【保存版】超わかりやすいブロックチェーンの基礎知識
ブロックチェーンができることを端的に表すならば「取引の公明な記録を残すこと」だ。そしてこの「取引」の内容は、何も仮想通貨や金融商品に限らない。証券取引や保険契約、送金に資金調達などの金融に関する取引はもちろん、シェアリングサービス、食品のトレーサビリティ、著作権管理、美術品の所有権、医療サービス、果ては行政手続きや投票まで、公明で透明な記録として残すことができる。記憶に新しい公的な情報の紛失や書き換えなども、一度正しくブロックチェーンに記録してしまえば、書き換えのない公明な記録として残すことができる。
ブロックチェーンの市場規模予測
2016年に経済産業省は、ブロックチェーン技術が影響を及ぼす可能性のある市場規模を67兆円と発表した。この数値は、建設64兆円を超えるばかりか、不動産業73兆円や医療福祉68兆円に迫る規模だ。（総務省 情報通信白書）
この数値からもわかるように、ブロックチェーンは「インターネット以来の技術革新」と呼ばれるだけの可能性を秘めている。国内では実用化に向けて法整備も進めており、経済産業省も「あらゆる産業分野における次世代プラットフォームとなる可能性をもつ」として調査を行っている。また、諸外国では金融以外でも実用化されたサービスが徐々に現れつつある。ブロックチェーンは、今、世界が最も注目する技術のひとつだと言えるだろう。
3章 ブロックチェーンを活用できるサービスの例
ブロックチェーンを行政サービスに活用した具体例
現在、エストニアでは納税や投票、結婚や離婚の手続き、土地や法人の登記、パスポートの発行までもがインターネットで完結する。銀行取引や保険はもちろん、医療情報も電子化されている。驚くべきことに、すべての行政サービスのうち99％がインターネットで完結するという。さらには、エストニアを一度も訪れたことのない外国人でもインターネットで「電子居住者」としての登録申請が可能で、この電子居住者の制度が外国人起業家の誘致の鍵となっている。
ブロックチェーンをマーケットプレイスに活用した具体例
4章 ブロックチェーンの仕組み
これまでは信頼できるサービス提供者の存在を前提としなければ、インターネット上で通貨などの取引を安全に行うことはできなかった。例えば仮想通貨では、「なりすましや改ざんをどう防ぐか」「二重支払いをどう防ぐか」という2つの問題があった。この問題を解決したのがビットコインであり、それを支えるブロックチェーン技術だ。ブロックチェーンは「P2Pネットワーク」「ハッシュ」「電子署名」「コンセンサスアルゴリズム」の4つの技術を応用することで、この問題をクリアした。
P2Pネットワーク
P2P（Peer to Peer）とは、複数の同等なコンピュータが1対1で直接通信を行う接続方式を指す。P2Pでつながったコンピュータが多数集まり相互に通信するネットワークを、P2Pネットワークと呼ぶ。Peerとは「同僚」「仲間」を意味する単語で、P2Pネットワークで接続されたコンピュータは、等しく同等の機能を持つ。つまりシステムが分散されており、一部のコンピュータがダウンしたとしてもシステム全体は動き続ける性質を持つ。この性質がP2Pネットワーク最大の特徴であり、ブロックチェーンはP2Pネットワークによりシステムダウンしない分散システムを実現している。
ハッシュとは、データの特定に長けた暗号化技術である。「ハッシュ関数」と呼ばれる計算式を通すことで、入力したデータに固有な値（ハッシュ値）となる。ハッシュ値は入力したデータを特定するIDとして機能するため、データの改ざんや破損があれば瞬時に検出できる。
電子署名とは、デジタル文書の作成者を証明する電子的な署名であり、電子署名をすることで、次の2つの妥当性を証明することができる。
コンセンサスアルゴリズム
ブロックチェーンにおけるコンセンサスアルゴリズムとは、不特定多数の参加者の間で正しく合意形成を得るための仕組みである。「合意形成アルゴリズム」や「合意形成」と呼ばれることもある。
1章「ブロックチェーンとは」でも説明した通り、ブロックチェーンではネットワーク上の全ての参加者に分散して同等の情報を記録していく。この記録する取引情報に食い違いが出ないよう、各リクエストが正しいのか検証するためのルールがコンセンサスアルゴリズムである。
コンセンサスアルゴリズムには、いくつかの種類が存在しており、例えばビットコインではProof of Work（PoW：プルーフオブワーク）と呼ばれるコンセンサスアルゴリズムが採用されている。Proof of Workの最大の特徴は、膨大な計算処理を伴う改ざんや二重取引の検証作業（マイニング）を競争形式で行わせ、競争の勝者にビットコインを新規発行するところにある。この方法が生み出される以前は、不特定多数の参加者に自ら進んで正しい選択をさせることは不可能だった。しかし、Proof of Workでは、検証作業にインセンティブを与えたことで相対的に不正をするメリットがなくなり、この問題は解決された。このProof of Workにより、システムの管理者やネットワークの中心がなくても、正しい合意形成が実現され、ビットコインは世に生み出されることになった。
なお、ここでは詳細な説明は割愛するが、Proof of Work以外にもProof of Stake（PoS）やProof of Importance（PoI）など、いくつものコンセンサスアルゴリズムが存在する。
5章 ブロックチェーンの種類
ブロックチェーンは大きくわけて「パブリックチェーン」と「プライベートチェーン」の2種類に分類できる。この2つの違いは誰でも参加できるか否かにあるが、その差によってサービスへの向き不向きも異なってくる。ここでは2つの違いを、大まかに説明する。
パブリックチェーン
パブリックチェーンは、オープンで誰でも参加できるブロックチェーンを指す。パブリックチェーンは誰がいつ参加しても脱退しても良いため、サービスの提供者であっても、参加者の総数を把握することはできない。また、パブリックチェーンには不特定多数の参加者がネットワークに参加するため、不正を働く者や正常に動作しない者も含まれる前提でシステムを運用する必要がある。そのためには前章で説明したProof of Workのようなコンセンサスアルゴリズムを必要とするが、例えばビットコインのProof 超わかりやすいブロックチェーンの基礎知識 of Workの場合、1回の合意形成に約10分もの時間がかかってしまう。
プライベートチェーン
プライベートチェーンは、参加のために管理者の承認が必要となるような、参加者を限定するブロックチェーンを指す。プライベートチェーンは、参加者の数を常に把握でき、悪意を持つ参加者が含まれるリスクを抑えやすいことから、厳格なコンセンサスアルゴリズムがなくとも機能する。一般的には参加者の多数決による合意形成を採用しているため、Proof 超わかりやすいブロックチェーンの基礎知識 of Workのような経済的なインセンティブを与える必要もなく、スピーディな取引が実現できる。
6章 ブロックチェーンのメリット
ゼロダウンタイム、高い改ざん耐性
1章「ブロックチェーンとは」でも説明した通り、ブロックチェーンはシステムダウンせず、改ざんが非常に困難な仕組みを持つ。従来は、システムダウンや改ざんへの備えとして、中央となる管理者が高いコストをかけてサーバへの投資や管理・運用を行ってきた。しかし、こうした中央集権的な仕組みでは、万が一、管理者に問題が発生した場合、システム全体が影響を受けることになる。システムダウンや改ざんなどの問題を根本から解決できることは、ブロックチェーンの大きなメリットと言える。
公明な記録を残すことができる
サービス提供者でも取引記録の書き換えや消去ができないということは、公的な記録を残したい場合には最適な性質であると言える。例えば会社や不動産の登記や、納税、年金の支払いなどの記録にブロックチェーンを使えば、書き換えや紛失のリスクをなくすことができる。
ブロックチェーンとは？仕組みを分かりやすく解説【投資家なら知っておきたい】
出典：日本ブロックチェーン協会
- 管理する主体がいない
- 取引記録の改ざんが困難
- システムが止まらない
①管理する主体がいない
ところがブロックチェーンの場合は特定の政府や企業によって管理されているのではなく、 不特定多数のブロックチェーンネットワーク参加者によって共同管理されているのです。
②取引記録の改ざんが困難
そのため参加者の誰かが取引履歴を改ざんしようとしても、他の参加者によって不正が発覚してしまうのです。
③システムが止まらない
それに対してブロックチェーンはネットワークを稼働させる参加者を分散させているため、こうしたシステムダウンのリスクも分散できます。
ブロックチェーンみたいにシステムが止まらずに動き続けることを「ゼロダウンタイム」と呼ぶワン
ブロックチェーンの仕組みとは？【マイニング】
では、なぜ彼らはブロックチェーンに協力するのでしょうか？
その理由は、 ブロックチェーンの取引記録に協力することで報酬を獲得できるため です。
そして「正しい内容である」と承認された取引内容だけがブロックチェーンに記録され、記録を手伝うと報酬を受け取れるのです。
このようにブロックチェーンの取引内容が正しいかを検証・承認して記録し、報酬を獲得することを 「マイニング」 と呼び、マイニングをする人を 「マイナー」 と呼びます。
ブロックチェーンのメリット・デメリット
【メリット】
【デメリット】
- 取引速度が遅い
- 秘密鍵を無くすとウォレットを利用できなくなる
メリット① ハッキングされにくい
ブロックチェーンは仲介者を不要とし、ネットワーク上で利用者を直接繋げるため、 顧客の資産を誰かが代わって預かることはなく、P2P（個人間）での取引が可能です。
過去の仮想通貨ハッキング事件はブロックチェーンではなく、仮想通貨取引所がハッキングされた事件なんだワン！
メリット② 送金コストが低い
ブロックチェーンの情報サイト「BitInfoCharts」によると、ビットコインの取引手数料の中央値は0.0000087BTC（約60円）です（2021年11月22日時点）。
また、仮想通貨の取引は仮想通貨取引所でも可能であり、Coincheckではユーザー間の送金手数料は無料です。
ブロックチェーンでの送金は、従来の国際送金の代替手段となる可能性も高いですね。
デメリット① 取引速度が遅い
例えばビットコインの場合は、取引処理に10分程度必要になります。
そのため、いずれはブロックチェーン上で素早い決済手段が登場する可能性もありますよ。
デメリット② 秘密鍵を無くすとウォレットを利用できなくなる
ブロックチェーンのデメリットの2つ目は、秘密鍵を忘れてしまう可能性がある点です。
ブロックチェーンを利用するためには「ウォレット」と「秘密鍵」が必要になります。
ウォレットを作成する時に秘密鍵が表示されるので、利用者は秘密鍵をメモして忘れないようにしておかなければいけないのですが、 もし秘密鍵を紛失してしまうと、ウォレットを利用できなくなってしまいます 。
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ブロックチェーンは大きく分けて2種類
ブロックチェーンには大きく分けて、「パブリックチェーン」と「プライベートチェーン」があります。
2つの大きな違いは、 ネットワークに参加できる範囲が限られているかどうか です。
| パブリックチェーン | プライベートチェーン | |
| 中央管理者 | なし | あり |
| ネットワーク参加者 | 誰でも参加可能 | 組織の関係者のみ |
| 取引の承認速度 | 遅い | 速い |
パブリックチェーンはこれまで解説してきたブロックチェーンの特徴と同様ですが、プライベートチェーンは会社など「組織」での活用が想定された仕組みになります。
また、プライベートチェーンの中には複数の組織間で同じブロックチェーンを取り扱う「コンソーシアム型」と呼ばれる仕組みもあります。
ブロックチェーンの活用事例
1つ目は仮想通貨取引所「コインチェック」が提供している NFTプラットフォーム「Coincheck NFT」 です。
そもそもNFT（Non Fungible Token）とは、画像や音楽・動画といったデジタルデータの権利関係を記録する、ブロックチェーン上のトークンのことです。
詳しく知りたい方は
2つ目のブロックチェーン活用事例は、企業間情報連携推進コンソーシアムの「NEXCHAIN」です。
NEXCHAINは複数の企業間で情報交換に活用できるコンソーシアム型の「プライベートチェーン」で、NTTドコモ・積水ハウス・損害保険ジャパン・東京ガスなど多くの企業が入会しています。
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【まとめ】ブロックチェーンとは
- ブロックチェーンとは「分散型台帳技術」と呼ばれる技術の一つ
- ブロックチェーンならハッキングされにくく、送金コストも低い
- 仮想通貨の取引をするならコインチェックがおすすめ
ブロックチェーンは仮想通貨以外にも、ゲームや不動産・金融など、あらゆるジャンルでの活用が期待されています。
マネックスグループが運営していて安全面でも高い評価を受けているため、さっそく口座開設してみましょう。
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ブロックチェーン(超わかりやすいブロックチェーンの基礎知識 blockchain)とは何か？仕組みや特長をわかりやすく解説！
ブロックチェーンとは、分散型台帳とも呼ばれる新しいデータベースです。P2P通信やHash関数などの暗号技術を組み合わせることで、取引データ等の情報を改竄・喪失リスクをヘッジしながら複数のコンピュータに同期できることが特長です。過去5年間で市場を急拡大させた後、現在は、セキュリティ上の課題を抱えつつも、中国を始め、金融・非金融を問わず、あらゆる産業での応用、ビジネス活用が進んでいます。ブロックチェーン 技術は、IoTやAIと補完しながら、今後どこに向かうのか？徹底解説します。
目次
ブロックチェーンとは？
ブロックチェーンは新しいデータベース（分散型台帳）
ブロックチェーン（blockchain）は、2008年にサトシ・ナカモトによって提唱された「ビットコイン」（仮想通貨ネットワーク）の中核技術として誕生しました。
ビットコインには、P2P（Peer to Peer）通信、Hash関数、公開鍵暗号方式など新旧様々な技術が利用されており、それらを繋ぐプラットフォームとしての役割を果たしているのがブロックチェーンです。
ブロックチェーンの定義には様々なものがありますが、ここでは、「取引データを適切に記録するための形式やルール。また、保存されたデータの集積（≒データベース）」として理解していただくと良いでしょう。
一般に、取引データを集積・保管し、必要に応じて取り出せるようなシステムのことを一般に「データベース」と言いますが、「分散型台帳」とも訳されるブロックチェーンはデータベースの一種であり、その中でも特に、データ管理手法に関する新しい形式やルールをもった技術です。
ブロックチェーンは、セキュリティ能力の高さ、システム運用コストの安さ、非中央集権的な性質といった特長から、「第二のインターネット」とも呼ばれており、近年、フィンテックのみならず、あらゆるビジネスへの応用が期待されています。
ブロックチェーンの特長・メリット（従来のデータベースとの違い）
ブロックチェーンの主な特長やメリットは、①非中央集権性、②データの対改竄（かいざん）性、③システム利用コストの安さ、④ビザンチン耐性（欠陥のあるコンピュータがネットワーク上に一定数存在していてもシステム全体が正常に動き続ける）の4点です。
これらの特長・メリットは、ブロックチェーンが従来のデータベースデータとは異なり、システムの中央管理者を必要としないデータベースであることから生まれています。
| 従来のデータベースの特徴 | ブロックチェーンの特徴 | |
| 構造 | 各主体がバラバラな構造のDBを持つ | 各主体が共通の構造のデータを参照する |
| DB | それぞれのDBは独立して存在する | それぞれのストレージは物理的に独立だが、Peer to Peerネットワークを介して同期されている |
| データ 共有 | 相互のデータを参照するには新規開発が必要 | 共通のデータを持つので、相互のデータを参照するのに新規開発は不要 |
ブロックチェーンは、後に説明する特殊な仕組みによって、「非中央集権、分散型」という特徴を獲得したことで、様々な領域で注目・活用されているのです。
ブロックチェーンの仕組み
ブロックチェーンの基礎構造
ブロックチェーンは、その名の通り「ブロック」を「チェーン」のように順番に繋いだ形をしています（下図）。
「ブロック」とは、１MB分の「Tx（Transaction、トランザクション）」、つまり一定量に取りまとめられた取引データに、日付などのメタ情報を付与したものです。
具体的にいうと、各ブロックには、日付（タイムスタンプ）に加えて、「Hash（ハッシュ、ハッシュ値）」「nonce（ナンス）」「ターゲット」と呼ばれるメタ情報が付与されており、これらの情報をもとにして、ある一定のルールのもとで前のブロックと後ろのブロックがまるで鎖のように連結されています。
さらに、より細かく見れば、「公開鍵暗号方式」と呼ばれる方法によって、引き出しごと（つまりトランザクションごと）にも個別に鍵がかけられています。
公開鍵暗号方式とは、「暗号化と復号（暗号から元のデータに戻すこと）に別個の鍵（手順）を用い、暗号化の鍵を公開できるようにした暗号方式」のことです。
ブロックはどうやってつくられるか？
ブロックチェーンネットワークでは、世界中に散らばるノード（＝ネットワーク参加者）によって新しくつくられたブロックが、ノード間で伝播することにより、リアルタイムでのデータ同時共有が実現されています。
ノードは、「コンセンサスアルゴリズム」と呼ばれる合意形成のルールに基づいて、特定の条件を満たすことでブロックを生成することができます。
コンセンサスアルゴリズムとは、中央管理者が不在であるブロックチェーンにおいて「どのデータが正しいか？」を決めるための、不特定多数のノードによる合意方法のことです。
- ビットコイン：PoW（Proof of Work、プルーフオブワーク）
- イーサリアム：PoS（Proof of Stake、プルーフオブステーク）
- ネム： PoI（Proof of Importance、プルーフオブインポータンス）
- リップル：PoC（Proof of Consensus、プルーフオブコンセンサス）
- PoWの原理①（1つ目の役割：ブロックの生成条件）＝「ブロックのメタ情報に関する計算に成功するとブロックを生成できる」
- PoWの原理②（2つ目の役割：フォークへの対応）＝「複数のブロックが生成された場合、最も長いチェーンを正統とし、その中に含まれるブロックを正しいと認める」…”ナカモト・コンセンサス”
まず、1点目として、PoWでは、ブロックの生成過程で、「マイニング」と呼ばれる、ブロックのメタ情報（「Hash」「nonce」「Target」）を用いた計算作業をノードに課しています。
平たく言えば「ある条件を満たす数字を見つけましょう」という計算ですが、この問題を解くためには莫大なコンピュータの電気代がかかるため、簡単にはブロックをつくることはできません。
とはいえ、ビットコインでは、ブロックを無事に生成できると報酬として仮想通貨を手に入れることができるため、多くの人がブロックづくりに挑戦し、同時に複数のブロックが生まれてしまうこともあります（「フォーク」と呼ばれる事態）。
そこで、2点目として、PoWでは、複数のブロックが生まれた場合は、「最も長いチェーンに含まれるブロックが正しい」という基本原理を採用しています（ナカモト・コンセンサス）。
P2P（Peer to Peer）通信
ブロックチェーンに利用されている最も代表的な関連技術が「P2P（Peer to Peer、ピアツーピア）通信」です。
P2Pとは、パーソナルコンピューターなどの情報媒体間で直接データの送受信をする通信方式のことで、従来のデータベースの「クライアントーサーバ型」と対比されます。
Hash（ハッシュ値、ハッシュ関数）
Hashは少しでも入力値が変わると全く異なる出力となるという特徴があります。
また、その他に出力値の長さが入力に関わらず一定であること、出力から入力を類推できないという特徴があります。
ブロックチェーンの種類
ブロックチェーンの分類方法
代表的なブロックチェーンの種類
開発基盤としてのブロックチェーンプラットフォーム
| プラットフォーム名 | 誰向けか？ | 用途例 |
| Ethereum（イーサリアム） | エンタープライズ向け（toC企業） | トークン、ゲーム、etc |
| EOS（イオス） | エンタープライズ向け（toC企業） | ゲーム、etc |
| NEM（ネム） | エンタープライズ向け（toC企業） | ゲーム、etc |
| Ripple（リップル） | エンタープライズ向け（銀行） | 銀行間送金（特化） |
| Corda（コルダ） | エンタープライズ向け（toB企業） | 銀行間送金、企業間プラットフォーム、etc |
| Quorum（クオラム） | エンタープライズ向け（toB企業） | 企業間プラットフォーム、etc |
| Hyperledger Fabric（ハイパーレジャーファブリック） | エンタープライズ向け（toB企業） | 企業間プラットフォーム、etc |
| Bitcoin Core（ビットコインコア） | 個人向け | 個人間送金 |
ブロックチェーンの市場規模
- 価値の流通・ポイント化・プラットフォームのインフラ化
- 権利証明行為の非中央集権化の実現
- 遊休資産ゼロ・高効率シェアリングの実現
- オープン・高効率・高信頼なサプライチェーンの実現
- プロセス・取引の全自動化・効率化の実現
ブロックチェーン技術の応用事例
トークンは、ビジネスの文脈上では「交換対象を限定した小さな経済圏を回すための使い捨て貨幣」といった意味で用いられる概念で、非中央集権的なブロックチェーンとセットでビジネス活用されます。
区別のポイント
トークンの種類
意味
身近な例
Non Fungible Token
例えば、ICO（Initial Coin 超わかりやすいブロックチェーンの基礎知識 Offering、イニシャル・コイン・オファリング、新規仮想通貨公開）やSTO（Security Token Offering、セキュリティ・トークン・オファリング）といった資金調達方法であったり、ファンコミュニティ専用の共通貨幣などに用いられています。
スマートコントラクト
スマートコントラクトは、1994年にNick Szabo（ニック・スザボ）という法学者・暗号学者によって提唱され、Vitalik Buterin（ヴィタリック・ブリテン）がEtheruem基盤上で開発・提供し始めたコンピュータプロトコルで、「契約（コントラクト）の自動化」を意味しています。
自動販売機にも例えられるスマートコントラクトの技術を用いることで、「プロセス・取引の全自動化・効率化」を実現し、世の中の不便や非効率を無くしていくためのブロックチェーンの思想を社会実装していくことが期待されており、例えば、DEX（分散型取引所）や投票システムなどに利用されています。
ブロックチェーンのビジネス活用
ビジネスソリューションとしてのブロックチェーンは、金融／非金融／ハイブリッドの3領域に分けて考えることで、事業化に取り組みやすくなります。
第一の領域である金融領域は、暗号資産（仮想通貨）の利活用を目的としたビジネス領域です。
第二の領域である非金融領域は、暗号資産（仮想通貨）を使わない領域のことです。
台帳共有や真贋証明、窓口業務の自動化など、既存産業のDX（デジタルトランスフォーメーション）の文脈で、今、最も注目を集めている領域と言えるでしょう。
- 自律分散型図書館DAOLIB構想
- 職歴証明のWorkday Credentials
- 医療用品の寄付の追跡ポータル
- Socios.com（サッカーファントークン）
- 医療データプラットフォームのメディカルチェーン 超わかりやすいブロックチェーンの基礎知識
- 国連、難民・ホームレス等向けIDサービス
その結果、実は、前述の経済産業省によるブロックチェーン関連市場規模予測でも、全体67兆円のうち、いわゆる金融領域はわずか1兆円で、残りの66兆円は非金融領域に含まれるマーケットです。
最後に、第三の領域であるハイブリッド領域は、金融×非金融、つまり暗号資産を非金融領域での課題解決へと応用している領域で、乱暴に言えば、「実ビジネスに仮想通貨決済を導入させたい領域」とも言えるでしょう。
中国ブロックチェーンの動向
出典：BLOCK INSIGHT
たとえば、2020年に、中国の国家ブロックチェーンインフラプロジェクト「BSN（Blockchain-Based Services Network）」が、イーサリアムやイオス、テゾスなどを含む6種類のパブリックブロックチェーンを統合することが判明しました。
出典：Blockchain Business & 超わかりやすいブロックチェーンの基礎知識 Solution
ブロックチェーンの今後（AIとIoT）
ブロックチェーンの今後を考える上で外せないのが、DX（デジタルトランスフォーメーション）という考え方と、その前提条件となるIoT、AIという2つの概念です。
DXは、ビッグデータの活用を前提としています。
そして、IoT、ブロックチェーン、AIという3つの概念は、この「ビッグデータ活用を前提としたDX」というより大きな社会動向の要素として、下記のように相互に関連づけることができます。
- ビッグデータを集める → IoTによるハードウェア端末でのデータ収集
- ビッグデータを保存・管理する → ブロックチェーンによるデータベースの統合・管理
- ビッグデータを分析する → AI（機械学習）による大量情報の処理
- ビッグデータを活用する（社会実装する）
このように、今後のブロックチェーンは、ビッグデータを利用したDXというより大きな枠組みのもと、IoTやAIといった相互補完技術と協働しながら、これまで活用されてこなかった大量のデータを分析するためのデータ基盤として利用が進んでいくでしょう。
ブロックチェーンの課題
それは、ブロックチェーンの社会普及です。
この中でも、特に重要かつ深刻なのが、スケーラビリティの問題です。
ブロックチェーンは、その仕組み上、従来のデータベースよりもスケーラビリティが低くならざるを得ないという課題を抱えています。
一般に、スケーラビリティは「tps（transaction per second、1秒あたりのトランザクション処理量）」で定義することができますが、実際に、代表的なブロックチェーンネットワークは、次のように不十分なスケーラビリティだと言われています。
- 一般的なクレジットカード：数万tps
- ビットコイン（コンセンサスアルゴリズムがPoW）：7tps
- イーサリアム（コンセンサスアルゴリズムがPoS）：15~20tps
- コンソーシアム型のブロックチェーンネットワーク（コンセンサスアルゴリズムがPoA）：数千tps
このように、ブロックチェーンは、オープンで分散的なデータベースとして期待を集めている一方で、ネットワーク参加者が増えるとスケーラビリティが担保できなくなるという課題を抱えています。
この課題に対して、金融領域では、「ライトニングネットワーク（Lightning Network）」という新しい概念に注目が集まっています。
ライトニングネットワーク（英: Lightning Network）とは、少額決済（「マイクロペイメント」）等の小規模かつ多数回行われる取引の処理をブロックチェーン外で行い（「オフチェーン取引」）、最初と最後の取引だけをビットコインのブロックチェーンにブロードキャストして確定させる、ビットコインネットワークの新しい手法のことです。
【超初心者向け】ブロックチェーンの仕組みをやさしく、わかりやすく徹底解説
まずは、超初心者でもわかる簡単な説明で、ブロックチェーンとは何かをざっくりと理解しましょう。
ブロックチェーン＝台帳みたいなもの
ブロックチェーンをものすごく大雑把に一言で言ってしまえば、インターネット上の「台帳」のようなものです。
実は、ブロックチェーンでは、取引の記録は一定期間ごとにまとめて（＝ブロックにして）、それらを繋ぎ合わせて（＝チェーンにして）管理しています。
ブロックチェーンについてもう少し詳しく解説
ブロックチェーンについて、もう少し詳しくみていきます。
特徴① ブロックチェーンはみんなで利用できる
でも、ブロックチェーンはそんな事はなくて、世界中誰でもインターネットさえあれば利用することができます。
このように「みんなで使える」ということを「オープンソースである」と言ったりするので覚えておくといいかもしれません。
特徴② ブロックチェーンはみんなで運営している
世界中にあるコンピュータのパワーを少しずつ繋ぎ合わせて運営をしています。この仕組みのことを「P2P（ピアツーピア）」と呼びます。
特徴③ ブロックチェーンはみんなで監視している
このチェック作業のことを「マイニング（採掘）」と呼び、チェックを行う人のことを「マイナー（採掘者）」と呼びます。
特徴④ ブロックチェーンは改ざんが不可能
どうしてかというと、詳しい仕組みはこのあとマイニングの仕組みで解説しますが、簡単に言ってしまえば「情報を書き換えるには膨大な計算をこなせるスーパーコンピューターが必要だから」です。
ブロックを新たに作る作業：マイニングとは？
ブロックチェーンでは、マイニングと呼ばれる仕組みが採用されています（※されていないものもありますが、一旦は無視してOKです）。
マイニングの仕組み
マイニングの実際の作業とは、非常に難しい計算問題を解く作業です。
ちなみに、この計算に使われる関数を「ハッシュ関数」と呼び、マイナーが計算して出した答えの値を「ハッシュ値」と呼びます。
要約すると、マイニングとは、各取引に紐づいたハッシュ関数に対してそのハッシュ値を求める作業のことです。
ブロックチェーンの仕組み：まとめ
ブロックチェーンとは、ザックリ説明すると以下のようなものです。
・書き換え不可能な公開された台帳
・その改ざん不可能性は全てのブロックが繋がることで実現している
・マイニングは、ブロックのハッシュ値を含めた計算を行うことによって実現されている
ブロックチェーンについてのおすすめの書籍
今回は、初心者の方に向けて「ブロックチェーンとは？」というところで、なるべく難しい専門用語や詳細な部分には触れずに解説をしました。
ブロックチェーンとSDGsの関係について調べてみた
取引データを収集管理する大規模コンピューターを必要とせず、コンピューターが分散型ネットワークで構成できるため、低コストでの運用が期待されています。
また、ブロックチェーンは特定の管理者がいなくても取引データの信頼性を保てるため、非中央集権の仕組みとしても成り立つようになっているのが大きな特徴です。
ブロックチェーン技術は仮想通貨だけでなく、食品の安全性や生産者、流通の経路などが分かる食品管理や、アーティスト、ギャラリー、オークションハウスなどが分かるアート作品の証明などにも活用できるそうです。
【ブロックチェーンのメリット】
* システムがダウンしにくく、継続性が保たれる
* システムに掛かるコストが少ない
* 改ざんするのが困難で、セキュリティ性が高い
* 取引の透明度が高く、マイニングも可能である
3.持続可能な開発に向けてブロックチェーンの技術がどのように活用できるか
'Bitcoin' is 超わかりやすいブロックチェーンの基礎知識 what often comes to mind when you hear about blockchain. But this technology has more potential to support.
Posted by 超わかりやすいブロックチェーンの基礎知識 United Nations Development Programme - UNDP on Saturday, January 26, 2019
①金融包摂のサポート
世界では現在、約17億人が銀行口座を持つことができませんが、ブロックチェーンで実行されるアプリケーションによって、より安く、より速く、よりダイレクトな送金が可能になります。
②エネルギー・アクセスの環境向上
世界では未だ10億人ほどの人が十分な電力にアクセスできていません。
太陽光発電などの再生可能エネルギーや、スマートメーターなどのIoT機器を活用することで、ブロックチェーンは未だ電力にアクセスできていない人々により早く電力を届けることができます。
これはSDGsの169のターゲットの以下に貢献します↓
7.b 2030年までに、各々の支援プログラムに沿って開発途上国、特に後発開発途上国及び小島嶼開発途上国、内陸開発途上国の全ての人々に現代的で持続可能なエネルギーサービスを供給できるよう、インフラ拡大と技術向上を行う。
③生産と消費責任
効率的で透明性の高い生産と消費が行われるために、ブロックチェーン技術で、生産から消費までの過程の追跡やセキュリティ管理を低いトランザクションコストで行うことができます。
例えば、カカオ栽培企業が仕事に対して公正な報酬を受け取れていない問題に対して、消費者はチョコレートに入っているすべての成分を追跡し、それが公正かつ持続可能な方法で調達されていることを確認できるようになるのです。
これはSDGsの169のターゲットの以下に貢献します↓
8.4 2030年までに、世界の消費と生産における資源効率を漸進的に改善させ、先進国主導の下、持続可能な消費と生産に関する10年計画枠組みに従い、経済成長と環境悪化の分断を図る。
④環境保護
環境保護ドメインでも適用の可能性は探られています。例えば、レバノンでは年間960万本の樹木が燃やされ、森林面積の13％しか残っていない現状があります。
そこで、ブロックチェーンを用いたクラウドファンディングプラットフォームを作ることで、より多くの民間企業や個人などから投資を受けることができるようになるのです。
これはSDGsの169のターゲットの以下に貢献します↓
15.1 2020年までに、国際協定の下での義務に則って、森林、湿地、山地及び乾燥地をはじめとする陸域生態系と内陸淡水生態系及びそれらのサービスの保全、回復及び持続可能な利用を確保する。
⑤法的アイデンティティの提供・維持
危機的状況や極度の貧困状況では、身元の証明がなければ、危険から離れて援助、医療、法的保護にアクセスすることは非常に困難です。
そこでブロックチェーンを用いることで、難民や移動中の移民など、IDのない人たちの医療も、デジタルIDを作成することでより効率的に援助が受けられるようになります。
⑥寄付の効果向上
UNDPは多額の寄付金を流通させている組織です。そのため、ブロックチェーンを活用し、高価な仲介者を必要とせず、また透明性ある取引を行うことで、資金を増やし、新しい資金調達の場を作ることができます。
これはSDGsの169のターゲットの以下に貢献します↓
9.a アフリカ諸国、後発開発途上国、内陸開発途上国及び小島嶼開発途上国への金融・テクノロジー・技術の支援強化を通じて、開発途上国における持続可能かつ強靱（レジリエント）なインフラ開発を促進する。
4.マイニング（採掘）による電力消費問題について
マイニングとは、ブロックチェーンにブロックを保存する前に、仮想通貨のネットワーク内にいる人間から確認作業が入ります。この確認作業のことを「マイニング（採掘）」と呼びます。そしてマイニングを行う人間を「マイナー（採掘する人）」と言います。
マイナーはマイニングに成功すると、報酬として仮想通貨を獲得できるようになっており、マイニングで報酬を得られるのも、ブロックチェーンのメリットと言えます。
ただ、仮想通貨のマイニングには高性能なコンピューターが大量に必要になるので、ビットコインの採掘プロセスで必要となる多大なエネルギー消費を巡る問題が指摘されています。
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