仮想通貨の仕組み

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眞船 美香 (Mika Mafune)
この記事の編集者
眞船 美香

暗号資産投資家でもあり、Head of Owned Media Divisionでもあります。オーストラリアのシドニーより、海外の暗号資産に関する情報や英語文献をもとに日々リサーチを行なっています。 2012年から共同通信社で宮内記者会の記事インターンとして参画し、その後は小学館のCanCamで編集アシスタントを経験します。大学卒業後は、メルセデス・ベンツ日本の文献課に所属し、車種カタログやそのほか英語文献などの添削・編集業務を行いました。2017年に電通へ入社し、海外ネットワーク強化のためのマーケティング・コミュニケーションを担当し、ウェブ電通報をはじめとするオウンドメディアに日本語と英語の両方で記事執筆・投稿を行いました。

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仮想通貨とは

仮想通貨とは電子データでやり取りされる財産的価値です。データ上に存在しているため、法定通貨のような実体はありません。

なお法律では、以下のように仮想通貨における性質を定義されています[1]

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  • 法定通貨ではない電子的方法により記録され、不特定の者に対して使用かつ購入及び売却を行うことができる財産的価値
  • 電子情報処理組織を用いて移転することができるもの

法定通貨は国や中央銀行によって管理・発行され、価値を保証されています。それに対して仮想通貨は管理者がおらず、価値の保証はありません。仮想通貨の価値を認める人たちの総意によって、需要と供給が成り立つ位置で価格が決定します。

実体のない仮想の通貨が価値のあるものとして取引されている理由としては、仮想通貨が従来の金融システムの仕組みを改革する可能性を秘めているからです。

仮想通貨の利用用途

まずは仮想通貨がどのような使われ方をされているのか、主な利用用途を3つ紹介します。

1つめは、投資です。仮想通貨は価格が変動するため価格が安いときに買って高いときに売り、利益を出すための投資先として利用できます。

2つめは、送金・決済です。仮想通貨は法定通貨と同じように価値を持つ通貨として決済ができます。日本ではまだあまり普及していませんが、仮想通貨決済に対応した店舗やウェブサイトなどでは仮想通貨を利用して商品を購入可能です。また国際送金の際に仮想通貨を利用すれば、スピーディーかつ手数料を抑えて送金できます。

3つめは、分散型アプリケーションの開発です。イーサリアム (ETH) などが持つようなブロックチェーンとスマートコントラクトの仕組みを活用し、管理者が不要な非中央集権のサービスを開発できます。

仮想通貨の特徴

ここからは仮想通貨の大きな特徴3つを紹介します。

分散型管理

仮想通貨における最大の特徴は、中央の管理者がいない点です。

法定通貨は政府や中央銀行によって通貨が管理されており通貨の価値が保証されていますが、仮想通貨は管理者がおらず価値の保証はありません。仮想通貨の価値を認め、購入したいと思う人たちの需要と供給で価格が決定します。

先述したとおり、政府や銀行によって管理されているこれまでの金融システムは中央集権的と言えます。中央の管理者が現金と顧客の預金情報を一元的に管理しているため、銀行が強盗にあったり、預金情報がハッキングによって改ざんされたりするリスクがあります。

しかし仮想通貨は、取引の情報をネットワークに接続された不特定多数の端末に分散記録して管理しています。万が一データの一部を書き換えられたとしても、ほかの端末の記録と照合すれば判明することができるため、仮想通貨は信頼性を担保しています。

また分散型管理のもう一つの利点として、手数料が安く済むことが挙げられます。たとえば日本からアメリカへ国際送金をすると、送金元口座から送金先口座に送金するまでのあいだに、いくつもの銀行や仲介送金業者を通さなくてはなりません。そのため、それらを介するごとに手続きの時間とコストが発生してしまいます。

しかし仮想通貨は取引の情報を分散型で管理しているため、個人間で直接やり取りできます。そのため手数料も安く抑えることができるのです。この分散型管理は、分散型台帳と呼ばれるブロックチェーンの技術によって実現されています。

ブロックチェーン

分散型管理を実現しているのが、ブロックチェーンという仕組みであることをお伝えしました。

仮想通貨を利用した取引のデータはトランザクションと呼ばれ、一定期間に生じた複数のトランザクションを一つのかたまりにまとめたものをブロックと呼びます。

このブロックをネットワークに接した複数人で検証し、整合性のある記録がチェーン上に繋がれていきます。このブロックがチェーン状になったデータ構造がブロックチェーンです。

このように一般的なクライアント・サーバー方式とは違い、ネットワーク内の不特定多数のユーザーによって取引のデータが監視されているため、なにか不正があればすぐに発覚するように作られています。

マイニング

管理者がいない仮想通貨を運営するにはブロックチェーンにブロックを追加する作業を担う人が必要です。その作業をマイニングと呼び、実行人をマイナーといいます。

各ブロックにはトランザクションの他に、ハッシュ値と呼ばれるメタ情報もあわせて格納されます。このハッシュ値はひとつ前のブロックの情報によって決定され、それが繰り返されることによって連鎖的に繋がっています。

よって、もしあるブロックの取引データを改ざんしようとした場合、その後に続くブロックのハッシュ値に矛盾が生じるため本当に改ざんしようとするならそれらすべてのハッシュ値も書き換えなければなりません。これは途方も無い計算が必要で、事実上不可能なためブロックの取引データは正確性が担保されています。

マイニングではブロックに書き込んでいくハッシュ値に誤りがないか検証し、ブロックを追加します。ハッシュ値はある値を代入して計算するのは簡単ですが、出てきたハッシュ値を見るだけでは代入した値がわからないという一方向関数です。

そのためハッシュ値に誤りがないか証明するには難解なパズルを解くように、考えられる数値をひたすら打ち込んで行く必要があります。正解のハッシュ値を見つけて問題ないことが確認できたら、晴れて取引データが承認されブロックがブロックチェーンに追加されます。この一連のプロセスはPoW (プルーフ・オブ・ワーク) と呼ばれます。

マイニングには膨大なデータを高速で計算できる高度な処理能力が必要とされます。そのためマイナーは、高性能なコンピューターを用意してマイニングを行っています。マイニングには電気代や必要な機材の購入などコストがかかります。コストをかけてまでマイナーがマイニングする理由はマイニングの報酬として仮想通貨が獲得できるからです。

例えば、ビットコイン (BTC) では1つのブロックごとのマイニングに対する報酬額は6.25BTCと決められています。2021年6月22日時点のレートで計算すると約2,050万円です。

しかしながら、マイニングの報酬を受け取れるのは新しいブロックを生成したマイナーのみで、マイニングの報酬を受け取るには世界中のマイナーとの競争に勝ち、一番早く正解のハッシュ値を見つける必要があります。

そのため個人が用意できるレベルの環境でビットコイン (BTC) のマイニングに成功することは事実上不可能で、マイニングを行っているのは電気代のかからない場所で大規模な施設を運営する大手企業が中心です。

仮想通貨の課題

仮想通貨の技術的な課題の一つに、マイニングの独占があります。

先述したとおり、現状では潤沢な資金を持ち、大量の電力とマシンパワーをマイニングに投下できる大企業のみが実質的にマイニングできる体制になってしまっています。これでは環境面で負荷がかかる他、力を持つ一部のマイナーがブロックチェーンを改ざんし、51%攻撃といった不正な取引を承認してしまう恐れもあります。

このようなPoWの問題点を解決すると期待されているのが、PoS (プルーフ・オブ・ステーク) という承認システムです。

PoSは、仮想通貨の保有量が多ければ多いほどマイニングを行う権利が得やすく、また一度マイニングに成功すると次回以降マイニングがしづらくなります。

これにより特定の個人やグループばかりにマイニングの権利が独占されることを防ぎ、かつ計算の量を減らして消費電力を減らすことも実現できるようになります。

PoSはイーサリアム (ETH) などの通貨で採用されていて、今後の動向に注目です。

仮想通貨の仕組みまとめ

仮想通貨は電子データでやりとりされる通貨です。国や中央銀行などの中央の管理者が発行・管理する法定通貨とは違い、市場の需要と供給によって価格が決まります。

ブロックチェーンに基づく分散型管理により、不正な取引を防ぎ、送金時間の短縮や手数料の削減といったことを可能にしています。

現状は投機的な側面で見られることの多い仮想通貨ですが、その革新的な仕組みから従来の金融システムを改革する存在になると期待されています。

今後仮想通貨がどのように発展していくのか注目です。

情報ソース・引用元一覧