セキュリティ ブロックチェーンとは？ その仕組みと種類を解説

ブロックチェーンは仮想通貨ビットコインを支える基幹技術として話題になり、今後、多方面に応用できるインパクトを秘めた技術との評価を得てさらに広く知られるようになりました。その技術の何が革新的で、どのような点に期待が集まっているのでしょうか。ブロックチェーンの仕組みと概要について解説します。

1. ブロックチェーンとは？
2. ブロックチェーンの仕組み
3. ブロックチェーンを構成する要素
4. ブロックチェーンの種類

ブロックチェーンとは？

ブロックチェーンとはビットコインの基幹技術として発明された、「分散台帳」を実現する技術もしくは概念のことです。つまり、ビットコインの中核となる「取引データ」技術であり、ビットコインはこのブロックチェーンの仕組みを活用することで仮想通貨として成立させています。

取引のデータ（履歴）は「トランザクション」と呼ばれ、複数のトランザクションをまとめたものは「ブロック」と呼ばれます。そして、このブロックがチェーンのように連なって保存された状態が「ブロックチェーン」です。

ブロックチェーンは「分散型台帳技術」と呼ばれるように、分散して管理されます。ビットコインを利用するすべてのユーザーのパソコン内にはそれぞれブロックチェーンが保存されていて、ユーザー同士が互いに監視し合っています。
不特定多数のユーザー同士がオンライン上で取引履歴を記録し監視する仕組みなので、単一障害点（その一点が動かないことで、システム全体が障害となる箇所）がなく、改ざんは極めて困難です。銀行のような特定の管理機関がないことからシステム障害にも強く、金融サービスを低コストで運用できると言われています。一方、デメリットとして挙げられるのは、メンテナンスコストが高い点です。

こうしたブロックチェーンの活用方法は、ビットコインや金融サービスだけにとどまりません。今や決済、証明、契約などに関わるあらゆる業界のビジネスプロセスの最適化に活用できるとして注目され、期待されています。ブロックチェーンのもたらすビジネスインパクトは大きく、国内外のさまざまな企業が商用利用に向けたプロジェクトなどを推進しています。

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一言で説明すると、「みんなで使える台帳」ということになります。銀行の台帳は銀行と預金者にしか使えませんが、ブロックチェーンの台帳はインターネットに接続しアカウントを持っていれば、どこからでも、誰でも使うことができます。

ブロックチェーンは台帳を使っているユーザーみんなのマシンに分散し、つながった状態で存在しています。この形式を「P2P（ピアツーピア）ネットワーク」と呼びます。また、マシンパワーを多く提供している人には収入が入ります。そのため参加者が途絶えることはなく、管理も持続されていきます。

また、ブロックチェーンの台帳は常にユーザー同士に見張られています。取引があった場合はその取引が正規のものかをみんなでチェックし、その結果、正規のものと認められたものだけが台帳に書き込まれます。この仕組みにより、台帳には正しい取引の記録だけが残ります。こうした、みんなで管理し、不正を監視し、正規のものと不正なものを振り分けていく方法は、「コンセンサスアルゴリズム」と呼ばれています。

さらに、ネットワーク内で発生した取引履歴はブロックに格納されますが、それぞれのブロックには1つ前のブロックの内容を示す「ハッシュ値」と呼ばれる情報も含まれています。そのため過去に生成したブロック内の情報を改ざんしようとしても、後続するすべてのブロックのハッシュ値との整合性がなくなるため、すぐに改ざんしたことがわかってしまいます。

つまり、ブロックチェーンはみんなで使えて、みんなで監視し、管理している、改ざんが非常に困難な台帳であると言えます。

ブロックチェーンを構成する要素

ブロックチェーンの台帳＝「ブロック」を構成している要素について、もう少し具体的に見てみましょう。

トランザクションデータ

一定期間内の取引内容をまとめたデータを「トランザクションデータ」と呼びます。トランザクションデータは次々にブロックに記載されていき、一定量を超えると新たにブロックが作られて、そのブロックにまた新しいトランザクションデータが記載されていきます。このトランザクションデータが記載されたブロックが連なって、ブロックチェーンを形成していきます。

ナンス

ブロックにはトランザクションデータの他に、「ナンス」という任意の値も含まれています。ナンスは「Number used once」の略で、「一度だけ使用される使い捨ての数字」という意味です。

前のブロックのハッシュ値

先述したように、ブロックには前のブロックの「ハッシュ値」も記載されています。この直前のブロックのハッシュ値を利用し、そのブロックのナンスを総当たり方式の計算などで見つけ出すと、取引の整合性が証明されます。この取引の整合性をチェックする作業を「マイニング」と言います。このマイニングは簡単な作業ではなく、スーパーコンピュータのような強力なマシンパワーを要するため、最初にマイニングに成功した人には報酬が与えられます。

ブロックチェーンの種類

現在では、ブロックチェーンには異なる種類が存在します。それぞれの特徴についてぜひ知っておいてください。

パブリック型

ここまで説明してきたブロックチェーンはパブリック型を前提としています。管理者は存在せず、不特定のユーザーが自由に参加でき、非中央集権化の構造が形成されています。マイニングに報酬が発生するのは、この非中央集権化を維持するためです。ビットコインはこのタイプに属します。

プライベート型

プライベート型では単独の管理者が存在し、参加は許可制になっています。中央集権化の構造が形成されており、企業がビジネスでブロックチェーンを利用する場合にはこちらのほうが向いていると言われます。

コンソーシアム型

コンソーシアムとは組合や協会という意味です。コンソーシアム型は複数の管理者が存在します。一般的には、複数企業や組織によって管理されており、パブリック型とプライベート型の中間的な特徴を備えています。例えば複数の金融機関が共通の決済処理用のブロックチェーンを作り、そこに加入している金融機関のみが参加するといった運用形態が考えられます。

ブロックチェーンはこれからのセキュリティ対策を考える上で必ず理解しておくべき手法の一つです。また、その活用方法は多方面に拡大しつつあります。経営に携わる方にとっては、間違いなく今、注視すべき画期的な技術と言えるでしょう。

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