ブロックチェーンとは ~やさしく仕組みを覚えて仮想通貨を楽しむ~

 

そうした声にお応えしたいと思います。

 

仮想通貨といえばビットコインが一番有名ですね。

ただ、ビットコインにはもちろん、他の仮想通貨にも共通してある技術が使われていて、それがブロックチェーンですね。

 

例外もあるのですが、仮想通貨をもっと理解して仮想通貨を楽しめるようになるためにはブロックチェーンを知ることはとても重要です。

 

皆さんも仮想通貨で使われている仕組みを理解して、いろいろな通貨の違いを考えながら推しの通貨を自分で選べた方が楽しそうだなあと思いませんか？

 

この記事ではブロックチェーンが一体どのようにして、銀行の代わりを果たせるほどの技術よばれているのかそのワケを解説していきます。

 

書き手の私はと言うと、海外の記事なども読みあさりながら仮想通貨に関する記事を 170記事 を超えて自分の時間をたくさん使って書いてきました。

人が読みやすい工夫も行ってきたので、その辺の記事よりも読みやすいことは保証できます。

 

ブロックチェーンに関してはどうしても専門用語が多くなりがちなのでできるだけ専門用語を使わないように解説しました。

 

だからと言って表面的なことばかりの内容にはならないように心がけました。

 

この記事を読むことで、なぜブロックチェーンが「次世代のインターネット」と呼ばれているのかが理解できるようになります。

 

それでは解説してきましょう。

 

ブロックチェーンはそもそも何をしてくれるの？

ブロックチェーンは人々の取引履歴を第三者を通さずに安全に保管することができる暗号化の技術です。わかりにくいですね。

 

実際には人の動きが必要なのですが、そこはゲーム理論的な報酬デザインがなされていて、人々が自然に不特定多数の取引履歴をチェックするように動いてくれます。

ますます分かりにくくなったかもしれません笑

 

ではブロックチェーンとは一体なんなのかを一言でいいます。

それは 「透明性が高くて全自動化で動く台帳」 のことです。

もう少し難しくいうと「自律分散型台帳のプロトコル」とも言えます。

 

普段、会計に関わる業務などに携わっている人であれば台帳と聞くと馴染みがあるかもしれません。

台帳とは家計簿のようなものですね。

 

何にお金が移動したのかを記載するものが家計簿であれば、ブロックチェーンは情報がどのように移動（変化）したのかを記載してくれます。

 

要するにブロックチェーンのシステムが自動で家計簿をつけてくれてしかも、世界中の誰がどう見ても嘘偽りのない正しい書き込みになると認められるような家計簿をつけてくれる技術がブロックチェーンです。

 

そして、家計簿をつけるには人の協力も必要ですが、家計簿をみんなの代わりに記載してくれた人にお金（仮想通貨）を対価として受け取ることができるのでシステムが成り立ちます。

 

ブロックチェーンは後から名付けられた名前

もともと「ブロックチェーン」という名前はついていませんでした。これはビットコインをつくったサトシナカモトがレポートを提出した時にはついていなかったということです。

 

2009年に「P2P電子マネーシステム」というタイトルで論文が提出されP2Pの技術を用いた技術ということが強調されていました。

P2Pとはネット上でのやり取りを純粋に１対１で行える技術のことです。

一言もブロックチェーンという言葉はいっていないんですね。

 

P2Pとはどういうことかというと、例えば、Gmailで相手にメッセージを送るにしても「Google」を経由しないとメッセージをやり取りできません。

音楽を販売したいのであればiTunseの「Apple」を経由しなければなりません。

 

そうした中間地点を省くための技術がP2Pになります。

 

ではなぜP2Pを応用して作られたブロックチェーンがなぜ「ブロックチェーン」と呼ばれるようになったのでしょうか。

 

常に一つ前のブロックを参照しなければならない仕組み

なぜ、ブロックチェーンがブロックチェーンと呼ばれるのかは、ブロックチェーンが取引履歴を保存するための仕組みに秘密があります。

理由としては３つあります。

 

 

要するに、一つ昔のブロックについている「暗号化した値」を毎回、参照してさらに暗号化にかけることで新しいブロックを作ります。

それは当然ですが連続で暗号をかけていくことになります。

 

連続して続く暗号はまるで扉に鍵をかけている「鎖」を象徴しています。

 

なので「ブロック」と連鎖的な暗号のつながりをもった「鎖」が合わさってブロックチェーンと呼ばれています。

 

暗号化に暗号化を重ねていけば、当然、解読が難しくなりますよね。

縫い物をやっていて糸が絡まったら一番先っぽの方から、ほどいていきます。それと同じようにどんどん暗号化が進んでいきます。

 

だから「ハッキングが難しい」「仮にできたとしても直近のブロックの内容を変えるくらいしかできない」と言われています。

 

「参照する値」について詳細を書くと専門用語がふえてしまいますが、「ブロックヘッダーハッシュ 」と別名で呼ばれています。（より正しくは Previous Block Header Hash です。）

 

ビットコインの「参照する値」である「ブロックヘッダーハッシュ」には頭に 0 の数字が連続的に表示されているのが特徴です。

 

なぜ頭に 0 の数字が多いのでしょうか。０ の多い理由について簡単に触れておきます。

 

「ブロックヘッダーハッシュ」は第三者（人）がコンピュータを使って２回の特別な計算式に数字をいれて計算させられます。

 

その計算結果に元の「ブロックヘッダーハッシュ」と同じように 0 の数字がたくさん並んでいる値が出ればブロックを生成する権利を第三者がもらうことができます。

ブロックの生成が無事に終わると報酬として仮想通貨がもらえます。

 

こうすることで ” 家計簿 ” を持続的につけていくことができるようになります。

 

0 の数字が連続で出てくる確率はひっじょーに低いので 0 の数字の計算結果をだすと「あんたが一番計算してくれたんや」となります。

計算してくれたご褒美にブロックを正式に生成できるようになります。

 

↑実際の0の数字が続く参照する値（緑の数字は参照する値で、灰色は参照する値からできた値）

 

そしてビットコインの場合はビットコインを報酬としてもらうことができます。

 

だから、 0の数字をみんなで頑張って計算してだそうとします。 0 の連続した数字は計算した努力の結果でもあるんですね。

 

ブロックの内容についてもう少し詳しく

ビットコインの場合のブロック単体についても少し触れておきたいと思います。

 

 

以上の４つの中身に分けることができます。

 

❶.ブロックサイズは1MB

上に記載しているように、ビットコインの場合は 1MB までのデータを処理できます。

 

ただし、1MB をまるまる全部使えるわけではなく、もともとブロックの処理に必要なデータのサイズや、ブロックそのもののデータサイズもあります。

 

1MB をまるまる使える訳ではありませんが、ビットコインのブロックチェーンでは1MBのサイズいっぱいまでの送金履歴（Aさん→Bさんにビットコインを送金）を保管できます。

送金履歴を保存する際に、送金履歴いがいにも色々な計算用のデータも一緒に保管します。

 

もともとは  32MB というもっと大きな数字で設計されていました。

ですが、データ転送する際にデータ転送するための速度が大きい人しか利用できなくなるため 1MB になりました。

（省エネのためでもあります）

 

ちなみに 1MB というブロックの大きさは写真1枚くらいのサイズ感です。

音楽だと1曲あたり3MBとかのサイズになると思います。

 

❷.参照する値は暗号化した値

参照する値は暗号化した値です。

暗号化するためには元の数字を特殊な計算にかけないといけません。

ビットコインの場合の特殊な計算は SHA256 という専門用語で呼ばれています。

 

この計算方法でどんどん計算していき、 0 の数字がブロック生成時の決められた数だけ連続で出るようになればブロックを生成できます。

 

❸.処理用データにはデータ圧縮や生成時間の処理などが入っている 

実際にブロックの中には色々なデータがもともと入っています。

 

• データを圧縮するためのデータ（マークル木）
• 時間を記録するデータ（タイムスタンプ）
• 計算難易度データ（ディフィカルティ ターゲット）
• 参照する値と一緒に使うデータ（ナンス値）

 

こうしたものも一緒にセットになって保存されるんですね。

 

❹.送金履歴には「送金回数」と「実際に送金を果たした人の送金回数」が保管される

ブロックの中には送金カウンターのようなものがあり、「何人が送金したのか」と「実際に送金できた人は何人か」の件数を一緒に保存します。

 

実際のリアルなブロックの中身

詳細は省きますが、実際のビットコインのブロックの中身は↑の画像のようになっています。

 

538,240個目のブロックになります。

2896件分の取引履歴がはいっています。

 

ブロックチェーンはどこまでをブロックチェーンというの？

今や世界中でいろんな所で「ブロックチェーンが世界を変えるんだ」と囁かれていますね。

自動車、不動産、ゲームなど色々な世界を変えてくれると話題になっています。

 

ですが、先ほどまでに説明してきたように、「参照する値を参照（暗号化）しながら次のブロックをつくる」この工程の範囲がブロックチェーンです。

 

たったこれだけのことなんですね。

 

ですが、これだけのことを「政府に潰されない」「ハッキングされない」「バグが発生しない」で行うことができるから “スゴイ” と言われています。

 

そして、それを応用していったら スゴイ こといっぱいできるじゃん！ということで世界中から注目を浴びています。

 

ただ、これだけのことなのに大げさにいうメディアも多かったりするので少し冷静に見ると良いかと思います。

 

技術はあってもそれぞれの業界にある習わしが一気に塗り変わるわけではありませんからね。

 

仮想通貨は存在そのものが銀行？

仮想通貨はよくバーチャルなお金なんだからおもちゃと変わらない。というように言われることがあります。

皆さんはどう思いますか。

 

先ほどまで説明したように、ブロックチェーンは「透明性が高くて全自動化で動く台帳」として機能します。

銀行も機能としてみれば「人の信頼の上で回っている人のチェックを挟んで動く台帳」です。

 

どちらも書き込み方が違うだけで同じ「台帳」としての機能を持っています。

 

ただ、銀行の場合は誰かがテッペンに立っています。テッペンにいる人が悪さを考えればいつでも嘘の台帳を書き込むことができます。

 

一方でブロックチェーンはテッペンには誰も立っていない仕組みになっています。

ブロックチェーンでは銀行がやっていることを安全で、透明性があり、不正されない形で全自動化して行われています。

 

要するにビットコインの場合であれば、ブロックチェーンの存在そのものが「お金」であると同時に「銀行の機能」でもあります。

 

仮想通貨が「お金」と「銀行の機能」が一体化している存在と考えるとバーチャルなおもちゃのマネーという軽いものには見えないのではないでしょうか。

 

 

スマートコントラクトはブロックチェーンの応用技術

「スマートコントラクト」という専門用語をここで説明しますね。

 

「スマートコントラクト」とはブロックチェーンを応用して 「送金」 + 「情報」のやり取りをできるようにした技術です。

ちょっとわかりにくいですね。

 

ここまではビットコインのブロックチェーンを想定してお話してきました。

ですが、ブロックチェーンは当然ですがビットコイン以外にも使われています。

 

理由としてはビットコインには限界があったからです。ビットコインとは「送金に特化したブロックチェーン」だったからですね。

 

実際には送金以外のこともできたのですが、もともとの使い方ではなかったので送金以外の目的では使いにくいものでした。

 

そこに「送金以外のやり取りにも特化したブロックチェーン」として現れたのが “イーサリアム” と呼ばれる仮想通貨でした。

 

イーサリアムについて詳しく知りたい人は下の記事が詳しいです。

 

“イーサリアム” の場合はもっと「お金」よりももっと抽象的な「情報」もやり取りできるようになっています。

仕組みとしては自動販売機の仕組みととても似ています。

 

例えば目の前に自動販売機が置かれているのを想像してみてください。

 

そこに、「お金」 を入れたら代わりに 「音楽」 をもらえました。

そこに、「お金」を入れたら代わりに「著作権」をもらえました。

 

「音楽」や「著作権」は “情報” ですよね。

 

実際にジュースのように物体が出てくるわけではありませんが、同じように「音楽」や「著作権」のやり取りが行えます。

こうしたやり取りを「スマートコントラクト」と呼びます。

 

イーサリアムと呼ばれる仮想通貨のブロックチェーンでは「スマートコントラクト」を実際に行えます。

 

より詳しくは下の記事に書いています。

 

ブロックチェーンの応用技術〜サイドチェーン〜

ブロックチェーンには他にも応用した技術があります。その一つはサイドチェーンです。

少し中級者向けの内容なのですが、簡単に説明します。

 

サイドチェーンとはブロックチェーンにそのまま派生させる形で新しいブロックチェーンを作ります。

木の幹がメインのブロックチェーンとすると、木の枝がサイドチェーンになります。

 

木の枝であるサイドチェーンで問題が起こった場合は木の幹であるメインのブロックチェーンにダメージを受けないように回避できる技術になっています。

 

詳細について知りたい人は下の記事がオススメです（中級者向けの内容です）

 

ブロックチェーン間を行き来する技術 ~クロスチェーン~

他にも関係のないブロックチェーン同士を行き来する技術であるクロスチェーンが開発されています。

これもまた難しいので知識として知っておくくらいで良いかと思います。

 

クロスチェーンに関連する記事はこちらです（中級者向けの内容です）

 

非中央集権とブロックチェーンの関係

ブロックチェーンは全自動化で動く台帳というように説明してきました。

ですが、それと「非中央集権」とはどのように関わっているのかはイマイチかもしれません。

 

そもそも「中央集権」という言葉になじみがなかったりしますよね。

 

「中央集権」とは管理人が必ずいて、管理人に管理されている世界のことを言います。

「非中央集権」は誰も管理する人がいないで１対１でやり取りできる世界のことを言います。

 

「中央集権」という言葉はすごーく範囲がひろくて、親から会社、政治、国までの範囲でも使えます。

なので世界中のどこに言っても程度の差はあれほとんど「中央集権」になっています。

どこにいてもイロイロな意味での管理人はいますから当然ですね。

 

取り締まってくれる人がいるのは迷惑な反面でありがたいこともありますが、たまに悪いことを考える管理人がいます。

 

私たちはすべての職業ではたらくことは出来ませんので必ず誰かに管理されますけど、管理する人はえらべませんよね。

 

ブロックチェーンの場合は勝手に動いてくれるので誰にも管理されていません。

実際の現実の話でいえば、間接的に政治やコンピューターの会社に少しコントロールされています。

それでも今までの「中央集権」に比べると誰にも管理されていません。

 

ブロックチェーンは台帳の仕組みをただただ、提供してくれるマシーンのような存在なので、ロボットのように仕組みを与えてくれます。

純粋なブロックチェーンのセカイは大人の汚い政治とは無縁のセカイなんですね。

 

ブロックチェーンの現実世界での応用事例

ブロックチェーンそのものの技術開発はもちろん、現実世界でもベンチャーからIBMやウォルマートと行った名だたる企業もプロジェクトを同時進行で走らせています。

 

特に物流業界などはブロックチェーンの導入が期待されている分野なので面白い事例になっていくと思われます。

実際の応用事例を知りたい人は下の記事を読んでみてください。

 

他にも、不動産業界や医療業界などにも応用をしていくように世界的にプロジェクトが増えてきました。

例えばファクタムという仮想通貨は医療業界で応用するプロトタイプ製品ができています。

詳しい内容はコチラです。

 

dAppsと呼ばれるブロックチェーンのWebサービスも応用例です。興味があれば目を通してみてください。

 

 

皆んなの力を借りなければ本領を発揮できないブロックチェーン

ブロックチェーンは  “全自動化” ということを強調しました。

ただ、実際にブロックを作ってくれるのは人の動きがあってこそです。

 

報酬を目当てに、ブロックの生成をさせることをコンピューターに命令させる人がいなくてブロックチェーンは成り立ちません。

 

実際にブロックを作ってくれる人たちが集まらなかったら実は「不正」をされてしまいます。

具体的には「二重支払い」などのリスクがあります。（ビットコインの場合）

 

必ず悪さをしようとしてくる人は出てきます。ブロックチェーンも同じです。

ブロックチェーンの場合はこれから生成するブロックに悪さを仕掛けることが一番基本です。

 

これから生成するブロックに悪さを仕掛けるためには “確実にブロックを生成する権利” をもらって、不正した結果を「不正がなくてオッケーだったよ！」とみんなに伝えることで可能です。

 

ですが、それを実現するためにはみんなのコンピューターマシンの過半数以上の力が必要です。

 

ドラゴンボールの元気玉を想像すればわかりやすいかと思います。

 

悪さをする人の力が 100 あるとすると、みんなの力を合わせて 101以上 の力の元気玉が必要です。

ハッカーが51%の計算能力をもっていると不正されるので、みんなの力を合わせて 51% 以上の計算能力が必要です。

 

実際のところ、ビットコインは世界中の人がブロック生成するために計算している量は膨大なので実質的に過半数の力をハッカー側が得ることはかなーり難しいです。

できるとすれば、組織によるもので、利益とは別の目的で動かないとかなり厳しそうです。

 

逆に、ビットコイン以外の人気のない仮想通貨になるとハッキングされて通貨そのものが 0円 に近い価値になる恐れのものもたくさんあります。

 

ブロックチェーンを分岐する○○フォーク

よくビットコインがイーサリアムがハードフォークしたなどと言われています。

どちらも、ブロックチェーンのそれまでの取引履歴を引き継いだまま新しいブロックチェーンを作ります。

 

フォークには２種類あります。

 

 

❶. ハードフォーク

フォークとは分岐という意味です。

 

ハードフォークの場合は”ブロックチェーンの機能” を変更させた状態でそれまでの取引履歴を引き継いだまま新しいのブロックチェーンを生成します。

 

❷. ソフトフォーク

ソフトフォークでは “ブロックチェーンの機能” はそのままにした範囲でできる変更を加えます。もしくは全く変更を加えません。

 

その状態で取引履歴を引き継いだまま新しいのブロックチェーンを生成することをソフトフォークと呼びます。

 

要するに仮想通貨にあった元の仕様は変えないということですね。

 

ハードフォークとは何かについての詳細は下の記事で図解とともに解説しています。

 

ビットコインもかつてはハードフォークしました。ハードフォークするまでは合意を得ることがとても難しかったんですね。

 

そうしたビットコインの過去についてはビットコインキャッシュの記事に書かれています。

興味があれば読んでみてください。

 

ブロックチェーンのデメリット

そうした声もありますよね。

 

ブロックチェーンは今まで銀行がやってきたことを自動化してくれてしかもハッキングされないし不正もできないからスゴイ！

確かにここまではこのように言ってきました。

 

ですが、実際のところ、ブロックチェーンにもデメリットがあります。

４つほど大まかなデメリットがあります。

 

 

上記の４つの問題があるように美味しいところだけではありませんね。

 

❶. 送金ミスしても誰にも止められない

ブロックチェーンは送金ミスしても誰にも止められません。

管理人がいるワケではないので、結果は誰にも覆せないということですね。

 

実際には開発者のコミュニティの人たちが頑張ればできるんですが、本当に最後の切り札です。

 

❷. 安全に実装することが難しい

普通のソフトウェアだとバグはつきものです。

ですが、ブロックチェーンの場合は仕組みはシンプルな方ですがバグを発生しないように作らないといけません。

 

猿も木から落ちるではないですが、最初からバグが発生しないコーディングはけっこーな難易度だと思います笑

 

イーサリアムの中の大きなプロジェクトがありました。DAOと呼ばれるもので、当時 65億円 相当のハッキングを受けました。

 

原因は本当に初歩的なコーディングのミスだったそうです。

 

❸. 気軽にアップデートできない

誰かが管理人であるワケではないのでみんなの意見を聞いてからしかアップデートできません。

ですが統一見解を得るのは難しいですよね。

 

ですので終わらない会議と派閥がたくさん生まれてしまいがちです。

ですので気軽にアップデートできないのがブロックチェーンのデメリットです。

 

❹. 利用者の急な変化に対応しにくい

急に人気になってキャパシティーオーバーしてしてしまっても先ほどいったように、アップデートを気軽にできません。

そのため、大幅な送金の遅延が起こったりします。

 

特にビットコインでは急な高騰によって大幅な遅延が発生しました。

今までのソフトウェアのように足りない分は足し算でサーバーを増やそう！といったようにはできないのが問題です。

 

問題はいっぱいあるけど

問題はたくさんありますが、今までいった以上のメリットもあります。

特に銀行のような人がたくさん関わっている組織の代わりになってくれるとメリットの方が上回りますよね。

 

また、なんどもハイパーインフレでお金が紙くずになってしまう国もあります。

そうした国の国民は今まで頑張って闇両替所でドルを集めたり、ゴールドをがんばって買ったりしていました。

 

その緊急避難先としてビットコインをはじめとする仮想通貨が買われたりしています。

ハイパーインフレは他人事ではありませんし、資産が紙くずになると人命に関わってきます（病院にもいけなくなるからです）

 

すべての場所でメリットが上回るワケではありませんが、良い場所で使うと人を助けることができるのがブロックチェーンでもあります。

 

ブロックチェーンではない技術

仮装通貨と呼ばれているものは実はブロックチェーンだけでつくられているワケではありません。

 

ILP（インターレジャープロトコル）

ILPとは仮装通貨のリップル（XRP）で使われている技術です。

 

ブロックチェーンが “銀行そのものを置き換える” ものであれば、ILPは “銀行のシステムを置き換える” 仕組みです。

 

“銀行のシステム”は何かというと、国際送金のシステムです。

 

国と国の間という文化の違うもの同士が入ってくるとたくさんの仲介がたくさん入らないといけなくなります。

 

本来必要ないはずの仲介をILPに置き換えようということで開発されています。

 

DAG

DAGは 0円 で送金できる台帳システムの技術です。代表的な仮想通貨に ByteBall や ADK と呼ばれるものがあります。

今までのブロックチェーンは第三者が代わりにブロックを生成してくれていました。

 

DAGではブロックは出てきませんが、自分が送金を行ったら、自分より前の時間に送金した人の取引履歴を自分が不正がないのか確認します。

 

自分が取引履歴を確認する仕組みによってDAGは動くので送金手数料が 0円 になっています。

ただし、まだ普及には時間がかかりそうなので今後どうなるのかはわかりません。

 

ビットコインにはなぜ送金手数料がかかるのでしょうか。時期によってはとても高いです。

そのことに関する記事は下の記事が詳しいので興味がある人は読んでみてください。

 

新しいブロックチェーン関係の技術もつくられていますがまだ 9割以上 はブロックチェーンがメインだと思います。

 

ブロックチェーンを勉強できるWebサービス

分かりやすく説明するためにビットコインを中心としたブロックチェーンの解説をしました。

 

ですが、ブロックチェーンの楽しさを一番提供しているのはイーサリアムと言う仮想通貨です。

 

ですので「ブロックチェーンで何かを作りたい」となった際に、イーサリアムを学ぶことが基本になっています。

 

そして、そんなイーサリアムで使われているプログラミング言語（Solidity）を勉強できるサービスがクリプトゾンビとよばれるゲームです。

 

実際に私もプレイしてみたましたが、面白かったです。

簡単な穴埋め問題かなと思っていたら、意外に自分で考える問題も多いのでブロックチェーン学習の良い導入になると思います。

 

私の周りにいたエンジニアの人もクリプトゾンビは楽しくて良かったよ、と評判は良かったです。

 

ですので、とりあえず何かブロックチェーンを初めてみたいとなったら、何の準備もなしにできるクリプトゾンビが学習にオススメです。（無料です）

日本語にも対応しています。

クリプトゾンビをプレイしてみる

 

ブロックチェーンとは まとめ

ブロックチェーンはまだまだ世の中に認められてから歴史が浅い技術です。

 

そのため、一部の取引所では大きなハッキングが起こっているのも事実です。

とはいえ、ビットコインのように参加者が多くない通貨ではまだまだセキュリティで心配なものも多いのが現実です。

 

ブロックチェーンの技術については今後も進化していくように変わっていったらなと思います。

 

仮想通貨を始めてみたいと思った人へ

ビットコインバーゲンでは仮想通貨を始めてみたいと思った人のための記事を書いています。

 

よく、一部分のお得な所だけを取り出して比較している記事などありますが、人の使い方によって取引所は使い分けるべきだと思っています。

 

あなたの用途に合わせて仮想通貨の取引所を紹介しているのでよかったら合わせて読んでみてください。