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ブロックチェーンとは？
ブロックチェーンとは、取引履歴を1本の鎖のようにつなげ、データを正確に維持する技術のことです。分散型台帳技術の一種で、複数のコンピュータネットワークに、取引履歴を最初から最後まで正確に記録します。
ブロックチェーンの技術は、ビットコインやイーサリアムなどの仮想通貨に用いられているほか、金融業界、流通業界、食品業界など幅広いシーンでの活用が期待されています。
ブロックチェーンが注目される理由
ブロックチェーンが注目されている理由は、管理体制が優れている点です。従来の中央集権型の管理システムでは、一つのデータベースに取引データを記録することから、システムダウンが発生した場合に、取引を行えなくなってしまう可能性がありました。
一方で、ブロックチェーン技術は、ユーザー同士でシステムを管理する構造となっており、特定の管理者やサーバーに依存することなくデータを記録できます。複数のコンピュータネットワークで管理しているため、仮に一箇所がシステムダウンしても、継続して取引を行えます。
ブロックチェーンの仕組み
従来の中央集権型のネットワークシステムは、サーバークライアント方式を採用していました。サーバークライアントシステムとは、サービスを提供しているサーバーに対して、クライアント端末が直接アクセスする仕組みです。
一方で、ブロックチェーンは、インターネット上での取引を安全に遂行するために、P2Pネットワーク、ハッシュ、電子署名、コンセンサスアルゴリズムといった技術で構成されています。
P2Pネットワーク
P2P（Peer to Peer）ネットワークは、複数のコンピュータが1対1で通信を行う接続方式です。同等の立場で接続できるのが特徴で、一部のコンピュータがシステムダウンをしても、全体のシステムを動かすことができます。
ハッシュ
ハッシュとは、ハッシュ関数の計算結果に基づき、入力データを不可逆性の固有値（ハッシュ値）に変換する技術です。取引記録を特定するIDとしての機能を持ち、データの改ざんを防ぐ役割があります。
ハッシュ値は、入力するデータや入力内容に関係なく、一定の桁数で表現します。元のデータが書き換えられると、全く異なるハッシュ値に変換されるため、すぐに改ざんが行われたことが確認できます。
電子署名
電子署名とは、電子文書が正しいものであることを証明するデジタル技術です。署名した人物がデータを生成したことや、データが改ざんされていないことを証明します。
なお、電子署名では、公開鍵と秘密鍵と呼ばれるペアの鍵を用いて、送信者とデータの内容に関する正当性を確認できます。まず、送信する側が電子データを秘密鍵で暗号化し、公開鍵とともに受け手側に送ります。
次に、受け手側があらかじめ入手していた公開鍵を用いて、電子データを開封します。このとき、公開鍵によって情報を読み取ることができれば、間違いなく送信者本人から送られてきたデータということです。ブロックチェーンは、電子署名の技術を採用することで、送り手のなりすましや、データの改ざんを防止します。
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、不特定多数のユーザー間で合意形成を行うことです。中央集権型のように管理者がいないブロックチェーンでは、データを安全に運用できるように、参加者全員の合意が必要不可欠です。
そこで、取引データの正当性を保証するために、さまざまな合意システムが取り入れられています。たとえば、仮想通貨のビットコインでは、PoW（プルーフ・オブ・ワーク）と呼ばれるコンセンサスアルゴリズムを採用し、最も早い計算処理を行った人（マイナー）に対して、発言権（ブロック）を与えることとなっています。ほかにも、PoS（プルーフ・オブ・ステーク）、PoI（プルーフ・オブ・インポータンス）、PoC（プルーフ・オブ・コンセンサス）といったコンセンサスアルゴリズムが存在します。
ブロックチェーンの種類
ブロックチェーンには、パブリック型とプライベート型の2種類があります。それぞれどのような特徴があるのかを踏まえた上で、両者の違いを確認しましょう。
パブリック型（パブリックチェーン）
パブリック型は、パブリックチェーンとも呼ばれており、誰でも参加可能なブロックチェーンです。主に、仮想通貨の取引で用いられており、管理主体が存在しないほか、参加者数を把握することができません。
また、不特定多数の人が参加するため、参加者同士のコンセンサスアルゴリズムが必要となりますが、合意形成に時間がかかります。
プライベート型（プライベートチェーン）
プライベート型のブロックチェーンは、特定の人のみが参加できるシステムです。パブリックチェーンと異なり、管理者によって参加数を把握できるため、合意形成に時間を取らずに済みます。ただし、主体的にブロックチェーンを運用しなければならないことから、運用コストがかかる点がデメリットです。
ブロックチェーンのメリット
革新的な技術として注目されるようになったのは、ブロックチェーンにメリットがあるためです。実用的なシーンにおいて、どのようなメリットがあるのかを紹介します。
データの改ざんを防げる
ブロックチェーンは、取引データの改ざんを防げます。一般的な中央集権型のシステム管理と異なり、1つのサーバーにデータを格納することなく、複数のコンピュータで同じデータを管理しているためです。
また、ブロックチェーンの各ブロックを格納する際に、ハッシュ値によって暗号化されています。各ブロックを改ざんしようとすると、正しいハッシュ値を算出するために、過去のブロックも変更しなければなりません。このように、改ざんが難しい状況を作り出せるのが、ブロックチェーンのメリットです。
システムがダウンしにくい
ブロックチェーンでは、複数のコンピュータが相互に通信するP2Pネットワークを採用していることから、システムの安定性に優れています。従来の中央集権型のシステムと異なり、一部のコンピュータがシステムダウンしても、サービスが止まることなく動き続けられます。
さらに、参加者であるノードからデータが消えてしまっても、ほかのノードがデータを記録しているため、情報の公明性にも利点があります。
ランニングコストが安い
ブロックチェーンは、ランニングコストの削減にも期待できます。従来のサーバークライアント方式では、一箇所のサーバーにデータを記録していたことから、高スペックのサーバーを用意する必要があるほか、保守・点検にコストが発生していました。
一方、ブロックチェーンでは、取引に参加しているノードが処理を受け持つため、運営者側での負担を軽減します。また、運営全体に費用をかけずに済み、参加者にとっても低価格で利用しやすくなるのがメリットです。
ブロックチェーンのデメリット
一方で、ブロックチェーン技術には、デメリットも存在します。ブロックチェーンを活用する際には、デメリットにも注意をしましょう。
記録したデータを削除できない
ブロックチェーンは、記録したデータを削除できません。改ざんが難しいというメリットがある一方で、誤入力や処理をやり直したい場合にも、すでに入力したデータを取り消せない点に注意が必要です。
とくに、個人情報を取り扱うサービスでは、すべての情報が記録されることに留意する必要があります。もちろん、暗号化されている状態を維持できますが、参加者すべてに情報が行き渡ってしまいます。
悪意を持つ参加者が入り込む可能性がある
ブロックチェーンは、誰でも参加できるオープンな環境であるため、悪意を持ったユーザーが入り込む場合があります。基本的にデータの改ざんは不可能ですが、少量のデータであれば、大勢のハッカーを擁してデータをまるごと書き換えることもできます。
なお、悪意を持った人物を排除するために、パブリックブロックチェーンではなく、参加者を限定するプライベートチェーンを採用することも可能です。ただし、ブロックチェーン本来のメリットである自由な環境が損なわれるため、慎重に選ぶようにしましょう。
処理速度が遅い
ブロックチェーンは、データが蓄積されていくほど、処理速度に悪影響を及ぼす可能性があります。中央集権型の管理システムでは、高スペックのサーバーを用意すればよかったものの、P2Pネットワークの場合、参加者個々の接続機器に処理が依存するためです。
処理速度を改善するために、仮想通貨では定期的にアップデートを実施していますが、1回の取引で10分ほどの時間がかかってしまいます。金融機関での取引や証券取引のように、スピードが求められる取引では、ブロックチェーンが不向きであるのが現状です。
ブロックチェーンの活用事例
ブロックチェーン技術は、実用的にも活用され始めてきました。どのようなサービスに取り入れられているのか、具体的な活用事例を紹介します。
スマートコントラクト
スマートコントラクトとは、あらかじめ規定したルールに従って、契約を自動的に進めるプログラムのことです。ブロックチェーン上に取引内容を記録することで、仲介人を立てることなく、契約を進められます。
また、契約が完了した取引に関して、記録や履歴がすべて残るため、契約書を発行する必要がなくなります。契約時に発生する一連の流れを簡略化することから、手数料の削減、販売価格の引き下げなどを期待できます。
トレーサビリティ
ブロックチェーンのメリットである取引履歴の記録を活かして、トレーサビリティへの活用が進んでいます。これまで、正確な取引履歴を保証しにくいことから、産地偽装や、消費期限を過ぎた商品の提供など、食品の安全に課題がありました。
トレーサビリティにブロックチェーンを応用すると、サプライヤーからエンドユーザーまでのルートを記録し、各ステップでの改ざんを防げます。また、メーカー側で偽造品の排除が可能となり、消費者からの信頼向上にもつながります。
権利の管理
ブロックチェーンは、権利関係の管理にも活用されています。権利関係については、権利を保有していることの証明方法が不十分であったことから、偽造・改ざんといった問題が生じていました。
ブロックチェーン技術は、権利の取得履歴を正確に記録し、保有状況の透明性を担保します。たとえば、デジタルコンテンツの著作権をブロックチェーンで一元的に管理することで、クリエイターの権利を保護できます。コンテンツの違法なコピーを防ぎ、正規コンテンツのみを流通させるのにも役立ちます。
ブロックチェーンの課題と今後の展望
さまざまな業界でブロックチェーンが取り入れられているなかで、第三者によるデータの改ざんや記録のミスを防ぎ、安全性の高い社会の実現が期待されています。また、これまで煩雑だった手続きを簡略にし、効率性を高めることもできます。
一方で、ブロックチェーンでは管理者が存在しないことから、トラブルが発生したときの責任の所在を明らかにできない点が課題として挙げられます。さらに、膨大なデータ量を処理しなければならないため、電気代のコストも懸念材料の1つです。
現在、日本国内ではブロックチェーンに関連する協会や政府機関が連携し、さらなる実用化に向けて取り組んでいます。今後、書類データの電子化や、デジタル通貨の発行など、ブロックチェーン技術に支えられるような生活が訪れることも予想されています。
まとめ
ブロックチェーン技術の誕生によって、従来の中央集権型の管理システムで課題となっていたデータの改ざんや、正当性を保証することが可能となりました。実際に、ブロックチェーンを活かした取り組みも進んでおり、今後の応用が期待されています。
とはいえ、ブロックチェーンを実用化するにあたり、まだまだ課題が残っているのが現状です。日本政府もデジタル化を推進しているなかで、今後どのようにブロックチェーンが社会に取り入れられていくのかをチェックしてみてください。
本記事では「ブロックチェーン」について解説しました。FinTechの基本情報やその他の応用分野について学びたい方は、FinTech（フィンテック）の概要解説もぜひ参考にしてください。
よくある質問
ブロックチェーンとは、取引履歴を1本の鎖のようにつなげ、データを正確に維持する技術のことです。分散型台帳技術の一種で、複数のコンピュータネットワークに、取引履歴を最初から最後まで正確に記録します。
メリットは主に以下の3つが挙げられます。データの改ざんを防げること、システムがダウンしにくいこと、ランニングコストが安いことです。
デメリットは以下のようなことが挙げられます。記録したデータを削除できないこと、悪意を持つ参加者が入り込む可能性があること、処理速度が遅いことです。
ブロックチェーンが注目されている理由は、管理体制が優れている点です。従来では、一つのデータベースに取引を記録することから、システムダウンが発生した場合に、取引を行えなくなってしまう可能性がありました。一方で、ブロックチェーン技術は、ユーザー同士でシステムを管理する構造となっており、特定のサーバーに依存することなくデータを記録できます。複数のコンピュータネットワークで管理しているため、仮に一箇所がシステムダウンしても、継続して取引を行えます。
ブロックチェーンには、パブリック型とプライベート型の2種類があります。パブリック型は誰でも参加可能なブロックチェーンで、プライベート型は参加に制限がかけられています。
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