仮想通貨（暗号資産）を調べると「ブロックチェーン」という言葉を聞きます。これは何なのでしょうか？
このお悩みにお答えします。
本記事の内容
- ブロックチェーンを初心者でも分かるように説明
ブロックチェーンはビットコインなど仮想通貨のベースとなっている技術です。いまは仮想通貨の技術として注目されていますが、医療や貿易などあらゆる分野での活用が期待されています。
ブロックチェーンには様々な定義が存在しすが、データを適切に処理するための形式やルールのことです。
ひとつの場所でデータを管理するのではなく、分散して安全にデータを管理するのが特徴です。
もっとわかりやすく噛み砕いて説明しますね。この記事を読むことでビットコインも安全なシステムの上で動いていることが分かります。
少しずつブロックチェーンを理解していきましょう！
＼ 登録して1万円以上入金したら1000円がもらえる ／
ブロックチェーンとは？データ構造
ブロックチェーンは、安全にデータを扱うためのデータ構造です。
データ構造はデータを扱いやすくするために、ある形式で管理されたデータの集合です。
何を言っているか分かりにくいですね。
データ構造はエクセルの表のようなものです。
| 氏名 | 貯金金額 |
|---|---|
| Aさん | 10万 |
| Bさん | 50万 |
| Cさん | 120万 |
「Aさんが10万持っていて、Bさんが・・」のように文章にするより、表になっていると管理しやすいですよね。
「氏名」と「貯金金額」がそれぞれデータです。表で管理しやすくしたものをデータ構造と呼びます。
ブロックチェーンは複雑なデータ構造ですが、上記のような形でデータを管理するのをデータ構造と呼んでいるイメージで問題ありません。
非中央集権
ブロックチェーンで注目されるは非中央集権です。
どこかの企業や国がデータを管理しているわけではなく、使う人みんなでデータを管理しています。
たとえば、「みずほ銀行」で口座を作った場合は「みずほ銀行」が責任を持って貯金を管理していますよね。ここで言う「みずほ銀行」が中央集権になります。企業がわたしたちの代わりに管理してくれています。
しかし、ブロックチェーンは違います。利用者（後述するノード）がデータを管理します。
さきほどの例で言うと、Aさん、Bさん、Cさんがそれぞれデータを管理するイメージです。
みんなで管理することで不正ができないようになっています。
Aさんの貯金は10万円ですが、不正にデータをいじって1000万にしたとします。すると、Bさん、Cさんもデータを管理しているので、Aさんの金額がおかしいと気づきます。Bさん、CさんのデータではAさんは10万です。そのため、1000万への変更は許さないのです。（不正できない）
このように、管理者（中央集権）はいないけど、みんなで管理することで安全に使えるようになっています。
その証拠にブロックチェーンを活用した仮想通貨は10年以上、管理者がいない状態で動いています。
非中央集権のビットコインと、中央集権のお金
ブロックチェーン（非中央集権）の仕組みを実生活に落とし込んだのが仮想通貨（ビットコインなど）です。
世の中の「お金」は、ずっと中央集権で管理されていました。人が管理するお金は都合よく増刷されインフレするという歴史背景がありました。
その国の状況を見ながら政府がお金を増やしたり、減らしたりしているのです。これにより経済をコントロールしています。
話は変わりますが、インフレ、デフレが大きく関係しています。
お金を多く発行すれば、お金の価値が下がり、モノの値段が上がります。コンビニのアイスが120円から200円になったりします。これがインフレです。
逆にお金の発行を絞ると、お金がの価値が上がり、モノの値段が下がります。コンビニのアイスが120円から80円になる感じです。これをデフレと言います。
中央集権がお金の量をコントロールすることで、XX年後に物価120％にする。ようなことをしています。
誰にもコントロールできない「お金」としてブロックチェーンを使った「仮想通貨」が生まれました。
ブロックチェーンの活用
ブロックチェーンは、仮想通貨以外にも医療、不動産、貿易など様々な領域で活用できないか日々、試行錯誤が行われています。
非中央集権で公平が求められる分野はたくさんあります。ブロックチェーンは、今後はもっと広がっていく技術です。
＼ 登録して1万円以上入金したら1000円がもらえる ／
ブロックチェーンとは？基本的な仕組み
ビットコインでは、ブロックチェーンはPoWを使ったチェーンが使われています。
PoW（プルーフ・オブ・ワーク）は、ブロックチェーンで行った取引などのを正しくブロックチェーンにつなぐ仕組みです。
ブロックチェーンは、誰も管理しなくても改ざんされず、安全に取引を成立させる必要があります。
PoWは、取引に必要な計算をし、そのデータを承認して、ブロックチェーンにつなぎこみます。
100円のビットコインを購入した場合、その取引データは他の人の承認が必要です。この取引データはブロックと呼ばれます。他の人に承認されてはじめてブロック（取引データ）はブロックチェーンにつながれます。
細かい話になりますが、1つ1つの取引はトランザクションと呼ばれ、それをまとめて1つの箱に入れたものをブロックと呼んでいます。
ブロックをブロックチェーンにつなぐためには、他の人が計算して答えを求めます。計算した値をナンス（Nonce）と呼び、計算結果をさらに他の人に確認し、正しいと判断された場合に、ブロックをブロックチェーンにつなぎます。間違えと判断された場合は、破棄されます。
この計算やデータの承認する作業のことをマイニングと呼び、作業を行う人をマイナーと呼びます。
ビットコインのマイニングという言葉を聞いたことある人もいるのではないでしょうか。
他の人の取引の計算をするのですからマイニングするのも大変な作業です。そのためマイニングした人（マイナー）には、マイニング報酬として仮想通貨が配られたりします。
PoWのメリット・デメリット
PoWの最大のメリットは改ざんができないことです。簡単に改ざんできてしまってはブロックチェーンを利用するのが恐いですよね。
ブロックチェーンはチェーン、つまり鎖のように今までのすべての取引が記録されています。
もし一部を書き換えようとすると、そのあとすべての取引データを書き換える必要があり、さらに書き換えている間にも新しい取引がどんどんと追加されています。書き換えるのも大変であり、簡単にはできません。
また書き換えるぐらいなら、マイニングした方が安全に富を手に入れられるため、不正すよりもマイニングする方がメリットがあるのです。
このような設計により改ざんを困難にしています。
デメリットは、取引のマイニングは早いもの勝ちのため、マイニング報酬を得るために高性能なCPUを使ってマイニングを行う人たちが増えたことです。
これにより世界の電力量が増えていると言われています。電力が増えると、発電の仕方によりますが地球温暖化につながります。
ブロックチェーンの流れ
ここまでのブロックチェーンでの取引の流れをまとめます。
AさんがBさんに仮想通貨を送金したと考えます。
- Aさん（ユーザ）は送金する。メモリープールにデータが送られる
- メモリープールは一度に全部のデータを処理できないため、一時的にデータを溜めておく場所です
- メモリプールのデータをマイナーが計算し、取引データ（ブロック）を作成し、データを送信する
- ブロックの計算が合っているかを確認するし、計算が合っていればブロックチェーンにつなぎ、計算が間違っていれば破棄する
このような流れになっています。ブロックがブロックチェーンにつながれたら「AさんからBさんに送信完了」したことになります。
ブロックチェーンには時系列に今までのすべてのデータがつながった形で記録されています。
「1時00分のブロック→ 1時10分のブロック → 1時20分のブロック」のように数珠つなぎでブロックがあるイメージです。
そのためブロックには、そのときに処理された複数の取引情報が詰まっています。
この取引情報は、各ノードで同じ情報を管理しています。ノードとは、個人や法人などです。つまり、様々な人や会社がブロックチェーンを管理しているのです。各ノードは全員同じ情報を保持しています。AさんがBさんにデータを送信したという情報を全ノードが持っているのです。
全ノードで情報を同期するため、ブロックの生成間隔を10分にしています。取引量が膨大なため、随時更新すると処理が追いつかないため、10分毎にまとめて処理するようになっています。
これを半永久的に続けることでブロックチェーンが保たれます。
ちなみにPoWに参加するノードは、毎秒5000京回を超える計算を繰り返しています。膨大な作業ですが単純なため、ある数値を見つけるための洞窟を掘っている感覚に近く、金の発掘のようにマイニング（発掘）と呼ばれています。
また、ブロックには取引情報の他に、PoWを行った証拠や、マイニング報酬（マイナーへの報酬）も含まれています。
マイナーとノード
ここまで読むとマイナーとノードが似ていることに気づきます。
マイナーも1つのノードです。マイナーの役割はPoWを行い、取引をブロックにつめて検証に出すことです。
マイナー以外にもノードがあります。その理由は、取引が正しくブロックに取り込まれたことを検証すること、そしてブロックチェーンに追加することです。
＼ 登録して1万円以上入金したら1000円がもらえる ／
ブロックチェーンとは？スマートコントラクト
ブロックチェーン上の概念でスマートコントラクトと呼ばれるものがあります。
あらかじめ決められたルールに従って、自動的に動くプログラムのことです。
「スマート」は「自動的に実行される」の意味です。
仮想通貨イーサリアムのブロックチェーンに実行可能なスマートコントラクトが提案されました。
これによりイーサリアムのブロックチェーンでは様々なアプリケーションが作成されるようになりました。
デジタルの猫を作成し育てることができる「CryptoKitties」など、スマホのアプリと同じようなものが、ブロックチェーン上に構築されはじめたのです。
人気がでる一方で、ユーザが使えば使うほど大量の処理が発生し、処理遅延と手数料の高騰を引き起こしました。手数料が高騰すると、例えば、0.01ETH（約350円）を送金する場合でも、手数料に10ドルかかったりする。
ブロックチェーンは、分散管理して安全性を高めていますが、大量の情報量を即時に処理するには向いていなかったのです。
さらに、スマートコントラクトは便利なものですが、バグ（不具合）があるとイーサリアムが盗まれてしまいます。ブロックチェーンの問題ではなく、スマートコントラクトとして動くプログラムのバグが原因です。
いまでも、かなり使われているスマートコントラクトですが、さらに発展するためには、安全性と処理能力の向上が必要とされます。
＼ 登録して1万円以上入金したら1000円がもらえる ／
ブロックチェーンとは？ブロックチェーンの種類
最後にブロックチェーンにも種類を紹介します。
ビットコインやイーサリアムのようなパブリック型と、特定の人しか参加できないプレイベート型、コンソーシアム型です。
| 分類 | パブリック | コンソーシアム | プライベート |
|---|---|---|---|
| 管理者 | いない | 特定の参加者が管理者となる | いる |
| 取引参加者 | 制限なし | 特定の範囲で制限する | 制限あり |
| ノード参加者 | 誰でも参加可能 | 特定の範囲で制限する | 制限あり |
| 型 | 非中央集権 | 連合型 | 中央集権 |
どれが良いかはありませんが、それぞれ上記のような特徴があります。
ビットコインのような非中央集権だけではなく、連合型や中央集権として扱われているブロックチェーンもあるということです。
ブロックチェーンとは？まとめ
内容まとめます。
- ブロックチェーンは、改ざんできないデータ構造
- 非中央集権の仕組みが作れる
- 利用用途によって、非中央集権型、連合型、中央集権と分かれる
- 様々な分野で活用が期待される
- ビットコインはPoWという仕組みでなりなっている
- マイナーはマイニング報酬がえられる
- ノードの数が増え電力消費による気球温暖化が問題視されている
- スマートコントラクトにより、ブロックチェーン上にアプリケーションを作れる
bitbank（ビットバンク）
＼ 登録して1万円以上入金したら1000円がもらえる ／
GMOコイン
＼ いつでも手数料無料 ／
CoinCheck（コインチェック）
＼ 登録するだけで現金1000円もらえる ／
