ビットコインの中核技術・ブロックチェーンの仕組み廣末紀之

“ビットコインのしくみを知ることが、次の時代の武器になる”。
もはやビットコインは「一攫千金を狙う人が集まる怪しげな世界」ではなく、新時代のリテラシーとなりつつあります。
次の時代を生き抜く「武器」の使い方を、ビットバンクCEO・廣末紀之氏が徹底解説した書籍『知識ゼロからのビットコイン・仮想通貨入門』から、知っておきたいビットコインの基礎知識をご紹介します。

一方向にデータが連なっていく

ビットコインが非中央集権型でいられるのは、ネットワークの参加者の立場が対等であると同時に「ブロックチェーン」という中核技術を備えているためです。

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取引データがたった1本の鎖状の情報として連なっていく。ブロックは不可逆、つまり後戻りしないことが特徴。

「ブロックチェーン」は、ビットコインだけでなくフィンテック^*1 にも欠かせない技術です。

取引データはブロックに格納され、時系列順に1本の鎖状に連なります。ネットワーク上のすべてのコンピューターは同じデータを保存し、さかのぼって改ざんすることはできません。従来の台帳は、銀行が中央集権的に管理しますが、ブロックチェーンは同じ電子台帳を分散管理するため、「分散型台帳技術」とも呼ばれます。

*1 フィンテック … ファイナンスとテクノロジーを合体させた造語。スマホでの決済や人工知能やビッグデータを使った金融サービス全般を指す。

ビザンチン将軍問題は共同作業の課題だった

ブロックチェーンが画期的なのは「ビザンチン将軍問題」という分散型システム上の難問を解決した点です。

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「ビザンチン将軍問題」とは、お互いに離れた状態で偽情報が伝達される可能性がある場合、正しい合意を行えるか、というコンピューターサイエンス上の難問。

不特定多数がインターネット上で共同作業をする場合、誰が不正を働くかわかりません。最悪の場合、システム自体が崩壊することも。信用を必要とする作業は不可能とされてきました。

ところがブロックチェーンの技術で、この問題に解が出ました。

プルーフオブワークで不正者を排除

ブロックチェーンでは「プルーフオブワーク（PoW）」という、参加者個人の信用にかかわらず、誰が作業しても信頼できるしくみが生まれました。

取引台帳であるブロックには、ビットコインの取引データと前のブロックから出されたハッシュという数値、ブロックをつなぐためのナンスという数が入っています。

ここに新たな取引を格納したブロックをつなげるには、ナンスを見つけなければなりません。

ナンスを見つけるには膨大な計算が必要で、これを行うのがマイナー（採掘者）の仕事のひとつです。ナンスの発見は早い者勝ち。ナンスが見つかると、他のマイナーがナンスの正しさを検証します。承認されればブロックはつながり、ナンスを発見したマイナーは新規発行のコインを受け取ります。なお、同時にナンスが見つかった場合は分岐が起こりますが、ルールに従って対処されます。

早い者勝ちで膨大な計算を行いナンスを当てたら、今度はそれを公開で検証する、というプルーフオブワークのおかげで、不正はほぼ不可能。裏切り者が生まれないしくみができているのです。

(1) トランザクションデータ
→ビットコインの取引データ

トランザクションとは取引のこと。取引データの正しさを確認し、データをブロックに格納していく。

(2) 直前のブロックのハッシュ値
→直前のブロックから作られた出力値

直前のブロックの情報をハッシュ関数で出した値。この値により、次のブロックをつなぐことができる。

(3) ナンス
→直前のブロックにつなぐための数字

(1)＋(2)＋(3)をハッシュ値に置き換えたときに、ビットコインのシステムが要求する数字になるような値。つまりブロック同士をつなぐ鍵のような数字。

マイナーがナンスを見つけ、ブロックをつなぐ。

分岐（フォーク）を起こしたときのルール

同時に2人以上がナンスを発見した場合、ブロックチェーンが枝分かれするフォークという分岐現象が起こります。最終的に長く伸びたほうを優先します。

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枝分かれするさまがまるでフォークのように見えるため、分岐を「フォーク」と呼びます。

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発行のしくみ、保管や現金との交換方法、ブロックチェーン、マイニング、オルトコインなど、仮想通貨のより詳しい説明は書籍『知識ゼロからのビットコイン・仮想通貨入門』をご覧ください。