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ブロックチェーンは「インターネットの発明以来の大発明」と言われており、あらゆるジャンルでの活躍が期待されています。
しかし、ワードとして聞いたことはあるけど、肝心な中身について理解している人はほとんどいないのではないでしょうか？
[chat face=”ひるじ＿泣く.png” name=”ひつじくん” align=”left” border=”green” bg=”none” style=””]聞いたことはあるけど全く理解出来てません！[/chat]
もちろん私も昔はその一人で、「ブロックチェーン ＝ 何かしらすごい技術」ぐらいにしか思ってませんでした(笑)
そこから様々な方の著書を見たり、講義を聴き、そして実際に暗号資産やNFTを購入することで理解することが出来ました。
それらを集約し、嚙み砕いて、パソコンやプログラミング知識のない方から学生まで、誰でも「ブロックチェーンの仕組み」を理解できるよう分かりやすく解説していきます。
今後、ブロックチェーン技術が普及するのは必至です。
その時に情報に乗り遅れないよう、「ブロックチェーンの仕組み」を理解していきましょう。
「ブロックチェーンの仕組み」を理解することで、ブロックチェーンは革新的で、安心して信用できる技術ということが理解できますので、このブログを見て知識をつけてください。
[chat face=”Leelee-Green-20781.png” name=”ちむ” align=”left” border=”green” bg=”none” style=”maru”]家族や友人にドヤ顔で説明できるぞ！[/chat]
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ブロックチェーン ３つの特徴
ブロックチェーンを定義すると「データの改ざんが非常に困難で、システムが稼働し続ける分散型台帳」となります。
これだけでは分からない思うので順を追って解説していきます。
特徴①：管理する主体がいない
ブロックチェーンには管理者（銀行や決済代行会社のような大企業）がいません。
通常、個人間の取引は管理者が仲介役となりそれぞれの取引を記録しています。
それゆえ、従来の取引ではこの信用できる第三者機関（銀行や決済代行会社）がいなければ取引は成り立ちません。
これを「集中管理型システム」と言い、今の銀行や決済代行会社の仕組みがこのようになっています。
それに対しブロックチェーン（分散型台帳）は取引履歴を全員で共有しているので、いつでも、誰でも見る（監視する）ことが出来るのです。
[chat face=”ひつじ＿はてな？.png” name=”ひつじくん” align=”left” border=”green” bg=”none” style=”maru”]個人情報も見られるの！？[/chat]
[chat face=”Leelee-Green-20781.png” name=”ちむ” align=”right” border=”green” bg=”none” style=”maru”]そこはご安心を。
取引の詳細（個人名など）は暗号化されてるので特定されることはありません。[/chat]
「分散型台帳」はいわば「誰でも見れるお小遣い帳」と認識してもらえればOKです。
このブロックチェーンの仕組みにより、中央集権（銀行や決済代行会社）に頼ることなく個人間で自由に取引できるようになりました。
実際にブロックの中身を見てみよう
これは ChainFlyer と言い、暗号資産取引所：bitFlyer が提供しているビットコインの仕組みをわかりやすく視覚化したサービスです。
ビットコインの取引の様子やブロックが発掘される様子をリアルタイムで視覚化化しており、トランザクション（取引データ）の承認状況の確認もできるようになっています。
表示されているブロックは、取引が承認された直近６つのブロックと、「ジェネシスブロック」という一番初めのブロック（黒いブロック）です。
その周りに落ちている八面体は未承認のトランザクション（取引データ）です。
ブロックをクリックすることで、ブロックの中に入ってるトランザクションを、
トランザクションをクリックすることで取引の詳細を確認することが出来ます。
このように、いつでも、誰でもトランザクション（取引データ）を確認できるのが今までなかったブロックチェーンの技術です。
特徴②：不正・改ざんが実質不可能
ブロックチェーンに記録された取引履歴の改ざんは実質不可能です。
特徴①でお話した通り、ブロックチェーン（分散型台帳）では取引履歴を不特定多数の人で共有（監視）しています。
このように、仮にAが取引履歴の一部を改ざんしても、A以外の人が持っている取引履歴と中身が変わってくるので、すぐにばれます。
さらに報酬設定をすることで、改ざんするメリットをなくしました。
（報酬の詳細は後ほど「ブロックチェーンの仕組み」で開設します。）
サトシ・ナカモトはこの辺りの設計も絶妙にしているのです。
特徴③：システムダウンが起きない
ブロックチェーンは世界中の参加者とインターネットを介して繋がっているため、仮に一部の参加者のPCがシステムダウンしても、その他の参加者の誰か一人でも稼働していればブロックチェーンは稼働し続けます。
なのでブロックチェーンは2009年1月4日に初めて実行されて以来、一度も止まらず稼働し続けています。
一方、従来の集中管理型システムでは、その企業のシステム一つが止まれば、システム全体が止まってしまいます。
ブロックチェーンでは参加者を分散させることで、そういった既存システムの脆弱性を補いました。
ブロックチェーンの仕組み
ブロックの中身
ブロックの中身は下記４つから成り立っています。
・トランザクション（取引データ）
・ハッシュ値
・ナンス
・前のブロックのハッシュ値
[chat face=”ひつじ＿跳ねる♪.png” name=”ひつじくん” align=”left” border=”green” bg=”none” style=”maru”]分かりません♪[/chat]
[chat face=”Leelee-Green-20781.png” name=”ちむ” align=”right” border=”green” bg=”none” style=”maru”]順に説明していくぞ。[/chat]
・トランザクション（取引データ）
「トランザクション」とは「AからBに１万円送金」のような「取引データ」のことを指します。
トランザクションは新しいブロックに入っていき、ブロックが承認（ブロックに鍵がかかるイメージ）されると、新しいブロックが作られ、以降のトランザクション（取引データ）はその新しいブロックに入ります。
※新しいブロックが作られてから承認される（鍵がかかる）までは凡そ10分とされています。
[chat face=”Leelee-Green-20781.png” name=”ちむ” align=”left” border=”green” bg=”none” style=”maru”]約10分毎に新しいブロックがどんどん作られていってるんだぞ！[/chat]
・ハッシュ値
ある特定の文字列を一定のルール（ハッシュ関数）に基づいて、別の値に置換させることをハッシュ化といい、ハッシュ化によって算出された値をハッシュ値といいます。
厳密には違いますが、暗号化のイメージで大丈夫です。
例えば「ブロックチェーン」という言葉をハッシュ化すると[43aa77223de044b2eb7823a4f1608b24f292c69889de8f039b9964466bd2bd44]
となります。
※アルファベットが入っていますが、16進数を使った”数値”です。
ハッシュ値に関しては「ふ～ん、そうなんだ。」って思うぐらいでOKです。
ここから入力したデータをハッシュ化するとどうなるのか試すことができます。
・ナンス
ナンスは「number used once」の略で、「一度だけ使われる数値」という意味で、「ブロックにかける鍵」のようなイメージです。
ナンスであれば何でもいい、という訳ではなく
・トランザクション（取引データ）
・前のブロックのハッシュ値
・ナンス
によってハッシュ化されたハッシュ値が特定の条件以下になるような「ナンス」を探します。
このように何万、何憶、何兆回と当てずっぽうで計算を繰り返し、条件に合うナンスを見つけて初めてブロックに鍵がかかります。
ブロックチェーンのナンスを探す人を「ノード」といい、ナンスを探す作業をマイニング（発掘という意味）といいます。
ここからブロックチェーンでトランザクションやナンスを変更すると他ブロックにどのような影響があるのか試すことができます。
上記で説明の通り、ブロックの中身は「トランザクション（取引データ）」「ハッシュ値」「ナンス」「前のブロックのハッシュ値」の４つから成り立っています。
そして、「ナンス」を鍵として次のブロックに繋がる「チェーン」の役割をしていることから、この技術が「ブロックチェーン」と呼ばれるようになりました。
報酬制度
なぜノードは複雑な演算処理をしてまでナンスを探してくれるのでしょうか？
お察しの通り、一番初めにナンスを見つけたノードには報酬が出るからです。
ノード ＝ ナンスを探す人
ナンス ＝ ブロックにかける鍵のイメージ
ブロックチェーンの始祖「ビットコイン」での報酬額は「6.25BTC（ビットコイン）」と「そのブロックの取引手数料」の合計値です。
[chat face=”ひつじ＿ノーマル.png” name=”ひつじくん” align=”left” border=”green” bg=”none” style=”maru”]ふむふむ?[/chat]
[chat face=”Leelee-Green-20781.png” name=”ちむ” align=”right” border=”green” bg=”none” style=”maru”]「1BTC」は今の価格でざっくり400万円。
すなわち報酬額は凡そ2500万円前後になるぞ。
しかもその報酬が約10分毎に発生するんだぞ。[/chat]
「・・・・・マイニングちょっとやってみようかな」と思ったあなた！
残念ながら現実はこんな感じです⇩
報酬額が高いだけに世界中のノードが莫大な資金をつぎ込んで競っているので、一般人の参戦は難しいです。
また、パソコンを回し続け、過熱しないよう冷却するための電気代もかかってくるので、初期費用が高いだけでなく、ランニングコストも非常にかかってきます。
このような報酬設定をすることで世界中のノードが競いながら、ブロックチェーンが稼働し続けています。
改ざん不可能な仕組み
ブロックチェーン技術において、前項で記載した「ブロックの中身」そして「報酬制度」によって、取引履歴の改ざんは実質不可能になっています。
[box03 title=”【ブロックの中身】“]
・トランザクション（取引データ）
・ハッシュ値
・ナンス
・前のブロックのハッシュ値[/box03]
改ざん不可能になっている肝が「前のブロックのハッシュ値」なのです。
どういうことかと言うと、、
あるブロックの取引データを改ざんすると、そのブロックのハッシュ値が変わり、さらにその次のブロックにある「前のブロックのハッシュ値」も変わります。
このように一つのブロックの取引データを改ざんすると、芋づる式にブロックの中のハッシュ値が変わり、改ざんしたブロック以降、全てのブロックの中身が変わってきます。
すなわち改ざんしたブロック以降全て、また一から条件に合うナンスを探し続けないといけなくなります。
その間にも他のノードたち（ナンスを探す人）がどんどん新しいブロックを繋いでいっているため、攻撃者（データを改ざんした人）が新しいブロックに追いつくのは実質不可能になっています。
そもそも初めにナンス（ブロックの鍵）を見つけたノードには報酬があるため、改ざんしたブロックから新しいブロックまで追いつくほどの演算処理能力があれば、わざわざ不正をする必要がありません。
そこまで高性能なパソコンがあるなら普通にマイニング（ナンスを見つける）して正当に報酬をもらえばいいだけだからです。
このようなブロックチェーン構造を作り、絶妙な報酬設定をすることで、改ざん不可能な、稼働し続ける仕組みが出来上がっているのです。
それゆえブロックチェーンは「トラストレス（不正ができないから信用する必要がない）な仕組み」とされています。
まとめ
いかがでしたか？
今回は暗号資産のベース技術である「ブロックチェーンの仕組み」について解説しました。
・ブロックチェーンは管理する主体のない「分散型台帳」
・不特定多数のノードに競わせる報酬制度により不正・改ざんが実質不可能
・システムダウンが起きず2009年から稼働し続けている
そう遠くない未来、ブロックチェーンがインフラとして当たり前に浸透している世界では、安全で効率的に様々な取引がブロックチェーンで行われるようになります。
みなさんもブロックチェーンの基本的な仕組みや利点を理解した上で、経験として実際に暗号資産を購入してみてはいかがでしょうか。
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