ブロックチェーンとは？仕組みや活用例を図解付きで分かりやすく説明！

ブロックチェーンとは？

ブロックチェーンとは、「分散型台帳技術」や「分散型ネットワーク」と呼ばれている技術で、単一の管理者が存在せず、取引データを分散して管理しているという特徴があります。

ブロックチェーンは、従来のシステムとは異なり、管理者によって中央集権的に管理されるのではなく、複数のコンピューターによってユーザー同士が管理するシステムになっています。

その為、ハッキングや障害によって全てのシステムが停止する「単一障害点」が存在しないので、管理しているコンピューターが1台使えなくなったとしても他のコンピューターによって通常通り運用する事ができます。

また、理論的にデータをさかのぼって改竄する事はほぼ不可能とされているという特徴もあります。

ブロックチェーンの仕組み

ブロックチェーンは、主に3つの技術によって成り立っています。仕組みを理解する為に、以下でこの3つの技術について説明していきます。

P2Pシステムでデータが分散して管理されている

ネットワークには、クライアント・サーバー方式とP2P（peer-to-peer）の2種類があります。現在一般的に広く使われているのがクライアント・サーバー方式で、1つのサーバーが一括でデータを管理しており、そのデータにクライアント（ユーザー）がアクセスするというシステムです。

1箇所でデータを管理する事で確実性を持たせるというメリットがありますが、アクセスの集中による処理の遅延や、サーバー停止によるシステムダウンが起きるといったデメリットがあります。

P2Pは中央管理者を介さずに、クライアント同士が直接繋がり管理し合うシステムです。データを1箇所で管理していないのでクライアント・サーバー方式のデメリットをカバーしており、サーバーが1箇所停止しても全体に影響は出ません。

ハッシュ値によって改竄を防ぐ仕組み

ブロックチェーンは、一定時間で生成される「ブロック」に複数の取引データがまとめられ、生成されたブロックは時系列で連結されて保存される仕組みになっています。このブロックは、「取引データ」と「前のブロックのハッシュ値」と「ナンス」の3つの要素で構成されています。

ハッシュ値とはデータを暗号化（数値化）した値の事で、「少しでもデータが変わると変化する」、「ハッシュ値から元データを求めることができない」という特徴があります。

以前のブロックで取引データが改竄されると、次のブロックに含まれる「前のブロックのハッシュ値」と整合性が取れなくなることで、不正を発見する事ができ、改竄を防ぐ事ができます。

マイニングによってナンスが求められる

ナンスとはランダムな32ビットの値の事で、ブロックを生成する為には、この値を求める必要があります。

ブロックに含まれている「前のブロックのハッシュ値」「取引データ」にナンスを足してハッシュ値を出しますが、その計算したハッシュ値が決められた値より小さくなるようなナンスを計算して求めなければなりません。

1番最初に適切なナンスを発見し、かつ、それが正しいと他の人に承認されると、ブロックチェーンに新たなブロックを追加できます。この流れは「承認」と呼ばれています。

先ほど述べたようにハッシュ値から元データを復元する事はできないので、ナンスを求めるには総当たり的に次々と数値を代入して計算するしかありません。この計算は数兆回以上といった非常に膨大な計算になり、その計算をしてナンスを求める作業を事をマイニング（採掘）といいます。マイニングに成功すると報酬として通貨が支払われ、この時に仮想通貨が新規発行される仕組みになっています。

また、このようにしてデータの整合性を保ち改竄を防ぐシステムをプルーフ・オブ・ワーク（PoW）と呼びます。

プルーフ・オブ・ワークについて詳しく知りたい方は【Proof of Work（プルーフ・オブ・ワーク/PoW）とは？その仕組みやメリット等を解説！】の記事を参考にしてください。

ブロックチェーンの種類

パブリックチェーン

パブリックチェーンは管理者が存在せず、不特定多数の誰でも自由にマイニングに参加できます。不特定多数によって多数決的に取引の正当性を証明する事ができるので透明性が高く、個人が不正を働く事は難しいです。ただし、承認に膨大な計算を必要とするので取引速度が遅いという弱点があります。

プライベートチェーン

プライベートチェーンは管理者が存在し、マイニングの参加は管理者によってコントロールされています。許可された信頼性の高い少数のノードのみがマイニングに参加し、PoWを用いないで承認作業を行うので取引速度が早いです。

しかし、中央集権的であるため透明性が低く、管理者による不正や改竄が行われるリスクがあります。

ブロックチェーンの活用例

Vechain

Vechain（VEN）とは、ブロックチェーンの改竄できないという特性を活かして商品の流通を証明し、商品の真贋を見極める事を目的としたプロジェクトです。ブランド品だけでなく医療品や農業等、多くの分野で活用されています。

Vechainについてさらに詳しく知りたい方は、【仮想通貨VeChain(VEN)とは？今後や将来性、取引所やウォレットを徹底解説！】を参考にしてください。

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BitGive財団

BitGive財団とは慈善団体であり、ビットコインのブロックチェーン技術を活用しています。従来の慈善活動では、寄付金の不透明性や国際送金の手数料などの問題がありました。

BitGive財団はブロックチェーン技術によって寄付金の行方を透明化し、仮想通貨による寄付で手数料がかからずに送金できるといった事を可能にしました。

VERISART

VERISARTは美術品のやり取りを証明するサービスです。絵画などといった美術品は非常に高価でありますが、贋作などが多く出回っています。VERISARTはブロックチェーン技術を用いて売買や譲渡の記録を全て残す事で、所有権や真贋の証明が可能になりました。