5分でわかるブロックチェーン入門!応用例や仕組みを解説【初心者向け】

  • ブロックチェーンって仮想通貨に関係してるんでしょ?怪しいなぁ。
  • 技術的な部分は別に知らなくて良いから話題のブロックチェーンについて、手っ取り早く理解したい
  • ブロックチェーンって仮想通貨以外に使い道あるの?

この記事は、このように感じているすべての人に向けて書かれています。

読み終わる頃には、あなたが感じている疑問がすべて解決しているでしょう。 最初に挙げた疑問に対するこの記事の結論は以下の通りです。

Q.ブロックチェーンって怪しいの?
A.ブロックチェーンは怪しい技術ではありません。経済産業省によって、ブロックチェーンがもたらす市場へのインパクトは、約67兆円と試算されたこともあります。インターネットに匹敵するほどの技術革新と評価する専門家もいるほどです。
Q.手っ取り早くブロックチェーンのこと教えて?
A.金融機関が存在しなくてもインターネット上で送金できる仕組みです。お金だけではなく、経済的な価値を持つものなら大抵のものはブロックチェーン上でやり取りできます。
Q.ブロックチェーンって仮想通貨以外に使い道あるの?
A.たくさんの使い道があります。例えば、ゲームや電子書籍、株式や国債など様々な領域での応用が始まっています。将来的には現在のインターネットのように、あまり意識せずにブロックチェーンを使っている、という時代が来るかもしれません。

この記事では上記の結論について、もう少し詳しく解説しています。 5分後に読み終わったときには、

  • ブロックチェーンとは何なのか?
  • ブロックチェーンによって何ができるのか?

というあなたの疑問は解決しています。 それでは、まずは「ブロックチェーンとは何なのか?」という基本的な解説から始めていきましょう。

ブロックチェーンとは?【基本解説】

ブロックチェーンとは、金融機関が存在しなくてもインターネットを介して送金できる仕組みです。 もう少し突き詰めて説明すると、取引を行うときに企業や政府のような「第三者」が担っていた「信用」を、テクノロジーによって置き換えるのがブロックチェーンだと表現できます。

フリマアプリから考える「信用」と「ブロックチェーン」の関係性

いきなり「信用」と言われても、すこしイメージしづらいかもしれません。 それでは、ここで身近な例を基に考えてみましょう。

あなたはネット上でフリマアプリで何かモノを買ったことはありますか? 多くの方が「はい」と答えるのではないでしょうか。 使ったことが無くても、この記事を読んでいるあなたなら、フリマアプリで多くのモノが売り買いされていることは知っているはず。 では、どうして見ず知らずの相手が売っているモノを抵抗なく購入できるのでしょうか?

それは、取引をするときに本来必要な「相手を信用するコスト」をフリマアプリの運営会社が肩代わりしているからです。

通常、何かモノを買うときには、取引相手をある程度「信用」する必要があります。 商品の売り買いは「こちらがお金を払ったら、相手は商品を渡してくれる」という信頼関係を基にして成り立っていますが、基本的にはネット上の取引相手とは信頼関係がありません。

ところが、サービスを運営している企業を取引相手の代わりに「信用」することで、多くの人たちがネットの向こう側にいる顔の見えない相手とモノを売り買いできるのです。 何かトラブルがあれば、運営会社が仲裁に入ってくれると私たちは「信じて」います。

ブロックチェーンは第三者を信用するコストを減らす技術

ネットショッピングに限らず、銀行間の送金や不動産の所有権証明など、身のまわりの多くの物事は、企業や政府のような「信任された第三者」が、取引相手やモノの正当性を「信用するコスト」を肩代わりすることで成り立っています。

「信任された第三者」がいなければ、私たちは取引相手の素性や不動産の所有者をどうにかして調べ上げなければならないでしょう。

そして、これまで「信任された第三者」が肩代わりしてきた「信用コスト」は、ブロックチェーンによって置き換えることができます。 だからこそ、金融機関が取引の正当性を担保しなくても、ネットを介した安全な送金が可能になるのです。

ちなみに、ブロックチェーン自体は、ビットコインを実現するために考案された技術でした。 ところが、ビットコインが認知されるにつれて、その可能性が見出されていき、現在では送金システム以外にも様々な領域で応用されているのです。

次のセクションでは、そんなブロックチェーンの応用分野について紹介していきます。

ブロックチェーンはゲームや金融など幅広い領域で活用できる【事例解説】

ブロックチェーンの応用例を紹介する前に、一度ブロックチェーンの特徵を整理しておきましょう。 いくつかある特徵のうち、特に重要なものは以下の通りです。

  • システムの管理者(信任された第三者)がいなくても、取引の安全性と正しさが保証される
  • 複製できないデータをオンラインで扱える
  • ブロックチェーンベースのシステムは停止しない(ゼロダウンタイムなシステム)
  • 過去のデータは改ざんできない
  • ブロックチェーンに記録された取引はすべて公開されている

このような特徵のおかげで、管理者がいなくても安全に利用できるオンラインサービスが実現するのです。

オンラインゲーム

日本産ブロックチェーンゲーム「My Crypto Heroes」

ブロックチェーンをゲームに導入することで、ゲーム内のアイテムやキャラクターを現実世界のモノと同じように価値のある資産(アセット)として扱えるようになります。

そして、ブロックチェーンゲームのアイテムは、それぞれが唯一性(複製できない)を持つので価値が付き、ゲーム外でも売買可能です。 ブロックチェーンベースのゲームが本格的に普及すれば、現実世界のモノの売買と同じ様に、仮想世界でアイテムを売買できる可能性があります。

デジタルコンテンツ

ゲームと同様に、複製できないデータを扱える特性は電子書籍や動画、画像などのデジタルコンテンツの分野でも活躍します。

例えば、電子書籍を閲覧する「権利」をブロックチェーン上で管理すれば、正規のルートでコンテンツを購入して閲覧権を所有している人だけが、電子書籍を読むことができる仕組みが実現可能です。

将来的には、ブロックチェーンを活用して電子書籍の貸し借りが行える電子図書館が実現するかもしれません。

証券などの金融分野

ブロックチェーンは所有権を電子化して管理できる上に、いちど記録されるとデータの改ざんが極めて困難です。

ゆえに、証券のような複製されてはならない権利証を電子化するのに向いています。 ブロックチェーンベースのシステムであれば、安全性と透明性が高い証券取引がいつでも行えるようになるため、証券取引所の営業時間に左右されることはありません。

地域通貨

 

ブロックチェーンはビットコインを実現するために考案された技術なので、デジタル通貨を生み出すことは得意分野です。

ブロックチェーン以前の仕組みでは、地域通貨システムを構築・運用するのに大きな費用が発生していました。 しかし、ブロックチェーンによって地域通貨の管理コストが大きく削減されるため、地域通貨の発行は現実的な選択肢になります。

地域の魅力を価値の担保として地域通貨を発行すれば、自治体の新たな財源となるかもしれません。

※2018年12月現在、新規の仮想通貨を発行するには金融庁に登録する必要があります。

幅広い分野でブロックチェーンの実証実験が進んでいる

以上のように、様々な分野が存在していますが、ここで紹介したものはほんの一例に過ぎません。 他にもブロックチェーンを応用すべく、世界各地で実証実験が行われています。 そして、応用分野が増えるにつれて、目的に応じて様々な性質を持ったブロックチェーンが開発されており、ブロックチェーンの多様化も進んでいるのが現状です。 もはや、一口にブロックチェーンという言葉では捉えきれなくなっています。

ブロックチェーンの仕組みとは?【基本解説】

さて、最後にブロックチェーンの仕組みを簡単に解説していきます。 より詳しく仕組みを知りたい方は、最後に紹介する書籍や当サイトのほかの記事を参照してください。

ブロックチェーンの仕組みを知る上で理解したい基本用語

まずは、ブロックチェーンに関する基本用語を紹介します。

用語 説明
ネットワーク コンピュータ同士が通信するためのつながり。世界最大のネットワークがインターネット。
ノード ネットワークを構成するコンピュータのこと。なお、コンピュータとは、パソコンだけではなく、スマホなどの機器も含む。
P2Pネットワーク ノードが直接つながって構成されるネットワーク。ネットワーク全体を管理している絶対的な権力を持ったノードは存在しない。
トランザクション ノードがシステム内で実行する処理のこと。通常は単に「取引データ」と説明されることが多い。
ハッシュ関数 計算結果(出力値)から元のデータ(入力値)を推測できないという一方向性を持った関数。入力値がわずかでも変化すると、まったく異なる出力値になるため、元のデータが改ざんされたか検出しやすい。
ブロック トランザクションの集合体。ハッシュ関数で前後のブロックが数珠つなぎになっていることから「ブロックチェーン」と呼ばれている。
公開鍵暗号 公開鍵と秘密鍵という唯一のキーペアを使った暗号方式。どちらかの暗号鍵で暗号化されたデータは、ペアの鍵を使わないと解読できるデータに戻せない。2つのキーペアは錠と鍵の関係性に似ている。
デジタル署名 公開鍵暗号とハッシュ関数を使って行われる電子的な署名。デジタル署名を行うことで、データの作成者や持ち主が判別できる。
コンセンサスアルゴリズム 管理者のいないP2Pネットワーク上で行われる取引について全体で合意を形成するための仕組み。※アルゴリズム=計算の手順
マイナー(採掘者) コンセンサスアルゴリズムに従って計算を行い、トランザクションの検証を行っているノード。マイナーのおかげで不正なトランザクションが防がれている。

※上記は簡単に解説したものです。より詳しい解説は記事の最後に紹介している書籍を参照してください。 なお、これらはブロックチェーンの仕組みを理解する上で最低限、必要な知識ですが、一度に理解する必要はありません。 ブロックチェーンに関する情報に触れていけば、次第に覚えられるはずです。

簡単解説!ブロックチェーンの仕組み入門

※このセクションは無理に読む必要はありません。ブロックチェーンの仕組みの大枠を知りたい方のみ、読むことをおすすめします。

ブロックチェーンは、いくつもの暗号技術がベースとなった技術です(公開鍵暗号など)。 この技術がベースとなり、以下の図のような分散型のP2Pネットワークが形成されています。

ブロックチェーンはP2Pネットワークを構築する(イメージ図)
(出典:http://www.meti.go.jp/press/2016/04/20160428003/20160428003-1.pdf

管理者がいなくても取引が成立するのは、コンセンサスアルゴリズムによって規定された方法で計算すれば、すべてのノードが独立して同じ取引記録(取引台帳)を算出できるからです。

これは非常に単純化すると、足し算の方法を知っていれば、世界中のどこにいても「1+1」の答えである「2」を自力で算出でき、その答えについて全員が合意できることと同じだと言えるでしょう。

ノードが一定のルールに従って計算しているため、過去〜現在までの取引記録がただひとつに合意されるのです。

それでは、ブロックチェーンの仕組みを、トランザクションが生成され、ネットワーク全体に承認されるまでの過程を追うことで簡単に見ていきましょう。 なお、ここではビットコインのブロックチェーンを想定しています。

ステップ①トランザクション生成

ビットコインを相手に送るには、まず送信者となるノードが送金トランザクションを作成します。

このとき、これから送る分のビットコインに対して、デジタル署名を使ってロックがかけられます。 ロックされたビットコインは、送金相手の持つ暗号鍵でしか解錠できません。

そして、生成されたトランザクションは、ビットコインネットワークに通知されます。

ステップ②ブロックの生成

ネットワークに参加しているマイナー(採掘者)と呼ばれるノードは、通知されたトランザクションを集めてブロックを生成します。

ブロックを生成するためには、一定の条件を満たした答えを見つける計算を行う必要がありますが、1秒間に何兆回もの計算ができるコンピュータでさえ、答えを見つけるのには平均10分かかるので、マイナーの労力は少なくありません。 ネットワーク上には多数のマイナーがいて、全員がいち早く答えを見つけようと計算に取り組んでいます。

そして、もっとも早く答えを見つけたマイナーがブロックの生成に成功し、報酬としてビットコインを獲得できるのです。

なお、トランザクションを受け取ってから報酬を受取るまでの一連のプロセスは、鉱山で金を採掘する様子にたとえられ、マイニング(採掘)と呼ばれています。

ステップ③トランザクション検証

マイニングに成功したマイナーは、ブロックをネットワーク全体に通知します。 通知を受け取ったノードは、このブロックに不正が無いことや答えが条件を満たしているかを検証します。

この検証は簡単に完了するため、時間はそれほどかかりません。 検証の結果、ブロックに不正が無ければ、ノードがこのブロックを承認して、自身の持つデータベース(取引台帳)を更新します。

以上のように、分散型のP2Pネットワークにおいて、各ノードが共通の取引台帳を独立して算出することができるのです。 その台帳は以下のように新たなブロックを前のブロックに接続したデータ構造となっており、これらはハッシュ関数でリンクされているため、改ざんができません。

ブロックチェーンのイメージ (出典:http://www.meti.go.jp/press/2016/04/20160428003/20160428003-1.pdf

なお、より詳しくブロックチェーン技術を知りたい方は、当サイトの別の記事や以下の書籍・資料で学ぶことをおすすめします。

・いちばんやさしいブロックチェーンの教本 人気講師が教えるビットコインを支える仕組み(杉井靖典(著))、2017年、インプレス
http://amzn.asia/d/j4bMdR6

・「平成27年度 我が国経済社会の情報化・サービス化に係る基盤整備(ブロックチェーン技術を利⽤したサービスに関する国内外動向調査)報告書概要資料」2016年、経済産業省
http://www.meti.go.jp/press/2016/04/20160428003/20160428003-1.pdf

まとめ

この記事でも紹介したように、ブロックチェーンは取引を仲介する「信任された第三者」を信用するコストを減らし、インターネットを使った安全な直接取引を実現する技術です。

分散型のネットワークを実現するこの新しい技術は、様々な領域での応用が期待されており、世界各地で実証実験が行われています。

将来的には、現在のインターネットのような、社会基盤となる技術へ成長する可能性を秘めており、その発展には目が離せません。

※この記事は2018年12月19日現在の情報を基に作成されています。

 

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