ブロックチェーンとは何かわかりやすく解説!仕組みや活用の可能性も紹介

近年では、暗号資産やNFTなどの需要が高まっているので、「ブロックチェーン」という言葉を聞いたことがある人は多いでしょう。

ブロックチェーンは暗号資産のシステムを構築する重要な仕組みであり、今後はさまざまな分野で活用されると見込まれています。

そこで今回は、「ブロックチェーンってなに?」「仕組みはどうなっているの?」とお悩みの方に向けて、ブロックチェーンがどのようなものか特徴について解説します。

メリットやデメリットについても触れるので、ぜひ参考にしてみてください。

ブロックチェーン技術とは何かわかりやすく解説

ブロックチェーン

ブロックチェーンとは?

ブロックチェーンとは、暗号資産などの情報を管理・記録する技術のことであり、日本語では「分散型台帳」という意味です。

暗号資産に関係するさまざまな取引データは、「ブロック」と呼ばれるものに保管されています。このブロックが鎖で繋がれたように蓄積されているため、ブロックチェーンと呼ばれています。

通信網上に存在しており、それぞれの取引データを共有し相互管理する仕組みです。
 各ブロックには改ざん耐性があるだけでなく、複数の暗号アルゴリズムを使用しているため、正確なデータ・情報を担保できます。

そのため、高いセキュリティ強度を保ち、取引の正確性や透明性が実現できるため通貨の価値が保たれています。

暗号資産は仮想通貨とも呼ばれる通り、「通貨ですが実体はなく」法定通貨のような発行主体はありませんが、この技術により価値を保てているのです。

ブロックが生成される「マイニング」

各ブロックには、取引データを含むさまざまな情報が保存されています。このブロックは取引の正確性を担保するために、データを共有・監視したり複雑な計算を行っています。

この作業のことを「マイニング」と呼び、ビットコインでは作業をした報酬として新しい通貨が与えられる仕組みです。この仕組みにより通信網が適切に維持・運用できるようになっています。

ブロックチェーンと暗号資産の違い

主に暗号資産で使われているため、「ブロックチェーン=暗号資産」と考えている人は少なくありませんが、暗号資産は通貨です。

 ブロックチェーンは正確な情報・データを管理する仕組みであり、ビットコインを開発する過程で誕生しました。

ビットコイン以外にもさまざまな種類の通貨がありますが、その多くの種類がこの技術を基盤として成り立っています

ブロックチェーンの種類

ブロックチェーンの種類

ブロックチェーンは大きく次の3種類に分類されます。

パブリック型(パブリックチェーン)

パブリック型は、中央管理者がおらず人数が決まっていない大勢のユーザーで管理しています。取引されているデータがインターネット上に公開されていることが特徴で、透明性が高いことが特徴です。

そのため、パブリックチェーンは「オープンチェーン(オープン型)」とも呼ばれます。

 決まった管理者がいないため、ルールを変更する際は一定水準を満たした数のユーザーの合意が必要です。

合意が得られるために時間がかかることが多く、ルール変更が難しいのも特徴の1つです。

コンソーシアム型(コンソーシアムチェーン)

コンソーシアム型は、複数の組織・グループによって管理されている種類です。管理者が存在することもあり、オープン型と違って参加者が限定されています。

参加しているユーザーが少ないため合意までが早く、ある程度の合意を確保する必要があるため透明性も担保できています。

複数の組織が運営に関わっているため、合理的なセキュリティ対策を講じることも可能です。

プライベート型(プライベートチェーン)

プライベート型は単体の管理者が存在しており、コンソーシアム型よりも参加者が限定されています。個人や組織が管理しており、単体での運営になるためルール変更なども簡単に行えるのが特徴です。

一般企業や金融機関などで使われることが多く、参加するためには許可が必要であるため「許可型」とも呼ばれています。

ブロックチェーンの仕組みや活用の可能性

ブロックチェーンと暗号資産

P2Pネットワークを採用している

ブロックチェーンの仕組みには「P2Pネットワーク」が採用されています。P2Pは「Peer to Peer」という意味であり、Peerは通信網に接続した端末のことです。

つまり、暗号資産のネットワークを通じた端末同士が相互に繋がり合い、データを複数の端末に分散して情報を共有しています。

 この方法であれば、複数の端末にデータが分散しているため、1つの端末がダウンしても通信網全体が停止する心配はありません。

また、ハッカーの攻撃を受けた場合でも、全てのデータを探して不正利用することは不可能に近いです。データの一部が破壊された場合でも、他のデータから元のデータを復元することも可能です。

このようにP2Pを使ってデータを分散して管理しつつ、ユーザーが相互に監視することで通貨の価値を保っています。

暗号化技術が導入されている

ブロックチェーンには暗号化技術が導入されており、安全性を高めています。暗号化技術により、やり取りしたデータは公開鍵と秘密鍵の2つの鍵によって守られています。

そのため、もし通信網上から情報が盗まれたとしても、内容を見ることはできません。

このように取引した情報を暗号化することで、安全に通貨の管理を行えるようになっています。

PoW(プルーフ・オブ・ワーク)という承認の仕組み

ブロックチェーンのシステム

暗号資産の多くは「プルーフ・オブ・ワーク(Proof of Work)」という仕組みを採用しています。

このシステムは、先程の「マイニング」と同じ考え方です。多くの通貨は、その仕組みを支える中央管理者はいません。

中央管理者がいない場合でも通貨の価値を保ちデータが不正利用されないのは、PoWという仕組みを使っているからです。

 PoWでは暗号資産を支える仕組みに必要な計算をユーザーが行い、データを承認することで新しいブロックが生まれます。

この作業の報酬として通貨が与えられることもあるので、計算を行うユーザーが存在し続けている限り仕組みが成り立っています。

スマートコントラクトによる今後の可能性

スマートコントラクトとは、ユーザー同士で共有する取引ルールのようなものです。作業の複雑さ・相手との信頼度などに関係なく、確実で透明性の高い業務を実現する仕組みでもあります。

不正利用されにくいため、人の手を介せずに契約内容を自動で実行してくれるのです。第三者を介することなく確実で透明性が高い契約ができるため、プロセスを自動化できるでしょう。

その結果として、取引時間の短縮化や人件費の削減などに繋がります。この仕組みを活用することで、さまざまな分野で業務の効率化が図れると期待されています。

ブロックチェーンの活用事例

ブロックチェーンの活用

ブロックチェーン技術は、正確性・透明性があり、改ざんされにくいなどセキュリティ水準も高いため、さまざまな分野での活用が期待されています。

アート分野で注目されている「NFT」

NFTとは「Non-Fungible Token」の略であり、日本語では非代替性トークンという意味です。

芸術アート・音楽などに対して、唯一無二の資産である証明をネットワーク上に記録します。そのことで、データの改ざんや不正利用が困難になるため、安全にデータのやり取りを行えます。

このNFTの技術は、今まで資産価値がなかったものに価値を付与することができるのが特徴です。

デジタル資産の希少性を担保することもできるため、現在では投資用の資産としても注目されています。

資金調達での利用

暗号資産の技術を使うことで、資金調達や公共サービスで利用されている事例があります。通貨を送金手段として利用することで安全性が高く、金融機関を介さないため手数料を抑えられるのです。

例えば、株券・有価証券などを電子化し通貨を使ってやり取り・管理をします。そのことで、安全性を高めつつ運用コストを下げることが可能です。

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

システムが完全に停止しにくい

P2Pは一般的なサーバ・クライアント方式よりもシステムダウンをしにくいです。

従来のサーバ・クライアント方式の場合、サーバに障害が発生してダウンしてしまうと全体が止まってしまいます。

 P2Pの場合であれば、ネットワークに参加している端末が複数あり、それぞれで管理しています。

そのため、通信網の一部の端末がダウンしてしまっても、全体が停止してしまうことは基本ありません。また、管理しているデータも通信網全体に分散されています。

攻撃を受けたとしても、通信網全体に分散しているデータを全て削除しない限り情報が失われることもありません。

システムの運用コストが小さい

P2Pによって運営されることで、運用コストを抑えることも可能です。

ビットコインのような世界中で使われている暗号資産のシステムを、一ヶ所で一元管理しようとすると非常に規模が大きい環境を構築しなければなりません

 環境を作り上げるだけでなく、運用コストも大きくなるでしょう。しかし、P2Pにより運用の負担を世界中に分散させることで、運用コストも分散することが可能です。

実際に、マイニングなどで運用に参加している人数は多く、それぞれが少しずつマシンパワーを提供することで、コストを抑えて運用できているのです。

セキュリティの水準が比較的高い

ブロックチェーンのセキュリティ

ブロックチェーン全体で考えると、セキュリティ水準は比較的高いです。暗号資産と聞くと、ハッキングで資産が流出するので怖いというイメージを持つ人もいるでしょう。

しかし、攻撃による被害を受けているのは通貨を構築する仕組みではなく取引所です。多くの通貨はハッカーなどの攻撃によりシステム全体が停止したことは少ないです。

ここまでの紹介の通り「P2Pで分散」「暗号化技術」などの技術を使うことにより、セキュリティレベルを向上させています。

取引データ・契約などの透明性が高い

ブロックチェーンで行われる取引は、内容の透明性が高いことも大きなメリットです。

まず、P2Pを採用することで、データが分散されて保管されているだけでなく相互監視も実施しています。

 ブロックの中の取引データを改ざんすると、記録されていた数値が違うものに置き換わるため、世界中の端末によってすぐに改ざんされたことが判明します。

従来の取引・契約では、相手を信用する・第三者を介することで成り立っているでしょう。改ざんなどの不正が起こりにくいため、高い信頼性・透明性を実現しているのです。

マイニングで収益を得られる

マイニングによる報酬・収益を得られるのもメリットです。ブロックチェーンの維持・管理には、マイニング(採掘)という作業が欠かせません。

このマイニングは単純な計算を膨大に行う必要があるため、一定水準以上のスペックのマシンが求められますが、計算の対価として通貨を得られます。

価格が上昇している通貨であれば、購入するのではなくマイニングにより獲得できるチャンスがあります。

ただし、通貨の種類によって発行上限数に達しているなど、マイニングの詳細は変わるため注意が必要です。

ブロックチェーンのデメリット・欠点

ブロックチェーンのデメリット

一度記録されたデータは削除できない

ブロックチェーンでは、取引データを不正利用できないメリットがありますが、同時に記録されたデータを消すことができないことを意味します。

仮に、ブロックに保存したくない情報が混入してしまっても、消すことはできません。この技術は通貨に限らず、さまざまな分野での活用が期待されています。

 そのため、氏名・年齢・住所・連絡先など、個人情報をブロックチェーンを使ってやり取りするケースも考えられます。

このような場合でも、一度ブロックに格納された情報は削除できません。何かWeb上のサービスを利用する際に、この技術を利用しているのであれば、十分に注意する必要があります。

処理能力と障害体制を両立しにくい

P2Pにより、各マシンに処理を分散することができます。しかし、ネットワークに参加している端末の全体的なスペックが低ければ、処理能力は頭打ちになるでしょう。

また、低いスペックの機器を除き、高いスペックだけで構成した場合、今度は障害耐性が低くなってしまいます。ビットコインのように、世界中に運営やマイニングなどに参加しているユーザーがいる場合は特に問題になりません。

ユーザー数が少ない通貨の場合だと、処理能力と障害耐性の課題が発生するので注意が必要です。

データの急増による処理速度低下の恐れがある

データの増量

利用するユーザー数が増えれば、その分だけ取引データの総量が増えます。

ネットワークに参加しているマシンのスペックが高くならない限りスペックは上がらないため、データ増量により処理速度が低下する可能性は高いです。

短時間に大量のデータを処理しなければならない状態が発生すれば、システム全体が機能しなくなる場合も考えられるでしょう。

まだ規模が小さいときは、処理速度の問題を解決する対策を講じる必要があります。

不適切な参加者を拒否できない

ブロックチェーンは誰でも参加できることがメリットの一つです。しかし、場合によっては悪意がある個人・組織がネットワークに参加する可能性もゼロではありません。

また、このような参加者を拒むこともできないのです。このような悪意がある参加者によって、全体が攻撃されるリスクがあります。

量子コンピューター・悪意のある組織による改ざんリスクがある

ブロックチェーンには「51%問題」という課題があります。これはパブリックチェーンでは、不正な内容でも過半数を超えることで承認される可能性があるという問題です。

 量子コンピュータなどを使い全体の半分以上の処理能力を持つとき、取引データを悪意があるユーザーが改ざんする可能性があります。

ビットコインを始めとする主要な通貨の場合、規模が非常に大きいため量子コンピュータを使っても、過半数を超える処理能力を実現するのは難しいでしょう。

しかし、新たに誕生したばかりの規模が小さい通貨であれば、参加者数が少ないため処理能力のシェアを獲得しやすいです。

悪意があるユーザー同士がグループを組み、小規模のパブリックチェーンに参加することで不正利用されるリスクは十分にあります。

新しいサービスや通貨の場合、このようなリスクを把握した上で利用するか判断することが大切です。

ブロックチェーン技術の進展で仮想通貨投資はどうなる?

様々な分野で活用されているブロックチェーン技術ですが、仮想通貨のほとんどはその技術を応用して成り立っています。

今後の発展に乗じて仮想通貨全体の価格があがる可能性はあるでしょう。より一層ブロックチェーン技術を用いたサービスが定着してくれば、仮想通貨投資で利益が出ることもあるかもしれません。

特にETHなどの、スマートコントラクトに関係する銘柄は今後需要が伸びるのではと予想されています。

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取扱暗号資産数 18種類
・ビットコイン(BTC)
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・ライトコイン(LTC)
・ビットコインキャッシュ(BCH)
・モナコイン(MONA)
・ステラルーメン(XLM)
・クアンタム(QTUM)
・ベーシックアテンショントークン(BAT)
・アイオーエスティー(IOST)
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出典:Coincheck

まとめ

この記事では、ブロックチェーンとはどのようなものか、特徴について解説しました。

暗号資産の価値を保つための信頼性が高いシステムであり、今後はさまざまな分野で活用されることが期待されています。ブロックチェーンのメリットは多いですが、同時にデメリットもあります。

そのため、今後登場する技術やサービスを利用する際は、十分に注意しましょう。
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