【初心者向け】ブロックチェーンの仕組みを図解付きでわかりやすく解説【ビットコインの未来とは】

 

ブロックチェーンの基礎を知りたい人

ブロックチェーンって一体何?
レゴブロックの一種ですか?

 

ブロックチェーンっ一体何?
レゴブロックの一種ですか?

 

調べてもよくわからなかったんですが、ビットコインと関係があるみたいな…

 

コレから、ビットコインを始めようと思っていたので、教えてください。

 

こんなお悩みを解決します。
本記事を読むと、ブロックチェーンだけでなく、ビットコインの仕組みも理解できるようになります。

 

✔︎本記事の内容

  • ブロックチェーンの仕組みを図解付きでわかりやすく解説
  • ビットコインの未来とは【CBDCに駆逐されます】

 

ビットコインの1番の特徴ともいえる、画期的なブロックチェーンについて、図解付きで解説します。

 

ブロックチェーンの仕組みを図解付きでわかりやすく解説

ビットコインを支える技術が、ブロックチェーン。
一言でいうと、「台帳」…。

 

台帳とはいえ、ビットコインが誕生した日から現在までの、すべての取引を記録した台帳。ビットコイン=ブロックチェーンではないのでご注意を...。

 

ブロックチェーンの仕組み【分散型台帳】

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こんなイメージですw。
1ブロックは、平均10分間の取引データの塊。

 

取引の公正さが「承認」されると、最新のブロックが一番後ろのブロックに連結される仕組みです。

 

なお、過去からすべての取引データが1本のチェーン上に繋がれており、改竄は事実上できません。

 

ブロックチェーンの特徴は、下記の3つのとおり。

 

  • P2P:中央集権に頼らない、データのやり取り(管理者がいない)
  • 取引情報の公開(オープンソース):過去の取引データがすべて公開
  • 誰でも参加できる:取引履歴は、すべての参加者が見れる

 

上記のとおり。
キーポイントは「分散型」ということ。

 

ブロックチェーンは「分散型台帳」とも呼ばれ、数百から数千のトランザクション(取引データ)をまとめたブロックで形成されています。

 

そのブロックをマイナー達が協力し「承認」しあい、一本のチェーンのように結びついている。(上記図)

 

それでは、ブロックチェーンの特徴を図解します。
さらに、「信頼をどこに置いているか」というポイントがあります。それも併せて解説します。

 

下手ですが、ザックリとこんなイメージです。

 

P2P(ピア・ツー・ピア)/中央集権と非中央集権

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要は、中央が顧客データを持っている状態。
コレだと、サーバーがハッキング攻撃された時、顧客情報が盗まれる可能性がある。

 

信頼の場所はというと、、、サーバー(中央)ということになります。

 

たとえば、中央銀行(日本の場合は、日本銀行)とか、日本年金機構になりますね。中央に信頼があるから成立している状況です。逆に、中央に信頼がなかったら、この構図は成立しません。

 

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中央にサーバを置かず、ネットワーク接続された端末同士でデータのやり取りをする仕組み。ブロックチェーンは、P2Pを採用しています。

 

ではこちらはというと、中央そのものが存在しません。(非中央集権)

 

では信頼はどこにあるの?という話になりますが、すべてのネットワーク参加者になります。すべての参加者相互の監視により信頼が保たれている仕組みです。

 

ここで、ブロックチェーンの「分散型」という特徴が生きてきます。

 

取引情報の公開

 

過去の取引内容のすべてのデータは、ネットワーク上で公開されます。

 

そして、個々のネットワーク情報は、参加者のすべてに「承認」される必要がある。「承認」作業は、基本的にマイニングをしている人(マイナー)によって行われている。

 

承認作業は、平均10分の早い者勝ちレースでして、一番先に答えを見つけた者だけがご褒美(BTC報酬)をもらえます。(プルーフ・オブ・ワーク)

 

マイナーたちは、この報酬をもらうために、こぞってレースに参加しています。

 

つまり、一人一人の参加者が利己的に行動することで、ビットコインのシステムを機能させ、全体の利益となる巧妙な仕組みを作っているのです。

 

ビットコインのブロックチェーン上では、平均10分ごとに取引を記録した1つのブロックが作られる。そのブロックに個別のコードが割り振られるのですが、そのコード間の整合性が承認されなければ、新しいブロックは追加されない。つまり、この承認作業が、マイニング。

 

誰でも参加できる

 

ブロックチェーンには、特定の管理者がいないというお話でした。つまり、「みんなで管理しあい、みんなで使える」ということ。

 

たとえば、銀行の通帳は、銀行側と預金者しか基本的には見ることができない。

 

一方、ブロックチェーンの取引履歴だと、取引情報はすべて公開されているために、ネットワーク参加者すべての人が見ることができてしまう。(内容は、暗号化されている)

 

つまり、不正は監視されているということ。
さらに、技術的にも不正はできない仕組みで、ブロックチェーンが革命的である由縁です。

 

以上、3点の特徴によってブロックチェーンは、「神」です。

 

ブロックチェーンの改竄できない3つの理由

 

ブロックチェーンの改竄は、無理ゲーです。
理論上はできますが、改竄してまで得られるメリットもないです。

 

なので、相対的に改竄できない仕組みが取られています。

 

  • すべての取引データのブロックは、チェーン上に繋がれている
  • 一つのデータを改竄するなら、過去すべてのデータを改竄する必要がある
  • すべての参加者に監視されている
  • 一番長いチェーンが正しいとされている(改竄したデータは、チェーン上で一番長くないので、破棄される)

 

こんな感じ。

 

具体的には、「ハッシュ値」「電子署名」「コンセンサス・アルゴリズム」の3つの技術で改竄ができない仕組みです。

 

ハッシュ値

 

1つ前にできたブロックの内容を表す暗号データが「ハッシュ値」。個々のブロックには、ハッシュ値が割り振られている。

 

ブロック内容を変更すると、ハッシュ値も変わる。
ハッシュ値生成ツールを試すとわかりやすいです。

 

そのため、過去のブロックデータを一つでも変更すると、チェーン上に繋がれた過去のブロックデータのハッシュ値をすべて変更しなければならない。

 

なお、ハッシュ値に使われるハッシュ関数の性質として、ハッシュ値から元の値を算出することはできない仕組みになっている。

 

ハッシュ関数とは、適当な値を入れると、適当な値を返してくれる関数です。しかし、同じ値なら必ず同じ適当な値が返ってきます。要は、「ご飯」を食べると必ず「うんこ」が出るといったイメージ。しかし、「うんこ」から「ご飯」は生成できない。

 

電子署名

 

ビットコインを送金する時に、なりすましや改竄を防ぐために使われる暗号技術。「公開キー」と「秘密キー」を使って、送金の証明を確保します。

 

  • 手順①:受信者が公開している公開キーを、送信者側が受信
  • 手順②:送信者が公開キーで暗号化したデータを、受信者に送信
  • 手順③:受信者は、暗号化された送信データを、秘密キーで復号化してデータを受信

 

コレで、送金に不正がないことが証明されます。

 

コンセンサス・アルゴリズム

 

合意形成。
ブロックを追加する際のアルゴリズム。

 

ビットコイン下では、プルーフ・オブ・ワーク(PoW)が採用されており、平均10分でブロックの正統性がすべてのネットワーク参加者によって承認され、新たなブロックが作られています。

 

Powでは、「よーいどん!」のタイミングで早い者勝ちレースが開始され、最も早く正解を見つけた者にBTC報酬が与えられます。

 

ビットコインの未来とは【CBDCに駆逐されます】

ところで、フィンテックをご存知でしょうか?
金融×テクノロジーの世界です。

 

ブロックチェーンが革命的なのは、ビットコインのみならず、フィンテックを超えた領域。僕たちの将来の暮らしは、想像以上に変わると予想。

 

ブロックチェーンから見たビットコインの未来を少し考えてみました。

 

仮想通貨領域を「ブロックチェーン1.0」、金融領域を「ブロックチェーン2.0」、土地登記・資産管理などの非金融領域を「ブロックチェーン3.0」と呼びます。

 

未来①:51%攻撃

 

かんたんにいうと、「マイナーが力を持ち過ぎると、不正ができてしまうよね」ということ。

 

ビットコインは、PoWを採用しています。

 

PoW下では、マイニングパワーがある人が常に有利。つまり、CPUの計算能力が高いマイナーの方が、新たなブロックを形成できる確率が高くなるということ。

 

もし、特定の悪意あるマイナーが潜んで、マイニング界のトップ層に立ったら、ビットコインネットワークをコントロールできてしまうかもしれません。

 

そうなると、下記の不正ができてしまいます。

 

  • 取引の二重払い
  • 取引承認の妨害
  • マイニング市場の独占

 

こんな感じ。
とはいえ、取引データの改竄はできないので、やっぱブロックチェーンは最強です。

 

未来②:スケーラビリティ問題

 

簡単にいうと、将来的にビットコインは「ブロック容量がいっぱいになると、なんか重くね?」的な問題が発生します。つまり、取引処理の遅延です。

 

なぜかというと、ブロックチェーン上にトランザクションが積み上がっていくから。

 

ここで問題になるのが、送金や決済スピード。そもそも2020年でも、ビットコインの送金や決済は、遅延過ぎて無理ゲーです。支払いに毎回10分以上もかかっていられませんよね。

 

ビットコインの利用者が増えると、スケーラビリティの問題にぶち当たる仕組みになっているのです。

 

なので、決済手段としての通貨ではなく、投機目的としての側面が強くなると言われています。現に今でも、投機手段の側面が色濃いです。

 

スケーラビリティの解決策

 

解決策はというと、、、

 

  • ブロック容量の拡大
  • トランザクションの圧縮
  • ライトニングネットワークで高速化
  • フォーク

 

中でも注目されているのが、ライトニングネットワークによる解決です。

 

ザックリいうと、メインチェーン上で処理するのではなく、そのお隣にサイドチェーン的なモノを作り、そこでデータ集約しよう的な構造です。つまり、データが分散処理されて高速化に繋がります。

 

そうすることで、ビットコインの課題である送金問題や手数料を抑えることができるとされています。

 

未来③:ビットコインは、CBDCに駆逐されます

 

駆逐は言い過ぎかもしれませんが、事実、ビットコインの未来に疑問視する人はわりと多いです。

 

僕自身としては、まだ当分の間、ビットコインは盛り上がるだろうと思っていますが、いずれBTC→CBDCに変わると思います。

 

なぜなら、、、

 

  • 上位1%未満の人間が、全体の9割のBTCを保有
  • 51%攻撃問題:マイニングの集中化(主に中国)
  • 通貨としての価値は、安定しにくい(ステーブルじゃない)

 

そして、CBDC(中央銀行デジタル通貨)の実用化に向けた活動が世界中で進んでいます。

 

CBDCというのは、中央が管理したデジタル通貨。
もちろん、ブロックチェーンを使ったね。

 

銀行や現金が、不要な未来がわりと見えます。そして、将来的に現金ユーザーのままだと、世界の貧困層よりマネーリテラシーが下位です。

 

実は中国では、中国デジタル人民元の試験運用として、191万人の深セン市民を対象に抽選でデジタル通貨が配布されています。

 

急速に成長する中国のエゲツなさが伺えますね。
中国にCBDCの主導権を握られると、世界は黙っていないハズです。

 

間違いなく、日本でもCBDCの流れは来るハズです。
僕は、今のうちから仮想通貨のリテラシーを高めつつ、CBDCの動きを探っています。

 

というわけで、今回はここまで。

 

ブロックチェーンの革命的技術がもたらすマネー淘汰がもうすぐ始まる予感ですね。あくまで、ビットコインが凄いのではなく(まあ、凄いのですが)ブロックチェーンですので、本質を勘違いなさらず。

 

マネーリテラシーを高めつつ、仮想通貨ライフを楽しみたいと思います。

 

アディオス。