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「ブロックチェーン」という技術は、次世代の社会基盤として非常に大きな可能性を秘めています。
その驚くべき特性とポテンシャルから、多くの産業や個人がその活用方法を模索しています。
本記事では、ブロックチェーンの基礎知識から技術の仕組み、活用のメリット・デメリットをわかりやすく解説します。
是非最後までご覧ください。
目次
|ブロックチェーンとはどんな技術？
日本ブロックチェーン協会は、ブロックチェーンを次のように定義しています。
- ビザンチン障害を含む不特定多数のノードを用い、時間の経過とともにその時点の合意が覆る確率が0へ収束するプロトコル、またはその実装をブロックチェーンと呼ぶ
- 電子署名とハッシュポインタを使用し改竄検出が容易なデータ構造を持ち、且つ、当該データをネットワーク上に分散する多数のノードに保持させることで、高可用性及びデータ同一性等を実現する技術を広義のブロックチェーンと呼ぶ
しかしこれはあまりにも分かりづらい。
この定義を噛み砕いて説明すると、ブロックチェーンは「多数の参加者にデータを分散保持させ、暗号化された取引履歴を鎖のようにつなげて正確な取引記録を維持する。それによって改ざんが非常に困難な取り引きを実現させる技術」ということができます。
つまりブロックチェーンの究極の目的は、「取り引きの記録を公明に記録し続ける」こと。
そしてその技術を利用することによって、仮想通貨取引の安全性を担保しているわけです。
|ブロックチェーン技術が注目されている理由
ブロックチェーンが注目されている背後にある理由は、通常のデータベースとは異なり、1つの組織が単独でコントロールすることができず、容易に変更することができないという特性にあります。
ブロックチェーンは、公開かつ不変な台帳であり、様々な取引を透明かつ確認可能に記録できます。
私たちの日常生活では、データベースが溢れており、SNSなどのプラットフォームは、ユーザー情報やつながり、活動履歴などをデータベースとして保有しています。
インターネット上では、ネットワークを支配する者が大きな経済的報酬を得ることが可能であるため、これらの機関はますます力を増しています。
要するに、ブロックチェーンはデータベースを参加者全体で共同管理する仕組みとしての潜在能力を有しており、中央集権的なコントロールから分散型のアプローチへの移行が可能であるという点が注目されています。
|ブロックチェーン技術の仕組み
ブロックチェーンを理解しやすいように、次の状況をイメージしてください。
あなたと取引相手が一本の長い鎖を手にしています。
その鎖の一つ一つが過去の取引履歴であり、その取り引きが正当なものであることを保証します。
その鎖（ブロックチェーン）で相手とつながっている限り、誰もその取引を邪魔することはできません。
これが、ブロックチェーンの基本的な考え方です。
そのブロックチェーンの要となるのが、以下の4つの技術。
- コンセンサスアルゴリズム
- 暗号化技術
- ハッシュ
- P2Pネットワーク
では、一つずつ詳しく見ていきましょう。
コンセンサスアルゴリズム
「コンセンサスアルゴリズム」とは、ブロックチェーン上で不特定多数の参加者が正しく合意形成（コンセンサス）を得るための手順（アルゴリズム）のことです。
ブロックチェーンでは一つずつの鎖の輪のように、過去から現在に至るまでの取引情報を全て記録していきます。
この取引情報が正しいかを検証するためのルールが、コンセンサスアルゴリズムなのです。
ブロックチェーンを使って取り引きすると、その情報を暗号化した上で一つのブロックとしてまとめます。
それがちょうど鎖の輪の一つとなります。
そのブロックを取引ごとに順々につなげていくことによって、一本の鎖のようになるわけです。
そのブロックを誰が作るのか、そしてそのブロックをどのように正しいブロックとして認めるか。
そのルールが、コンセンサスアルゴリズムというわけです。
コンセンサスアルゴリズムにはいくつかの種類があり、暗号資産ごとに任意のものが用いられています。
暗号化技術
ブロックチェーンでは、過去の全ての取引情報が記録されています。
その取引記録が間違いなく本人によってなされたものであることを証明するために用いられるのが、「電子署名」です。
電子署名とは、デジタルデータの作成者を証明する電子的な署名のこと。
ブロックチェーン以外にも用いられている既存の技術ですが、ブロックチェーンでは電子署名によって次の2つの点を証明しています。
- データが署名者によって確かに作成された
- そのデータは改ざんされていない
ブロックチェーンでは電子署名によって取引記録の信憑性を担保した上で、暗号化し、記録・保存していきます。「取り引きの記録を公明に記録し続ける」ブロックチェーンにおいて、最もベーシックな技術なのです。
ハッシュ
電子署名された取引記録を暗号化するのが、「ハッシュ」となります。
ハッシュは取引データを英数字の羅列に変換する、暗号化技術の一つで、暗号化するための計算式を「ハッシュ関数」、そして暗号化された英数字の羅列を「ハッシュ値」と言います。
データの送信者は特定のハッシュ関数を通して生成されたハッシュ値とともに、データを送信。受信者はデータをハッシュ値に変換し、元のハッシュ値と同じかを比較することによって、データが改ざんされていないか確認することができるというわけです。
一つのデータから計算されるハッシュ値は、何度生成しても同じ値となります。
そして文字列が少しでも異なると全く異なるハッシュ値が返ってくるため、改ざんの検知が非常に容易となります。
さらにデータの大きさに関わらずハッシュ値の長さは一定であるため、ハッシュ値から元のデータ量を予測することも困難。
こうした点から、ハッシュによって保護されたデータは書き換えがほぼ不可能とされています。
＜ハッシュの特徴＞
- 一方向にしか計算できない（逆算不可）
- 入力データが少しでも異なると、出力データも大きく変化する
- 元データに変わりなく、出力データは同じ長さになる
- 入力データから出力データへの計算が非常に簡単
ブロックチェーンでは、過去の取引履歴がつながって保存されます。
その際にAという取引履歴で生成されたハッシュ値に、一つ前のBという取引記録のハッシュ値を組み合わせて、新たな「AB’」というハッシュ値を算出します。
このように、数珠つなぎにつながれたブロックチェーンのデータは、ハッシュという暗号技術によって安全性が保たれているわけです。
P2Pネットワーク
この後の項で詳しく説明しますが、ブロックチェーン技術の特徴の一つが、システムダウンしない分散型システム。それを実現させているのが「P2Pネットワーク」です。
P2Pとは「Peer（仲間） to Peer（仲間）」、つまり直接1対1で通信を行う接続方式のこと。
そしてこのP2Pで繋がったコンピュータが多数集まったネットワークを、P2Pネットワークと言うわけです。
これまでの通信ネットワーは特定のサーバーを用意し、個々のユーザーがそのサーバーにアクセスすることによってネットワークが構築されました。
そのため何らかの障害によってサーバーがダウンすると、ネットワークそのものが停止していまいます。
一方P2Pネットワークでは特定のサーバーを経由せず、それぞれのユーザーのコンピューターがサーバーの役目を果たしてデータを通信します。
そのため、特定のコンピュータがダウンしたとしても、ネットワーク全体へは影響を及ぼしません。
さらにP2Pネットワークでは、システムの停止時間が実質的に0という、ゼロダウンタイムの実現が可能。
P2Pネットワークは、ブロックチェーン技術を支える重要な技術なのです。
|ブロックチェーン技術の特徴
多少前後する点もありますが、ブロックチェーンの仕組みが理解できたところで、その特徴について詳しく見ていきましょう。
＜ブロックチェーン技術の3つの特徴＞
- データの改ざんが困難
- 管理者がいない自律分散システム
- サーバーダウンしてもシステムは止まらない
これらの特徴を持つブロックチェーンが、いかに有用な技術であるかという点にぜひ注目なさってください。
特徴①：データの改ざんが困難
上で挙げた電子署名、そしてハッシュという暗号技術を用いることで、ブロックチェーンはデータの改ざんを容易に検出することができます。
またブロックチェーンでは利用者全員でデータを共有するため、誰かが取引履歴を改ざんしたとしても、他の参加者によってすぐに不正が発覚してしまいます。
そのため、ブロックチェーンに記録された取引履歴を誰にもバレずに行うのは非常に困難ということになります。
なにしろブロックチェーンのデータを改ざんするためには、世界中に存在するブロックチェーン参加者のパソコンを全てハッキングし、取引記録を改ざんしなければなりません。
そんなことが不可能であることは容易に想像できるでしょう。
万が一、AIなどを駆使して全てのパソコンをハッキングしてデータを改ざんできたとしても、ハッシュ値を丹念に調べれば、誰がデータを改ざんしたのかもいずれ判明してしまいます。
つまり、第三者によるブロックチェーンのデータ改ざんは事実上不可能なのです。
特徴②：管理者がいない自律分散システム
ブロックチェーンでは特定のサーバーに依らず、P2Pネットワークによって多数のコンピュータをネットワークで接続し、作業を分担しながら稼働させる分散システムを採用しています。
そしてただ単にデータを分散させるだけではなく、それぞれが独立して自律的に振る舞う「自立分散システム」もブロックチェーンの大きな特徴です。
＜自立分散システムとは＞
- 特定のコンピューターに依存せず、ネットワークで繫がった個々の端末が自律的に行動しながら、全体としては一つのシステムとして稼働するシステム。通常はそれぞれが分担している処理を単独で行うが、連携が必要な際には全体として処理を行える。
自律分散システムによって、ブロックチェーンでは特定の管理者を必要としません。
そのためハッキングのリスクを極限まで下げることが可能。
データを分散されることによって、公正な取引履歴を継続的に記録することができるのです。
仮想通貨をはじめとした高度な信用性が求められる取引には欠かせないシステムと言えるでしょう。
特徴③：サーバーダウンしてもシステムは止まらない
特定のサーバーに依らず、自立分散システムによって取引を記録するブロックチェーンにおいては、一部のネットワーク（サーバー）がダウンしたとしても、全体のシステムが停止することはありません。
システムダウンの心配が無いということは、金融・商業取引において非常に大きなメリットをもたらすことは言うまでもないでしょう。
このようにシステムが止まらずに作動し続けるブロックチェーンのようなシステムを、「ゼロダウンタイム」と称します。
サーバーダウンしてもシステムが止まらないという特徴は、「取り引きの記録を公明に記録し続ける」ことを最大の目的とする、ブロックチェーンのまさに生命線といっても過言ではないのです。
|ブロックチェーンには3つの種類がある
ここまでで、ブロックチェーン技術の基本的な仕組みや特徴について理解できました。
しかし実はブロックチェーンといっても、大きく次の3つの種類に分けられます。
- プライベートチェーン
- パブリックチェーン
- コンソーシアムチェーン
そこでここからは、それぞれのブロックチェーンの特徴や違いについて見ていきましょう。
プライベートチェーン
プライベートチェーンとは、参加するために管理者の承認が必要なブロックチェーンのことを言います。
参加者が限られるためスピーディな取引が可能で、悪意を持った参加者を排除することもできるようになります。
一方で仕組み上どうしても閉鎖的になりがちで、透明性や公共性も低くならざるを得ません。
＜プライベートチェーンの特徴＞
- 承認制
- 参加者が限られるため、取り引きがスムーズに行える
- 公共性や透明性には乏しい
そのため、プライベートチェーンは金融機関や特定の組織など、限られた枠内での取り引きに向いていると言えるでしょう。
パブリックチェーン
パブリックチェーンはプライベートチェーンとは異なり、誰でも自由に参加できるブロックチェーンのことです。
管理者が存在しないため、誰でも自由にブロックチェーンを使った取り引きを行うことができます。
オープンで公共性が高い一方、パブリックチェーンでは特にコンセンサスアルゴリズムや暗号技術によって取引の安全性を担保することが非常に重要となります。
＜パブリックチェーンの特徴＞
- 自由参加型
- 誰でも参加できるため、自由な取り引きが行える
- 高度な安全性の担保が必要
仮想通貨取引に用いられるブロックチェーンは、基本的にこのパブリックチェーンということになります。
コンソーシアムチェーン
コンソーシアムチェーンは複数の企業や組織が管理し、限定された参加者のみが利用できるブロックチェーンのことです。
承認制ではあるものの、プライベートチェーンよりは参加者の幅が広いため、ちょうどプライベートチェーンとパブリックチェーンの中間のようなものと考えると分かりやすいでしょう。
＜コンソーシアムチェーンの特徴＞
- 承認制
- 管理者が複数存在するため、プライベートチェンよりも多くの参加者が利用できる
- ある程度の透明性を保ちつつ、スピーディーな取り引きも行える
コンソーシアムチェーンはパブリックチェーンとプライベートチェーンのいいとこ取りのようなものですから、今後その利用が広がっていくと予想されています。
|ブロックチェーン技術のメリット
データの改ざんが困難、管理者がいない自律分散システム、そしてサーバーダウンしてもシステムは止まらないというブロックチェーンの特徴は、イコールそのメリットでもあります。
しかしブロックチェーンのメリットはそれだけにとどまりません。
ここでは、ブロックチェーンのさらなる2つのメリットについて取り上げます。
- ハッキングのリスクが低い
- コストを抑えられる
では、それぞれ詳しく見ていきましょう。
ハッキングのリスクが低い
ブロックチェーンでは特定のサーバーに依存しないため、そもそもハッキングのリクスが非常に低いと言えます。
それに加えて利用者同士が直接取り引きできるため、資金流出の危険性も著しく低くなります。
たとえば通常の金融取引では、送金のために金融機関を通さなければなりません。
そのため顧客の資金を預かる金融機関がハッキングされてしまうと、資金が流出してしまう危険があります。
しかしブロックチェーンでは、P2Pネットワークによって個人間の直接取引が可能。利用者の資産が一元管理されているわけではないため、ハッカーによる攻撃を受けての資金流出リスクを未然に防ぐことができるのです。
コストを抑えられる
ブロックチェーンでは大掛かりなサーバーを用意する必要がないため、まず運営側として導入コストと運用コストを低く抑えることができます。
しかしそれだけではなく、利用者側のコストも非常に低く抑えられます。
というのも通常の金融機関を通した国際送金、また金融取引には多額の手数料が必要となりますが、ブロックチェーンではユーザー間の送金も非常に安価。
例えば、日本からアメリカに送金する場合、通常の金融機関であれば4,000円前後かかるところ、ブロックチェーン技術を利用する暗号通貨取引所では数十円程度（金額や時期にもよる）と、格段に安い。
そのため、ブロックチェーン技術は仮想通貨取引だけではなく、今後は海外送金など幅広い分野での活用が期待されているのです。
|ブロックチェーン技術のデメリット
もちろんブロックチェーン技術にもメリットだけではなく、デメリットも存在します。
例えば…
- 一度記録したデータは消せない
- 取引に時間がかかる
ブロックチェーン技術を安心して利用するためにも、そのデメリットについてしっかり理解しておきましょう。
一度記録したデータは消せない
「取り引きの記録を公明に記録し続ける」ことが主眼のブロックチェーンにおいて、データが消えないことは絶対条件。しかしそれが、時にはデメリットになってしまうこともあります。
というのもブロックチェーンでは、高度なセキュリティによって一度記録したデータはその後もずっと保護されます。
ということは、逆に言えば自分にとって不都合なデータも修正・消去ができないことを意味するのです。
例えば、個人情報。
ブロックチェーン上に自分の個人情報や機微情報を誤って記録してしまった場合でも、後から削除することはできません。
さらには暗号化された上ではありますが、ブロックチェーンの全参加者がその情報に触れられることにもなります。
ブロックチェーンにおいて、個人情報の取り扱いは今以上に慎重にならなければならないのです。
取引に時間がかかる
ブロックチェーンにおいて、現時点で一番のデメリットといえば取引に時間がかかることでしょう。
例えば、ビットコインの場合は取引処理のために10分ほど必要とされていますが、それは理論上の数字。実際にはそれ以上かかることがほとんどなのです。
というのも、ブロックチェーンでは取引の際にその送金情報（トランザクション）に改ざんがないかを確認し、記録されていきます。
そして送金が実施された後にその取引がまたブロックチェーンに書き込まれていきます。
この一連の手続きが、ブロックチェーンにおける「一つのブロック」を生成することにほかなりません。そして新しいブロックの生成は、約10分ごとに行われるのです。
つまり、取引時間の10分というのはあくまで理論上のものであり、処理しきれなかったトランザクションが残されている場合、順番待ちでその時間はさらに伸びていくのです。
またブロックチェーンでは過去の取引記録が鎖状にずっと保存されますから、ブロックチェーンの実用化が進むほどデータが蓄積され、さらに取引処理に時間がかかるのではないか、という懸念もされています。
リアルタイムの決済という点においては、ブロックチェーンはクレジットカードや電子マネー決済の域にまでまだ達していません。
しかし、その課題については現在さまざまな取り組みがなされており、取引時間の短縮が見込まれています。
|ブロックチェーン技術の活用事例
デメリットはありながらも、それを上回る多くのメリットを備えるブロックチェーン。
では、そのブロックチェーン技術は実際どのように活用されているのでしょうか？
ここでは、ブロックチェーンの5つの活用事例を見ていきます。
- NFTプラットフォーム「Coincheck NFT」
- ファッション展示会「SIZELESS TWIN」
- 企業間情報連携推進コンソーシアム「NEXCHAIN」
- カカオ豆の生産におけるフェアトレード
- ID管理型ライフログサービス「mine」
ブロックチェーン技術が仮想通貨だけではなく、すでに様々な分野で活用されていることに注目なさってください。
NFTプラットフォーム「Coincheck NFT」
出典：https://nft.coincheck.com/
「Coincheck NFT」は暗号通貨取引所のCoincheckが運営する、暗号資産でNFTの取り引きができる国内初のマーケットプレイスです。
＜NFTとは？＞
- NFTは「非代替性トークン（Non Fungible Token）」の略で、複製が容易なデジタルデータに唯一無二のオリジナル性を持たせる仕組みのこと。
仮想通貨は何にでも交換できる（代替性がある）のに対し、NFTは他に変わりのない、唯一無二のもの（非代替性）という違いはあります。
しかし、どちらもブロックチェーンで記録することによってその価値を担保するという仕組み自体に変わりはありません。
いわばブロックチェーンを活用することによって、両者ともその価値を生み出しているわけです。
Coincheck NFTでは、Coincheckに口座を持つ人なら誰でもNFTの出品や購入、保管が可能で、出品・購入の手数料（Gas代）も無料のため、今後さらにNFTの取引が増加することが期待されています。
ファッション展示会「SIZELESS TWIN」
出典：https://sizelesstwin.startbahn.io/
インターネット事業を展開する東京のスタートバーン株式会社が開催した、メタバース・NFTを活用したファッション展示会が「SIZELESS TWIN」です。
SIZELESS TWINではアバターを活用してNFTファッションを試着できる、新たなファッション展示会として注目を集めました。
参加者は等身大の大型ディスプレイでオリジナルのアバターを作成し、デジタルファッションアイテムを試着。気に入ったアイテムはNFTとして購入することも可能です。
試着・販売するNFTアイテムの管理には、もちろんブロックチェーン技術が活用されています。購入履歴は全てブロックチェーン上に記録・保存されるため、購入者は他者に販売することも自由。
メタバースがさらに広まり、アバターが着用するファッションアイテムに価値が高まっていくと、SIZELESS TWINで販売されたファッションアイテムが将来ビックリするような価格で取り引きされるようになるかもしれません。
企業間情報連携推進コンソーシアム「NEXCHAIN」
出典：https://www.nexchain.or.jp/#2
「NEXCHAIN」は、複数の企業間で情報交換などに活用できるコンソーシアムチェーンの一つ。
NTTドコモやKDDI、ソフトバンクなどの通信事業者だけではなく、積水ハウスや損保ジャパン、東京ガス、JT、日立、損保ジャパン、アート引越センターなど様々な業種の企業が参加しています。
多様な企業がNEXCHAINで情報を共有することは、私たちにとっても大きなメリットをもたらします。
例えば、ある人が積水ハウスで家を購入した場合、預けた個人情報をもとに引っ越しの手配や電気・ガスの申込み、火災保険を始めとした保険の切り替え、スマホなどの住所変更などが一括で行えるようになるかもしれないのです。
もちろん、こうした個人情報はしっかりと管理しなければなりませんが、コンソーシアムチェーンなら外部の人間が情報に触れることはできませんし、暗号化された上でしっかりと保管さるので安心。
ブロックチェーン技術によって、私たちの生活がさらに便利になっていくのです。
カカオ豆の生産におけるフェアトレード
SDGs（持続可能な開発目標）の観点から、最近ふたたび注目されているのが地産地消。
なぜなら、なるべく生産地の近い場所で消費することによって輸送にかかるCO2が削減でき、生産者の所得向上にもつながるからです。
しかしそれが、熱帯地域のみで栽培されるカカオを原料とするチョコレートの場合は難しい。
地産地消ができないために、カカオ豆の生産者には販売価格の3％しか支払われていないのが現状なのです。
それを解決するために用いられたのが、ブロックチェーン技術。
オランダのNGOは、チョコレートバーの購入者がブロックチェーンを通してカカオ農家に直接トークンを送れる仕組みを開発しました。
購入者はパッケージのトークンをスキャンすることによって、生産者にカカオの木を購入するためのトークンを送ることができます。しかもそのやり取りの履歴は、ブロックチェーンに全て記録される。
直接取引ができ、しかもその記録が公明に残るブロックチェーンの特性を活用して、消費者と生産者の心理的・物理的距離を縮めることに成功したのです。
ブロックチェーンという新たな技術によって、世界をより良くしていく。これこそ、テクノロジーの正しい活用方法と言えるのではないでしょうか。
ID管理型ライフログサービス「mine」
出典：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000050.000057290.html
ブロックチェーン技術を活用したライフログ（生活の記録をデジタルで記録・保存すること）サービス、それが「mineo」です。
NFTで発行されたデジタル処方箋をmineoで管理することによって、利用者の健康状態や基礎疾患、常備薬などを医療機関や調剤薬局で共有することができ、利用者の利便性を高めることを目標としています。
病歴や基礎疾患などは、個人情報の中でも特に取り扱いに注意が必要な「機微情報」にあたります。
その機微情報をブロックチェーン（コンソーシアムチェーン）内に保存することによって秘匿性を高めながら、関係者同士で必要な時にすぐに活用できるようにしているのです。
今後はデジタル処方箋にとどまらず、オンライン診療や母子手帳などにもブロックチェーン技術を活用していく方針とのこと。
利用者だけではなく、医療現場における個人情報取扱への課題や問題解決の助けとしても期待されています。
|ブロックチェーン技術の今後は？
現在、ブロックチェーンはもっぱら仮想通貨の運用のための技術と考えられています。
しかし上の活用事例でも見た通り、その利用方法は実際には多岐にわたります。
というのも、「取り引きの記録を公明に記録し続ける」というブロックチェーン技術を必要としているのは、仮想通貨だけでにとどまらないからです。
例えば、保険契約や金融、証券などの取り引き、著作権の管理、医療サービス、行政手続きや投票など、公明な記録保持が必要なありとあらゆる「取り引き」にブロックチェーンを活用することが可能。
そのため、将来的にブロックチェーンは社会活動を支える重要なインフラの一つになると考えられているのです。
ブロックチェーンが社会に浸透するに連れ、改ざんや不正のない取り引きが当たり前になるでしょう。しかも、私たちが特に意識しすることもなく。
さらにブロックチェーンが活用されるのは、そうした取り引きだけではありません。
私たちの身の回りのあらゆるものがネットワークに接続される未来の社会。そのネットワークの安全性と利便性を文字通り支えるのが、ブロックチェーン技術。
そう、未来はもうすぐそこまで来ているのです。
【まとめ】ブロックチェーンは公正な取引を行うための技術
仮想通貨の安全性に対して不安を感じ、手を出すことをためらっている人は少なくありません。
しかしブロックチェーン技術に対してしっかり学ぶと、仮想通貨を使った取引は非常に安全であることがよく理解できたことでしょう。
ブロックチェーンは公正・公明な取引を行うための技術であり、それによって24時間365日、そして世界中どこからでも決済できるようになる新しいインフラです。
そしてメタバースや仮想通貨といった新たなテクノロジーも、不正や改ざんが事実上不可能なブロックチェーン技術によって活用できるようになっているのです。
ブロックチェーンが支える、メタバースや仮想通貨などのサービスをぜひ安心して利用なさってください！
