【図解】わかりやすく解説！ブロックチェーンとは？

この記事では、ブロックチェーンについて初心者でもわかりやすいように図を利用して解説しています。

ブロックチェーンとは？

ブロックチェーンとは、一言で表すと取引データを記録した台帳のことです。

一定量の取引データのまとまりをブロックと定義し、それがデータ構造上チェーンのように前のブロックと関係を持つためブロックチェーンと呼ばれます。

ブロックチェーンの仕組みや性質を理解することは、下記のようなメリットがあります。

• ビットコインへの理解が深まる
• アルトコインの違いが分かりやすくなる
• 上記は投資判断に役立つ

とは言え、一般の投資家は専門家ではないので、深く理解するのも大変です。

そこで、この記事では「ここだけは押さえておきたい」というポイントに絞って、ブロックチェーンの仕組み・分類・特徴について、図を交えて分かりやすく解説していきます。

ブロックチェーンの仕組み

ブロックチェーンの仕組みをざっくりと理解していきましょう。

ブロックの構造：３つ要素

まずは、１つのブロックがどんな構造になっているかを理解します。

大まかにいうと、１つのブロックの構成要素は３つです。

• 取引データ(トランザクション)
• 前のブロックのデータ(ハッシュ値)
• 次のブロックへ引き継ぐためのデータ(ナンス値)

シンプルにはこの３つが揃っていればブロックが繋がり、「台帳に記載」されたことになります。

（）内はそれらを意味する用語です。

ブロックチェーンの特徴として、「管理者がなくても正しくデータが引き継がれる」「改ざんが出来ない」ということを聞くと思います。

これらを理解するには、前のブロックのデータをどのように次に引き継いでいるのか、次のブロックにデータを引き継ぐのに新たな値が必要なのはなぜかを知っておく必要があります。

前のブロックデータを引き継ぐ：ハッシュ値

まず、前のブロックデータを引き継ぐ方法について解説します。

ブロックチェーンでデータを引き継ぐ際のポイントは、

• 前のデータをいかに正確に引き継ぐか
• 過去の大量のデータをいかに圧縮するか

です。

管理者不在の状況でデータの正確性を担保しないといけないですし、取引量が増えれば増えるほど引き継ぐデータも膨大になってしまってはいくらストレージがあっても足りません。

これを可能にするのが、ハッシュ値とそれを生成するハッシュ関数です。

ハッシュ関数は、入力した値に応じて暗号化した数値を返してくる数式です。

そして、ハッシュ関数により出力された値がハッシュ値になります。

ハッシュ関数とハッシュ値の間には下記のような特徴があります。

• 同じ入力値からは必ず同じハッシュ値を出力する
• 出力されたハッシュ値から入力値は(ほぼ)逆算出来ない

１つ目の特徴により、先の２つの課題が解決します。

前のブロックデータは、ハッシュ関数から必ず同じハッシュ値が出力されることを利用して、この正しいハッシュ値のみを引き継げば、データが改ざんされておらず正しいことが保証されます。

また、ハッシュ値は単なる短い文字列なので、大幅なデータ圧縮がなされることになるのです。

２つ目の逆算不可という特徴により、データ改ざんの難易度が劇的に高まります。

詳細は割愛しますが、このデータがネットワーク上（P2P）の全員に共有される分散台帳という機能がこれに加わることで、改ざんが指数関数的に困難になるのです。

ブロックチェーン自体は分散台帳と密接に関係しますが、概念としては別物なので区別して理解しましょう。

データを次へ渡すための値：ナンス値

次に、データを次に引き継ぐ場合の仕組みを解説します。

お気付きの方もいるかもしれませんが、過去のデータを引き継いだのと同じ仕組みです。

ブロックをつなぐには、「新しく作るブロックのデータの正しさが証明された状態」にすればよく、これは新しいブロックのハッシュ値が生成されることを意味します。

では、新しいブロックのハッシュ値を生成するにはどうすれば良いか。

御察しの通り、ハッシュ関数にデータを放り込めば良いのですが、新しいブロックのハッシュ値はなんでも良いわけではなく、先頭から「０」がいくつか連続した値になった時に初めて承認されます。

ここでナンス値という値が登場します。

ナンス値とは、「新しいブロック」のハッシュ値を調整するための値です。

前のブロックの取引データに相当するハッシュ値と、今回新たに取り込みたい取引データ、そして、ナンス値の３つをハッシュ関数に入れて、先頭から「０」が連続するハッシュ値になるようにするのです。

連続する０の数は状況によって異なり、０の数が多いほど難易度が高く、少ないほど難易度が低いです。

要は、先頭から「０」が規定の数だけ連続するハッシュ値になるようなナンス値を見つけて、ブロックに格納することが必要になります。この作業こそがマイニングと呼ばれるものです。

ポイントをもう一度あげておきます。

• 新しくブロックを生成するにはハッシュ値を生成する必要がある
• ハッシュ値は先頭から「０」が並んだ値にする必要がある
• ハッシュ値を調整するためにナンス値を見つける必要がある

先に学んだようにハッシュ関数は逆算がほぼ不可能な関数です。

それ故、先頭「０」が連続するハッシュ値にするためにナンス値を探し当てることは途方もない作業であり、「宝探し、金鉱堀り」のような趣があるのでマイニングと呼ばれるようです。

無事、マイニングが成功してナンス値が見つかると、ブロックのハッシュ値が生成されると同時に前のブロックと繋がることになります。

そして、「繋がった」というデータが、ネットワーク上に共有されることでこのブロックが承認されることになるのです。

ブロック形成の一連の流れ

それでは、上記のことを踏まえて、ブロックが形成される流れをまとめておきます。

1. 前のブロックのハッシュ値を取得
2. 新規の取引データを取得
3. 新しいブロックのハッシュ値の先頭に「０」が並ぶナンス値を探索
4. ナンス値が見つかるとブロックのハッシュ値が生成される
5. 前のブロックと繋がる
6. ネットワーク上で共有される

細かい点を省き、全体像を把握するとこのような流れになります。

この基本がある程度わかっていると、アルトコインがどの点を変えているのかということがわかりやすくなると思います。

ブロックチェーンの分類

ブロックチェーンは大きく分けて「パブリック型」「コンソーシアム型」「プライベート型」の３つに分類されます。

パブリック型

パブリック型とは、中央集権的な管理機関を持たず、不特定多数の誰でも自由に参加できるブロックチェーンです。

取引の全てが公開されており、透明性が高いという特徴があります。

一方で、管理ルールの変更や取引の取り消しなどは基本的に困難で、変更する場合にはチェーンが分岐することになります。（コインの分裂を伴う互換性のない分岐はハードフォークと呼ばれます。）

取引量が莫大になると承認に多大な時間とマイニング力が必要になるという性質もあります。

これに該当する代表例はビットコインやイーサリアムです。

イーサリアムは2021年4月現在、手数料の高騰が課題の１つとなっています。

コンソーシアム型

コンソーシアム型とは、複数の企業もしくは団体によって管理されるブロックチェーンです。

完全に中央集権的ではありませんが、管理主体がいるので分散されているとも言えません。

管理される企業や団体の構成は、各アルトコインに依存しますが、代表企業によって選定された委員や団体である場合が多いです。

パブリック型とプライベート型の間くらいの性質を持っていると言えます。

例えば、少ない代表者で承認作業を行うため、非常に早く承認できるという性質をもち、このような特徴はすぐに処理が必要な決済・送金システムに向いています。

ここには送金に特化するアルトコインであるXRPが含まれます。

プライベート型

プライベート型とは、単独の管理者によって運営されるブロックチェーンです。

また、ネットワークに参加するために、管理者の許可が必要となります。

パブリックチェーンと比較すると、透明性や公共性が低い性質を持ちます。

それ故、中央集権的なシステムと言えます。

一方で、ネットワーク参加者の同意なしに管理者の一存でデータ/システム変更などを行えるため、小さなコミュニティでの運営や頻繁なシステム変更を要するケースでは有用です。

ブロックチェーンの分類・特徴まとめ

ブロックチェーンで出来ること・出来ないこと

最後に、ブロックチェーンで出来ること、出来ないことを確認しておきましょう。

万能のように言われるブロックチェーンですが、得意なことと不得意なことがあります。

ここではパブリックチェーンを想定しています。

このような一般的な特徴を理解していれば、革新的な技術が出てきたときに、これまで解決不可能だと思われていた課題を解決できる可能性に気づくことができるでしょう。

ブロックチェーンは世界を変えるか

この記事では、ブロックチェーンの仕組みについて図を用いて解説し、その分類・特徴について解説しました。

大まかでも理解しておくことは、投資家にとっても重要だと思います。

最後に紹介したようにブロックチェーンには出来ること、出来ないことがあります。

一部の制約があっても、なお、その有用性・メリットが上回るとわたし自身は考えています。

実際、様々な目的を持ったアルトコインが登場しています。

▶︎アルトコインの種類と特徴

あなたはどう考えるでしょうか。

ブロックチェーンに関しては、この位の特徴を押さえておけば、新たに出てきたアルトコインが、

• どんな課題を解決しようとしているのか
• どんな世界を実現しようとしているのか

についての理解を助けると思います。

この記事があなたの投資に役立つことを祈っております。

最後まで記事を読んでいただき、誠にありがとうございます。「役にたったよ」と感じて頂けたら、下記クリックでこのブログを応援して頂けないでしょうか。

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