ブロックチェーンとは?簡単にスラスラ理解できる図解付き基礎知識

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「ブロックチェーンって何?とか今さら聞きづらいな……」と思っているそこのアナタ。わからないままにしないでください!

ブロックチェーンは政府や銀行も利用を検討している画期的な技術です。将来的にはQRコードを読み取って公的手続きを済ませられる時代になるかも!? 時代の波に乗り遅れないよう、今のうちに覚えておいて損はありません!

この記事では、ブロックチェーンの概要や仕組みを解説。ビットコイン=ブロックチェーンではないこともわかりやすく説明します。イラスト付きなので初心者でもスラスラと簡単に理解できますよ。読み終わったころには、ブロックチェーンとは何かを解説する側になるでしょう。

1. ブロックチェーンとは

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ブロックチェーン(英語名:Blockchain)は、取引データが格納されているブロックが1本の鎖のように連なっているからブロックチェーンと呼ばれています。

  • データを改ざんできない
  • システムダウンやサーバー攻撃に強い
  • 運用コストが安い

といったメリット満載のデータ保存技術

まずは、ブロックチェーンの概要を紹介していきましょう。

1-1. 信頼度が高い!時系列順にデータを保存できる台帳

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ブロックチェーンとは、簡潔にいうと「信頼性が高いデジタル台帳」です。台帳とは売買などの商取引で発生した金銭の動きを記録する帳簿のこと。古くは紙に記されていた取引履歴は、時代が進むにつれコンピュータで管理するようになりました。その最先端をいくのがブロックチェーン技術です。

ブロックチェーンでは、新しい取引データをブロックに詰めてつなげていきます。新規ブロックは一方向にしかつなげることができない不可逆性。つまり時系列順に取引履歴を記録していけるのです。

さらに一度ブロックに記録されたデータは、改ざんがほぼ不可能な仕組み。信ぴょう性が高いといわれています。この仕組みが素晴らしいと、ブロックチェーンが提案されるとともに多くの専門家たちの注目を集めたのです。

1-2. ビットコインの生みの親、ナカモトサトシが発案

ブロックチェーンの仕組みは、ビットコインの生みの親であるナカモトサトシによって提案されました。彼が公開したビットコイン理論の論文に、ブロックチェーンの仕組みも記されていたのです。

ちなみにナカモトサトシの正体は明らかになっていません。以下の記事ではナカモトサトシが何をした人物なのか? 有力とされるナカモトサトシの正体に迫りました。興味がある方は、ぜひ一読を!

ブロックチェーンは既存技術を掛け合わせてつくられた

ブロックチェーンに使われていた技術は、これまであった技術を掛け合わせたもの。既存技術を組み合わせて、改ざんが難しいデジタル台帳の仕組みを生み出したのです。

その論文をみた研究者やエンジニアたちがナカモトサトシに協力。実際にブロックチェーン技術を使ったビットコインがつくられました。

ブロックチェーン=ビットコインではない

ブロックチェーンがビットコインとセットの印象なのは、生み出されるきっかけがビットコインだったから。どちらも同じタイミングでナカモトサトシが提案したため、混同して考えてしまう人も多いでしょう。

正確にはブロックチェーン=ビットコインでなく、ビットコインに使われている技術のひとつがブロックチェーンです。現在はビットコインだけでなく、仮想通貨全体の中核技術として使われています。また記録を保存するために使える技術なので、仮想通貨以外の分野でもブロックチェーンの利用が検討されているんです。

2. ブロックチェーンが安全といわれる理由

ブロックチェーンは記録を半永久的に保存できるうえに、悪質なハッカーの手によって改ざんされる心配も少ないといわれています。ここまで信頼度が高い理由は、ブロックチェーンの仕組みにあるんです。

その理由を解説する前にマイニングについて知っておくと、より理解を深められるでしょう。簡単にいうとマイニング(採掘)とは、仮想通貨取引の検証・承認作業のこと。ブロックチェーンはマイニングによって新しいブロックをつなげてます。マイニングの詳細を記すと長くなるので、以下の記事をご覧ください。マイニングのイメージを掴めますよ!

それではビットコインのブロックチェーンを例に、安全といわれる理由をわかりやすく解説していきましょう。

改ざんできない仕組み:暗号技術を使ってチェーンを接続

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ブロックの一部には、直前のブロック情報が暗号化して入っています。過去のブロックに少しでも変更を加えると、そのあとに続くブロックとの整合性が取れなくなるんです。そういったデータは不当と判断され採用されません。

暗号技術――その名も「ハッシュ関数」

ひとつ前のブロック情報を暗号化するために使われている技術は、ハッシュ関数というもの。どのような容量のデータでも、一定の長さ(32Byte)の文字列に置き換えるという暗号技術です。ハッシュ関数を使うことで、暗号化するブロックの容量に関係なく一定の長さの値を次のブロックに格納することができます。前のブロックの情報に圧迫され、新しい取引情報を格納するスペースが少なくなるという事態にはなりません。

ハッシュ関数には何種類かのパターンがありますが、ビットコインではSHA-256という方式を使用しています。実際にハッシュ関数を体験できるツールがあるので使ってみました!

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読点をひとつ加えただけでも、生成されるハッシュ値(※)はまったく異なります。複数のツールを使いましたが、どれも同じハッシュ値が導き出されました。適当な文字列に置き換えているわけではないということです。
(※)ハッシュ関数を使って導き出された文字列のこと

ブロックの中身は3種のデータ

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ブロックには直前のブロックデータがハッシュ化(※)したデータが含まれています。そのほか、トランザクション(取引データ)や、ナンスといわれる直前のブロックとつなげるために必要な数値が入っています。
(※)データをハッシュ値に変換すること

一部変更すると芋づる式に変えなければならない

すでに記録されているデータに変更を加えると、次のブロックのハッシュ値と整合性が取れなくなります。そのため改ざんをするには、次のブロック、その次のブロックと芋づる式に変更していかなければいけません。

こうした行為は現代技術では非常に困難。変更を加えなければならない数が膨大で、作業が追いつかないからです。そのためブロックチェーンに記録されたデータの改ざんは、現実的に考えてほぼ不可能といわれています。

「じゃあ最新のブロックなら、少しの労力で改ざんできるの?」と思う方もいるでしょう。ブロックはチェーンへつなげる前に多くのマイナーたちによって検証されています。整合性がとれないデータが含まれていれば、チェーンにはつなげません。

攻撃したくない仕組み:攻撃コスト回収ができない

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ブロックチェーンを攻撃して記録されているデータを改ざんするためには、全マイナーの半数以上にあたるパワーが必要。「理論上は攻撃できる」とされていますが、実際にやる人は現れないといわれているのです。

なぜなら攻撃にかかる費用を回収できる見込みがないため。攻撃が成功すればビットコインは信頼を失い、価格が暴落します。手に入るのは限りなく価値が低いビットコインだけ。価値がないビットコインを手に入れても、攻撃に要したコストが回収できません。

ブロックチェーンで懸念されている “51%攻撃”

全体の半数以上の力を持って攻撃すれば、ブロックチェーンに不正なデータを残せます。これは51%攻撃と呼ばれる問題。51%攻撃を仕掛けるには、以下のものが必要と考えられます。

  • 何台もの高性能なコンピュータ
  • コンピュータから発せられる熱を冷やす冷却装置
  • コンピュータと冷却装置を設置する広大な土地
  • コンピュータや冷却装置にかかる高額な電気代

上記のものを、マイナー全体の半数を上回る量を用意しなければなりません。これだけ初期費用をかけても、コストを回収できる収益は見込めません。損をするとわかっていながら、費用と労力をかけて罪を犯す人はいませんよね。そのため、51%攻撃を仕掛ける人は現れないといわれているのです。51%攻撃について詳しく知りたい人は、下の記事を一読ください。

実際にすべての攻撃を跳ね返している

2009年から運用がスタートしたビットコインのブロックチェーンは、これまですべての攻撃を跳ね返しています。さまざまな攻撃が行われていますが、成功したケースは0。こうした事実があるからこそ、信頼度は揺らがないといわれています。

消滅しない仕組み:台帳データは不特定多数で分散管理

一度ブロックチェーンに記録されたデータは半永久的に消滅しないといわれています。なぜなら不特定多数のコンピュータで同じ台帳を共有しているからです。ブロックチェーンのデータはだれでもダウンロードできる仕様で、分散型ネットワークとも呼ばれています。

不特定多数ある台帳のすべてを削除・改ざんするのは不可能

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これまでデータ管理はひとつの場所で行われているのが一般的でした。この場合、サーバー攻撃などですべてのデータが消失する危険性も拭いきれません。

一方のブロックチェーンは分散型台帳技術といわれ、メインの管理元がありません。攻撃によってデータを削除する、または改ざんする場合、不特定多数のコンピュータを狙わなければなりません。現代のコンピュータに備わっている処理能力では攻撃が不可能な量です。そのためブロックチェーンにあるデータの完全削除や改ざんは、高い確率で行えないとされています。

3. ブロックチェーンでできること

ブロックチェーンでできることを細かく上げると切りがありませんが、大まかに表現すると以下のことができます。

  • 取引の証明
  • 更新と閲覧
  • 契約の自動執行

それぞれの内容を解説していきます。

3-1. 記録を半永久的に保存!取引の証明になる

ブロックチェーン技術を使えば、不特定多数のコンピュータに記録を残せるため半永久的に保存できます。初めてブロックチェーン技術が使われたビットコインでは、20091月に誕生して以来、すべての取引記録が残っています。

改ざんもほぼ不可能とされているので、ブロックチェーンに勝る取引記録の証明力はないでしょう。ブロックチェーンに「〇年△月□日にAからBへ××が送金された」と記録されていれば、「Aは××をBへ送った」という証明になるのです。

公的分野で活用できる――総務省が導入を検討

総務省では「法人設立に伴う手続き」や「国と自治体の手続き」といったブロックチェーンのユースケースを、13種も検討しているとのこと。事務処理の負担やコストが削減できるうえ、真正性も確保できるとしています。

「国がブロックチェーン技術を信用している」となれば、その証明力がどれほど高いか感じとれるのではないでしょうか。ブロックチェーンに記録されているデータを使って、公的証明書が発行される日も遠くないかもしれません。

参考:総務省 ブロックチェーン活用検討SWG 取りまとめ案 概要

3-2. 取引記録の更新・閲覧ができる

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基本的にブロックチェーンはオープンな台帳です。取引記録の更新や閲覧はだれでも行える仕様となっています。

「イタズラで更新されることはないの?」と不安を感じる必要はありません。上でも述べたように不正なブロックがつくられたとしても、そのブロックが採用されることはありません。

オープンで不正されない仕組みだから、高い信頼を得ているんです。

企業でも採用しやすいプライベートチェーン

一般的な企業でブロックチェーン技術を使う時、だれでも更新・閲覧されては困ることもありますよね。仮想通貨に使われるブロックチェーンはパブリック型ですが、企業でも気軽に使えるプライベート型ブロックチェーンもあるんです。

企業には削除・改ざんされては困るデータがたくさんありますよね。そうしたデータの管理も、ブロックチェーンを使えば安全に行えます。分散管理ができるから、メインのコンピュータがなくても情報を共有・保管できるんです。

パブリック型とプライベート型の特徴を以下の通りです。

パブリックチェーンプライベートチェーン
更新・閲覧自由制限あり
管理者なしあり
取引の承認権利だれにでもある管理者
または管理者に権限を与えられた人
取引への参加自由制限あり
利用例仮想通貨取引銀行などでの実証実験

3-3. 契約を自動で実行できる

ブロックチェーンとスマートコントラクトというプロトコル(※)を使えば、 “改ざんできない自動契約の実行” ができます。スマートコントラクトについて詳細な仕組みを解説すると長くなるので、ここでは簡単な概念をお伝えしましょう。
(※)プロトコルとは通信手順を定めた取り決めのこと。簡単にいえば通信のための「約束事」というイメージです。

飲料の自動販売機を思い浮かべてください。

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自動販売機には「指定の金額を支払えば、希望する飲料が受け取れる」という契約内容があらかじめ設定されています。商品を渡したのに金銭を受け取れないということはありません。商品と金銭の取引が自動で行われている例のひとつです。

コスト削減に、アーティストから直接楽曲を買える『Ujo music』の事例

Ujo music』という音楽配信サイトでは、イーサリアム(ETH)のスマートコントラクトを使ってユーザーがアーティストから直接楽曲を購入できるサービスを提供しています。

従来の販売方法では、アーティストのもとからユーザーの手へ楽曲が渡るまで、多くの人の労力を使うためコストがかかっていました。一方のUjo musicは、自動で契約が実行されるプログラムを提供しているだけ。多くの労力を使っていないため、手数料をたくさん取る必要がありません。

モノと金の動きがシンプルになり、コスト削減につながります。

4. ブロックチェーン技術がもたらす未来

日々、さまざまな企業でブロックチェーン技術を導入する動きがニュースになっています。

今後はインターネットの普及と同じように、日常的な存在になるといわれているブロックチェーン。実際に技術の活用が広がると、どのような世の中になっていくのでしょうか。

4-1. 契約書・印鑑が不要になる!?

ブロックチェーンを使えば、契約書や印鑑が必要なくなる世の中になるかもしれません。印鑑や直筆のサインよりも、秘密鍵で署名したデータをブロックチェーンに記録しているほうが信頼できるからです。

たとえば国籍や婚姻関係を証明する書類なども、今後はブロックチェーンに記録されるようになるかもしれません。書類に実印を押して提出するかたちではなく、QRコードを読み取って公的手続きを行うようになる可能性もあります。面倒な書類作成をする必要がなくなり、あっという間に手続きを済ませられそうですね。

4-2. 各省庁のデータ保存にブロックチェーンを活用

2018年4月に総務省で行われた自治体ポイントに関する検討会では、麗澤大学の中島 真志教授が、以下の内容を記した資料を公開しました。

ブロックチェーンの利用分野(各省庁との関係で)

省庁名利用分野
金融庁金融取引
経済産業省サプライチェーン・マネージメント
農林水産省食の安全性管理
法務省不動産登記
厚生労働省医療データ
内閣府行政文書の管理 (改ざん不可)
総務省選挙のオンライン投票

引用資料:ブロックチェーンの将来性と応用分野

これだけの省庁がブロックチェーン技術を活用し始めれば、暮らしと密接に関わることは間違いないでしょう。

たとえば、

  • 食品の流通経路がより明確になる
  • 保険証券などの発行期間が短縮される
  • 選挙時に場所に捉われず投票できる

といった未来が期待できます。

また、運用コストの削減が見込めるため浮いた費用を別の分野で活かせでしょう。より少ないコストで時間を短縮し、確実な情報が残る社会になのではないでしょうか。

4-3. ブロックチェーンエンジニアの需要増

2018年831日、CNBCで「ブロックチェーン関連の求人情報が急増している」と報じられました。試験的に導入している企業や、導入を検討している団体の多さを考えると、当たり前かもしれません。

需要が増える一方で、専門的なプログラミングスキルを持ったエンジニアはまだまだ少数。知識を身につければ、希少な人材として重宝されるかもしれません。仕事探しの幅が広がるのではないでしょうか。

参考:CNBC

まとめ

ブロックチェーンの基礎知識について解説してきました。ブロックチェーンとは何たるか、概要が掴めましたか?

この記事のまとめは以下の通りです。

  • ブロックチェーンとは、時系列順にデータを保存できる信頼度が高いデジタル台帳
  • ナカモトサトシによってビットコインとともに提案された技術
  • 仕組み上、改ざんや外部からの攻撃、データ消滅といったリスクが低いため信頼を得ている
  • ブロックチェーンに記録したデータは半永久的に保存できる
  • 取引記録の更新・閲覧ができる
  • 契約を自動で実行する「スマートコントラクト」機能を搭載できる
  • 今後はインターネットのように普及し、暮らしに密接に関わる存在になる可能性がある

信頼性が高く、さまざまな分野で開発・活用の検討がされているブロックチェーン技術。さらに詳しく仕組みを知りたい方は、下の記事も合わせてお読みください。