ブロックチェーンとは何か？分かりやすく解説｜仮想通貨との関係も

近年、ブロックチェーン技術は急速な発展を遂げ、金融業界をはじめ様々な分野において注目を集めています。しかし、その複雑な概念からか、ブロックチェーンと聞いても何ができるのか、理解しにくいと感じる方もいるでしょう。

この記事では、ブロックチェーンについて分かりやすく解説し、仮想通貨との関係や活用事例などについても言及します。

ブロックチェーンは仮想通貨とも関係が深く、今後も多くの業界で活用される可能性を秘めていますので、ぜひこの記事を参考にブロックチェーンに関する理解を深めてください。

ブロックチェーンとは何か？分かりやすく解説

ブロックチェーンとは、データを連続的なブロックの鎖のように繋ぐデジタル技術のことです。それぞれのブロックには取引情報やデータが記録され、「分散型台帳（データベース）」という仕組みで管理されています。

分散型台帳（データベース）が持つ特徴は、「中央集権的な管理者がおらず、ネットワーク参加者間でデータの整合性と信頼性を保てる」というもの。透明性が高く容易に改ざんできないことから、セキュリティ面に関しても優秀です。

仮想通貨ビットコインなどの基盤にもなっており、現在は金融サービス、サプライチェーン管理、スマートコントラクトなど、様々な分野での活用が提案されています。

ブロックチェーンの仕組み

1つ1つの取引情報を格納する単位は「ブロック」と呼ばれ、このブロックが時系列で繋がることからブロックチェーンと名付けられました。

ブロックチェーンの分散型台帳には、一番初めの取引から最新のものまで全てが記録されており、その全てがブロックチェーンを管理する全参加者によって共有されています。

以下は、ブロックチェーンを構成する要素です。

• ブロック
• チェーン
• ハッシュ
• ネットワーク
• 電子署名
• コンセンサスアルゴリズム

ブロック

前述したように、ブロックは取引情報が記録されるデジタルコンテナのようなものです。それぞれのブロックは一定の時間やサイズごとに生成されます。

チェーン

ブロックが時系列順に連結されるとチェーン構造を形成します。

それぞれのブロックが直前のブロックへのハッシュを持っており、この連鎖的な構造によってデータ改ざんなどの不正に対して強固なセキュリティを確保しているのです。

ハッシュ

各ブロックには前のブロックのハッシュが含まれており、これによってブロックが時系列順に連鎖されています。

仮に過去のブロックのデータが改ざんされた場合、そのブロックのハッシュ値が変わり、それ以降のブロックのハッシュも連鎖的に変化します。その結果、ネットワーク上で他の参加者との不整合が発生することになり、改ざんが検出される仕組みです。

ネットワーク

ブロックチェーンは、P2Pネットワーク上で機能します。P2Pとは複数のコンピューターが1対1で通信を行う接続方式のことで、一部のシステムがダウンしても全体のシステムを動かすことには影響が出ません。

ネットワークに参加するコンピュータ（ノード）は、全てのブロックチェーン情報を共有しており、新しいブロックが追加されるたびにネットワーク全体で同期されます。

電子署名

電子署名は、デジタルデータに対して「その送信者の真正性やデータが改ざんされていないこと」などを確認するためのデジタル技術です。ブロックチェーンにおいては、主に取引の検証と承認に用いられます。

具体的には、ユーザーは秘密鍵（プライベートキー）で取引に署名し、ネットワーク上の他の参加者は公開鍵（パブリックキー）を用いて、その取引が正当であるかを検証します。

公開鍵によって情報が確認できれば、取引の送信者が正当であることが保証され、データの改ざんも防げる仕組みです。

コンセンサスアルゴリズム

ブロックチェーンに新しいブロックを追加する際は、参加者間の合意が必要です。この合意形成プロセスを、コンセンサスアルゴリズムと呼びます。

代表的なコンセンサスアルゴリズムには、Proof of Work（PoW）やProof of Stake（PoS）などがあります。

「ブロックチェーン」と「仮想通貨ビットコイン」の関係

「ブロックチェーン」と「仮想通貨ビットコイン」は同じものだと捉えられがちですが、実は同じではありません。

ブロックチェーンとは、仮想通貨ビットコインの基盤となる技術です。ビットコインはブロックチェーン技術を活用した仮想通貨であり、ブロックチェーンの一つの活用事例に過ぎません。

ブロックチェーン技術は、仮想通貨以外にも様々な分野での利用が期待されています。活用事例については後述しますので、そちらを参考にしてください。

ビットコインはマイニングによって成り立っている

Proof of Work（PoW）を採用したビットコインなどのブロックチェーンでは、マイニングがセキュリティ維持の重要な役割を果たしています。

マイニングとは、「新しいブロックを生成してブロックチェーンに追加するためのプロセス」のこと。Proof of Workアルゴリズムでは、ネットワーク参加者（マイナー）が複雑な数学的問題を解く競争を行い、最初に答えを見つけたマイナーが新しいブロックを作成し、報酬を受け取ります。

この時の報酬が、新規で発行されるビットコインとトランザクション手数料で、この報酬を獲得するために世界中でマイニングが行われているのです。

3種類のブロックチェーン

ブロックチェーンには種類があり、大きく分けて以下の3つに分類できます。

• パブリックチェーン（公開型チェーン）
• プライベートチェーン（非公開型チェーン）
• コンソーシアムチェーン（連携型チェーン）

パブリックチェーン（公開型チェーン）

パブリックチェーンは、誰でもアクセス可能な参加者に制限がないタイプのブロックチェーンです。ビットコインやイーサリアムなどの主要な仮想通貨は、パブリックチェーンを採用しています。

パブリックチェーンの特徴として、ネットワーク上での取引やデータの検証が、全ての参加者によって行われている点が挙げられます。

▼主なパブリックチェーンの活用例

• 金融サービス
• スマートコントラクト
• 分散型アプリケーション（dApps）

プライベートチェーン（非公開型チェーン）

プライベートチェーンは、特定の組織や個人によって管理され、参加者が制限されたタイプのブロックチェーンです。パブリックチェーンとは異なり、ネットワークへのアクセスや取引の権限が限定されています。

プライバシー保護や効率性に優れている一方で、「中央集権的な管理が必要になるため、分散性や透明性が低下する」という特徴も持ち合わせています。

この点を考慮し、用途に応じた適切なブロックチェーンタイプを選択することが重要です。

プライベートチェーンは、企業間の取引や機密性が重要なデータの管理など、特定の目的や業務に適した場合に活用されています。

▼主なプライベートチェーンの活用例

• サプライチェーン管理
• 内部認証システム
• 企業内での情報共有

コンソーシアムチェーン（連携型チェーン）

コンソーシアムチェーンは、複数の組織や団体が共同で管理・運営するタイプのブロックチェーンです。パブリックチェーンとプライベートチェーンの中間に位置しており、双方のメリットを兼ね揃えています。

参加者が限定できるうえに中央集権的な管理も避けられることから、多くの企業や組織にとって魅力的な選択肢と言えるでしょう。

▼主なコンソーシアムチェーンの活用例

• 金融機関間の取引
• サプライチェーン管理
• 業界間の情報共有
• アイデンティティ管理

ブロックチェーンのメリット・デメリット

ここまでブロックチェーンの仕組みについて解説してきましたが、改めてメリット・デメリットという観点からその特徴を整理します。

ブロックチェーン3つのメリット

まずは、ブロックチェーンが持つメリットについて解説します。代表的なメリットは、以下の3点です。

• 中央管理者が存在しない
• データの透明性が高く改ざんが難しい
• ネットワークによるリスクの分散化

中央管理者が存在しない

ブロックチェーンのデータ管理は、分散型ネットワークの参加者によって共同で行われます。そのため、中央管理者が存在しません。

その結果、データの信頼性が確保でき、セキュリティが向上します。また、従来のシステム管理などにかかるコストや手数料も削減されます。

データの透明性が高く改ざんが難しい

前述したように、ブロックチェーンの仕組み上、一度記録したデータの改ざんはできません。そのため、ブロックチェーンはデータの信頼性を確保し、セキュリティ面でも優れた技術として認識されています。

このような特性から、金融業界や、サプライチェーン管理、データ共有など、様々な分野で活用されています。

ネットワークによるリスクの分散化

ブロックチェーンは分散型ネットワークを採用しているため、システム全体のリスクが複数の参加者に分散されています。そのため、一部のコンピューターがダウンしても、システム全体には全く影響がありません。

これが中央集権的な企業やシステムの場合、一部のコンピューターであってもダウンしてしまうとシステム全体に影響が出るでしょう。

また、リスクが分散できるブロックチェーンなら、24時間365日止まらずに動き続けられる「ゼロダウンタイム」も実現できます。

ブロックチェーン4つのデメリット

メリットが魅力的なブロックチェーンですが、以下のようなデメリットもあります。

• 一度記録したデータの削除はできない
• エネルギー消費と環境への影響
• 中央集権型に比べて処理速度が遅い
• 法整備が追いついていない

一度記録したデータの削除はできない

ブロックチェーンはデータ改ざんなどの不正に強いという特徴を持っていますが、これは同時に「データの削除や修正が困難である」ことを意味しています。

もし、誤ったデータがブロックに格納されてしまった場合、その情報はネットワーク上の全ての参加者に共有されることになります。

ブロックチェーンを活用する際は、適切なデータ管理やプライバシー対策を検討することが重要です。場合によっては、ブロックチェーン以外の技術の検討も必要となります。

エネルギー消費と環境への影響

ビットコインなどのコンセンサスアルゴリズムの一つであるProof of Work（PoW）は、マイニングの過程で膨大な計算処理を行うため、大量の電力を消費します。

このようなエネルギー消費は、温室効果ガス排出量の増加やエネルギーコストの増加を招くとして、以前から問題視されていました。

この問題を解決するために、再生可能エネルギーを活用するマイニング施設の建設や、エネルギー消費の少ないコンセンサスアルゴリズの開発なども行われていますが、現状はまだ解決に至っていません。

中央集権型に比べて処理速度が遅い

中央集権型のシステムに比べて、ブロックチェーンの処理速度は遅いです。

ブロックチェーンは分散型のネットワークであることから、ネットワーク上の全ての参加者が取引やデータの検証を行うため、処理速度が遅くなる場合があるのです。特に、Proof of Work（PoW）を使用するシステムでは遅延が発生しやすくなります。

実際、処理速度が遅いことが原因で、仮想通貨の送金や取引の遅延、手数料の上昇などの問題を引き起こしているのも事実です。

ただし、これらの問題を解決するために、新しいコンセンサスアルゴリズムも開発されており、処理速度の改善が期待されています。

法整備が追いついていない

ブロックチェーン技術や仮想通貨に関する法整備は、まだまだ不十分なのが現状です。そのため、トラブルに遭遇した際も自己責任となってしまう可能性もあります。

海外では法整備が進められているため、今後は日本での対応にも期待したいところです。

仮想通貨以外にも！ブロックチェーンの活用事例

ブロックチェーンは、仮想通貨以外のジャンルでも使用されています。ここでは、実際にブロックチェーンが活用されている事例を3つご紹介します。

• 不動産取引を簡略化した事例
• エストニア共和国の行政サービスの事例
• インターネット投票による生徒会選挙の事例

不動産取引を簡略化した事例

AIを活用した中古不動産の総合プラットフォームを開発・運営を行う株式会社GA technologiesでは、不動産取引のプロセスにブロックチェーン技術を導入しています。

不動産契約と聞くと、書類による契約を思い浮かべる方も多いことでしょう。しかし、GA technologiesはこの一連の契約をブロックチェーンのスマートコントラクトを利用し、契約手続きを簡略化しました。

将来的には、さらなる自動化を実現し、より利便性の高いサービスの実現が期待されています。

エストニア共和国の行政サービスの事例

デジタル先進国と呼ばれるエストニア共和国では、ブロックチェーン技術を活用し、行政サービスを効率化しています。驚くべきことに、行政サービスの99％が電子化されているのです。

具体的には、国民の個人情報や行政サービスに関するデータをブロックチェーン上に保存することで、セキュリティの向上やデータ管理の効率化を図っています。

デジタル時代の新しい行政サービスのあり方を示していると言えますね。これらの取り組みは、他国にも広がる可能性もあります。

インターネット投票による生徒会選挙の事例

2021年7月、茨城県つくば市にある茨城県立並木中等教育学校にて、インターネット投票を用いた生徒会役員選挙の実証実験が行われました。

この実験は、日本で初めてブロックチェーン技術を活用したインターネット投票による生徒会選挙となっています。

この実験により、ブロックチェーン技術が投票データの透明性と改ざん防止に役立つことが確認されました。スマホやパソコンを使用しての選挙は、成功したと言えるでしょう。

このような取り組みは、今後の技術活用の可能性を広げる事例となっています。

稼げるブロックチェーンゲームも人気

ブロックチェーンは様々な分野での活用が期待されていますが、ブロックチェーンを活用したゲームも人気を集めています。

ブロックチェーンゲームとは、その名の通りブロックチェーンを活用したゲームのことです。ブロックチェーンゲーム内では、仮想通貨やNFTを獲得できるなど、ゲームで遊びながらお金を稼げます。

以下の8タイトルは、注目を集めているブロックチェーンゲームです。

• Sorare（ソラレ）
• Axie Infinitty（アクシーインフィニティ）
• Crypto Spells（クリプトスペルズ）
• My Crypto Heores（マイクリプトヒーローズ）
• CrossLink（クロスリンク）
• 元素騎士ONLINE
• PolkaFantasy（ポルカファンタジー）
• The Sandbox（ザ・サンドボックス）

ゲームタイトルの詳細やブロックチェーンゲームで稼ぐ方法については、こちらの記事で詳しくまとめています。併せて参考にしてください。

まとめ

ブロックチェーンとは、データを連続的なブロックの鎖のように繋ぐデジタル技術のことで、それぞれのブロックには取引情報やデータが記録され、「分散型台帳（データベース）」という仕組みで管理されています。

ブロックチェーン＝ビットコインと誤解されることもありますが、ブロックチェーンはビットコインの基盤となる技術で、ブロックチェーン技術を活用したのが仮想通貨です。

仮想通貨以外にも、現在は金融サービス、サプライチェーン管理、スマートコントラクトなど、様々な分野での活用が提案されており、技術的には大きく分けて以下の3種類に分類できます。

• パブリックチェーン（公開型チェーン）
• プライベートチェーン（非公開型チェーン）
• コンソーシアムチェーン（連携型チェーン）

ブロックチェーンの代表的なメリットは、以下の3点です。

• 中央管理者が存在しない
• データの透明性が高く改ざんが難しい
• ネットワークによるリスクの分散化

一方で、デメリットもあります。

• 一度記録したデータの削除はできない
• エネルギー消費と環境への影響
• 中央集権型に比べて処理速度が遅い
• 法整備が追いついていない

すでに世界中で多くの活用事例があり、様々な分野での活用が期待されているブロックチェーン。今後の動向にも、注目です。