ブロックチェーンとは何か？

This article has been translated from English to Japanese.

ブロックチェーンとは何か？

「ブロックチェーン」または「ブロックチェーン技術」とは、記録したデータを 変更することが不可能または極めて困難な、インターネット上の まったく新しいデータ記録方法 である。

ビットコインやその他の暗号通貨は、ブロックチェーン技術に依存して機能している。暗号通貨を理解するには、ブロックチェーンを理解する必要がある。

ブロックチェーンとは、ピア・ツー・ピア（P2P）ネットワーク上の分散型データベースであり、リアルタイムで公開閲覧が可能である。

本質的には、誰が 何を 所有している かを記録する。

通常のデータベースでは、誰かが書き込みや変更を行う。ブロックチェーンは、誰も管理者がいないという点で、通常のデータベースとは異なる。

あらかじめ定められたルールに従う限り、誰でも新しいエントリーを追加することができる。しかし、いったんデータベースに新しいデータが追加されると、変更することはできない。

ブロックチェーンは、一般的なデータベースとは異なる方法で情報を保存するデータベースだと考えてほしい。

このレッスンでは、ブロックチェーンとは何か、その仕組み、そしてなぜそれが特別なのかを説明する。

ブロックチェーンとは何か？

簡単に言えば、ブロックチェーンとは、複数のコンピュータにまたがってデジタル情報や「データ」を変更不可能な形で保存する、特殊なデータベースの一種である。

ブロックチェーンに記録されるデータの形式は、ブロックチェーンの種類によって異なる。

最も一般的な用途は、暗号通貨の取引履歴を記録することである。

例えば、ビットコインのブロックチェーンには、 受取人のアドレス、送金者のアドレス、 ビットコイン（BTC）の数量、取引の発生時刻（「タイムスタンプ」として知られている）などの取引の詳細が保存されている。

特別なのは、保存するデータの編成方法である。

ブロックチェーンのデータは「ブロック」に格納される。

これらのブロックは、一連の特別なルール（「コンセンサス・メカニズム」として知られている）に従って追加される。

これらのブロックは、時系列で直線状に連結され、「ブロックの連鎖」または「ブロックチェーン」を形成する。

特定の順序でリンクされたブロック（データを含む）の集合が、ブロックチェーンの構造を表している。

各ブロックは、互いに「リンク」または「チェーン」できるようにするために、次の2つの要素を使用する。

ハッシュ：これはブロックに含まれるすべてのデータを要約するために使用される、一意の文字と数字の組み合わせである。ブロック内のデータが変更されると、ハッシュも変更される。
前のブロックのハッシュ値。新しいブロックがブロックチェーンに追加されるたびに、そのデータの一部として前のブロックのハッシュ値も含まれている。基本的に、前のブロックのハッシュ値を含めずに、ブロックが独自のハッシュ値を生成することはできない。これが「チェーン」を形成する仕組みである。

ブロックが作成されると、ハッシュが生成される。ブロックのハッシュは、ブロックとその内容を識別する数値の「指紋」のようなものである。

ハッシュ」が何なのかよくわからない場合は、私の「ハッシュ入門」をお読みいただきたい。

ハッシュは実際には特定のブロックに関連付けられたユニークな英数字の文字列にすぎないため、このハッシュはブロックのID番号のようなものだと考えていただいて結構です。

しかし、ブロックのID番号を生成するには、その「材料」として前のブロックのIDが必要となる。そうでないと、ブロックは自分自身のブロックIDを生成できない。

ブロックは「積み重ねて」構築されるため、私は通常、ブロックチェーンをブロックの塔のような縦型の形として想像することを好む。

しかし、スペースを節約するために、ブロックチェーンを頭の中で回転させて、横倒しのタワーのような水平の形にしてみよう。

あるいは列車のように…

ブロックチェーンはこのような形をしている。

ご覧の通り、各ブロックには直前のブロックへの参照が含まれており、最新のブロックから最初のブロック（「ジェネシスブロック」と呼ばれる）まで遡ってリンクをたどることができる。

ブロックは時系列でリンクされているため、ブロックチェーンは「追記専用」であり、新しいデータは追加できるが、既存のデータを変更または削除することはできない。つまり、ブロックチェーンでは新しいブロックを追加できるが、いったん追加されたブロックは恒久的なものとなる 。

ブロックがリンクされるユニークな方法により、1つのブロックを変更するには、それ以前のすべてのブロックも変更する必要がある。これにより、以前に書き込まれたデータを改ざんすることは（ほぼ）不可能になる。

例えば、ハッシュがブロックID番号として機能する先の画像をもう一度見てみよう。

このブロックチェーンは「長さ」が102ブロックである。より正確に言えば、「ブロックの高さ」が102ブロックである。

ブロック #101 のハッシュにはブロック #100 のハッシュが含まれる。

ブロック #100 の一部が変更されると、ブロック #100 のハッシュが変更され、ブロック #101 のハッシュが変更され、ブロック #102 まで同様に変更される。

ブロック #100 以降のすべてのブロックは無効となる。この設計により、ブロックチェーンの一部となったブロックを改ざんするには、ブロックチェーン全体を再構築しなければならなくなる。

ブロックチェーン上の情報は「不変（immutable）」である。不変とは、改ざんが困難であることを意味する。改ざんすることは非常に難しい。

ブロックがブロックチェーンに追加されると、そのブロックに含まれる情報はネットワーク上の誰もが閲覧可能となる。

ブロックチェーンはP2Pネットワーク上に分散されている。つまり、特定の個人や機関がネットワークを管理しているわけではない。代わりに、世界中のコンピュータが「ノード」 と呼ばれるものとして連携し、ブロックチェーンを最新かつ正確に保っている。

これが、ブロックチェーンに記録されたデータを変更するのが難しい理由である。

データを変更し、変更後のブロックチェーンを「公式」のブロックチェーンとするためには、自分のコンピューターに保存されているブロックチェーンのコピーを変更し、さらにビットコインネットワーク上の全ノードの半数以上が自分も更新するようにしなければならない。

これはほぼ不可能だと言っておこう。

ビットコインはブロックチェーンをどのように使用しているのか？

ビットコインは、ブロックチェーン技術を実装することに成功した最初の暗号通貨である。

インターネットがなければ、カーダシアン一家も存在しなかっただろう。そして、ブロックチェーンがなければ、ビットコインも存在しなかっただろう。

ブロックチェーンを使用して取引を記録するという概念は、ビットコインを実現するために考案された。

ブロックチェーンは「ブロックチェーン」と表現されることもあるが、

しかし、ブロックチェーンは一つだけではない。

ブロックチェーン技術はさまざまな用途で使用できるため、さまざまな主体や組織によって開発された多くの異なるブロックチェーンが存在する。

例えば、「ビットコインのブロックチェーン」は、ブロックチェーン技術を独自に適用したものである。これは「イーサリアムのブロックチェーン」（これは別の暗号通貨）とは異なる。

ブロックチェーンは、中本哲史氏が2つの問題を解決するために考案したものだ。

メンバーが互いにデジタルマネーを送金できるオンラインネットワークにおいて、他のメンバーが自分の資金を複製していないことをどのようにして確認できるか？言い換えれば、デジタルマネーの受取人は、送金された資金が同時に他の誰かにも送金されていないことをどのようにして確認できるか？
メンバーがお互いを知らず、信頼していないピアツーピアネットワークにおいて、メンバーが特定の真実についてどのようにして集団的に合意できるのか？言い換えれば、まったくの他人同士が、信頼できる第三者や中央集権的な組織に頼らずに、どのようにしてコンセンサスに達することができるのか？

ビットコインのブロックチェーンは、すべてのビットコイン（BTC）の所有権を記録している。これにより、誰がどのビットコインを所有しているかが誰の目にも明らかになる。

先ほども述べたように、ブロックチェーンとは「ブロックの連鎖」である。

これらの「ブロック」のそれぞれにデータが含まれている。

ビットコインの場合、各「ブロック」には取引に関するデータが含まれており、ビットコインが1つのアドレスから別のアドレスに移動したことを示している。

「ブロック」は、新たに確認された取引の集まりにすぎない。

取引がネットワーク上で実行されると、取引データは「ブロック」にまとめられ、ネットワーク上で進行中の「ブロック」の連鎖に時系列で追加される。

ビットコイン・ネットワーク上で発生したすべての取引記録を保存する「本」としてブロックチェーンを捉えると、ブロックはビットコインが1つのアドレスから別のアドレスに移動されるたびにこの「本」に追加される「ページ」のようなものである。

ビットコインのブロックチェーンが記録する情報の種類は取引であるため、ビットコインのブロックチェーンは「分散型台帳」と表現されることが多い。

これは専門用語のように聞こえるが、簡単に説明できる。

「帳簿」とは取引の連続的な記録である。これは会計士や簿記係が使う言葉である。
分散型台帳とは、複製され、複数の参加者間で共有される台帳である。
非中央集権型台帳とは、共有台帳に書き込まれた内容を単一の権限が管理できない分散型台帳である。

ビットコイン・ネットワークは、ビットコイン・アドレス間でこれまでに行われたすべての取引の履歴を整理する台帳としてブロックチェーンを使用している。この台帳は公開されており、誰でも改ざんされていないことを確認できる。

各ビットコイン・ノードはブロックチェーンの完全なコピーを保存しており、ノードは互いに通信することで、ブロックチェーンの最新変更について誰もが最新の状態に保たれるようにしている。

新しい取引がブロードキャストされたり、ブロックチェーンに新しいブロックが追加されたりすると、ノードはその情報を他のノードに転送する。

ノードは、取引が有効かどうかを判断するために信頼できる第三者機関に頼ることはない。代わりに、ビットコインネットワークのルールを使用して、新しい取引を独自に検証する。

ブロックチェーンに追加される前に、各取引についてノードの大多数が合意する必要がある。つまり、ネットワークの合意なしに、ブロックチェーンに変更を加えることは、個人またはコンピュータのいずれによっても不可能である。

サトシ・ナカモトは「ブロックチェーン」という用語を実際に使用したことはない。彼の論文では「ブロック」という単語が67回、「チェーン」という単語が27回使用されているが、「ブロックチェーン」や「ブロックチェーン」という表現は一度も出てこない。

ブロックチェーンとビットコインの違いとは何だろうか？

ブロックチェーンとビットコインは同時に発明されたため、一緒に言及されることが多いが、ビットコインはブロックチェーンではない。

ブロックチェーンはビットコインの基盤技術である。ビットコイン（およびその他の暗号通貨）を可能にしているのはブロックチェーンである。

ビットコインはブロックチェーンのインスピレーションであると考えてほしい。

ビットコインが2009年に初めてリリースされたとき、それはブロックチェーンが現実世界で使用された最初の実例であった。

ブロックチェーンの使用により、ビットコインは第三者機関を介さずにすべての取引記録を保持することが可能となっている。

ビットコインはブロックチェーン技術なしにはあり得ないが、両者は全く異なるものである。

ビットコインが最初だったが、現在では独自のブロックチェーンを持つ暗号通貨が数多く存在する。

ブロックチェーンの他の例としては、イーサリアム、バイナンス・スマートチェーン、カルダノ 、コスモス、ソラナ、ポルカドット、アバランチェなどがある。

ブロックチェーンと分散型台帳の違いは何だろうか？

「ブロックチェーン」と「分散型台帳」という用語は、しばしば互換的に使用されるが、同じものではない。

ブロックチェーンは、データの編成方法と相互の関連性に 重点を置いている。具体的には 、データは「ブロック」に格納され、ブロックは時系列順に「連結」される。

分散型台帳、または「分散型台帳技術（DLT）」と呼ばれるものは、ネットワークの全メンバー（「ノード」）による台帳の共有 に重点を置いている。

台帳は一か所に保存されるわけではない。世界中に地理的に分散しているノードにコピーされている。

分散型台帳は、ブロックチェーンでなくても「分散型」と見なされる。分散型台帳は、データをブロックに整理する必要がないからだ。

ネットワーク上の他のコンピュータと共有されていればよい。つまり、台帳はもはや中央の場所（中央集権的な「サーバー」）に存在するのではなく、複数の場所に「分散」されているということだ。

ブロックチェーンは、DLTの一種と考えられている。分散型台帳の一形態である。つまり、すべてのブロックチェーンはDLTであるが、DLTのすべてがブロックチェーンというわけではない。

すべてのiPhoneがスマートフォンであるように、すべてのスマートフォンがiPhoneというわけではない。あるいは、すべてのカーダシアンがインフルエンサーであるわけではないが、すべてのインフルエンサーがカーダシアンというわけでもない。😂