このページでは、ブロックチェーンの基礎知識をまとめてご紹介します。もともとは金融分野のデジタル基盤として登場したブロックチェーンですが、今ではさまざまな分野・領域で活用が進んでいます。ブロックチェーンを知るはじめの一歩として、ぜひ参考にしてください。
まず基本的なことが知りたいです。
ブロックチェーンの基礎知識を学んでね。
ブロックチェーンの特徴
ブロックチェーンとは、取引記録データを塊（ブロック）単位で管理し、その関係性を嵌合化などで一本の鎖のようにつなげてデータ同一性を保証する仕組みです。また多くの場合は、このブロックチェーンを複数のシステムで分散管理、監視しています。もともとは暗号資産の基盤的技術として開発されましたが、現在はさまざまなビジネスでこの仕組みが活用されています。
ブロックチェーンとクラウドストレージの違い
クラウドストレージは、ネットワーク経由で利用できるデータ保管サービスです。リモートワークが急速に浸透した昨今、多くの企業で導入が進んでいますが、維持費とセキュリティ面に課題を抱えています。
この問題を解消できる技術として存在感を増しているのが、ブロックチェーン技術。とくに管理体制とデータの機密性に優れ、強靭で安全なデータセキュリティの実現に貢献してくれます。
ブロックチェーンの仕組み
保存されたデータの正当性を保ち、かつ改ざん耐性を高めたデータセキュリティを実現するために、ブロックチェーンにはさまざまな技術が組み込まれています。ここではその代表例として、「P2P」「ハッシュ関数」「コンセンサスアルゴリズム」の3つをご紹介します。
P2Pとは？
P2P（Peer to Peer：ピア・ツー・ピア）とは、端末同士が対等な関係で直に接続し合い、互いの持つデータや機能を要求したりアクセスしたりする、自立分散式のネットワークモデルです。各端末が同等の権限を持っていることから、管理者を立てる必要がなく、また端末が1つでも動いていればシステムを動かせます。
ハッシュ関数とは？
ハッシュ関数とは、入力されたデータを英数字の羅列（ハッシュ値）に変換する操作、および羅列を出す関数のことを言います。1つのデータからは同じハッシュ値しか出ず、一文字でも違えば全く異なるハッシュ値が生成されます。
ハッシュ関数およびハッシュ値はブロックチェーンにおいて、ブロックとブロックをつなぐ役割を持っており、各ブロックに格納されたハッシュ値で、データのつながりや真偽を確認することが可能です。
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とは、ブロックチェーンにデータおよびブロックを追加する際の合意形成方法のことを言います。中央管理者のいないブロックチェーンにおいては、データの整合性・真偽を担保し、システムを運用し続けるために必要不可欠なルールです。アルゴリズムは数種類あり、ブロックチェーンが生まれるきっかけになった暗号資産を見ても、種類ごとに異なる方法が採用されています。
ブロックチェーン＝暗号資産ではない理由
暗号資産は、インターネット上でのみやり取りされる財産的価値です。一方でブロックチェーンとは、取引データの塊（ブロック）を時系列で一本の鎖のようにつなげて管理し、複数の参加者に情報共有する仕組みのことを言います。
つまるところ、ブロックチェーンは暗号資産システムを支えるデジタル基盤の1つであって、“ブロックチェーン＝暗号資産”ではないのです。
ブロックチェーンの種類
ブロックチェーンは、モデルによって取引内容の公開範囲や参加者に付与されている権限の程度などが異なります。一般的にはモデルごとの特徴から、大きく「パブリックチェーン」「プライベートチェーン」「コンソーシアムチェーン」の3つに分類されています。
パブリックチェーンとは？
パブリックチェーンは、インターネットに接続できる人であれば誰でも参加できるブロックチェーンです。人・データともに完全オープンであることが特徴で、透明性の高い取引が行いやすい一方、参加者間のコンセンサスアルゴリズムを決定するのに多くの時間を要し、参加者が多いほど取引の処理に時間がかかりやすい課題を抱えています。
プライベートチェーンとは？
プライベートチェーンは、単一の管理者のもと、許可されたメンバーのみが参加できる許可制のブロックチェーンです。参加者が限られていることから、取引の処理が短時間で済み、かつプライバシーを確保した状況下でデータが管理できます。一方、管理者が単一であることから、管理者の独断的な運用に陥りやすい課題も抱えています。
コンソーシアムチェーンとは？
コンソーシアムチェーンは、パブリック型とプライベート型の中間と言われているブロックチェーンです。許可制で参加メンバーを絞ることで処理時間を短縮しつつも、管理主体を複数にすることで、ルール変更などの際に一定数以上の合意形成を必要とし、主体的な運用になりづらくしています。
ブロックチェーンのメリット
ブロックチェーンの代表的なメリットは以下の4つです。
- 信頼性とセキュリティの確保
取引データは鎖のようにつながれ、かつ全参加者に情報共有されるため、データの改ざん・削除は事実上不可能。また、取引を実行したユーザーの特定が困難であり、セキュリティも担保できる。 - システムダウン耐性が高い
取引データが各ノードに保存されることから、全ノードが同時に壊れない限りデータそのものの消失はなく、システムは動き続ける。 - 運用コストが安価
中央に高スペックなサーバを置く必要がないため、従来よりも運用コストが安価で済みやすい。 - スマートコントラクトによる契約の効率化と改ざん防止
第三者を介さず契約を自動処理するスマートコントラクトとの組み合わせで、契約の効率化と改ざん防止を実現できる。
ブロックチェーンのデメリット
ブロックチェーンの代表的なデメリットは以下の4つです。
- 処理速度が遅い
とくにユーザー数が多いブロックチェーンの場合、参加者・取引が多くなるにつれ、合意形成から処理に時間がかかりやすくなってしまう。 - 記録したデータを削除できない
ブロックチェーンは改ざん耐性に優れている一方、一度記録したデータの削除が非常に困難。 - 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オープンな環境であるがゆえ、悪意を持った参加者が入り込んでいても気づかないことがある。 - 法的仕組みの変更が必要となる可能性がある
ブロックチェーンをさらに社会に浸透させるためには、現行の法律を改正しなければならない部分がある。
ブロックチェーン技術の応用事例
ブロックチェーン技術は暗号資産システムを下支えする基盤として生まれましたが、今や金融以外の分野・領域でも応用事例が蓄積されています。とくに、金融領域では「トークン」、非金融領域では「スマートコントラクト」が頻繁に応用されています。
トークンとは？
ブロックチェーン技術の応用事例である「トークン」とは、既存のブロックチェーンを利用して発行される独自の暗号資産や電子的な証明のことを言います。トークン自体には明確な分類方法があるわけではないものの、決済機能を持つものや暗号資産として使われるもの、それ自体が権利を持つものまで、世の中にはさまざまなトークンが存在します。
スマートコントラクトとは？
「スマートコントラクト」とは、あらかじめ決められたルールに従って契約を自動で実行する仕組みのことを言います。条件に当てはまる場合であれば、第三者の介入なしに契約を自動で履行してくれます。
現行のスマートコントラクトにも課題はあるものの、各種ビジネスとの相性が非常によく、さまざまな分野・領域から注目が集まる技術です。
ブロックチェーンの市場規模
経済産業省が2016年に発表した資料（※1）では、ブロックチェーンは将来合計67兆円の市場規模・経済効果をもたらす可能性があると予測されていました。それから数年が経ち、現在はブロックチェーンの本格実証が始まるフェーズ。矢野経済研究所が出したプレスリリース（※2）によると、2021～2025年度の間に市場規模はおおよそ10倍に成長することが予測されています。
（※1）参照元：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（経済産業省）[pdf]
（https://www.meti.go.jp/main/infographic/pdf/block_c.pdf）
（※2）参照元：株式会社矢野経済研究所「ブロックチェーン活用サービス市場に関する調査を実施（2021年）」（https://www.yano.co.jp/press-release/show/press_id/2914）
エンタープライズブロックチェーンとは？
エンタープライズブロックチェーンは非金融ブロックチェーンのひとつで、大規模な事業プロセス向けの許可型ブロックチェーンです。特定のひとつの企業や団体によって管理されるプライベート型と、複数の企業や団体によって管理されるコンソーシアム型に分類されます。
分散型台帳技術とブロックチェーンに違いはある？
分散型台帳技術とブロックチェーンの大きな違いは、データ構造がブロック単位になっているかいないかです。ブロックチェーンはデータ構造がブロック単位になっていますが、分散型台帳技術はそうではありません。また、トークンを使用しているかいないかも大きな違いのひとつです。
ブロックチェーンのトランザクションとは？
ブロックチェーンにおけるトランザクションとは、ブロックチェエーンの流れを構成する9つのステップのうちの2番目のステップであり、参加者間の価値の移転である「取引」を所定のルールで記述したデータを意味します。
ブロックチェーンウォレットとは？
ブロックチェーンウォレットは暗号通貨取引時に必要となるウォレットアドレスです。銀行の口座番号と似ていますが異なる点もあります。ホットウォレットとコールドウォレットなどがありそれぞれメリットとデメリットがあります。
ブロックチェーンのマイニングとは？
ブロックチェーン上で取引の承認と支払いを行うことです。国や銀行のような中央管理者はいなくても、暗号資産の取引ができます。ブロックチェーンのデータが正当化され、問題ないとブロックが生成される仕組みです。そのときルールに合った計算を見つけると報酬を得られます。
グリーンブロックチェーンとは？
グリーンブロックチェーンは、ブロックチェーンによる電力消費量や環境への配慮に有効な方法です。ブロックチェーンは電力消費量やマシンの廃棄などの課題を抱えています。グリーンブロックチェーンは、持続可能な環境構築に寄与できるのです。
ブロックチェーン技術を利用したNFTとは？
NFTとは、「非代替性トークン」のことを意味する言葉です。ブロックチェーン技術を基盤にして作成した代替不可能なデジタルデータのことであり、デジタルアートやゲームのアイテムなど…有形・無形を問わず様々なものがNFT化されています。
ブロックチェーンとWeb3の違いとは
Web3とは、最新のインターネット環境として提唱された考え方のことです。従来のSNSなどが主流だったWeb2とは違い、Web3はブロックチェーンやNFTとメインに、AIやメタバースといった技術が用いられています。
ブロックチェーンのスケーラビリティ問題とその解決策
スケーラリビティとは、システムやネットワーク、機器などの拡張性をあらわす言葉です。ブロックチェーンを用いた暗号資産の取引では、取引時間に時間がかかったり、アップデートが難しかったりといったスケーラリビティ問題が懸念されています。
ブロックチェーンにおける資金調達方法であるSTOとは？
STO（Security Token Offering）は、有価証券の価値をデジタル化したもののことを言います。データ取引として取り扱う上での安全性を確保するため、ブロックチェーン技術を活用しており、24時間いつでも取引が可能などの、メリットもあります。
ブロックチェーンにおける資金調達方法であるIEOとは？
ITO（Initial DEX Offering）は、分散型取引所（DEX）でトークンを販売する資金調達方法です。取引所が審査を行っているため信頼性が高く、上場の時期が決まっていることや、多数のユーザーが参加している点等が特徴です。
ブロックチェーンにおける資金調達方法であるIDOとは？
IDO（Initial DEX Offering）は、暗号資産を発行し、その将来性をアピールすることで資金調達を行うイベントのことです。誰でも審査なしで開催し、低コストで資金調達ができる反面、まだシステムとして新しいためトラブルのリスクもあります。