【初心者向け】ブロックチェーンの仕組み・種類をどこよりもわかりやすく紹介！

ブロックチェーンとはNFTや仮想通貨の取引の際に使われている、改ざんがとても困難なネットワーク技術です。

執筆者情報

ブロックチェーンはweb3時代の根幹を支える重要な仕組みなので、知らないとまずいレベルです！

この記事を読むことで、ブロックチェーンの基礎知識はもちろんのこと、専門的な部分まで学ぶことができますでしょうかう。

興味が出た方やすでに知っている人も、仮想通貨をお得に買えるビットバンクで開設をさくっとしておきましょう！

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【結論】ブロックチェーン ３つの特徴

ざっくりとお伝えすると、
とにかく安全にデータを記録できる技術です。

ブロックチェーン（Blockchain）とは？

ブロックチェーン（blockchain）は、2008年にサトシ・ナカモトによって提唱された新しいデータベースです。

データベースとは・・・顧客情報を「名前」や「住所」の項目ごとに整理し、分類すること。紙の電話帳や辞書なども大量の情報を扱いやすいように整理されているのでデータべースと言えます。

ブロックチェーンは「ビットコイン」（仮想通貨ネットワーク）の中核技術として誕生しました。

これまでの個人間の取引履歴などのシステムは中央管理者（銀行や企業など）が中央集権型を採用していました。

しかし中央集権型のシステムのデメリットは、ハッキングされてしまうと容易にデータが改ざんできることでした。

その問題を解決できるのが、ブロックチェーンであり、分散型台帳技術というシステムです。

ブロックチェーンの仕組み

ネットワーク上で発生した取引の情報を、いくつもの「ブロック」に時系列で分けます。

ここからは、ブロックチェーンのイメージがつきやすいように、ブロックのことを【タンス（ブロック）】として、表現させていただきます。

取引がされるたびに、タンス（ブロック）が生成され、「チェーン」と例えられるブロックチェーンの記録・保管形式でつなげるイメージです。

上記のようなデータのやり取りが、取引ごとに行われいるということです。

そしてタンス（ブロック）を生成するためにもタンス（ブロック）ごとにルールを決める必要があり、そのルールの名前が「コンセンサスアルゴリズム」といいます。

次の項目では、ブロックチェーンを支える下記の４つの仕組みをお伝えさせていただきます。

ハッシュ値とナンス値

ブロックチェーン上で記載されるブロックの中身は下記のデータが入っています。

この「ハッシュ値」「ナンス値」が、ブロックチェーンのセキュリティを強固にしているのです。

ハッシュ値

ハッシュ値は取引データを要約したようなもので、入れるデータによって排出されるハッシュ値が変わります。

逆に全く同じ取引をすれば、ハッシュ値は同じになります。

このハッシュ値はブロックチェーンごと、取引ごとによってハッシュ値のルールを設けています。

たとえば「ハッシュ値の最初に、『00000』入れなければならない」などです。

ハッシュ値をつくるためには、元のデータに『ナンス』という数値を使用して要約します。

ナンス値

ナンス値とは「number used once」の略で、「一度だけ使われる数」という意味です。

主に暗号通信などで用いられ、使い捨ての値のことだと思ってください。

ビットコインなどの仮想通貨を新規発行するには「マイニング」と呼ばれる作業が必要です。

マイニングはコンピューターを使った膨大な量の計算が行われますが、その計算にナンスが使われます。

ナンスの使い方は簡略して伝えますが、ナンス値をつかって、ブロックチェーンごとにきまった条件を満たさないと、ブロックを生成できないです。

こうして新しく生成されたブロックのなかには、前ブロックのハッシュ値とナンスが格納されます。

このように前ブロック（ハッシュ値とナンスが格納）ごとに、連なっていくことにより改ざんが難しくなっています。

クライアントサーバー型とP2P（Peer to Peer）

P2PとはPeer to Peerの略であり、ピア（peer）という単語は「同等の人」「同輩」「友だち」などの意味を持っています。

ブロックチェーン（非中央集権型）ではピアツーピア（P2P）というピア(※)がデータを保持します。

そして他のピアに対して対等にデータの提供および要求・ アクセスを行う自律分散型のネットワーク方式です。

※ピア（またはノード）とは・・・通信相手のことを指します。

サーバまたはクライアント（管理者）のそれぞれの立場に固定されることがなく、全員で監視・管理をしているイメージです。

一方でクライアントサーバー型は、企業や銀行のような中央集権型を採用しているネットワーク方式のことを言います。

クライアント・サーバー方式のデメリットを簡単にお伝えいたします。

一方でブロックチェーンに採用されているP2Pのメリットを紹介させていただきます。

コンセンサスアルゴリズムとは

コンセンサスアルゴリズムは、「データの信憑性を担保するルール」です。

たとえば仮想通貨ビットコインは非中央集権型で管理をしているため、世界中の通貨の利用者が同じデータをリアルタイムで共有しています。

そのため、どこでデータが破損しても別のPC（ノード）がカバーしてくれます。

しかし多くの利用者が持っているデータが正しいものかどうかを証明し、担保する方法が必要です。

そこで取引データを格納するタンス（ブロック）を「誰が作るか」を定義し、作られた1つのタンス（ブロック）を「正しいブロック」として認めるというルールが作られました。

そのルールがコンセンサスアルゴリズムであり、作成されたタンス（ブロック）ごとに定義されます。

コンセンサスアルゴリズムは暗号資産ごとに異なりますが、有名なのは「PoS」「PoW」です。

詳しく知りたい方は、『PoWとPoSの違いって？メリット・デメリットでわかりやすく解説！』で紹介しているのでどうぞ！

ブロックチェーン のメリット

ブロックチェーンのメリットを３つ紹介します。

改ざんが非常に難しい

おさらいになりますが、新しいブロックが生成されたときのブロック全体のデータ構造は下記のような構成になっています。

このうち「取引データ」と「前ブロックのハッシュ値」の部分はすでに決定しているため、変更することができないです。

唯一変化させることができるのは、ナンス値のみです。

たとえば『１番目のタンス（ブロック）』と『２番目のタンスB（ブロック）』があるとします。

仮に１番目のタンスをハッキングしたとき、２番目のタンスにあるデータは「改ざんされる前の１番目のタンスの正しいデータ」が入ってます。

ハッキングをするとAとBのデータが一致しませんので、不正データとして弾かれてしまいます。

セキュリティ・ハッカーがタンスAからデータを盗みたいとき、タンスBの改ざんもしなくてはいけません。

さらに、ブロックBの後にあるブロックC、D、E…とデータの続く限り改ざんをしなければならなくなってしまいます。

ブロックチェーンを改ざんするには、想像以上の処理能力とを持ったパソコンと数億円の資金が必須になるので、改ざんするための費用対効果が悪いです。

基本的にシステムダウンしない

これまで金融取引を管理・記録するのは、管理者（銀行や企業など）が行っていました。

中央集権型は中央サーバーによって管理されているシステムのことで、参加者が取引をする際に、必ず中央サーバーを経由しなければなりません。

つまり中央サーバーにエラーやトラブルが発生したとき、その影響がシステム全体にでてしまいます。

しかしブロックチェーンは、ユーザーがそれぞれシステムを共有して管理する『非中央集権型（分散型台帳技術）』です。

特定のサーバーに依存しないため、一部でトラブルが起きたとしてもシステム全体がおちることはありません。

一部のデータが消失したときでも、その他のシステムがデータを保持しているためシステムの継続性が保たれます。

取引時間に制限がない

銀行などのデメリットは、24時間365日取引ができないことがあげられます。

年末年始やシステムメンテナンスの際「お金をおろしたい」「海外送金したい」ということはなかったでしょうか。

非中央集権型のとき、このような悩みは一切ないです。

金融機関を介さないため手数料が非常に低く、しかも24時間機能しています。

しかし仮想通貨の取引は、銀行などよりも安いですが手数料はかかります。

今後NFTや仮想通貨を運用していきたい方は、早めにビットバンクで口座をつくることをおすすめします！

仮想通貨口座は2つ以上もっておけば口座凍結などの不測の事態にすぐに対応できるので、ビットバンクも作っておきましょう！

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ブロックチェーン のデメリット

ブロックチェーンのデメリットを２つ紹介します。

データの削除・修正ができない

改ざんが難しいという点では、非常に心強いですが、一方でデメリットもあります。

ブロックチェーンをシステムに組み込むときは、格納してしまったデータを削除することはできないです。

個人情報（性別、年齢、住所など）が永遠にブロックチェーン上に刻まれるリスクもあります。

そのため、余計な個人情報をブロックに格納しないよう注意しましょう。

処理速度が遅い

ブロックチェーンは通常の金融取引比べれば、膨大な処理工程が必要です。

そのため処理速度はそれほど速くありません。

処理速度を上げるための工夫もされていますが、たとえば時価総額ランキング１位のビットコイン（2022年7月現在）は取引を1回行うためには10分程度の時間が必要となります。

そのため現在は仮想通貨によって、処理速度を上げる施策もなされています。

たとえば世界最大手NFTマーケットプレイスでも使える『ポリゴン』は、処理速度が、取引を１回行うために、数分ほどに短縮されます。

気になる方は『【NFT】仮想通貨Polygon / MATIC（ポリゴン / マティック ）とは？』から見てみてください！

ブロックチェーンの種類

ブロックチェーンのお話をさせていただきましたが、大きくわけると３種類にわけることができます。

	パブリック型 （オープン型）	コンソーシアム型 （許可型）	プライベート型 （許可型）
管理者の有無	なし	あり （複数の企業や組織に限定）	あり （単独）
ブロックチェーンネットワークの参加者	不特定多数 （悪意のあるユーザーを含む可能性がある）	特定多数 （参加者の身元が信頼できる）	組織内 （参加者の身元が信頼できる）
合意形成の仕組み	厳格な承認	特定者間の合意 （厳格な承認は任意）	組織内承認 （厳格な承認は任意）
取引速度	低速	高速	高速
使用例	仮想通貨 （ビットコインなど）	保険業界や医療業界での使用を想定	金融機関等による利用を想定

パブリック型（オープン型）

参加者に制限がなく、誰でも取引に参加できるブロックチェーンです。

誰でも参加できるため、取引は世界に公開されて透明性が高く、組織や管理者の意向に左右されない点が特徴です。

つまり需要と供給でレートが決まります。もっと言えば、企業や組織の都合で調整されないというメリットもあります。

プライベート型（許可型）

特定の管理者が存在し、限定されたユーザーのみが利用できるブロックチェーンです。

ブロックチェーンの仕組みを利用しつつ、中央集権型を採用しています。

パブリック型に比べて情報の透明性は低いものの、外部に情報が公開されない点が特徴です。

またプライバシーを高いセキュリティで保護し、非公開システム上でブロックチェーンへのデータの書き込み・承認ができます。

コンソーシアム型（許可型）

パブリック型とプライベート型の中間の特性を持ちます。

複数の管理者が存在するブロックチェーンです。

パブリック型の分散性とプライベート型の処理スピードを併せ持っており、管理者の独断性もありません。

セキュリティや障害に関しても高い耐性があります。

取引のときによって公開か非公開かを選択でき、取引の承認速度が早い点が特徴です。

ブロックチェーンの市場規模

経済産業省が「ブロックチェーンは将来的に国内67兆円の市場に影響を与える」との予測を発表しました。

具体的には、大きく次の5つのテーマを上げています。

国内市場規模は、2020年で100～200億円、2025年には1000億円を超えるとされています。

さらに、世界経済フォーラムによると、2025年までに世界のGDP総額の10％がブロックチェーン基盤上に乗るとされています。

そんな世界的にマーケットを拡大させているブロックチェーン市場の中でも、ひときわ存在感があるのが中国です。

中国は、ブロックチェーンの研究開発や産業応用に限らず、IT分野に関しては、アメリカでさえ突き放し、日本とはとても比べ物にならないほどのレベルで進んでいます。

下図は2020年時点でのブロックチェーンに関する特許市場におけるシェアを表しています。

このグラフからも明らかなように、世界全体のうちの実に7割を中国が占めており、2番手である米国の6倍近くあります。

日本が3%ほどしかないことを考えると、中国マーケットの大きな特徴、強みの一つだと考えられます。

よくある質問

【結論】ブロックチェーン技術は、インターネットと同様に世の中を変えていく

仮想通貨やNFTを調べたら、ブロックチェーンの技術には自然と触れると思います。

国が推進をしているキャッシュレス化は、ブロックチェーン技術は必要不可欠になってくるでしょう。

圧倒的なマーケット規模を誇る中国のキャッシュレス率は77.3%（2021年時点）、日本は24.2%となっています。（引用：キャッシュレスロードマップ2021）

日本では行政サービスでの導入も進み、ブロックチェーン技術は自然と私たちにとって身近になることは間違いないです。

技術を知っていると、サービスが導入された際や仮想通貨を運用する際に役立つこともあります。

これを機に仮想通貨やNFTにも興味をもってみてはいかがでしょうか。

まずは初心者におすすめなのは仮想通貨の積立です！

『仮想通貨は「積立」がおすすめ！メリット・デメリット徹底比較』で紹介しているので、どんなものか見てみてください！

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