

PoW(Proof of Work)について

今回ご説明するプルーフ・オブ・ワーク(PoW)とは、P2Pが中央管理不在でも安全を保つことができるための重要な仕組みとなっています。これを頭に入れれば、ひとまずブロックチェーンの基本は理解できたと言えますので、あと一息だけ頑張りましょう。

ブロックを構成する中身を理解する

ブロックは「タイムスタンプ」と、前のブロックの取引情報を要約した「ハッシュ値」、そして過去約10分間のビットコインのトランザクション情報(取引情報)で構成されています。

ブロックの生成はネットワーク内の1つのノードが代表して行いますが、ノードの代表とは誰しもがなれるという訳ではありません。なぜなら、ブロックの生成には「ナンス」と呼ばれる「ある数字」を必要とし、その数字を一番最初に見つけたノードが代表者になれるという早いもの勝ちのようなルールがあるからです。

※ナンス=Number used once(一度だけ使用される使い捨ての数字)の略称で、ブロックを生成するときに代表者によって生成される32ビットの数値です。

ナンスを見つける効率的な方法は存在しないので、一つ一つを数字をしらみつぶしに計算していくしか発見の術がありません。ですので、ナンスを探すには膨大な計算が必要となります。ネットワークの参加者にこの面倒で難しい計算をさせる仕組みというのがPoWなのです。

もちろん、面倒な作業にはそれなりの対価があります。ブロックを生成して代表になったノード、つまり最初にナンスを見つけたノードには報酬が支払われます。ネットワーク参加者の中には報酬を得る為にナンスを探すマイナー(採掘者)と呼ばれる人もおり、ナンスを見つけ出すことをマイニング(採掘)と呼びます。一般ユーザーでは到底できないナンスを探すという作業は彼らによって成されており、P2Pネットワークが安全に保たれているのはマイナーの力が大きいと言えます。

PoWによる改ざん防止の仕組み

改ざん防止イメージ

ここまでで、マイナーと呼ばれる人たちによってナンスという暗号数値が見つけられ、一般ユーザーが安心してネットワークを使用できるということ分かったと思います。では続いて、どのようにしてPoWという仕組みがデータの改ざんを防いでいるのかを説明していきます。

例えば、Aのブロックがあるとします。これに記録された取引情報を改ざんしようとすると、そのブロックに対応しているナンスの数値も変わってしまいます。改ざんしたブロックをネットワークのノードに「正しい」と認識させるためには、改ざんしたナンスも計算し直す必要があるのです。

しかし、ブロックAの取引情報が改ざんによって変更されたとなると、その次に繋がっているBのブロックに取引情報が記録されているので、ブロックBのナンスも計算し直す必要があります。ということは、ブロックBのナンスを計算し直すという作業を次のブロックも、また次のブロックもと、一番新しいブロックになるまで幾度となく繰り返していく必要があるのです。

この途方もない作業を実際にやろうとするならば、ネットワークに参加している全ノードの51%以上に当たるマシンパワーが必要になりますが、これはあまりにも現実味がないですし、時間や労力と改ざんを行った時に得られるであろう利益が割に合わないでしょう。

もし、改ざんするほどの技術力をもっているならば、ネットワークに参加するノードの一つとしてブロックの生成を行い、報酬を得る方がリスクも負わず、少ない労力で利益を得られるという設計をされています。ですから、わざわざ危険を冒してまで改ざんをしようとする人も出てきません。

これがPoWによる改ざんの仕組みです。

まとめ

いかがでしたか?

色んなサイトで見かけるブロックチェーンという言葉ですが、かみ砕いて説明すると、「なんだそういう事だったのか」と理解できる内容が意外とありますよね。他のサイトや教本もっと日本語交えたり、分かりやすい例えなどを添えてくれればいいのにといつも思います。

さて、今回の内容であるブロックチェーンを一言でまとめますと、

「危険で死ぬほど面倒くさい利益を得るよりも、それに比べれば楽な方法で利益を得られる方法を提示する」

案外単純な話ですが、これが一番理にかなっている安全な環境の作り方だと思います。このようにしてビットコインをはじめ、暗号通貨の安全は守られているのです。

これでブロックチェーンの仕組みについては十分理解できたかと思いますので、今後は更にスムーズに暗号通貨を学んでいくことができるでしょう。

次回はビットコインが抱える問題点を話していこうと思います。

万全なセキュリティを誇り、使用者も年々増加の一途を辿るビットコインですが、生まれたばかりの技術には変わりないのでまだまだ問題点はたくさんあります。もし、あなたもビットコインに興味を持ち始めているのなら、良い面ばかりでなく問題点もしっかりと理解しておく必要があると思います。

では次回をお楽しみに。

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