ブロックチェーン(blockchain)とは~ビットコインを支える技術~

ビットコイン(Bitcoin)を語る上で欠かせないのがブロックチェーンという技術です。このブロックチェーンを理解すること≒ビットコインを理解すると言っても過言ではありません。
本ブログではブロックチェーンの細かいテクニカルなことではなく、コンセプト部分を解説させて頂きます。

ビットコインの解説のページでも軽く触れましたが、ブロックチェーンは主に以下の技術の組合せで構成されています。

上の項目を一つずつ解説します。

P2P(ピアツーピア)方式と分散型台帳技術(Distributed ledger technology / DLT)について

ブロックチェーンとはいわば、新しいデータベースです。既存のデータベースとの一番大きな違いはデータベースを中央管理者がいないことです。従来の金融機関においては顧客の残高、取引などの情報は全て金融機関サーバーで一括管理されていました。
しかし、ブロックチェーンではそのような金融機関などの中央管理者はおいていません。その替わりにブロックチェーンに繋がったユーザーが全て台帳を共有することで自立的に管理されています。複数人で台帳を共有管理する方法を分散型台帳技術(DLT)と言い、複数人が中央のサーバーにアクセスしないでデータの共有する形式をP2P(ピアツーピア)といいます。

銀行のような第三者機関を挟まずに自立的に管理されているために、権限が一ヶ所に集中しずらく仕組みなっています。そのためにブロックチェーンに支えられているビットコインはシステム障害に強く、低コストで金融サービスが享受できる技術として期待されています。また、金融サービスで大事になってくる、いつでも、どこでもサービスを受けることを可能にする、ゼロダウンタイムが期待されている。

P2Pと分散型台帳技術のメリット

  • 誰が、いつ、何を台帳に情報を書き込んだという事実を改ざんや偽造するのが困難
  • 中央の管理者を置かないので低コストで金融サービスを受けられる(かも)
  • ゼロダウンタイムの実現が可能

暗号化技術

先ほどの解説でブロックチェーンをP2Pと分散型台帳技術の解説しました。そこでこんな疑問を感じなかったでしょうか。

台帳の情報(BTCの場合は残高、送金などの情報)をみんなで共有するのってメリットよりも自身の台帳情報を共有するのって何か気持ち悪い。

確かにブロックチェーンに載せる情報によってはあまり見られて気持ちのいいものはないでしょう。ビットコインの場合は誰かの資産の情報のようなものです。既存の金融で考えた際は口座番号と残高を全世界に共有しているようなものです。悪巧みをする人がいるでしょう。

上のような問題を解決するためにブロックチェーン では暗号化技術を利用してます。ブロックチェーン技術に支えられているビットコインは取引のデータを必ず復号がかなり難しい形式で暗号化します。つまり分散型台帳技術で共有されているデータは暗号化されたデータになります。データの送り主自身が復号できなくならないように以下の技術で必要な情報を必要なユーザーが見れる状態を担保しています。

  • 秘密鍵と公開鍵
  • デジタル署名

暗号化技術のメリット

  • 情報を分散型台帳で共有しても問題ない形式にしてくれる
  • なりすましや改ざんを防げる仕組みがある(秘密鍵と公開鍵、デジタル署名で解説予定)

分散型合意形成アルゴリズム(コンセンサス・アルゴリズム)とプルーフ・オブ・ワーク

冒頭の分散型台帳技術の解説しましたが、ブロックチェーンは中央管理者がいない新しいデータベースです。中央の管理者がいないためにブロックチェーンのネットワークに参加している人のなかで同意を取らなければいけません。ここで問題になってくるのが、地理的に分離されたユーザー間でのどのような同意を取ると不正や問題なく、合意を取る方法が必要になってきます。この状況で合意を取るというをコンセンサス・アルゴリズムで、その解決手段の一つとしてプルーフオブワーク(proof of work)があります。
ここで、中央管理者がいないブロックチェーンがどのような仕組みで管理されているかビットコインを例に整理します。

ビットコインの取引を可能にしている仕組みは~マイニングとプルーフ・オブ・ワークとは~

ビットコイン取引を例に中央管理者がいないブロックチェーン がどのように管理されているか整理していきたいと思います。
例えば、アリスがボブに1BTCを送金したとします。その際にアリスは1BTCをボブに送るという信号をネットワークにブロードキャストします。その際にそのネットワークにはマイナーと呼ばれるマイニングをするユーザー(デバイス)が我先にと取引の承認する作業をします。取引の承認作業とは与えられた数学的なパズルを早くとく作業です。この作業をいち早く終えたユーザーがデータのブロックを以前のデータブロックの後ろに繋げることが出来ます。
ここのデータを繋げていく作業がデータのブロックチェーンのように繋げていくことからブロックチェーンと呼ばれています。いち早く解いたマイナーの後に他のマイナーがその計算に間違いがないか検証して間違いがなければ、上で繋げたブロックが正式なものとして受け入れられます。

つまりプルーフオブワークは数学的パズルを早く解けるユーザーに信頼をおいて取引データを承認する仕組みなんです。

ちなみにこの際にマイナーのモチベーションは数学パズルを解いた際にもらえるリワードです。BTCが報酬として与えられます。ちょうど金融機関の支払い手数料に該当するものでしょう。

以上のようにして、中央管理者がいないネットワーク上で同意を取り、取引を承認していきます。

分散型合意形成アルゴリズムの恩恵

  • 取引などのデータの改ざんが難しい(ほぼ不可能
  • 中央管理者がいなくても、第三者が取引を承認していくれる

以上になります。次回は今回出てきた難解なテクノロジーの用語を解説する記事を投稿したいと思います。

You may also like...

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です

CAPTCHA