〜ゼロから始める仮想通貨17〜「ブロックチェーンってどんな仕組み？」今さら聞けない仮想通貨のキホン♪

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2023年11月5日2023年11月12日

初心者向け！　ブロックチェーンってなに？

このシリーズでは、エレファント先生が活動している諏訪地域の仮想通貨初心者の子育てママさんから良くいただくご相談をもとに、

ゼロから始める仮想通貨「ゼロスタ」というシリーズをはじめました！

ゼロスタは「ゼロから始める仮想通貨」をテーマに、仮想通貨初心者の子育てママさんに分かりやすく仮想通貨の魅力をお伝えしていく企画を作りたい！という思いを元に作りました！

今回ゼロスタは第17回目となります！

過去のゼロスタはこちらをチェック↓

17.ブロックチェーンってどんな仕組み？

子育てママ

仮想通貨にはブロックチェーンという仕組みがあるのが特徴らしいんだけど、よく分からないから教えてほしいわ！

今回は諏訪地域でご相談くださる仮想通貨初心者の子育てママさんから「ブロックチェーンについて教えて欲しい」というご相談を受けました！

諏訪地域でも仮想通貨を知っている方はたくさんいますが、「ブロックチェーン」という言葉に関しては知らない子育てママさんも多いです。

今回はそんな諏訪地域でご相談をくださる子育てママさんのお悩みに元に、ブロックチェーンについてまとめてみました！

ブロックチェーンとは？

ブロックチェーンとは、暗号技術を用いて取引履歴を1本の鎖のようにつなぎ、データを正確に維持する技術です。

ブロックと呼ばれる単位でデータを管理し、チェーンのように連結して保管する仕組みで、金融取引の履歴などで利用されます。

ブロックチェーンは、ネットワーク上にある端末同士をダイレクトに接続し、暗号技術を用いて取引の記録を分散的に処理・記録するデータベースの一種です。

ブロックが時系列順につながっていることから、「ブロックチェーン」と呼ばれています。

ブロックチェーンは、仮想通貨（暗号通貨）の一つである「ビットコイン」の仕組みを実現する基幹技術として開発されました。

ブロックチェーンは、一度データを書き込むと上書きができないデータベースです。

「不正や改ざんができない」ことが魅力のひとつに挙げられます。

また、ブロックチェーンのデータ管理は中央集権ではなく、分散管理できることも特徴です。

ブロックチェーンのメリット

ブロックチェーンのメリットは以下のとおり！

セキュリティが強固で改ざんされにくい

ブロックチェーン・セキュリティとは、リスク管理システムのことです。

サイバーセキュリティー・フレームワーク、保証サービス、ベスト・プラクティスなど様々な仕組みを活用して、攻撃や詐欺行為のリスクを減らします。

ブロックチェーンでは、過去から現在までの取引履歴が1本の鎖のように保存されているため、あるブロック内の情報を改ざんしようとすると、一定時間内に、改ざんしたブロック以降のすべてのブロックを修正しなければならないので、改ざんが難しいという特徴があります！

さらにブロックチェーンは、台帳管理の仕組みであり、ブロックチェーンに書き込まれた内容は後から改ざんできないため、情報の正確性は保たれます。

ブロックチェーンのデータは完全に暗号化され、ネットワーク内で権限を持つ者だけがアクセスできます。

エレファント先生

諏訪地域でご相談をくださる子育てママさんも、セキュリティが安全なのは安心できるといっていたゾウ～

システムダウンしにくい

ブロックチェーンは、システムダウンしにくい特徴があります。

これは、ブロックチェーンが複数の端末が相互に通信するP2P（ピア・ツー・ピア）ネットワークを使用するためです。

P2Pネットワークでは、それぞれのマシンが同一のデータを保持する仕組みとなっているため、すべてのマシンが同時にダウンしない限りシステム全体としては稼働し続けることができます。

信頼が仕組みによって担保される

ブロックチェーンの最大の特徴は、管理者がいなくても、データをお互いに保管し合うことで信頼性や改ざんを防ぐことができることです。

ブロックチェーンの信頼性を担保する仕組みには、次のようなものがあります！

⚫︎パブリックチェーンの場合、データの改ざんや削除が極めて困難である
⚫︎ブロックの中には一つ前のブロックの情報が入っているため、それによって改ざんがしにくくなっている
⚫︎公開鍵暗号、デジタル署名などにより通信の信頼性を高めています
⚫︎ブロックチェーンの通信に割り込んだり、悪意のあるデータを紛れ込ませるのは現実的に非常に困難である

パブリックチェーンとは？
誰でも自由にネットワークに参加できるブロックチェーンのネットワークのこと。　
参加に対する制限はなく誰でも台帳を見ることができ、合意形成を行うコンセンサスプロセスに参加できます。

公開鍵暗号とは？
公開鍵暗号とは、暗号化と復号に異なる鍵（手順）を用いる暗号方式です。
暗号化用の鍵は公開できるようにし、復号用の鍵は秘匿します。

ブロックチェーンは、金融業界での利用がますます広がっています。

ブロックチェーン技術は、二者間の取引を検証可能にし、その取引履歴を永続的に記録することができます。
これは正確で改ざんできない取引の記録が必要な場合、特に有効となります！

システム構築や運用のコストが安価になる

ブロックチェーンでは、取引に参加しているノードが処理を受け持つため、運営者側での負担を軽減します。

また、サーバーを持たず、ネットワーク上のマシンでデータを分散管理するため、システム構築や運用のコストが安価にできます。

ブロックチェーンが導入されれば、消費者が銀行に支払う手数料や金融機関同士の取引コストを安く抑えることができます。

同時に、取引に必要なインフラ構築にかける費用も安くなるとみられています。

誰でも参加でき、情報の透明性が高い

ブロックチェーンには、パブリック型とコンソーシアム型などの種類があり、パブリック型は誰でも参加できます。

パブリック型は、パブリックチェーンとも呼ばれ、管理者が存在せず参加者に制限がありません。

また、許可取りが不要で、誰でも承認なしでネットワークに参加することができます。

パブリック型の代表例としてはビットコインがありますが、こちらは法人、個人問わず誰でも参加できるため、悪意のあるユーザも簡単に入りこむことができます。

⚫︎パブリック型のメリット
１．参加者が多いため、分散性が高く改ざんされにくい
２．ソフトウェアを構成しているプログラム言語のソースコード（ソースプログラム）が無償で一般公開されているため、誰もがその技術を利用したりコピーしたりすることができる

⚫︎パブリック型のデメリット
不特定多数の人が参加するため、参加者同士のコンセンサスアルゴリズムが必要となるが、合意形成に時間がかかります。
悪意のあるユーザが簡単に入りこむことができる

マイニングで収益を得られる

マイニングとは？
ブロックチェーン上で難しい問題を解くこと(承認作業)により、その報酬としてコインを得ること

これは、ビットコインやイーサリアムといった暗号資産で採用されている、コイン獲得方法です。

ビットコインについてはコチラをチェック👇

イーサリアムについてはコチラをチェック👇

契約や支払いを自動化することもできる（スマートコントラクト）

ブロックチェーンのスマートコントラクトとは、ブロックチェーン上で契約を自動的に実行するプログラムです。

あらかじめ決められたルールに従って、条件を満たすと契約や取引が実行されます。

⚫︎スマートコントラクトの特徴
本人も第三者もデータを変更できない
透明性に優れている
自動化により契約や取引行為がスピーディーにできる
人為的ミスをなくすことができる
仲介者を必要としない
ブロックチェーンに履歴を記録できる

スマートコントラクトの具体例
「〇〇BTCを支払うことで、Aを取引できる」
「Bを持っていれば、△△に参加できる」

ブロックチェーンは、分散型台帳技術の一種で、複数のコンピュータネットワークに、取引履歴を最初から最後まで正確に記録します。

データは暗号化されており、技術的に改ざん不可能であることから信頼性の高い取引が実現できます。

また、同じデータを複数箇所で分散管理しているため、システムダウンが極めて起こりにくくなっています。

ブロックチェーンのデメリット

ブロックチェーンのデメリットは以下のとおり！

処理速度が速くない

ブロックチェーンは、データが蓄積されていくほど、処理速度に悪影響を及ぼす可能性があります。

ブロックチェーンの承認作業には膨大なプロセスが必要となるため、もともと処理速度は速くありません。

P2Pネットワークの弱点として、ネットワーク上に処理能力の低いマシンが多数接続されていると全体的な処理能力が低下して処理速度が落ちてしまいます。

記録されたデータを削除できない

ブロックチェーンは、一度記録された情報を削除できないというデメリットがあります。
ブロックチェーンは、取引情報が記録された無数のブロックがチェーンのように連鎖的につながって保存される技術です。

ブロックがチェーンのように繋がっていることに加えて、ブロックチェーンではデータを削除することができません。そのため、データ量は増えていき、結果として量が膨大になってしまいます。

データ量が膨大になることで、処理速度が落ちるなどの影響も見られます。

データが増大し続ける

ブロックチェーンは分散台帳であり、処理するデータ件数が増えるとシステム上のデータサイズが急速に増加します。

たとえば、ビットコインブロックチェーンでは、1ブロックの承認に10分かかり、1ブロックに書き込めるデータ量もビットコインでは1MBに制限されています。

そのため、ビットコインネットワークに多くのデータが送られると、処理が追いつかなくなり、送金遅延が起きます。

また、ブロックチェーンは高速な処理をすることを目的としておらず、1回の取引で何時間もかかってしまうケースも珍しくありません。

悪意のある参加者を拒むことができない

ブロックチェーンは、誰でも参加できるオープンな環境であるため、悪意を持ったユーザーが入り込む可能性があります。

ブロックチェーンのメリットは、特定の管理者や組織に依存せず、管理できる点ですが、悪意ある参加者を排除できないというリスクもあります。

パブリックチェーンにおいては、作業者（マイナー）がブロック生成と承認を行います。

悪意のある個人またはグループが参加者全体の処理能力の51％を超える処理能力を持つと、ブロックチェーンに対して意図的な操作ができてしまいます。

このことを51％攻撃と呼びます。

また、ブロックチェーンのように、不特定多数が参加し全体の合意を得ながら処理が進むシステムでは、故障したコンピューターや悪意あるユーザーが含まれている場合に、システム全体の処理が停止するというリスクが生まれます。

これは「ビザンチン将軍問題」と呼ばれます。

量子コンピューターの台頭により改ざんのリスクが高くなる可能性がある

量子コンピューターは、従来のコンピューターより少ないエネルギーでより多くの情報を格納でき、複雑な計算を素早く実行できます！

例えば、複雑な迷路を解く場合、通常のコンピューターは経路をひとつずつ試していきますが、これに対して量子コンピューターは、複数の経路を同時に進むことができるのだ。

量子技術によってコンピューターの処理スピードは、数万倍から数百万倍以上というレベルで高速化すると推定されています！

もし量子コンピューターの性能がそこまで向上すれば、ブロックチェーンの暗号解読なども、簡単に解読が出来てしまい、財務記録や個人情報といった機密情報がもれる可能性もあります。

合意形成に時間がかかるため、処理速度が遅い場合がある

ブロックチェーンは改ざん耐性に優れていますが、新しいブロックを生成するためのデータ処理に数秒〜10分程度かかるため、即時決済など、即時性が求められる用途には不向きです。

たとえば、ビットコインの場合、取引データを1つのブロックに格納して取引正当性を検証・承認するサイクルに必要な時間は約10分です。

マイニングが遅れなければ約10分で承認まで終了し、送金取引は有効になります。

ただし、ネットワークの状況によっては10分以上かかるケースもあります。

一方、イーサリアム(ETH)は約15秒で承認・送金が完了します。

暗号資産の中でも送金速度に優れたリップル(XRP)は、わずか約3.3秒で送金が完了します。

電力消費やガス代が増大する傾向にある

ブロックチェーンの技術には、大量のコンピューターが稼働することで消費電力が莫大なものになるという課題があります。

ビットコインの価格が上昇すると、その電力需要も増加します。

主に、新しい暗号資産を獲得する「マイニング（採掘）」の際に消費される電力の使用量は、現在、年間約106テラワット時に達しています。

スケーラビリティ問題がある

ブロックチェーンのスケーラビリティ問題とは、利用者の増加によるシステム負荷の増大によって懸念されるリスクのことです。

ブロックチェーンのスケーラビリティ問題には、次のような問題があります。

ビットコインのブロックサイズが1メガバイト (MB) に制限されている

ビットコインブロックチェーンでは、1ブロックの承認に10分かかり、1ブロックに書き込めるデータ量もビットコインでは1MBに制限されている

ビットコインネットワークに多くのトランザクションデータが送られると、処理が追いつかなくなり、送金遅延が起こる。

エレファント先生

ブロックチェーンに関する様々なデメリットに関しては、それらを解決できるようなプロジェクトも徐々に生まれてきているゾウ✨