2023/08/04
仮想通貨やビットコインで有名になった「ブロックチェーン」ですが、この言葉を耳にしたことがある方も多いのではないでしょうか？
元々は仮想通貨の取引のために生み出された技術といわれていますが、今では他の幅広い分野でもブロックチェーンが活用されています。
ブロックチェーンは「インターネット以来の技術革新」であり、次世代の社会インフラになる可能性を秘めています。
本記事では、そもそもブロックチェーンとは何なのか？基礎知識と特徴、活用事例を解説していきます。
目次
｜ブロックチェーンとは？
ブロックチェーンとは、「取引履歴を暗号技術によって過去から1本の鎖のようにつなげ、正確な取引履歴を維持する技術」のことです。
取引データを「ブロック」という単位で記録して、それを「チェーン」のように繋いで保管することから、このような技術名になったといわれています。
ブロックチェーンは中央に管理者を置かず、ネットワーク上の参加者同士で取引履歴を共有し、最初から最後まで取引履歴を正確に記録することで、
お互いを監視した状態で取引が行われるため、透明性・正当性を高く維持できます。
また、データの改ざんが非常に困難なことやシステムダウンが起きないことなども特徴です。
｜ブロックチェーンの仕組み
ブロックチェーンの基本的な仕組みは、取引データ（ブロック）が暗号技術によって過去から1本の鎖のようにつなげる形で記録されます。
一つのブロックは、合意された取引データの集合体と、各ブロックを接続させるための情報（前のブロックの情報など）で構成され、
このブロックが複数連結されたものがブロックチェーンです。
｜基本的な仕組み
ブロックチェーン化された取引データは、特定の管理主体が存在する通常の集中管理型システムと異なります。
下図のように、複数のシステムがそれぞれ情報を保有し、常に同期がされる「分散型台帳」という仕組みで管理されているため、一部のシステムが
停止・故障しても、システム全体の運行・稼働に与える影響を抑制することが可能です。
｜ブロックチェーンをささえる技術
これまでは信頼できるサービス提供者の存在がなければ、インターネット上で通貨などの取引を安全に行うことはできませんでした。
たとえば、仮想通貨では「なりすましや改ざんをどう防ぐか」「二重支払いをどう防ぐか」という2つの問題がありましたが、この問題を解決したのが、ブロックチェーンをささえる4つの技術です。
以下では、これら4つの技術を簡単に説明していきます。
・P2Pネットワーク
P2P（Peer to Peer）とは、複数の同等なコンピュータが1対1で直接通信を行う接続方式を指します。
Peerとは「同等の人」「仲間」を意味しており、P2Pネットワークでは、ネットワークに参加するコンピュータをピア、もしくはノードと呼びます。
そして、P2Pでつながったコンピュータが多数集まり相互に通信するネットワークを、P2Pネットワークといいます。
P2Pネットワークで接続されたコンピュータは、それぞれのピアが同等の役割を持っており、複数のピア間で対等に通信が行われます。
つまり、システムが分散されているため、一部のコンピュータがダウンしたとしてもシステム全体は動き続けるのです。
これが、P2Pネットワーク最大の特徴であり、ブロックチェーンはP2Pネットワークによりシステムダウンしない分散システムを実現しています。
・ハッシュ（暗号技術）
冒頭で述べた「データの改ざんが非常に困難」というブロックチェーンは、暗号技術が導入されているからです。
暗号技術とは、データの内容を第三者にわからない形式に変換し、その変換したデータを元に戻すための技術のことです。
暗号技術のひとつである「ハッシュ」は、データの特定に長けた暗号化技術であり、「ハッシュ関数」と呼ばれる計算式を通すことで、
入力したデータは固有な値（ハッシュ値）となります。
簡単にいうと、入力したデータを特定するIDとして機能するための値です。
このハッシュ値は、1文字違うだけでも全く別のハッシュ値となり、正しいハッシュ値と比較することで容易に改ざんを検出することができます。
ブロックチェーンは、このハッシュの特性を活かすことで、改ざん耐性が高く効率的なデータの管理が行えるようになっています。
・コンセンサスアルゴリズム
中央管理者がいないブロックチェーンでは、取引（暗号資産の送付）について、その取引が正しいかどうかを多数で検証し、合意を行っていく
仕組みを採用しています。
この合意を行う方法が「コンセンサスアルゴリズム」です。
コンセンサスアルゴリズムは、ブロックチェーンでネットワーク上の全ての参加者に分散して同等の情報を記録していくことに対し、
この記録する取引情報に食い違いが出ないよう、各リクエストが正しいのかを検証するためのルールとなります。
コンセンサスアルゴリズムには、いくつかの種類が存在します。
有名なコンセンサスアルゴリズムでいうと、ビットコインで採用されている「プルーフ・オブ・ワーク（Proof of Work）」で、
IT業界では「PoW」と略されます。
ある取引や送金が発生したとき、以下のプロセスでブロックチェーンにつながれます。
1）いくつかの取引や送金のデータがブロックとしてまとめられる
2）ブロックをブロックチェーンにセットするために、ナンス（Nonce）と呼ばれる答えの値を計算で発見する
3）いち早くナンスを求められた人は、他の計算者に答えを発表して正しいかどうか判断してもらう
4）計算結果が正しいと認められれば、計算を行った人がブロックチェーンへのつなぎこみの権利を得ることができる
5）報酬として暗号資産（仮想通貨）を手に入れる
この仕組みが「PoW」であり、システムの管理者やネットワークの中心がいなくても、正しい合意形成が実現されるようになりました。
他にも、PoS（コインの保有量による証明）やPoI（スコアによる証明）がありますが、説明が長くなるのでここでは割愛します。
・スマートコントラクト
スマートコントラクトとは、契約行動をプログラム化し、自動的に実行しようとする仕組みのことです。
これは、ブロックチェーン上で動くエージェント・プログラムで、特定の条件を満たした場合に契約を行うなど、さまざまな業務処理を
記述することを可能にします。
この仕組みは、自動販売機のように利用者が硬貨を投入し、飲み物のボタンを選択した瞬間に売買契約が成立するイメージに似ています。
スマートコントラクトにより、P2P間での直接取引や中央管理者不在での取引・実行を実現しています。
｜ブロックチェーンの特徴
ここまでの説明で、ブロックチェーンはクラウドのデータベースとそれほど変わらないのでは？と思う方もいらっしゃるかもしれません。
以下では、ブロックチェーンがデータベースと違うといわれる所以を解説していきます。
｜管理する主体がいない
個人間の取引履歴やクラウドのデータベースでは、信頼性を担保する「中央管理者」が存在します。
この場合、管理者に拠るところが大きく、管理者がサービスを停止させればデータベースの中身は消失し、管理者の都合によってデータの抹消や
データの中身を改ざんする可能性もあります。
ブロックチェーンの場合、中央管理者はおらず、不特定多数の「ブロックチェーンネットワーク上の参加者」が取引履歴を共有し、共同で管理します。
ブロックチェーン上の取引は、参加者全員に公開されていることや暗号技術が使われていることからデータの信頼性と透明性が担保されています。
｜データの改ざん耐性・透明性が高い
ブロックチェーンは、暗号技術やアルゴリズムを利用しており、改ざんされにくいデータ構造になっています。
ブロックチェーン上で、あるブロック内にある情報を改ざんしようとすると、改ざんした情報が含まれているブロック以降のすべてのブロックを
修正する必要があります。
そして、ブロックチェーンのネットワークに参加しているノード（PCやサーバーなど）の過半数以上に対して、同様の修正を実施しなければなりません。
このように、ブロックチェーンの仕組みは、ブロックが長くなればなるほど改ざんは不可能とされています。
また、ブロックチェーンのネットワークに参加しているすべての参加者は、同じ取引データを共有します。
自身が持つPCやサーバーに格納されているブロックチェーン情報から、独自に情報を取得できることから、データの透明性が高いことも特徴です。
｜トレーサビリティの実現
トレーサビリティとは、｢そのデータがいつ、どこで、だれによって作られた（取引された）のか｣を明らかにする追跡可能な状態のことです。
ブロックチェーンでは、すべてのノードによって正しいと認められた、改ざんが不可能なトランザクションデータ（システムを使うことで蓄積されていくデータ）がブロックとして保存されています。
また、冗長化によりデータが失われることがなく、時系列順に格納されているため、過去にさかのぼってデータを参照することができるので、
高いトレーサビリティを実現しています。
｜システムダウンが起きない
ブロックチェーンの基本的な仕組みで説明したように、ブロックチェーンは、管理主体が存在する中央集権型システムと異なり、複数のシステムが
それぞれ情報を保有し、常に同期がされる「分散型台帳」の仕組みとなっています。
そのため、一部のシステムが故障し停止した場合でも、システム全体が止まることなく稼働を続けることが可能です。
｜ブロックチェーンの種類
ブロックチェーンの種類には、大きく分けて3つあります。
・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
それぞれの特徴を表したものが、下記の図になります。
｜パブリックチェーン
パブリックチェーンとは、誰でも参加できる公開されたブロックチェーン・ネットワークです。
管理者が存在しないことが特徴で、取引内容がネットワークで合意され、すべての取引が公開されているので、データの透明性も高いです。
管理者がいないという意味では、最も純粋なブロックチェーンと言えるでしょう。
お金を発行・移動・記録するシステムにおいては「特定の誰か」がデータを恣意的に変更できてしまうと、データ改ざんなどのリスクが高くなるため、
パブリックチェーンを用いることが多いです。
そのため、ビットコインを始めとした暗号資産の多くは、パブリックチェーンを採用しています。
｜プライベートチェーン
プライベートチェーンとは、単一の管理者が存在し、参加者が限定されたブロックチェーンのことです。
パブリックチェーンとは異なり、プライベートチェーンのネットワークに参加するには管理者の許可が必要です。
プライベートチェーンは、参加者の数を常に把握でき、悪意を持つ参加者が含まれるリスクを抑えやすいことから、厳格なコンセンサスアルゴリズムが
なくとも機能する点が特徴です。
管理者が存在し、参加者が許可制となっていることで、情報を制限することができるので秘匿性の高い情報を扱えることや許可制にすることによって、
悪意ある参加者を管理者側で防ぐことができます。
｜コンソーシアムチェーン
コンソーシアムチェーンは、パブリックとプライベートの中間にあたるブロックチェーンです。
誰もが管理者になれるわけではないですが、単一の管理者でもなく、複数の管理者が存在します。
たとえば2つ以上の企業で、利害関係が一致しない場合、一方だけにデータ管理を任せることができないため、お互いのデータを共有したい場などに
コンソーシアムチェーンが向いています。
コンソーシアムチェーンは、従来は不可能だった企業同士によるデータの共同利用などで用いられています。
｜ブロックチェーンのメリット
ここまでは、ブロックチェーンの基礎知識を解説してきました。以下からは、ブロックチェーンのメリットとデメリットをご紹介します。
｜データの改ざんが困難
ブロックチェーンの特徴などで説明したとおり、ブロックチェーンはデータの改ざんが非常に困難な仕組みを持っています。
ブロックチェーンは、取引データを「ブロック」と呼ばれる塊に格納し、個々のブロックには、取引データに加えて1つ前に生成されたブロック内容を
示す「ハッシュ値（IDみたいなもの）」の情報が格納されています。
たとえば、過去のブロック内の情報を改ざんする場合、変更したブロックから算出されるハッシュ値も以前と異なり、つながっているすべてのブロックのハッシュ値も変更しなければいけません。
このような変更は現実的に困難であり、データの改ざんは不可能といっても過言ではありません。
｜公正な取引を残すことができる
ブロックチェーンで保存された取引は、取引内容の書き換えや消去ができないため公的な記録を残したい場合には最適です。
取引内容が削除されないことから、どのような取引が行われているか時系列で確認できます。
これが、ブロックチェーンの特徴で述べた「トレーサビリティ」です。
また、パブリックチェーンのようにデータをいつでも誰でも閲覧できる点は、ブロックチェーン取引の透明性にもつながります。
｜システムにかかるコストを抑えることができる
従来の中央集権型の管理システムでは、サーバー側で一括して処理を行いますが、ブロックチェーンの場合、取引に参加しているノード
（PCやサーバーなど）側で分散して処理を行います。
そのため、システム提供者は高額なサーバーを用意する必要がなく、導入コストや運用コストを抑えることが可能になります。
｜ブロックチェーンのデメリット
ブロックチェーンは、メリットが時と場合よってはデメリットになるケースもあります。デメリットとしては以下が挙げられます。
｜データを削除できない・隠せない
データを改ざんできないメリットと矛盾しますが、ブロックチェーンは一度データを保存すると削除できません。
誤って不要な情報がブロックに入った場合、暗号化された状態ではあるものの、ネットワーク上の参加者すべてに情報が行きわたります。
そのため、データの記録には十分な注意が必要です。
たとえば、個人情報などは本人の求めに応じて削除する義務が法律によって定められていますが、ブロックチェーンでこれを運用しようとした場合、
一度記録した個人情報は二度と削除できなくなってしまうだけでなく、ネットワーク上の全ての参加者に情報が行き渡ってしまいます。
このように、時と場合、取り扱うデータによっては、ブロックチェーン単体ではなく外部のデータベース等と組み合わせて使う工夫が必要となります。
｜処理速度が遅い
中央集権型管理システムは、高スペックなサーバーを使用することで処理速度の向上が見込めますが、ブロックチェーンは処理速度に課題があります。
ブロックチェーンの仕組みである「P2Pネットワーク」で接続されたコンピュータは、複数のピア間で対等に通信が行われるため、処理能力は参加者の
接続機器に依存します。
そのため、スペックの低い機器が複数つながっている場合、処理速度が遅くなってしまいます。
｜悪意のある参加者が入り込む可能性がある
特定の管理者や組織に依存せず、管理できる点がブロックチェーンのメリットですが、悪意ある参加者を排除できないリスクもあります。
ブロックチェーンはオープンな環境のため、誰でも取引に参加することが可能です。
もし、ブロックチェーンの取引数が改ざん可能な少量である場合、複数のハッカーが協力し、ブロックチェーンを丸ごと改ざんする危険性があります。
悪意のある人物の参加者を阻止するため、参加者を特定する「プライベートチェーン」を採用することもできます。
どのようなデータを取り扱うかによって、3種類あるブロックチェーンの採用方法を慎重に選ぶ必要があります。
｜ブロックチェーンの活用事例
ブロックチェーンの活用は仮想通貨やビットコインだけではありません。次は、ブロックチェーンの活用事例をご紹介します。
｜NFT
NFTとは「Non-Fungible Token」を省略した語句で、「非代替性トークン」のことを指しています。
NFTは、ブロックチェーン上に存在するデジタルデータ単位で、“非代替性”の文字から推測できるように、デジタルデータに対して、
唯一無二の資産的価値を付与することができます。
NFTを用いることで、絵画や音楽、動画などのコンテンツを、オリジナルのものであると証明することが可能です。
NFTが有名になったきっかけを挙げると、Twitter創始者の初ツイートが約3億円で落札、アメリカの人気アーティストBeeple（ビープル）が制作した
デジタルアートが約75億円で落札されたことだといわれています。
他にも、ゲーム内で手に入れたレアアイテムや、長い時間をかけて育成したキャラクターをNFTマーケットプレイスに出品することで、
仮想通貨に変えることができます。
NFTを用いたコンテンツは2021年から取引量が増えており、誰でも使えるブロックチェーンといってもいいでしょう。
｜シェアリングエコノミー
シェアリングエコノミーとは、個人または法人が保有する遊休資産の貸出しを仲介するサービスです。
身近な例を挙げると、現在、日本で流行しているカーシェアリングサービスです。
カーシェアリングは、車を不特定多数の利用者にサービスとして提供することで、事業を行っています。
米国の「Arcade City」は、ブロックチェーンのスマートコントラクトを活用したシステムで全ての取引を進めることにより、取引を透明化させ、
ドライバーと利用者での個人間の取引を実現しました。
｜食品のトレーサビリティ
食品のトレーサビリティは、｢その食品がいつ、どこで、だれによって作られたのか｣を明らかにできるため、食品事業者で活用されています。
各事業者が食品を取り扱った際の記録を作成し保存しておくことで、 食中毒など健康に影響を与える事故等が発生した際に、問題のある食品が
どこから来たのかを調べ、 どこに行ったかを調べることができます。
カゴメ株式会社でも、「安心・安全な商品の提供」を目的とし、食品のトレーサビリティに取り組んでいます。
｜中古車の適正価格の算出
ブロックチェーンは、中古車の適正価格を算出するためにも活用されています。
具体例は、ドイツのメルセデスベンツ社です。
同社では、中古車の適正価格を算出するプラットフォーム「Vehicle Residual Value Management Platform」の開発を進めています。
ブロックチェーンで管理するのはベンツ販売店や車検の記録で、走行距離や車検証明の改ざんを防ぐのが目的です。
これにより、中古車販売における情報の透明化をはかることで、中古車に適正な価格をつけることができます。
｜クレジットカードの自動決済システム
ブロックチェーンのデータ改ざん防止やスマートコントラクトを活かし、大手クレジットカードブランドもブロックチェーンの導入に動いています。
たとえば、Mastercardはすでに2017年の時点で、決済システムにブロックチェーンを導入することを決定しています。
ブロックチェーン上で契約プロセスを自動化し、決済処理をすることで仲介者が不要となるため、手数料やコストを削減でき、国際間送金なども迅速に
低コストで実現できるとされています。
このように、ブロックチェーンは私たちの日常の中でもすでに活用されており、今後もブロックチェーンの市場規模は大きくなると予想されています。
｜VNEXTの開発事例
弊社VNEXTでは、ブロックチェーンのコンサルティング・開発も提供しております。
今回は、数ある開発事例から3つご紹介します。
｜許可型ブロックチェーン・データベースの開発
許可型ブロックチェーン・データベースとは、複数のコンソーシアム型ブロックチェーンタイプに対応し、ノードを含むブロックチェーンネットワークを
簡単に設定・運用ができる、カスタマイズ可能なプロトコル*です。
*プロトコル：ネットワーク上でコンピュータ同士が円滑に情報を送受信できるようにする約束事や企画のこと
｜仮想通貨決済の統合
ブロックチェーンで、既存のビジネスシステムに仮想通貨入金・出金・決裁機能を統合し、Coinbaseやbitpayなどのサードパーティー（第三者）の
サービスを使用可能にしました。
仮想通貨の保管、使用 ・仮想通貨で顧客への請求 ・請求書発行プラットフォームなど、決裁システムを初めから開発することも可能です。
｜ICO支援
ICOとは、「Initial Coin Offering」の略で、新規暗号資産（仮想通貨）公開を指します。
VNEXTでは、さまざまなビジネスプロジェクトを立ち上げるための資金調達でICOを実施・導入・運用しております。
Ethereum、NEO、またはスマートコントラクトを対応する任意のベースコインをベースにすることが可能です。
この他にも、各種メディアに取り上げられている開発実績がありますので気になる方はぜひご覧ください。
▶️ データ交換システムに活用、それがインテージテクノスフィアの解
▶️ ブロックチェーン技術を活用した車両取引データの管理に成功。
｜まとめ
〜 ブロックチェーンは活用次第で、社会を支えるインフラにもなりうる 〜
今回は、ブロックチェーンの基礎知識と特徴、活用事例について解説してきました。
日本では、ブロックチェーンに関わる複数の協会や政府機関が連携し、実用化に向けた取り組みが進んでいます。
金融庁は利用者保護に向けた規制整備を進めるなど、積極的にブロックチェーンを推進しています。
ブロックチェーンが活用されることで、第三者によるデータ改ざんや記録ミスを防ぎ、「安全性の高い社会の実現」が期待されています。
また、今まで煩雑だった契約手続きや取引を簡略化し、社会全体の業務効率を高めることも可能です。
ブロックチェーンはうまく活用すれば、暗号資産取引のみならず、社会全体を支えるインフラにもなりえます。
本記事で、基礎知識とメリット・デメリットを把握し、自社の抱える課題解決や新たなビジネスを生むためにブロックチェーン技術の導入を検討してみてはいかがでしょうか？
VNEXTでは、ブロックチェーンに関するコンサルティングから開発まで支援しております。
ブロックチェーンを自社に活用したい、どのように活用すればよいのかなどお気軽にお問い合わせください！
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