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ブロックチェーンの仕組みを簡単に説明。改ざんや複製は難しいの?

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今さら感はありますが、ビットコインなどの仮想通貨の売買が流行っています。

仮想通貨とはブロックチェーンによる分散型台帳技術を使っているそうですが、

ブロックチェーン?
分散型台帳技術??

と全く分かっていなかったので、仮想通貨の売買には怖くて手を出していません。

しかしブロックチェーンは仮想通貨以外にも応用され始めていますし、ブロックチェーンの仕組みくらいは知っとくべきだろうと思いたち、仮想通貨ないしはブロックチェーンについて仕組みを調べてみました。

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ブロックチェーンの仕組みを簡単に

ブロックチェーンとは、

① お金や物、サービスなどの取引が発生するごとに履歴データを記録していく。
② 履歴データが一定数集まるごとに1まとまりのブロックとして集約する。
③ それ以前に生成されていたブロックと今回のブロックを繋げる(チェーン)。

を順に行っていく仕組みです。

生成されたブロックがどんどん繋がっていくため、ブロックチェーンと呼ばれています。

ビットコインなどの仮想通貨の場合を上記流れに当てはめると、
① 個々人のビットコインを購入したという取引履歴を、
② 一定時間ごとに世界中から集めて1つのブロックとしてまとめ、
③ それ以前に作れられたブロック(過去分の取引履歴)と連結している、
ような流れになります。

なお、全世界に公開される情報は取引履歴だけなので、
個人が売買するときのパスワード
などは公開されません。
他人が成りすましたり自分のアカウントを乗っ取ったりできないようになっています。

とはいえ、自分のビットコイン売買の取引履歴は全世界に公開されるので、
「あいつ今回の暴落で大損してるよ~」
とかばれてしまうんですかね。
赤っ恥かかないようにしないとです(笑

ブロックチェーンの特徴

ブロックチェーンの特徴は大きく4つあります。

取引履歴データの共有

ブロックチェーンでは取引履歴を電子データ化し、ネットワーク上に保管しています。

ここで、取引履歴などのデータは1箇所のサーバで集中管理されているのではなく、
参加者全員のコンピュータ同士を直接つないでネットワークを形成し、そこにデータを分散して保管します。
これがブロックチェーンの大きな特徴のひとつです。

このように、特大のサーバを用意するのではなく、参加者同士(Peer)のパソコンを直接つないでネットワークを構築することをPeer-to-Peerネットワーク(PtoPネットワーク)と呼びます。
昔流行ったWinnyなんかもPtoPネットワークですね。確か。

つまりブロックチェーンでは、1企業などの特定の組織が一箇所にサーバを用意して履歴データを集中管理するのではなく、取引履歴のデータを参加者全員が相互に分散して保管することになります。

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データの改ざんが困難

ブロックチェーンでは、データを改ざんすることが困難といわれています。

ブロックチェーンでは、上で説明したとおり、
「それ以前に生成されていたブロック」と「今回のブロック」を繋げる(チェーン)
ことになっています。
ブロック同士を繋げるとき、新しく作られた方のブロックには一つ前のブロックの情報を要約したデータも含むようになっています。

そのため、あるブロックAのデータを改ざんしようとすると、次のブロックBに含まれているブロックAを要約したデータも書き換えないといけなくなります。
ブロックBのデータを書き換えると、その次のブロックCに含まれているブロックBを要約したデータも書き換えないといけなくなります。
・・・のように、一か所を書き換えてしまうと、書き換えないといけないデータが連鎖されていくので、ブロックの書き換えは困難といわれています。

また、上で説明したように、ブロックチェーンで使われているデータは参加者同士を繋いだPtoPネットワーク内にあり、参加者全員が取引データを確認することができます
みんなでデータの内容を確認し合っているので、悪意の第三者がデータを改ざんしだしてもすぐにバレてしまいます。

このように参加者全員で分散管理しつつデータの正しさを保障している状態を、
分散型台帳(Distributed Ledger)
あるいは、
分散型台帳技術(DLT:Distributed Ledger Technology)
と呼びます。

データの複製(コピー)も困難

音楽データがCDからMP3になったときに違法コピーが流行してしまったように、データ化するとコピーがしやすいといわれています。
仮想通貨は実体のないデータですので、違法コピーされてしまうと価値が成り立たなくなります。

しかし、データをブロックチェーンで管理すると、みんなでデータの内容を確認し合うので、悪意の第三者がデータをコピーしてもすぐにバレてしまいます。

つまり、実在する物品を模倣するのと違ってデータ自体のコピーは容易ですが、ブロックチェーンを活用することで実物のように、データのオリジナリティを担保することができるようになります。

ネットワーク外部からの攻撃に強い

データの改ざんや複製が難しいことは上述のとおりですが、ブロックチェーンはそもそも外部からの攻撃が難しいとも言われています。

履歴データを一箇所のサーバで集中管理するシステムの場合、ハッカーはサイバー攻撃で一箇所を集中攻撃すればよいことになります。
そしてサーバがダウンしてしまうと全データが失われてしまいます。

通常は予防策としてデータのバックアップを取っておくことになりますが、予備サーバの設置費用や稼動などのコストが2倍以上となってしまい大変です。

一方で、ブロックチェーンでデータをやり取りする場合、
PtoPネットワークを用いているため、データが複数の参加者間で分散して管理されています。

そのため、ハッカーによって一部のコンピュータがダウンしても、その他のコンピュータのデータが生きているので被害が拡大しにくいというメリットがあります。

まとめ

いかがでしょうか。
ブロックチェーンは、みんなでデータを共有、確認しあっているため、改ざんなどの不正に強いということでした。
人類補完計画的な感じですね。

ブロックチェーン=仮想通貨
のイメージがありましたが、仮想通貨にこだわることなく、データを管理するための仕組みとしてブロックチェーンを使う動きが今後も広がっていきそうです。
仕組み自体はブロックチェーンですが、ブロックチェーンという単語だと仮想通貨を連想させてしまうので、仮想通貨以外にブロックチェーンを使う場合は分散型台帳技術という呼び方に変えている印象です。

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