ブロックチェーンは、データを変更・改ざん・複製することがほぼ不可能な形で保存するための仕組みです。ブロックチェーン技術は、世界各地のコンピューターシステムがネットワーク全体にわたって仮想的な取引記録を複製し配布する、ただそれだけのものです。
ブロックチェーンは複数のブロックで構成され、各ブロックは複数の取引から成り立っています。各ユーザー'のシステム―または台帳―は、ブロックチェーンネットワーク上の新しい取引のコピーを受け取ります。ブロックが正しいと認証されると、それまでのすべてのブロックの末尾に追加され、ブロックチェーンとなります。この概念は分散型台帳技術（DLT）と呼ばれ、複数のユーザーによって全体のデータベースが管理されることで、ブロックチェーンが分散化されます。分散化とは、銀行や政府など中央の監督機関が存在しないネットワークを指します。
ブロックチェーン技術は次の要素を組み合わせています：
暗号資産ウォレットは、秘密鍵と公開鍵のセットを持っており、これによってユーザーは任意のブロックチェーン上で暗号資産の取引を行うことができます。ユーザーが別のユーザーに送金したい場合、自分の鍵で取引に署名し、それをネットワークに送信します。署名することで、自分がこの取引を実行したいことと、自分の口座からのものであることが確認できます。
第三者が、処理待ちのすべての取引を検証し、その中からいくつかを他の取引とまとめてブロックに追加します。送信者が十分な残高を持っていると確認できた場合のみ、取引がブロックに追加されます。この残高は過去すべての取引の合計から計算されます。
その後、コンセンサスメカニズムにより、どの第三者がブロックをブロックチェーンに追加できるかが決まります。第三者がブロックを追加すると、報酬を受け取るとともに、そのブロックは永久に追加されます。
これまでに説明した通り、ブロックチェーンは暗号資産取引用の「デジタル台帳」です。台帳は、ブロックチェーン上のすべての取引を保存・記録しています。ブロックチェーンにはP2Pネットワーク上に分散型台帳システムが存在します。
従来の台帳は、クレジットやデビットなどの機密情報を含む文書です。通常は、資産、収益、資本、費用、負債のデータが表形式で記録されています。
以下の表は、両者の違いをより分かりやすく示しています：
| ブロックチェーン台帳 | 従来型台帳 | |
|---|---|---|
| 権限 | ほとんどのブロックチェーン台帳は分散化されており、中央の監督がありません。 | 従来型台帳はすべて中央集権的な文書です。 |
| アクセス性 | 誰でも同じルートアクセス権を持っています。 | 管理者は他の人よりも多くのアクセス権を持ち、内部関係者のみがアクセス可能です。 |
| 透明性 | ブロックチェーン台帳は完全または部分的な透明性を提供します。 | 従来型台帳は機密文書であるため、アクセス権のある個人のみ閲覧可能です。 |
| 不変性 | ユーザーはいかなる方法でもデータを変更できません。 | ユーザーは上書き権限や特権を使って従来の記録を変更できます。 |
| データ完全性 | すべての取引はP2Pがブロックチェーン台帳に追加する前に認証され、データの完全性が保たれます。 | ユーザーの記録ミスにより、データ完全性が損なわれることがあります。 |
| 暗号化 | ブロックチェーン台帳はより高いセキュリティのためにデータ暗号化を提供します。 | 従来型台帳は暗号化が任意です。ただし多くの台帳は暗号化されておらず、操作のリスクがあります。 |
| データ処理 | ユーザーはブロックチェーン台帳上でデータの読み書きが可能です。 | ユーザーは従来型台帳でデータの読み書き・変更・削除が可能です。 |
ブロックチェーン技術はグローバルなP2Pネットワークを通じてデータを保存・記録するシステムである一方、ビットコインは、インターネット上で存在するためにブロックチェーンを必要とする暗号資産です。
ブロックチェーンは暗号資産を機能させ、仮想的に存在できるようにします。その他の暗号資産―たとえばイーサリアム(ETH)、Tether(USDT)、DAI、XRP―も、それぞれ独自のブロックチェーン上に存在しています。
ブロックチェーンごとに異なる技術的な目的があります。以下はブロックチェーンごとに異なりうる技術要素であり、そのユーティリティに影響を与えます：
コンセンサスメカニズムは、どのようにセキュリティが保証されるかという仕組みです。すべてのメカニズムは、コミュニティの中から一部の人を選び、その人がブロックチェーンにブロックを追加し、他の人がその新しいブロックが有効かどうか認証する方式です。ただし、ブロックを追加できるコミュニティの対象や、認証・検証のための努力や方法は異なります。よく知られるコンセンサスメカニズムにはProof of Work（ビットコイン）、Proof of Stake（Binance Coin）、Proof of History（Solana）などがあります。いずれにもセキュリティ、スピード、中央集権化におけるそれぞれのトレードオフがあります。
ブロックのサイズとは、各ブロックに含まれる取引の数量/保有量のことです。各ブロックタイムが一定の場合、ブロックサイズを大きくすることで1秒あたりの取引数が増え、手数料が減少します。しかし、ブロックサイズを増やすと、各バリデーターが同じ時間でより多くのデータを処理する必要があり、その分ハードウェア要件も増します。その結果、より大きなバリデーターだけが機能できるようになり、中央集権化が進行する可能性があります。この点でビットコインコミュニティには大きな議論があり、最終的にビットコインキャッシュの誕生につながりました。
これはブロックサイズと同様の設計上の選択です。ブロックタイムを短くすると1秒あたりの取引数が増えますが、より強力なバリデーターが必要になります。
ほとんどのブロックチェーンではユーザーは偽名（匿名）であり、パブリックなブロックチェーンアドレスや取引は誰でも確認できますが、そのアドレスの所有者の正体は不明です。Z-CashやMoneroのようなプライバシー特化型ブロックチェーンでは、さらに高度な暗号技術が使われ、取引がさらに難読化されます。これにより、マネーロンダリング防止や他の違法行為のリスクが高まるため、規制当局の監視を受けることがあります。
高度な機能により、個人はビットコインを他の個人に送金したり、自分自身で暗号資産を保管したりできます。イーサリアム（ETH）はスマートコントラクト機能を導入しました。CosmosやPolkadotのような他の暗号資産はさらなる接続性を提供します。しかし、ブロックチェーンが多機能だからといって、それ'が必ずしも“優れている”とは限りません。多くの場合、これら追加機能には他のトレードオフが伴います。
よくある誤解とは異なり、ブロックチェーンは暗号資産取引だけを目的に存在しているわけではありません。実際、ブロックチェーンは暗号資産の枠を超えて、様々な用途の情報も保存できます。たとえば：
従来の銀行や金融機関では、取引に1～2日以上かかる場合が通常です。銀行はサーバー依存のため、トラブルや遅延が起こることもあります。しかしブロックチェーンであれば、取引を素早く効率良く処理し、場合によっては10分以内に確認することも可能です。
ブロックチェーンは分散化によって暗号資産が機能し、手数料や処理コストを削減します。暗号資産はインフレへのヘッジ手段にもなり、ブロックチェーンツールは暗号資産をウォレットで自己管理することも可能です。
医療機関は、医療記録を安全に保存する目的でブロックチェーンを使用することがあります。一度作成・署名された医療記録は、誰かに変更・改ざんされないという保証を患者が受け取ることができます。これらの機微な健康記録は暗号化され、暗号技術で保護されています。秘密鍵があれば、権限のある人だけが自分の医療記録にアクセスでき、プライバシーも守られます。
スマートコントラクトは、特定のブロックチェーン上に構築されたアルゴリズムです。2者が一定の条件を満たすと自動的に作動し、弁護士や他の仲介者を必要とせずに当事者間の合意を実現します。イーサリアムのようなブロックチェーンプラットフォームは、スマートコントラクトや他の専門的なdAppの普及により人気を集めています。
不動産権利の記録は時間のかかる手作業であり、多くの人の確認や承認を経る必要があります。ブロックチェーン技術を活用すれば、書類をスキャンして保存する必要がなくなり、不動産記録をオンチェーンで管理することで、持ち主はその情報の正確性に自信を持てます。
パブリックブロックチェーンが最も有名ですが、ブロックチェーンの権限やコントロールには複数のタイプがあります。以下が主なタイプです：
パブリックブロックチェーンは、完全に分散化され、パーミッションレスかつオープンソースであり、そのデータは誰にでも公開されています。すべてのコンピューターシステムが平等にブロックチェーンへのアクセス・新しいデータの追加・既存データと新しいブロックの認証が可能です。パブリックブロックチェーンは主にマイニングで利用されており、その代表例がビットコインです。
プライベートブロックチェーンは、マネージドブロックチェーンとも呼ばれ、パーミッションレスや完全な分散化ではありません。単一組織によって管理されています。
コンソーシアムブロックチェーンはプライベートブロックチェーンに似ていますが、単一組織ではなく複数の組織グループによって運営されます。プライベートブロックチェーンよりも分散化の度合いが高いため、通常はより安全とされています。
ハイブリッドブロックチェーンは、単一の主体が管理しますが、一部はパブリックブロックチェーンによる監督も受け、特定の取引認証に必要とされます。
ブロックチェーン技術は、サトシ・ナカモトのビットコイン ホワイトペーパーが2008年に公開されて一般に普及しました。このホワイトペーパーは、ブロックチェーン技術と暗号資産がFiat通貨や従来の金融サービスの代替となりうると主張しています。
ブロックチェーンや暗号資産は今やインターネットに組み込まれ、その進化も促しています。ブロックチェーン技術の普及につながった主な利点は以下の通りです：
ブロックチェーンの最大の魅力のひとつは、その分散化された仕組みです。これにより、仲介者や中央の監督機関が不要となり、データの改ざんリスクが大幅に低減されます。そしてすべての取引はブロックチェーン上に永久に保存されます。暗号資産取引にも適しており、金融サービス、医療、不動産権利、その他多くの用途で活用されています。
ブロックチェーンにより、ユーザーは自分のネットワーク上で行われているすべての取引を閲覧することができます。ネットワークに接続したコンピューターシステム（ノード）を持っていれば、自身のブロックチェーンコピーを受信し、リアルタイムで取引やデータを参照できます。
ブロックチェーンは、秘密鍵によってユーザーに安全な暗号化を提供します。秘密鍵にはデジタル署名や所有者しか分からない固有コードがあり、正当な権限を持つ人だけが暗号化された取引やデータを閲覧できるため、匿名性を保持しつつ極めて高い安全性を持ちます。
ブロックチェーンは「暗号技術」と呼ばれる処理によって安全性が確保されています。暗号技術や分散化、暗号化によってブロックチェーンのセキュリティが向上し、ハッキングやサイバー攻撃のリスクも低くなります。
ブロックチェーン取引は通常、処理手数料や取引手数料がかからず、従来の金融システムよりも高速です。Fiat通貨は取引完了までに数日かかる場合がありますが、ブロックチェーン取引は数分で完了することもあります。
ブロックチェーンの分散化された特性により、すべての人にとって真に民主的なエコシステムが実現します。ノードを持つユーザーはブロックチェーン上のすべてのデータにアクセスでき、共通のコンセンサスによって取引を検証し承認することが可能です。
まだ新しい技術であるため、今後解決される課題も多く存在します。現状のブロックチェーン技術には、中央集権型の技術と比べて明確なデメリットもいくつかあります。
ブロックチェーンは暗号技術を用い、公開鍵と秘密鍵が必要です。秘密鍵はユーザーにとって問題を引き起こすことがあります。たとえば、秘密鍵や暗号資産ウォレットへのアクセスを失うと、ユーザー'のデジタル資産にとって致命的な損失となる場合があります。特に、回復手段を提供する中央管理者が存在しない場合、そのリスクは高まります。
もうひとつの欠点は、現状でスケーラビリティに制限があることです。各ノードが処理できる取引数に上限があるため、大量の取引が発生すると、完了までに長時間（時には数時間）かかる場合もあります。
ブロックチェーンの“不変性”も、場合によってはデメリットと捉えられます。不変性とは、ブロックチェーン上に保存されたデータがいかなる変更もできないことを意味します。一度記録されたデータは永久に残り、これは一部の用途では好ましくない場合もあります。
ユーザーは、話題性や興味、ブロックチェーンの魅力だけで導入を選ぶことがありますが、他の解決策がより適切な場合もあります。例えばすべての企業が自社のビジネスにブロックチェーンを組み込む必要はありません。多くの企業は、取引を誰にも改ざんされない記録として残せる点にメリットを感じています。しかし、これらの取引が社内のみで完結する場合、ブロックチェーンは必要ありません。従来のシステムでも十分です。
ブロックチェーンによるストレージコストは、特に需要が高い時期には高額になることがあります。従来型のクラウドサービスの信頼性やセキュリティ、ガバナンスは、多くの企業用途で十分です。さらに、第三者によるデータクラウドストレージプラットフォームは、コストを大幅に削減しつつ、より高い保護を提供する場合もあります。
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