【基礎】ブロックチェーンの仕組みを分かり易く解説!2017年、話題沸騰になりました仮想通貨。注目の集まった理由は、色々とありますが、特に重要視する必要があるのが、革新的技術であるブロックチェーン(BlockChain)と呼ばれる技術に支えられている事です。そこで、今回は、ブロックチェーンの基礎を中心に、分かり易く解説します。※ブロックチェーンは用途によって、少し構成が変わります。今回、解説するブロックチェーンは、ビットコインなど仮想通貨に利用している構成になります。ビットコインは、以下の記事で解説しておりますので、ご覧下さい。【仮想通貨】ビットコイン(BTC)とは?特性と今後を解説ブロックチェーンとは?ブロックチェーン=皆で管理する台帳ブロックチェーンとは、分散型取引台帳と呼ばれる新しい技術です。分散型取引台帳とは、その名の通り、取引台帳を分散する事を指します。・ユーザー(管理者兼利用者)=ユーザー(管理者兼利用者)の様に、ユーザー同士でオープンに管理する事が出来ます。P2Pネットワークユーザー同士で管理している点を、もう少し深く解説します。Peer)構成を採用しています。P2Pネットワークの解説に入る前に、現在主流の中央管理型ネットワーク構成を確認しましょう。中央管理型ネットワーク構成は、データを管理しているサーバーに、ユーザーがアクセスする構成です。この場合、データを管理しているサーバーに問題が発生した場合、ユーザーはアクセス不可になるリスクがありますが、このリスクを解消出来るのがP2Pネットワーク構成です。P2Pネットワーク構成とは、ネットワークに参加しているユーザー同士で管理する構成です。中央管理型の様に、データを管理しているサーバーが存在しない代わりに、ネットワークに参加しているノード(ネットワークに参加している端末)のマシンパワーを借りて、データを分散し保管する様にしています。これにより、どのマシンに問題が発生しても、他のマシンで分散管理しているので、アクセス不可などの問題も発生しません。ブロックチェーンは世界中のマシンパワーを借りて、分散管理しているので、運用リスクを大幅に削減する事が出来ています。・ブロックチェーンには、中央管理者が存在しません・その代わり、ユーザー同士で管理していると述べました。どの様にユーザー同士で管理しているのか?疑問に思うと思います。その疑問を解決するには、ブロックチェーンのデータ記録方法を知る事が1番の近道です。ブロックチェーンは名前からも想像出来ますが、ブロックを鎖状に繋げ記録しています。・取引データと呼ばれる値が含まれています。ハッシュ値ハッシュ値とは、データを変換し固定長の値に変換した値の事を指しています。1234と数字を入力し、これをハッシュ値に変換すると、03ac674216f3e15c761ee1a5e255f067953623c8b388b4459e13f978d7c846f4になります。上記のハッシュ値は、ビットコインで使用されるアルゴリズム「sha256」のハッシュ値です。ハッシュ値は、1文字でも変わると、全く違うデータに変わりますので、取引データを改ざんされた場合、ハッシュ値も変化する事で、容易に改ざんされた部分を特定出来るメリットがあります。onceの略で、日本語で「一度だけ使われる数」という意味です。Nonce値は、ブロックチェーンに多数あるブロックを、唯一無二のブロックにする役割があります。イメージとしては、社員番号になります。・取引データをハッシュ値に変換した値を足して、ある一定の値以下になるNonce値を発見しなければ、Nonce値として認められない様になっております。条件に合うNonce値を発見するには、膨大な計算処理を行う必要があるので、世界中のノードで分散し行なっています。ハッシュ値とNonce値が決まると、仮のブロックが形成されます。Work)へ移行します。PoW通過後、初めてブロックチェーンに、正式なブロックとして生成される事になります。※以下の記事で、PoWの概要を解説しておりますので、ご覧下さい。Work(PoW)とは?ブロックチェーンのメリット・デメリットここまで読んでいただけると、ブロックチェーンへのイメージが少し出来たと思います。次の項では、ブロックチェーンのメリットとデメリットを解説していきます。銀行の場合、ユーザーがお金を預けたり、引き出したりするには、銀行を通して行う事になります。ブロックチェーンでは、銀行の様に、中央管理者が存在せず、ユーザー同士でオープンに管理しているので、銀行に比べ、低コストで運用する事が可能になります(サーバー費、人件費などの削減)。・管理者不在(銀行営業日外)=取引不可になりますが、ブロックチェーンは24時間稼働しているので、場所・時間に縛られずに、取引する事が可能です。この様な観点から、今後ブロックチェーンが、より世界に浸透すると、銀行が不要になる日もあるかもしれないと考えられています。セキュリティー向上ブロックチェーンでは、不正を行う事は不可能とされており、仮に、不正が発覚したとしても、ユーザー同士でオープンに管理しているので、すぐに特定出来るなどのメリットがあります。中央管理型ネットワークの場合、障害が発生し復旧するまでの間、ダウンタイムが発生しますが、ブロックチェーンでは分散しデータを管理しているので、この様な事態にはなりません。要するに、24時間365日安定し稼働する事が出来ます。デメリット51%問題ブロックチェーンの重要な問題と考えられる51%問題。これは、PoWを採用している以上、発生する可能性は0とは断言出来ません。PoWでは、1.ブロックを仮生成(未承認)2.他のノード(コンピューター)が承認出来るか検証3.検証後、問題無ければ承認4.ブロックチェーンに、承認後の正式ブロックを生成これを繰り返しています。悪意のあるノードの割合が51%以上存在すると、1.ブロックを作成(未承認)2.他のノードで検証(悪意のあるノードが全体の51%以上存在)3.半数を超えてしまう為、承認されてしまう4.ブロックチェーンに、悪意のあるブロックが生成されてしまうこの様な展開になってしまいます。ブロックチェーンに参加している割合の内、51%以上悪意のあるノードを集める事は不可能だと考えられていますが、可能性が0では無いのが現状です。容量の問題ブロックチェーンは、過去のブロックに変更を加えると、連鎖的に他のブロックにも影響する為、現状は作る事しか出来ません。これは、1度生成されたブロックは消えないが、次々にブロックは生成されるので、ブロックチェーン全体の容量が膨らんでいく一方です。容量の空きが無くなる可能性があるのでは?と問題になっています。如何でしたか?今回は、ビットコインなど仮想通貨に使用されているブロックチェーンを中心に紹介しました。・ゲーム・政治など多様に利用されていくと思いますので、ブロックチェーンについては、今後も更に理解を深める事が重要だと思われます。