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ブロックチェーンとは?基礎知識やメリット・デメリットをわかりやすく解説

2019-06-04 ブロックチェーン

ブロックチェーンとは、ビットコイン(BTC)をはじめとする多くの仮想通貨で採用されている情報を記録・管理するための技術です。ブロックチェーンは、仮想通貨の枠を超えて、さまざまな取引を自動化・効率化するなど、多くの可能性を秘めています。

ここでは、ブロックチェーンの基礎知識とメリット・デメリット、その可能性について解説します。

ブロックチェーンは「分散型台帳技術」

ブロックチェーンとは?
ブロックチェーンは情報を記録・管理するための技術です。ひとまとまりの情報をまとめ、それを次から次へと鎖のようにつないでいく構造を持つことから、ブロックチェーンと呼ばれます。

日本語では「分散型台帳技術」ともいわれます。分散型台帳技術を解説すると、「台帳」はお金のやりとりを記録したもので、「分散」は文字どおりあちこちに分けて保管しておくことを指します。

台帳の全部、あるいは一部を、仮想通貨を取り扱う参加者全員が共有し、保存・管理しているのです。これが分散型台帳であり、つまりブロックチェーンは、誰が、いつ、どのような情報を台帳に書き込んだのかを明確にして共有し、偽造できないような形で保存・管理する技術というしくみになります。

多数の「ノード」が実現する、分散管理

分散管理
ブロックチェーンを成り立たせるために必要なのが、「ノード」です。

ノードとは「結び目」のことです。例えば、ビットコイン(BTC)の取引を行うときは、ビットコイン(BTC)のネットワークに接続する必要があります。

パソコンやスマートフォンを使ってブロックチェーンに記録されている情報を読み取ったり、新たに情報を書き込んだりします。この、「ビットコイン(BTC)のネットワークに接続したコンピュータ端末」をノードと呼ぶのです。

ビットコイン(BTC)の取引では、ノードそれぞれが対等に通信することで、決済のやりとりが可能となります。また、ノードはブロックチェーンに書き込まれた取引情報を共有・保存し、管理しています。

つまり、ビットコイン(BTC)の使用者全員が同時に情報の管理者となるというしくみによって、分散管理を実現しているのです。

台帳を分散させる理由とは?

ビットコイン(BTC)
ブロックチェーン上で分散・保存される情報は、決して原本1つだけではなく、基本的にはすべての情報が、すべてのノードで共有されています。ノードで共有されているのには、明確な理由があります。

企業の資料室のように、すべての情報を1ヵ所に集めておく集中管理型の場合、資料室で火災が起こったら、すべての情報が灰になってしまいます。また、外部の誰かが合鍵を使って侵入する危険がありますし、台帳に書き込まれた情報を改ざんされたら、それを確認するすべがありません。

しかし、分散管理の場合、1ヵ所のデータが損傷・消失しても、別の場所に同じデータが残っていることになります。たとえ改ざんされたとしても、ほかの場所に残っている情報と突き合わせれば、その違いをすぐに発見できます。
台帳を分散してノードで管理することには、こうした理由があるのです。

取引情報が記録されるまでの流れ

取引情報が記録されるまでの流れ
ブロックチェーンでは、取引が発生するとその情報が生成・検証され記録されていきます。そのプロセスを、簡単にご説明しましょう。

トランザクション:取引情報の生成

まずは、「トランザクション」と呼ばれる、取引情報を生成する作業が行われます。

例えば、AさんがBさんに1BTCを送金するというトランザクションを生成します。あらかじめ登録している秘密鍵を使って署名すると、ネットワークに接続している、ほかのノードがその内容を確認していきます。

ここで問題が見つかった場合には、そのトランザクションは廃棄され、その先の処理は行われません。

マイニング:データの検証と記録

トランザクションに問題がなければ、仮想通貨取引の参加者によって、取引データが検証されます。

そしてデータの内容や記録の手順に問題がなければ、ひとかたまりのブロックとしてブロックチェーン上に連結され、記録されます。これが「マイニング(採掘)」と呼ばれる作業で、検証する人を「マイナー(採掘者)」と呼びます。

マイナーは検証する作業の報酬として、決まった額のビットコイン(BTC)を受け取ります。そして、マイニングが完了した段階で初めて、AさんからBさんへの「1BTCの送金」が実行されます。

ビットコイン(BTC)に欠かせないブロックチェーン

ブロックチェーン
ビットコイン(BTC)は、初めて市場に登場した代表的な仮想通貨です。ブロックチェーンは、ビットコイン(BTC)を根本から支える、重要な技術となります。

そもそもビットコイン(BTC)は、特定の国家や金融機関に管理されず、純粋に市場論理によってその価値が変動する通貨です。それには、中央集権的な管理システムは適していません。

もちろん、ドルや円などの法定通貨にも、取引される為替市場があり、市場の反応によって価格が上下しています。しかし、その背景には、それぞれの通貨の価値を保証する国家があり、その国家の国力や景気状況、中央銀行の施策が、通貨の価格にも反映されるのが常です。

ところが、ビットコイン(BTC)は、国家や中央銀行といった管理者を持ちません。それでも通貨として成立するのは、ブロックチェーンによる分散管理のしくみがあるためです。

特定の管理者がいない代わりに、ビットコイン(BTC)に関わるすべての人々が管理する。ビットコイン(BTC)はこうしたブロックチェーンの特性があって初めて、本来の姿を保つことができるのです。

ビットコイン(BTC)における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
ビットコイン(BTC)に使われているブロックチェーンには、さまざまな特徴があります。ブロックチェーンを使うことで、どのようなメリットが生まれるのでしょうか?

改ざんが非常に難しい

ブロックチェーンは、ひとまとまりのデータが鎖状に連なったものですが、その連結部分には「ハッシュ値」という特殊な文字列が使われています。

ブロックの中の情報を改ざんすると、このハッシュ値がまったく違うものに書き換わってしまい、世界中のノードによって、すぐに改ざんしたことがわかります。

さらに重要なことは、「それぞれのブロックは、自分の1つ前のブロックのハッシュ値を情報として持っている」ということです。改ざんによってあるブロックのハッシュ値が変わってしまったら、次に連なるブロックにも手を入れて、書き換わったハッシュ値に合致するようにしなくてはなりません。

これは単に「文字列を打ち換える」という簡単な作業ではなく、高度な計算を繰り返し、ようやくできることです。たとえそれができたとしても、さらにその次のブロックも…と、延々と作業を続けなくてはならないのです。

それが途方もない作業だということは、理解できるでしょう。ブロックチェーンのこうした特性によって、ビットコイン(BTC)のセキュリティが保たれています。

ただし、記録を確認・検証してブロックをつないでいくマイナー(採掘者)たちが結託し、全体の過半数を占めるほどの計算能力を持ったなら、ブロックチェーンに対するさまざまな攻撃が理論上は可能です。これは「51%攻撃」と呼ばれるものですが、現実的にそれを実行することは、極めて難しいとされています。

詳しくはこちら:詳しくはこちら:ビットコイン(BTC)の51%攻撃とは?仕組みや発生リスクについて解説

管理運用コストが安い

すでにご説明したように、ブロックチェーンは複数のノードによって、データが保存・管理されています。

これを一元管理するとしたら、莫大なコストがかかります。サーバーだけでも相当な容量が必要ですし、その後の保守や管理費も含めたら、膨大なコストになります。

しかし、世界中のノードが分散管理すれば、そうした費用がかかりません。ビットコイン(BTC)を日常的に使っているユーザー、仮想通貨取引で利益を狙う投資家、ブロックを作りチェーンを伸ばしていくマイナーなど、ビットコイン(BTC)に関わるあらゆる人たちが、少しずつマシンパワーを提供することで、情報が保存・管理されるのです。

これは、分散管理ならではの、大きなメリットです。そのため、ビットコイン(BTC)は、送金手数料を低く抑えることができます。

特に海外送金の場合に有利に働き、ビットコイン(BTC)は金融機関よりも遥かに安い手数料での取引が可能です。

システム全体としての安定性が高い

ブロックチェーンは分散管理であることで、システム全体の安定性が高いといえます。

集中管理型の場合、何らかのトラブルでメインシステムが止まってしまったら、取引全体が停止してしまいます。通常は、安全策としてサブシステムを用意しておくものですが、コストを考えればそれにも限界があります。

ところが分散管理型ならば、どこかに不具合が起こっても、全体が止まるということがありません。あるマイナーがマシントラブルを起こし、ブロックの生成がまったくできなくなったとしても、ほかのマイナーが作業すれば、次々とブロックが作られることになります。

システム全体の安定性は、取引の信頼性を大きく左右します。その意味では、世界中のノードによって支えられているブロックチェーンには、大きな安定感があるといえます。

実際に、ビットコイン(BTC)は2009年に取引が始められてから、これまで一度もシステムが停止したことはありません。

ビットコイン(BTC)における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
数々のメリットを持つ半面、ブロックチェーンにはデメリットもあります。ビットコイン(BTC)で取引を行う人は、デメリットについても把握しておきましょう。

時間あたりの取引数が小さい

ビットコイン(BTC)の場合、1つのブロックを生成するために約10分かかります。

つまり理論上では、AさんがBさんに1BTCを送金すると、その取引が承認されて実際に送金されるまで10分かかる、ということになります。また、ビットコイン(BTC)は、1つのブロックの記録容量が小さいこともあって、現状、ビットコイン(BTC)がさばけるトランザクション(取引)の数は、1秒間に7件ほどといわれています。

こうした課題を解決するため、メインのブロックチェーンから分岐する「サイドチェーン」を作ったり、ブロックチェーンの外側で取引を繰り返して最終的な結果だけをメインチェーンに記録する「オフチェーン」の手法を使ったりして、取引速度を上げる対策が進められています。

スケーラビリティ問題を抱えている

ビットコイン(BTC)が登場したころ、取引量は微々たるものでした。

エンジニアたちのあいだで、半ば趣味のように、あるいは実証試験のように取引されていたのです。しかし、ビットコイン(BTC)が世間に知られるようになり、その可能性に多くの人々が注目するようになると、取引量は急速に増えていきました。

取引量が増えることで、送金に時間がかかったり、送金要求が承認されなかったり、取引手数料が高騰するといったスケーラビリティ問題が発生する可能性があります。取引の遅延が起こり、早く処理するために手数料が高額になりやすく、それを嫌って利用者が離れていくリスクもあります。

取引量が増えることへの対応は、ビットコイン(BTC)にとって大きな課題なので、さまざまな対策が打ち出され、試行錯誤が行われています。

関連法規の未整備

ビットコイン(BTC)をはじめとする仮想通貨は、まだまだ新しい技術です。

ブロックチェーンを使った多くの実験的な改良がなされ、その技術を活かした多種多様なサービスが世界中で生み出されています。そのため、法律が追い付けずに、未整備の状況が発生しやすくなります。

日本では、2017年4月1日に施行された「改正資金決済法」によって、仮想通貨として暗号資産が定義され、その後も金融庁を中心に、法整備や業界の健全性確保など、行政としての動きが続いてきました。

しかし、ブロックチェーンを利用した新たなサービス、新たなビジネスを起こしたとしても、それが法的に問題ないかどうかという懸念は、常に残ります。日本では合法だとしても、ほかの国では違法とされるケースもありえます。

ブロックチェーンの関連技術とそこから生まれるサービスの法的整備は、今や世界各国の課題にもなっています。

未来的な取引法「スマートコントラクト」

スマートコントラクト
「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しくみのことです。

スマートコントラクトは、あらかじめ決めておいた条件が満たされたとき、取引や契約が自動的に行われるしくみです。よく使われるたとえが、自動販売機です。

あなたは自販機にコインを入れて、缶コーヒーのボタンを押します。すると、お目当ての缶コーヒーが出てきます。これは、自動販売機の内部に「代金が投入され、商品ボタンが押されたら、該当する商品を排出する」というしくみが仕込まれているからできることです。

言い方を換えると、「代金」と「商品ボタン」という条件が満たされたため、「缶コーヒーを排出する」という価値の移動が実行された、ということになります。これと同じことがブロックチェーンで実現できます。

あらかじめ取引条件や契約の内容をプログラム化しておき、ブロックチェーン上に組み込んでおくと、条件がそろった時点でプログラムが起動し、お金の移動だけでなく契約内容に従った価値の移動まで自動的に実行されます。そのため、これまでは第三者の仲介が必要だった不動産売買なども、個人間での取引が可能となると言われています。

スマートコントラクトは、すべての仮想通貨が実装している機能ではありません。よく知られたところでは、イーサリアム(ETH)がこの機能を実装しています。ブロックチェーンの可能性に注目した人々の手によって、すでにさまざまなサービスが生み出されています。

詳しくはこちら:イーサリアム(ETH)とは何か?

さらに広がるブロックチェーンの可能性

ブロックチェーンの可能性
ビットコイン(BTC)をはじめとした仮想通貨にとどまらず、ブロックチェーンは多方面に応用され、多種多様なサービスを生み出しています。

その多くは、改ざんへの強さやスマートコントラクトの機能が活用されており、その広がりはとどまるところを知りません。それら、ブロックチェーンの活用例のいくつかを、分野ごとにご紹介しましょう。

金融(貯蓄、送金、証券取引、資金調達など)

仮想通貨による送金は、金融機関を介さないため手数料が非常に低く、しかも24時間機能しますから、すでに海外為替取引などに活用されています。

また、株券などの有価証券を電子データ化し、ブロックチェーンで管理すれば、高いセキュリティを維持したまま運用コストを下げることができ、取引手数料の抑制につながります。さらに、保有株数に応じて議決権を付与すれば、ブロックチェーン上で株主決議を行うことも可能となるかもしれません。

認証(本人確認、著作権管理、公証など)

ブロックチェーン上に記録された個人情報のうち、必要なものだけを参照するしくみがあれば、あらゆる場面での個人認証が、身分証明書を提示することなく可能になるかもしれません。

また、楽曲や文章、写真、映像作品などの著作権も、ブロックチェーン上に記録しておくことで、その後の盗用などに対して正当な権利を主張できます。現在、同様の機能を持つものとして、公証人が発行する「確定日付」がありますが、ブロックチェーンを使えば、公証人の手を借りずに公正証書を発行することができるとも言われています。

公共サービス(各種申告、納税、投票、医療など)

ブロックチェーンをベースとした行政サービスが作られれば、選挙の投票のほか、各種申告や納税を、オンラインで行うことが可能となるかもしれません。

また、血液型やアレルギー、これまでの病歴や受診記録などをブロックチェーンに保存しておき、各医療機関で共有・参照できるようにすれば、万一の事故などで緊急搬送された際にも、的確な治療をすみやかに受けることができる可能性もあるでしょう。

エンターテイメント

ゲームの世界でも、ブロックチェーンが活用されています。例えば、個性的なキャラクターをペットとして育てる「CryptoKitties」というゲームでは、スマートコントラクトによる課金システムがとられており、その機能を使って育てたキャラクターの個人間での売買を実現しています。

また、各種オンラインゲームの中で使われている通貨を、別のゲーム内でも使えるような両替システムを組むこともできますし、理論上はゲーム内で稼いだ通貨をビットコイン(BTC)などの仮想通貨に、さらにはドルや円といった法定通貨に換えることも可能です。もちろん、実現するには法的な高いハードルがありますが、それができればゲームと現実の世界が、直接リンクすることにもなるでしょう。

その他(データ管理、各種登記の自動化など)

ブロックチェーンの持つ耐改ざん性、安定性、信頼性、さらにスマートコントラクトによる高効率な自動契約機能は、各種のデータ管理や登記の自動化に適しています。

車の登録や土地の登記、債権の売買なども、仲介者の手を借りず、自動的かつ確実に契約が実行されることで、時間とコストの削減効果は非常に大きいといえます。

ブロックチェーンが国家を支える「電子政府エストニア」

電子政府エストニア
データ改ざんに強く、運用コストが低いスマートコントラクトの機能を使えば、さまざまな契約や手続きを自動的に、人の手を介さずに確実に行えるようになります。

実際に、こうしたブロックチェーンの機能を行政サービスに転用し、大きな成果を上げている国があります。電子政府と呼ばれるほどのシステムを運用する、バルト三国の一国「エストニア」です。

エストニアが電子政府を目指した理由

エストニアは、人口130万人ほどの小さな国です。

歴史を紐解けば、神聖ローマ帝国の時代からデンマークやドイツ、スウェーデンなど、近隣諸国の支配下に置かれ、旧ソ連からの独立を果たしたのは1991年のことでした。

完全な独立を果たしたとき、エストニアの人々は「たとえ国土が他国に蹂躙されても、国家として生き残る」という道を選びました。それが、「電子政府」というコンセプトです。これならば、国土がなくなってしまっても、国家はデジタルの世界で存続できます。

ソ連の支配下にあった時代、ソ連の衛星諸国政策として、エストニアが電子産業を奨励されていたのも幸いしました。こうした下地があるため、エストニアは現在でもデジタルイノベーションが起こりやすく、スタートアップ企業数ではヨーロッパ随一。

世界中の人々とリアルタイムの会話を可能にするSkypeも、エストニア生まれです。

社会インフラを支えるブロックチェーン

電子政府を目指したエストニアが作り上げたのは、「X-Road」と呼ばれる基幹システムです。

すべての国民はIDを持ち、企業も国民も自分たちのすべての情報をX-Roadのデータベースに収めます。そして、必要な情報をアクセス権に応じて取り出し、各種契約や申請、手続きを行うというしくみになっています。

このX-Roadのデータベースには、すべての企業情報と個人情報が集まっているため、セキュリティには万全の上にも万全を期さなくてはなりません。ここで使われているのが、ブロックチェーンの技術です。

情報をブロックチェーンとして保管することで改ざんを不可能にし、より安全で信頼できるシステムを作り上げたのです。

あらゆる行政サービスをオンライン化

X-Roadによって、エストニアではあらゆる行政サービスがオンライン化され、効率化されています。

それによって、人の手を借りずに各種手続きができ、大幅な手間と時間、コストの削減が実現しています。例えば、税金の確定申告はおよそ5分で済んでしまいます。会社の登記は20分もかかりません。

パソコンの画面から作業できるため、税理士の手を借りることもありません。一説には、X-Roadによってエストニアの行政機関と国民の手間は3分の2に削減され、節約された時間は2003年から2014年までのあいだだけで見ても、延べ6000年分にも及ぶそうです。

実に大きな恩恵を、ブロックチェーンとX-Roadが与えてくれたことになります。

ブロックチェーンが生み出す新たな価値

ポイント
ビットコイン(BTC)のバックボーンを支えるブロックチェーンについて、その基礎から将来性までを解説してきました。

ブロックチェーンには、メリットだけでなくデメリットもあります。しかし、ブロックチェーンをうまく活用すれば、仮想通貨取引のみならず、社会全体を支えるインフラにもなりえます。

ブロックチェーンを活用したサービスは日々生み出されて、従来の作業がより効率化され、同時に新たな価値も生み出されています。ブロックチェーンはまさに、将来を変える可能性を秘めているテクノロジーと言えるでしょう。

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