ビットコイン (Bitcoin/BTC) を支えるブロックチェーン | 基礎的な知識を徹底解説!!

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Kasobu 編集部 (Kasobu editorial team)
1分で理解する要約
  • ブロックチェーンはトランザクションが記録されたブロックをチェーンで繋いだもの
  • ブロックチェーンの仕組み自体は優秀だが、課題があり今後の伸び代が存在する

ビットコインが革新的だといわれる所以は、ブロックチェーンという仕組みを内在しているためにほかなりません。しかし、ビットコインを利用していても、その仕組みまでは理解できていないという人もいるのではないでしょうか?ブロックチェーンがなぜ革新的であるのかやどのような仕組みで動いているのか、将来性を理解することは仮想通貨への理解を一段と深めます。

「ブロックチェーン」とは

ブロックチェーンとは、分散型のデータベースであり、ビットコインの中核を為す技術です。取引情報を全て連続的に記録しているため改ざんが不可能であることと、分散型のためシステムの一部に障害が発生してもデータベースの運用には影響が起きないという特性を持ちます。

ブロックチェーンの仕組み

送金など個々の取引情報をブロックにして、チェーンでつないたものが、ブロックチェーンです。全ての取引情報(トランザクション)がブロック化されており、このブロックチェーンをネットワーク利用者全員で共有して分散して保有することによって、取引の信用性を確保しています。

ブロックには、取引情報に加え、1つ前のブロックの情報であるハッシュデータを含んでいます。ハッシュデータが前のブロックと異なる場合、不正データとして扱われ、採用されません。また、ブロックチェーンは各ノードに1つずつあり各ノードの新しいブロックが同時に生成されブロックが分岐してしまった場合には、長い方のチェーンが有効化され、一本のチェーンが維持されます。

ブロックチェーンの基本用語

プルーフオブワーク(PoW)

プルーフオブワーク(PoW)とは、ブロックチェーン上に正しく取引情報が記録されているかを承認するしくみのひとつです。

取引情報を記録し、ブロックを生成する行程をマイニングと呼びます。このとき、nonceというハッシュ値をコンピュータで総当たり計算し、最初に正しいハッシュ値を探し出し、他のノードからの多数決で承認されたノードに新たなブロックを生成する権利が与えられます。

P2P

P2P(ピアツーピア)とは、中心となるサーバーを用いず、ネットワーク上のコンピューター同士が直接通信を行う方式のことです。P2Pにはさまざまなメリットがあります。

まずは、コスト面です。通常、世界規模のクライアントサーバーとなると膨大なシステムコストがかかりますが、P2Pネットワークではコストも管理費用もかかりません。取引も個々のコンピュータ間で直接行われるため、時間やコストがかかりません。

さらにP2Pでは、クライアントサーバーが必要ありませんので、システムメンテナンスのためのダウンタイムも一切必要ないというメリットもあります。

また、データベースが利用者のコンピュータで分散管理されるため、情報の改ざんリスクは非常に少なくなります。

ブロックチェーンはどうビットコイン (Bitcoin/BTC)に応用されているのか

ブロックチェーンの技術は、もともとはビットコインの実現のために開発されましたが、その技術自体は、どのようにビットコインに応用されているのでしょうか。

まずは、取引の信頼性です。取引は全てブロックチェーン上に記録され履歴の追跡が可能なため、隠ぺいや不正がほぼ不可能となります。そして、ブロックチェーンの形成はP2P方式であるため、運用コストがかからず、結果的に非常に安い手数料での送金を実現します

また、特定の組織に依存しません。国や特定の通貨という制限がなく取引が可能となります。

ビットコイン (Bitcoin/BTC)のブロックチェーンには容量がある?

ビットコインにおける1ブロックの容量は、1MBです。ビットコインでは、10分に1つのブロックが作成され、その中に、10分間分の取引情報を記録する仕組みとなっています。そのため、おおよそ10分で決済が可能となるのです。

しかし、ビットコインの取引が急激に増えた場合、1ブロックの容量を超えてしまいます。すると、記録ができなくなり、取引の処理が進まないという問題が発生します。

ブロックサイズを変更するという手段もありますが、セキュリティやネットワークなどの問題点が指摘されています。また、さらに取引量が増えた場合には再び対応が必要となるなど、根本的な解決にはなりません。

ビットコイン (Bitcoin/BTC) の容量オーバーはいずれ起こる

ビットコインの容量オーバーはいずれ起こりうることで、現在では解決方法を模索中です。現在有力な解決方法として考えられているものがいくつかあります。

Segwit

Segwitは、ブロックの中の署名データに関する部分を新しい領域へ移動させることです。しかしながら、これもいずれ容量が増えると対処が必要となります。

ライトニング・ネットワーク

ライトニングネットワークについては以下の記事をご覧ください。

通常、トランザクションはブロックチェーン上で行われますが、複数の秘密鍵を用いて二者間のブロックチェーン外(オフチェーン)で取引を行い、確定作業のみをブロックチェーン上で行うというペイメントチャネルという方法もあります

- トランザクションとは -
「取引データ」のことであり、そのデータがブロックチェーンの各ブロックに記入されることにより仮想通貨の機能が成り立っています。

このペイメントチャネルの考え方を応用し、ペイメントチャネルで間接的に繋がっている相手に対してもオフチェーン取引を可能とする技術がライトニング・ネットワークです。

ライトニング・ネットワークはトランザクションを大きく減少させることができます。しかし、特定のハブにルーティングが集中する問題なども介在するため、現在ではテスト開発の段階です。

しかし、現状正式版ではないもののソフトウェアは公開されており、実質的に機能は利用できます。そのため、接続用のノードを立ててライトニングネットワークを利用する利用者は増えつつあります。

ビットコインとブロックチェーンが学べる本3選

ビットコインとブロックチェーンについて、効率的に学べる本を3冊ご紹介します。

入門 ビットコイン (Bitcoin/BTC)とブロックチェーン

ビットコインやブロックチェーンについて、Q&A方式で初心者向けに解説している本です。ブロックチェーンの革新性について理解を深めるために役立ち、最初に読む1冊としてもおすすめします。

この1冊でまるごとわかる ブロックチェーン&ビットコイン

ブロックチェーンに関するキーワード解説や図解が豊富な解説書です。ブロックチェーンがビジネスにもたらす未来や、ブロックチェーンに対する企業の動向についても触れられています。

ブロックチェーン・レボリューション

ビットコインやブロックチェーンが経済や社会にどのような変革を与えるのかを取り上げています。ブロックチェーン技術の可能性と課題の両方について学べる本です。

まとめ

ビットコインに用いられているブロックチェーンは、仮想通貨のみならずIoTや医療分野での応用も実用化されようとしています。ブロックチェーンの仕組みについて理解しておくことは今後不可欠です。また、ブロックチェーン技術そのものも進化しています。最新の動向を欠かさずチェックすることが重要です。