とは？ – 仕組み

ブロックチェーンとは？ ブロックチェーンとは、コンピュータネットワークのノード間で共有される分散型データベースまたは台帳のことである。ブロックチェーンは、暗号通貨システムにおいて、安全で分散化された取引記録を管理する重要な役割を果たすことで知られていますが、その用途は暗号通貨に限りません。ブロックチェーンは、あらゆる業界のデータを不変のものにするために使用できる。 ブロックを変更する方法がないため、必要な信頼はユーザーやプログラムがデータを入力する時点だけである。この側面により、信頼できるサードパーティーの必要性が減少する。サードパーティーは通常、監査人やその他の人間であり、コストを追加したりミスを犯したりする。 2009年にビットコインが登場して以来、ブロックチェーンはさまざまな暗号通貨、分散型金融（DeFi）アプリケーション、非可溶トークン（NFT）、スマートコントラクトの創出を通じて爆発的に利用されている。キーポイント ブロックチェーンの仕組み 皆さんはスプレッドシートやデータベースに馴染みがあるかもしれない。ブロックチェーンは、情報が入力され保存されるデータベースなので、多少似ている。しかし、従来のデータベースやスプレッドシートとブロックチェーンの決定的な違いは、データがどのように構造化され、アクセスされるかにある。 ブロックチェーンはスクリプトと呼ばれるプログラムで構成され、通常データベースで行う作業を行う： 情報を入力してアクセスし、どこかに保存して保管する。ブロックチェーンは分散型であるため、複数のコピーが多くのマシンに保存され、それらがすべて一致しなければ有効とならない。 ブロックチェーンは取引情報を収集し、情報を含むスプレッドシートのセルのようにブロックに入力する。ブロックがいっぱいになると、情報は暗号化アルゴリズムにかけられ、ハッシュと呼ばれる16進数が作成される。 ハッシュは次のブロックヘッダに入力され、ブロック内の他の情報と一緒に暗号化される。これによって、一連のブロックが連鎖して作られる。 トランザクションのプロセス 取引は、ブロックチェーンによって特定のプロセスをたどります。例えば、ビットコインのブロックチェーンでは、暗号通貨ウォレット（ブロックチェーンのインターフェースを提供するアプリケーション）を使って取引を開始すると、一連のイベントが始まります。 ビットコインでは、あなたの取引はメモリープールに送られ、マイナーやバリデーターがそれをピックアップするまで保管され、キューに入れられる。トランザクションがブロックに入力され、ブロックがトランザクションでいっぱいになると、ブロックは閉じられ、暗号化アルゴリズムを使って暗号化される。そしてマイニングが始まる。 ネットワーク全体が同時に動作し、ハッシュを「解決」しようとする。各マイナーは「nonce」（一度だけ使用される番号の略）以外のランダムなハッシュを生成する。 すべての採掘者はゼロのnonceからスタートし、ランダムに生成されたハッシュに付加される。その数値がターゲット・ハッシュと等しくないか小さい場合、nonceに1が追加され、新しいブロック・ハッシュが生成される。これは採掘者が有効なハッシュを生成し、競争に勝って報酬を受け取るまで続けられる。 特定の値が見つかるまでランダムなハッシュを生成することが、よく耳にする「プルーフ・オブ・ワーク」である。ハッシュを検証するのに必要な作業量は、ビットコインネットワークが非常に多くの計算能力とエネルギーを消費する理由である。 ブロックが閉じられると、取引は完了する。しかし、他の5つのブロックが検証されるまでは、そのブロックは確認されたとはみなされません。確認は1ブロックあたり平均10分弱かかるため、ネットワークが完了するまでに約1時間かかる（取引が行われた最初のブロックと、それに続く5つのブロックに10をかけると約60分になる）。 すべてのブロックチェーンがこのプロセスに従っているわけではない。例えば、イーサリアムのネットワークでは、エーテルを賭けている全ユーザーの中からランダムにバリデーターを1人選び、ブロックを検証させ、それをネットワークが確認する。これはビットコインのプロセスよりもはるかに速く、エネルギー消費も少ない。 ブロックチェーンの分散化 ブロックチェーンでは、データベースのデータを複数のネットワークノード（ブロックチェーン用のソフトウェアを実行するコンピュータやデバイス）に分散させることができる。これにより、冗長性が生まれるだけでなく、データの忠実性が維持される。例えば、誰かがデータベースのあるインスタンスでレコードを変更しようとしても、他のノードがそれを阻止する。このようにして、ネットワーク内の単一のノードが、その中で保持されている情報を改ざんすることはできない。 このような分散と、作業が行われたことの暗号化された証明により、情報と履歴（暗号通貨における取引のようなもの）は不可逆的なものとなる。このような記録は、（暗号通貨のような）取引のリストである可能性もあるが、法的契約、州の身分証明書、企業の在庫のような他の様々な情報をブロックチェーンが保持することも可能である。 ブロックチェーンの透明性 ビットコインのブロックチェーンは非中央集権的な性質を持っているため、個人用のノードを持つか、ブロックチェーン・エクスプローラーを使用することで、すべてのトランザクションを透過的に見ることができます。各ノードは、新しいブロックが確認され追加されると更新されるチェーンの独自のコピーを持っています。つまり、その気になれば、ビットコインがどこへ行こうとも追跡できるのだ。 例えば、過去に取引所がハッキングされ、大量の暗号通貨が失われたことがある。ハッカーはウォレットアドレス以外は匿名だったかもしれないが、ウォレットアドレスがブロックチェーン上で公開されているため、彼らが抜き取った暗号通貨は簡単に追跡できる。 もちろん、ビットコインのブロックチェーンに保存されている記録は（他のほとんどのものと同様に）暗号化されている。つまり、アドレスを割り当てられた人物だけが、その身元を明らかにできる。その結果、ブロックチェーンのユーザーは透明性を保ちながら匿名性を保つことができる。 ブロックチェーンは安全か？ ブロックチェーン技術は、いくつかの方法で分散型のセキュリティと信頼を実現している。まず、新しいブロックは常に直線的かつ時系列的に保存される。つまり、常にブロックチェーンの「末尾」に追加される。ブロックがブロックチェーンの末尾に追加された後、以前のブロックを変更することはできない。 データを変更すると、そのデータが含まれていたブロックのハッシュが変更される。各ブロックには前のブロックのハッシュが含まれているため、あるブロックが変更されると、次のブロックも変更されることになる。ハッシュが一致しないため、ネットワークは変更されたブロックを拒否する。 すべてのブロックチェーンが100％侵入できないわけではない。ブロックチェーンは分散型台帳であり、コードを使ってセキュリティレベルを作り出している。コーディングに脆弱性があれば、それを悪用される可能性がある。 例えば、あるハッカーがブロックチェーン・ネットワーク上のノードを動かし、ブロックチェーンを改ざんして他のみんなから暗号通貨を盗もうとしたとしよう。彼らがコピーを変更するとしたら、他のノードに自分のコピーが有効なものであると信じ込ませなければならない。 そのためには、ネットワークの過半数を支配し、適切なタイミングでそれを挿入する必要がある。この攻撃を試みるにはネットワークの50％以上をコントロールする必要があるため、これは51％攻撃として知られている。 この種の攻撃はタイミングがすべてであり、ハッカーが何らかのアクションを起こす頃には、ネットワークは改ざんしようとしたブロックを通り過ぎている可能性が高い。 ビットコインとブロックチェーンの比較 ブロックチェーン技術は1991年、文書のタイムスタンプが改ざんされないシステムを実現しようと考えた2人の研究者、スチュアート・ハーバーとW・スコット・ストルネッタによって初めて概説された。しかし、ブロックチェーンが初めて実世界に応用されたのは、それから約20年後の2009年1月にビットコインが登場してからだった。 ビットコインのプロトコルはブロックチェーン上に構築されている。このデジタル通貨を紹介した研究論文の中で、ビットコインの生みの親であるサトシ・ナカモト（仮名）は、ビットコインを「完全にピアツーピアで、信頼できる第三者機関を持たない新しい電子キャッシュシステム」と呼んでいる。 理解すべき重要な点は、ビットコインは当事者間の支払いやその他の取引の台帳を透過的に記録する手段としてブロックチェーンを使用しているということだ。 ブロックチェーン ブロックチェーンは、任意の数のデータポイントを不変的に記録するために使用することができる。これは、取引、選挙での投票、製品在庫、州の身分証明書、家の権利証書など、さまざまな形が考えられる。現在、何万ものプロジェクトが、取引を記録するだけでなく、民主的な選挙で安全に投票する方法など、社会に役立つさまざまな方法でブロックチェーンを実装しようとしている。 ブロックチェーンの不変性という性質は、不正投票がはるかに困難になることを意味する。例えば、各国の国民が単一の暗号通貨やトークンを発行されるような投票システムが考えられる。 各候補者には特定のウォレットアドレスが与えられ、有権者は投票したい候補者のアドレスにトークンや暗号を送る。ブロックチェーンの透明で追跡可能な性質により、人間による開票の必要性がなくなり、悪質な業者が物理的な投票用紙を改ざんすることもなくなる。 ブロックチェーンと銀行の比較 ブロックチェーンは、金融分野、特に決済や銀行業務における破壊的な力として期待されている。しかし、銀行と分散型ブロックチェーンは大きく異なる。 銀行とブロックチェーンがどう違うかを見るために、銀行システムとビットコインのブロックチェーン実装を比較してみよう。 項目 銀行 ブロックチェーン 営業時間 一般的な実店舗型銀行の営業時間は、平日午前9時から午後5時まで。週末も営業している銀行もあるが、営業時間は限られている。銀行休業日はすべての銀行が休業。 年中無休、24時間営業。フォーク、システムアップデートがある場合は一時休止するところもある。 取引手数料 カード決済：この手数料はカードによって異なり、利用者が直接支払うものではない。手数料は店舗から決済代行会社に支払われ、通常トランザクションごとに請求される。 ビットコインには、マイナーとユーザーによって決定される変動取引手数料があります。この手数料は0ドルから50ドルの間で変動するが、ユーザーには支払う手数料の額を決定する能力がある。このため、ユーザーが手数料を低く設定しすぎると取引が処理されない可能性があるオープンな市場が形成される。 取引スピード 小切手: 24-72時間 ...