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ブロックチェーンの仕組みと可能性

ビットコイン等の主要な仮想通貨を支える技術的基礎の大きな要素が、ブロックチェーンシステムだ。
仮想通貨の流通や市場、存在そのものに否定的な姿勢をとっていても、ブロックチェーン技術そのものを評価しない論者はほとんどない。
このブロックチェーンのユニークな発想を振り返り、強固なセキュリティシステムの仮想通貨への応用方法と将来的な発展の可能性を考えてみた。

ブロックチェーンは画期的な発想だった

ビットコインの発案者サトシ・ナカモトによるブロックチェーンの最初期論文には、ブロックチェーン技術について、P2P(ピア・ツー・ピア)を基礎とした「分散型処理」により、非中央集権的通貨を生成する方法等が下記のように記されていた。

論文の主な論点

  • 銀行・企業等の特定組織や機関に依存せず、第三者を介在させずに低コストで取引できる電子コインの提案。
  • 中央集権サーバー不要のP2P接続のネットワーク上で端末間のデータ直接交信を行う。
  • 同一データからの2重払いと、データ不正(偽装)防止のPOW(プルーフオブワーク)を介したブロックチェーン運用の仕組み。
  • 安全性保証を第三者の信頼性に頼るのではなく、暗号化された証明の導入(電子署名)による集団的承認システムでの認証(コスト削減)行為。

上記4つが提唱されており、初期のビットコインコミュニティから、この論点はビットコインのブロックチェーン技術の中核となっている。
その後、サトシ・ナカモトはビットコイン・プロトコルや、Bitcoin Core (Bitcoin-Qt)の作成等、ビットコイン生成に向けた活動を行っていたが、やがて姿を完全に消した。

ビットコインにおけるブロックチェーンの仕組み

ブロックチェーン技術は、ビットコインに要求されていた基本的なセキュリティ、セキュアな通貨を保証するために欠かせない要素だ。
ビットコインが先行した多くの仮想通貨を圧倒した成功の要素は、ブロックチェーンによるセキュリティの高さだった。(ビットコイン後に登場したアルトコインには、ビットコイン以上の強固なセキュリティを実装するコインも数多い)

ビットコインのブロックチェーンは、簡単に言えば存在するコイン流通等のすべてを記録した「取引記録(台帳システム)」で、取引後の送信データにより所有者変更の履歴がブロックチェーンに記録される仕組みになっている。
言わば“お金の持つ価値の所有権移動を記録するウェブ上の巨大な一枚岩の台帳”であり、通常の通信回線ではダウンロードに何日もかかるほど大きなサイズだ。
世界中のビットコイン取引全てが記録されたブロックチェーンは、ネットワーク上の参加者全てが共有しており、取引内容が全て明らかになってはいるが、送金元や送金先の個人情報は判らない。

ビットコインの場合には、P2Pの取引が楕円曲線署名(ECDSA)という名の電子署名システムを使っており、公開鍵と秘密鍵の組み合わせで、なりすましや改ざんの無い取引保証が可能となっている。
また、送信者による二重払い行為の禁止については、取引内容(トランザクション)を送信元(自分)から電子署名を付加してネットワーク上に公開し、P2P取引ではあるが、相手への直接送信でない「公開取引化」により二重払い抑止を行っている。

ブロックチェーンにおける取引承認の仕組み

但し、このネットワーク上のトランザクションが正当だと認められるためには、POW(プルーフオブワーク→仕事の証明)という「パズル解明」作業がノード(ネットワークの参加者、ほとんどがマイナー)で行われる。これがマイニング作業と呼ばれるビットコインブロックの新規作成作業だ。

ブロックチェーンのデータを用い、マイナーが「ナンス(Nonce;一度だけの使い捨て数字の略で、ブロック生成時に使う32ビット数)」という数値を変えながらハッシュ値が指定された値となるブロックを発見できれば、ビットコインの新規採掘(マイニング作業)が可能となる。(現状は、個人のパソコンでの作成は、時間等から現実的ではない)

マイニングが成功して、正当なブロックと認められると、タイムスタンプ後は直前のブロックの後に接続され、ブロックのチェーン(鎖)が伸びることになる。このノード(マイナー)によるナンス確認作業に報酬が支払われる。

パブリックチェーンとプライベートチェーン

ブロックチェーンシステムは「取引承認」のプロセスの違いにより、【パブリックチェーン】と【プライベートチェーン】という二種類に区分できる。
ブロックチェーンの取引は、取引の「記録」に加えて、記録データの真正さを「承認」するという二段階のプロセスで成立する。最初に、前述のPOW作業等で選定されたマイナーがブロック(取引記録データの塊)を作成する。
このブロックは、他のノードの同期過程やマイナーによってその後ろにブロックがつながる過程で順次「承認」され、同時に各ノードやマイナーはブロック上のデータ記録にある「取引記録」の検証作業(ハッシュ値の確認)を行い、不正なブロックは承認しない判断も行う。
ブロックチェーンのセキュリティは、こうした多数のノード・マイナーのデータ真正性の検証作業を経由し、各取引が承認される回数を加えるたびに、その取引記録の正当性が増加する。

パブリックチェーンとプライベートチェーンの違いは、誰が取引の承認に責任を持っているのかという点になる。
パブリックチェーンでは、取引の承認者は不特定多数のノードやマイナーであり、ビットコインの場合もブロックチェーンの参加者は不特定多数のノードやマイナーで、誰でもノードおよびマイナーになることが出来る。
こうした、パブリックチェーンでは不特定多数による承認作業が取引の正当性の根拠となるため、特定の個人の恣意による操作や改ざんが非常に困難で、分散化における51%原理と呼ばれている。(悪意を持つものが不正を行うことを「51%攻撃【※1】」という)

この様にパブリックチェーンはブロックが生成される度に全ノードが取引記録の検証と真正性を保証する「自律分散的」なチェーンだが、プライベートチェーンは取引記録の生成や承認が一部のノードに限定し、権限が集中する。
記録生成や承認の権限を持つノードは多くが管理者等を指定しており、許可型ブロックチェーン(パーミッション型)と呼ばれることもある。
プライベートチェーンは信頼性の高いノードに取引情報の公開方法や範囲も指定(限定)でき、取引承認が一部のノードに限られることから、迅速で効率的な送金が可能であり、チェーンの管理もしやすいと言う利点がある。(ビットコイン等は取引承認にPOWのプロセスを必要とするため、一定の時間とコンピューターパワーと電力を費やし、マイニング報酬も必要)
プライベートチェーンのブロックチェーン技術は、既存の金融機関などの中央集権的組織における利用も可能だ。

主要な仮想通貨のほとんどは、パブリックチェーンで構成されているが、リップル(XRP)は取引承認をユニーク・ノード・リストという機関に限定しており、プライベートチェーンに分類されることもある。
リップル(XRP)は、既存銀行システムや銀行間決済への応用が検討されており、実現すれば国際送金や銀行間決済で指定された複数の高信頼度を持つノード間での取引承認(記録)が可能になると思われる。
リップルの技術は、効率化メリットと分散化メリットの双方が狙えるプライベートチェーンシステムで、「コンソーシアム型ブロックチェーン」とも呼ばれている。

リップルのデータ

名称 リップル
単位 XRP
発行枚数 1,000億XRP
コミュニティ 795,558(Twitter)
時価総額 4,399,774,924千円
特徴 リップル社が発行。国際送金の変革「価値のインターネット」び実現を志向(550億枚でロックアップ)

 

パブリックチェーンとプライベートチェーンの「取引承認を担うノードが不特定多数か一部かという点」は「完全な自律分散的ブロックチェーン」と「中央管理特化ブロックチェーン」という異なる思想をあらわしている。(パブリックチェーンは、中央銀行等の中央集権に対抗する仕組みだが、プライベートチェーンは既存の機関等との共存も受け入れながら、現在より効率的な通貨・金融システムが期待できる)

【※1】51%攻撃とは、悪意を持つもの(個人・団体)が、ブロックチェーンネットワークの50%以上を支配し、不正取引が可能となる行為。特定のノードが全計算量の過半数を支配すると、不正取引の正当化や正当な取引の否定、マイング成果の独占等が可能となる。但し、51%攻撃成功が判明すればチェーン自身の安全性確保に疑問が生じ、該当コインの価値が大幅に下落する為、攻撃者利益が減少し、高い攻撃コストを考えると現実的ではないと考えられている。(2013年には、あるマイニングプールのシェアが5割近くなり、ビットコインが値下がりした)

ブロックチェーンと仮想通貨の可能性と未来

サトシ・ナカモトの行動や提言等の解釈を巡り、ビットコインのコミュニティには、ブロックチェーン技術の利用方法や改善についての思想的な分裂状態が生じ、ビットコインを巡るハードフォークの原因ともなっている。

例えば、「ビットコインキャッシュ」に代表されるビックブロック派と言われるコミュニティ集団は、「ビットコインキャッシュ(ブロックサイズはビットコインの8倍;8メガバイトに増加)は、サトシ・ナカモトのビジョン上にあるロードマップに従い、正当な思想を継承している」と主張している。(Bitcoin Cash follows the Nakamoto roadmap of global adoption with on-chain scaling.)【引用元:bitcoincash.org

 

ビットコインキャッシュデータ

名称 ビットコインキャッシュ
単位 BCH
発行枚数 2,100万BCH
コミュニティ 94,682(Twitter)
時価総額 2,500,391,273千円
特徴 サトシナカモトのロードマップに従った「オンチェーンスケーリング」、ビットコインの分裂で誕生

 

ビットコインが目指した「あるべき正しい」将来の姿がどうなるかについては、今後も議論が続き、対立は継続すると思われる。
取引の速度やセキュリティなど様々な評価基準があり、利用者の立場や仮想通貨に対する思想や意図によって議論の立場や方向性も様々だ。だが、そうした過程を経た後に、より発展的にブロックチェーン技術を活用し、多くの取引相手、投資家等に支持された通貨は、次第に価値を増大させる可能性が高い。

逆に技術的限界を迎えて支持を失った通貨は消滅する等、ブロックチェーンを利用する仮想通貨にも、いずれ厳しい淘汰が訪れることになるだろう。
そうした過程における、仮想通貨に対する評価基準や思想の重要性についても、仮想通貨の進化の必要性(すべての通貨が生き残ることは考えられない)から、次第に理解が深まって行くのではないかと考えている。

このコラムの執筆者

和気 厚至
和気 厚至

慶應義塾大学卒業後、損害共済・民間損保で長年勤務し、資金運用担当者や決済責任者等で10年以上数百億円に及ぶ法人資産の単独資金運用(最終決裁)等を行っていた。現在は、ゲームシナリオ作成や、生命科学研究、バンド活動、天体観測、登山等の趣味を行いつつ、マーケットや経済情報をタイムリーに取り入れた株式・為替・債券・仮想通貨等での資産運用を行い、日々実益を出している。


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