ブロックチェーンとは？仕組み等をわかりやすく解説

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仮想通貨ビットコインに用いられたことで広く知られるようになったブロックチェーン。より安全なデータ保管を実現する技術です。
これは、「インターネット以来の技術革新」と言われるほど画期的な技術であり、主にインターネット上での金融サービスの提供に役立てられています。

今回は、ブロックチェーンはどんな技術なのか、またそのメリット・デメリットについて詳しく解説します。

ブロックチェーンとは

ブロックチェーンとは、取引履歴をブロック単位に分け、それらをチェーンのように繋げてデータを保管するデータベース技術を指します。それぞれのブロックには、取引履歴だけでなくブロック同士を繋げるための情報も、ハッシュ値や電子署名といった暗号技術を用いて書き込まれ、それが延々と続いて、ブロック同士のチェーンのような連結を可能にしています。
また、この技術では複数の場所で同一データを分散管理することから、分散型台帳と呼ばれることもあります。

これはインターネット上での金融サービス、つまりFinTech（フィンテック）の提供に特に有効な技術であり、仮想通貨ビットコインのシステムの基盤として用いられたことで一躍注目されました。
非常に可用性の高い技術であることから、今後もさまざまなサービスにおける活用が見込まれています。

ブロックチェーンの特徴

ブロックチェーンの特徴としては、次の3点が挙げられます。

ブロックチェーンでは、文字通りデータ（ブロック）がチェーンのように繋がっているため、改ざんが極めて困難です。一部を改ざんすると、その後のブロックのデータを全て書き換えなければならなくなるからです。

また、ブロックチェーンを用いた取引に参加している人の各システムは、参加者全員の取引履歴のコピーを記録し続けます。これにより、取引の証拠は多数の参加者によって常に保持されるため、不正な取引履歴の消去を防ぐことができます。
この複数のシステムでデータが記録され保持されていく仕組みは、「分散型台帳」というもので、一部のシステム障害による全体への影響の抑制にも効果的です。

ブロックチェーンが誕生した背景

ブロックチェーン技術は、ビットコインを支える仕組みとして誕生しました。
このビットコインとは、仮想通貨つまり暗号資産のこと。紙幣やコインのような実体のないデータ状の通貨で、管理者なしでの運用が可能です。

この構想や仕組みは、研究者サトシ・ナカモトによって、2008年に発表されました。そして翌2009年には、実際にビットコインがリリースされています。
この時発表されたブロックチェーンの構想は革新的で、汎用性も高いことから、幅広い業界で注目されました。その結果、現在では金融を中心に、食品や教育など多くの分野でこの技術が活用されています。

ブロックチェーンの仕組み

ブロックチェーンの仕組みを支えるのは、次の4つの技術です。

ブロックチェーンの、中央管理システム不要の分散型運用や安全性の高い仕組みは、これらの技術を中心に構成されています。

ブロックチェーンのメリット

特徴でご紹介した内容と重複する部分がありますが、ブロックチェーンの主要なメリットは次の4点です。

詳しく見ていきましょう。

①システムダウンしない

ブロックチェーンでは、分散型台帳という形で、取引に参加している多数の人のシステムで運用が行われていきます。
一般的なシステムのように中央管理システムが存在しないため、中央管理システム攻撃によるシステムダウンのリスクがなく、安全性の高い運用が可能です。

②不正操作やデータの改ざんがされにくい

チェーン状に繋がったブロックチェーンの技術では、一部のブロックのデータを改ざんすると、それより後のブロックのデータ（ハッシュ値）も全て書き換えなくてはなりません。この作業は現実的なものではなく、実行するのはほぼ不可能です。
チェーンの仕組みが、不正操作や改ざんからデータを守る役割を果たしているのですね。

③公明な記録を残すことができる

ブロックチェーンで管理されている取引履歴は、インターネット上で公開されています。また、多数の取引の参加者も、そのデータを自身のシステムに記録し、保持しています。
これらの取引履歴は、削除されることはありません。

この仕組みから、記録の公明性が保たれ、利用者は安心して取引を行うことができます。

④システムにかかるコストを抑えられる

ブロックチェーンでは、取引の参加者の各接続機器（ノード）で分散的な処理を行い、システムを運用します。そのため、サービス提供側は中央管理に必要なサーバやその他の機器を用意・運用することがなく、システムにかかるコストを抑えることが可能です。

ブロックチェーンのデメリット

ブロックチェーンには、デメリットと言える点もあります。それが次の2点です。

詳しくご説明します。

①記録したデータを削除できない

先ほどご紹介した通り、ブロックチェーンで保管したデータは削除することができません。例え、機密な情報がブロックに保存されてしまっても、それを削除することはできず、ネットワークを通して多数の参加者に閲覧されてしまいます。
よって、データの取り扱いには細心の注意を払う必要があります。

②取引の処理速度が遅い

技術を支える前述のP2Pネットワークは、参加者の接続機器のスペックに影響を受けます。そのため、低いスペックの機器が多数接続されていると、処理速度が大幅に落ちる可能性があります。

金融取引の中にはスピードが重要になるものもありますが、今のところ、スピードを要する取引にはブロックチェーンは向いていないとされています。

ブロックチェーンの活用事例

ブロックチェーンは、金融関連のサービスに活用されているイメージが強いですが、世界ではそれ以外の活用事例も多く見られます。
ここではその事例を2つご紹介します。

エストニアの行政サービス

エストニアはIT先進国で、あらゆる手続きや取引が電子化されています。行政サービスも例外ではなく、投票や婚姻、パスポートの発行、登記まで、あらゆる手続きがインターネットから行えます。

ここで用いられているのが、ブロックチェーン。エストニアではインターネットで提供する行政サービスの記録にブロックチェーンを利用し、改ざんやシステムダウンの心配のないサービス提供を実現しています。
（参考：SoftBank「【保存版】超わかりやすいブロックチェーンの基礎知識　ブロックチェーンを行政サービスに活用した具体例 」）

米スーパーの食品管理

アメリカのスーパーマーケット大手ウォルマートでは、ブロックチェーンの技術を食品管理に活用しています。

これは、ブロックチェーンの技術の応用によって、農場から工場へ、工場から小売店へと運ばれる食品を追跡するというもの。この追跡により、製品の現在地やその場所の気温がわかることはもちろん、例え移送中にトラブルが起こったとしても、その影響を受けた食品を即座に特定することができます。
このようなシステムは、消費者に安全な食品を届けることを実現する他、不必要な廃棄の防止にも繋がります。
（参考：WIRED「ウォルマート、食品管理に「ブロックチェーン」を導入」）

まとめ

ブロックチェーンは、ネットワーク上での安全なサービス利用に有効な、汎用性の高い技術です。
処理速度の面で課題は残るものの、今後この技術はさらに幅広い場面で活用されていくことでしょう。
ビットコインから生まれたこの技術は、現代のITの仕組みに新たな一石を投じた、まさに革新的技術なのです。