【保存版】ブロックチェーン技術をわかりやすく解説【入門】

この記事ではこんな悩みを解決します。

ブロックチェーンとインターネットの大きな違いは、「そこで行きかっているもの」の違いです。

インターネットでは文字、画像、動画、音声などの「情報」が行きかっているというのはみなさんもご存知かと思いますが、ブロックチェーンで行きかっているものはなにかというと、それは「価値」になります。

仮想通貨であるビットコインも、デジタルアートのNFTも、ブロックチェーン上で取引されている「価値」です。

「NFTアートは画像じゃないの？」と疑問に思った人もいるかもしれませんが、NFTとはアートなどの「価値」を「トークン化したもの」なので、ブロックチェーン上で流通しているものは「トークン化された価値」なんですね。

この記事ではブロックチェーン技術についてわかりやすく解説するので、今までふわっとしか理解できなかった「ブロックチェーン技術」のことを深く理解できるようになります。

ブロックチェーン技術についての理解を深めることで、ブロックチェーン技術を活用するサービスの価値を正しく知ることにもつながるので、web3の時代で生活することが楽になるでしょう。

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（※本記事の内容は「次の世界」をつくるデジタルテクノロジー図鑑という書籍を参考にしています）
（※本記事の内容は【保存版】超わかりやすいブロックチェーンの基礎知識というWebサイトを参考にしています）

ブロックチェーン技術とは？

冒頭でもふれましたが、ブロックチェーンとは、ネットワーク上でさまざまな取引を記録した「箱（ブロック）」の「鎖（チェーン）」が連なっているイメージから「ブロックチェーン」と呼ばれています。

一言でざっくりといえば、「参加者の中に不正を働く人や、ちゃんと働かない人がいたとしても、正しい取引ができて、改ざんが非常に難しく、停止することのない、たくさんの参加者に同一のデータを分散保持させる仕組み」です。

ブロックチェーンの定義は「これ！」と言葉で明確に定められているわけではないので、人によってさまざまな解釈で説明されます。

一言でブロックチェーン技術を理解しようとすることは、逆に混乱を招く原因にもなりかねないので、ここからブロックチェーンの特徴について解説します。

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ブロックチェーン技術の特徴

ブロックチェーンの主な特徴は以下のとおりです。

順番に説明していきます。

電子署名では公開鍵暗号方式を使って署名をおこないます。

>>web3は流行らない？web3を超徹底解説してみた

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ブロックチェーン技術でできること

ブロックチェーン技術についての理解が少し深まったところで、ブロックチェーン技術では具体的にどのようなことができるのか確認してみましょう。

「インターネット以来のデジタル革命」とまでいわれているブロックチェーン技術ではどのようなことができるのでしょうか。

ブロックチェーン技術が活かせることは以下のとおり。

このようなことに活用できる理由としては、ブロックチェーンが「取引の公明な記録を残すこと」ができるためです。

一度正しくブロックチェーンに記録してしまえば、書き換えようのない公明な記録として残すことができるため、行政手続きや投票への活用も向いているといえます。

現在ブロックチェーンが使われている主なサービスは以下のとおりです。

ブロックチェーンが浸透しきった世界では、利用者はその技術が使われているということを意識することすらなく、書き換えも不正もない公正な取引をおこなうことが当たり前になるでしょう。

将来的には、現在でいうところの「インターネット」と同じように、あって当然のインフラとしてブロックチェーンは存在しているという見込みです。

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ブロックチェーン技術の仕組み

従来のサービスでは、信頼できるサービス提供者の存在を前提としない限り、インターネット上で通貨などの取引を安全におこなうことができませんでした。

例えば、仮想通貨であれば「なりすましや改ざんをどう防ぐか」「二重支払いをどう防ぐか」という2つの大きな問題がありました。

この問題を解決したのがビットコインであり、それを支えるブロックチェーン技術なのです。

「なりすましや改ざんをどう防ぐか」「二重支払いをどう防ぐか」という問題を、ブロックチェーン技術は以下の技術を応用することでクリアしました。

順番に説明していきます。

2 ハッシュ

まず、ハッシュというのは、データの特定に向いている暗号化技術のことです。

「ハッシュ関数」と呼ばれる計算式を通すことで、入力したデータに決まった値（ハッシュ値）を当てはめます。

このハッシュ値は入力したデータを特定するIDとしても機能するため、データの改ざんや破損があれば瞬時に検出することが可能です。

ビットコインでは「SHA256」というハッシュアルゴリズムが使われていますが、当ブログ名である「かっこかりぶろぐ」と、それを少しだけ改ざんした「かつこかりぶろぐ」をSHA256のアルゴリズムにかけると、以下のようなハッシュ値が出力されます。

「かっこかりぶろぐ」と「かつこかりぶろぐ」は、パッと見ではすぐにどっちが正しい表記かわかりにくいですが、ハッシュ値に変換すると違いは一目瞭然です。

ブロックチェーン技術では、ハッシュのこのような特性を活かして、改ざん耐性の高い効率的なデータの管理を実現しています。

3 電子署名

電子署名も前の項目でふれていますがおさらいします。

電子署名というのは、デジタル文書の作成者を証明する電子的な署名のことで、電子署名をすることで以下の2つの妥当性を証明することができます。

電子署名では公開鍵暗号方式を使って署名をおこないます。

4 コンセンサスアルゴリズム

ブロックチェーン技術の知識を深めるためには、コンセンサスアルゴリズムをある程度理解することが必須ともいえる知識になっています。

少しわからないところがあっても、読み飛ばしつつ全体像を掴んでみましょう。

ブロックチェーン技術におけるコンセンサスアルゴリズムを日本語で表現するなら、「不特定多数の参加者の間で正しく合意形成を得るための仕組み」という表現が妥当でしょうか。

コンセンサスアルゴリズムにはいくつか種類が存在するので、代表例としてビットコインで採用されているPoW（Proof of Work）について深掘りしていきます。

PoWの大きな特徴は、ブロックチェーン上でおこなわれた取引に対して、膨大な処理を伴う改ざんや二重取引の検証作業（マイニング）を「競争形式」でおこなわせていることです。

競争に勝った人、つまり正確かつ最もはやく検証作業（マイニング）を終え、ブロックをチェーンに繋いだ人には、ビットコインが新規発行され報酬が与えられます。

計算に成功して報酬を得られるのは1ブロックにつき1人だけなので、このマイニング作業をおこなうマイナーと呼ばれる人たちは常に競争関係にあります。

マイニングはコンピューターの計算スピード勝負なので、計算速度を高めるべく、マシンを何百台もつないでマイニングをおこなう「マイニング工場」まで存在するほど影響力があります。

この方法が生み出される前は、不特定多数の参加者に自ら進んで正しい選択をさせることは不可能だとされていました。

しかし、PoWでは、検証作業にインセンティブを与えたことで、相対的に不正をするメリットがなくなり、この問題は解決されたのです。

このPoWにより、システムの管理者やネットワークの中央管理者がいなくても、正しい合意形成が実現され、ビットコインは現時点まで正しく運営され続けています。

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【まとめ】ブロックチェーン技術はこれからの時代に不可欠な実用品！

今回はブロックチェーン技術を入門者向けにわかりやすく解説しました。

繰り返しにはなりますが、この記事の重要なポイントは以下のとおりです。

ブロックチェーンの大きな特徴として、上記の4つがあげられます。

このような仕組みに支えられてブロックチェーンは成り立っているということを理解しておきましょう。