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ブロックチェーンを理解するための4つの前提知識

はじめに

ブロックチェーンはビットコインおよび仮想通貨を支える中核技術として使われています。ブロックチェーンを一言で表すと「分散台帳を実現する技術」です。
既存システムの多くは、業務アプリケーションとデータベースをそれぞれに保有していますが、ブロックチェーンは、データベースの一部(台帳情報)を共通化して、個々のシステム内に同一の台帳情報を保有することができます。
つまり、個々のシステムがそれぞれの台帳情報を保有する世界から、台帳情報の共有を前提としてシステムが連携する新しい世界へと変わっていくことを意味します。

具体的に食品流通を例に挙げます。現状の食品流通の産業構造上、複数の生産者や製造業者が自前のシステムでデータベース(台帳情報)を管理していますが、データ連携を図ろうとすると、データ形式や管理方法がバラバラで同期の仕方も異なるなど多くの課題が生じます。

それに対して製造履歴などの情報をブロックチェーン上で各社が共有するようになれば、データ連携も容易となり、台帳の更新時に参加者間(会社間)で合意を取ることで、内容の正当性と一貫性を確保することが可能となります。
そして、コストの掛かる第三者機関(仲介役)を立ち上げずに偽装や改ざんを防ぐ透明性のある環境を整備することが可能になります。

前提知識①ハッシュについて

まず、ビットコインの仕組みを知る上で最も重要な「ハッシュ」という前提知識があります。

ハッシュには、次のような特徴があります。
①元のデータに戻せない
②元のデータが少しでも変わると変換後のハッシュが全く異なる値になる
③原則として元のデータは何でも良い

少しでも元データが変わると変換後のハッシュが完全に異なるものになる特徴を生かして、ファイルが破損していたり改ざんされてないかを調べるのに利用されています。
また、ハッシュから元データを復元できないという特徴を生かして、パスワード等の重要なデータを安全に保管する方法として利用されたりしています。
ビットコインで使用されているハッシュはSHA-256、RIPEMD-160になります。

前提知識②P2Pについて

通常、「円」の様な通貨は、国家(中央管理機関)が信用を基に価値を担保しています。日本で言えば日本銀行券を発行する日本銀行などがそれに当たります。
しかし、ビットコインにはこのような中央管理機関は存在しません。

ビットコインのシステムはP2P(ピア・ツー・ピア)ネットワークによって維持されており、ビットコインの信用はネットワーク参加者全体で相互に形成されてます。
サービスを運営するサーバーとサービスを受けるクライアントとが明確に分かれており、サーバーが管理する情報をクライアントが利用するシステムを「クライアント・サーバー型」と言います。

ビットコインのシステムは、「P2P(ピア・ツー・ピア)型」と言い、クライアント同士が直接通信を行う分散型ネットワークです。

ちなみに、ビットコインの取引情報は全世界に共有・公開されていますが、送金するための「パスワード」(秘密鍵)は公開されていないので、他人のビットコインを勝手に送金できるということはありません。

前提知識③暗号鍵について

公開鍵は、ビットコインにおいて非常に重要な役割があります。ビットコインをユーザー間で送付する際に使われる「ビットコインアドレス」は公開鍵から作られています。

この公開鍵をハッシュの関数計算するとビットコインアドレスが出来ます。
公開鍵があることで、取引の透明性とプライバシー保護を両立したりしています。

前提知識④分散型台帳について

台帳とは、どんな取引があったのかを記録したデータベースのことです。
従来は各システムが個別に格納していた台帳データを、ブロックチェーンによってネットワークを介して共有することを、分散型台帳と言い、用途によって機能が変わってます。

ビットコインにおける分散型台帳は、取引情報を完全にオープンにし、すべての参加者を信用しないロジックで合意形成を行います。ただし、個人情報は安全に守られています。

この技術は、既存システムの様な単一の台帳で管理するのではなく、複数の組織が連携する領域においてこそ本領を発揮します。
その代表的な事例が貿易金融です。国や企業や業界がまたがる複雑な情報のバケツリレーが、FAXやメールなど、複数のシステムを介して執り行われている現状に対し、ブロックチェーンを用いることで効率化がもたらされます。