【初心者必見】ブロックチェーンとは?技術や特徴をわかりやすく解説

ブロックチェーンとは?世界で一番わかりやすく解説 テクノロジー
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普段はWEBディレクション・UI/UXデザイン・フロントエンド開発・WEBマーケターとしてマルチに活動しています。ブロックチェーンを使ったサービスを国内で推進できるよう、導入事例やブロックチェーンの今後の動きについて発信していきたいと思います。

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ブロックチェーンって仮想通貨の技術として使われていると認識している方も多いと思います。ブロックチェーンという技術は仮想通貨(暗号資産)の基盤技術ではありますが、様々な分野で導入が広がっており、下記のように具体的にどのようなことができるのかわからない方はこちらの記事を読んでいただければブロックチェーンとはどんな技術でどんな特徴があるのかインプットすることができると思います。

  • ブロックチェーンという技術は一体どんな技術なのか?
  • ブロックチェーンを使うことによりどのようなメリットがあるのか?
  • ブロックチェーンはどのようなサービスに取り入れられているのか?

ブロックチェーンとは?わかりやすく解説

今回はブロックチェーンとはどうのような技術で、どのようなサービスに導入されているかなどをできる範囲で引用させていただきながら解説していきたいと思います。今後、アジア太平洋地域のブロックチェーン市場は、2021年から2030年にかけて年率70.0%で成長し、アドレス可能な時価総額は3,227億ドルに達すると発表されています。
これからはブロックチェーンの技術を様々なサービスと連携させ、より良い社会に変革していくと僕は確信しています。
ここから本題のブロックチェーンとはどのような技術なのかご説明させていただきます。

ブロックチェーンとは

ブロックチェーンとは、簡単に説明すると「取引履歴を暗号技術によって箱に詰め1本の鎖に繋げ、正確な取引履歴を維持しようとする技術」とされていて、データの改ざんが極めて難しく、障害によって停止する可能性が低いシステムが容易に実現可能になるという特徴があります。
具体的に金融・管理・契約・証明など様々なインフラに透明性と堅牢性を与え社会に大きな変革をもたらす事ができる革新的なデータベースです。

「ブロックチェーン」は仮想通貨「ビットコイン」の送金システムの基盤技術としてサトシ・ナカモト氏が論文を発表し発明された技術で、
「ブロックチェーン」を「ビットコイン」と同じものとして認識されることがあると思いますが「ブロックチェーン」はあくまで「分散型台帳を実現する技術」であり、それをビットコインに使用されているというだけです。

そのほかにも通貨の送金、野菜生産管理、不動産契約、ブランド品の真贋証明、電力の自由化(電気の個人間取引)、投票制度の透明化、著作物の権利情報証明などなど、まだまだブロックチェーンを活用できるサービスはこれからたくさん増えてくると思います。

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説明いたしますと、参加者の中に不正を働く者や正常に動作しない者がいたとしても正しい取引ができ、改ざんが非常に困難で、停止することなく多数の参加者に同一のデータを分散保持させ対等に共有する仕組みです。

ブロックチェーンを支える技術として、「暗号化技術」も重要な役割を担っています。ブロックチェーンでは、取引者を確認するために「公開鍵暗号方式」が利用されています。

前述したように、ブロックチェーンはビットコインシステムを支えるために誕生し、現在では暗号資産全体(Rippleを除く)の基盤として利用されています。暗号資産は価値の取引を行う仕組みですので、取引相手が「本人であるかどうか」を証明することは、システムを利用する際のとても重要な要素となります。

それゆえに、暗号資産取引では取引相手の本人認証を行うため、公開鍵暗号方式を用いた「デジタル署名」が利用されています。この認証の仕組みは昔から利用されており、新しい技術・発想ではありません。しかし、暗号資産における価値の交換をはじめ、ブロックチェーン技術を支える重要な役割を果たしているのです。

ブロックチェーンの特徴

ブロックチェーンの仕組み

改ざんが非常に困難

ブロックチェーンは、私たちが日常的に使うサービスへの応用が期待されてるため、外部からの不正アクセスなどから守れるような堅牢な仕組みになっており、取引されたデータをみんなで共有できる為、一つの取引データが改ざんされたとしても、すぐにデータが異なることがわかってしまいます。

ブロックチェーンとデータベースの違い

ここまでの説明を読むと、「ブロックチェーンはクラウドのデータベースとそれほど変わらないのでは?」と感じるのではないだろうか。それは半分正しく、半分間違っている。

確かにクラウドのデータベースは、複数のコンピュータに分散されており、バックアップも取られることからエラーや改ざんの修復は可能だ。また、大手のサービスならば安定性も高いと言える。しかし、その仕組みは中央集権的であり、サービスを提供する管理者の存在を必要とする。管理者がサービスを停止させればデータベースの中身は消失するし、管理者の都合によってデータを抹消される可能性もある。また、万一、管理者に悪意があればデータの中身を改ざんできてしまう。

一方で、ブロックチェーンは、たとえサービス提供者であっても記録されたデータの改ざんや消去はできないし、参加者が自身の取引履歴を消すこともできない。この点がブロックチェーンとデータベースの最大の差だ。この特性があるために信用度の低い無名のサービス提供者であっても、通貨などの取引を任せることができると言える。

ブロックチェーンはデータを削除できない

ブロックチェーンは安心安全だから通貨の取引に使われる、ということは理解できたと思うが、ここで一度、ブロックチェーン誕生の背景を整理しておこう。

そもそもブロックチェーンは、2008年にコンセプトが発表され、2009年に取引が開始されたビットコインを支える技術として世に登場した。ビットコイン、そしてブロックチェーンの生みの親と言われる「サトシ・ナカモト」氏によりもたらされた、既存技術の組み合わせによる技術革新である。

ビットコイン

サトシ・ナカモト氏は、政府による度重なる経済への介入を嫌い、誰も介入できず、決してダウンせず、公正に取引を記録する、新たなインフラを作るためにビットコインを生み出したと言われている。そして、その基盤となる技術こそがブロックチェーンだった。

そもそもブロックチェーンは、暗号資産のビットコインを支える基盤として登場した技術であり、「ブロックチェーンに1度記録したデータは後から変更を加えることができない」という特長があります。
また、ブロックチェーンのもうひとつの特長として「取引の透明性」が挙げられます。ブロックチェーンでは「誰が」「いつ」「何を」「どのくらい生産し」「どのようなルートで」取引が行われたかの記録を、誰もが確認できるのです。

こういった「改ざんができない」「取引の透明性を確保できる」といった特長により、ブロックチェーンを基盤とした取引の信頼性は担保されています。

金融業界はもちろん物流や食品衛生など、記録によるサービス品質の担保が望まれる分野において、幅広く応用されることが期待されています。例えば物流サービスでは、生産者や納品時期、輸送ルートなどの情報をブロックチェーンに記録することで、サービスとともに顧客が手にする製品への信頼性も提供できるようになるのです。

つまり、ブロックチェーンの改ざん耐性の高さは、ビジネスにおいて重視される「信頼性」をより明確に開示できる技術だといえます。

P2Pネットワークによる自律分散管理システムでサーバーダウンが起きない

ブロックチェーンを活用できるサービス

ブロックチェーンのデータ管理は、「P2Pネットワーク」という技術によって維持されています。

P2Pネットワークとは、各ノード(コンピュータ)同士がつながって形成されるネットワークの形態です。クライアントサーバシステムのように中央でデータ処理をするのではなく、各ノードがデータの所持から処理までを縦横無尽に行えます。これにより分散管理を実現し、いくつかのサーバが障害を起こしたとしてもシステムを補いながら維持ができる仕組みになっています。

P2P(Peer to Peer)技術自体は古くからある技術ですが、新技術であるブロックチェーンの重要な基礎を成すもので、P2Pを利用することにより、従来のクライアントサーバシステムのような中央集権構造を打開しています。

ブロックチェーンにおいてネットワークに参加する各ノードの1つ1つがつながり、各ノードがそれぞれ同じ台帳(ブロックチェーン)を持っています。例えばビットコインであれば、マイニングを行うマイナー1人1人(あるいは団体)がノードです。この仕組みにより、各ノードが台帳を所持・管理することができるため、ブロックチェーン自体がダウンしにくいインフラを実現することができるほか、データ改ざんの抑止にもつながります。

もちろん、改ざん耐性の高さを担保しているのはP2Pネットワークだけではありませんが、ブロックチェーンの改ざん耐性の高さの一端を担っている技術です。

取引の記録を消すことができない

メリットと矛盾するようだが、この性質は時と場合によってはデメリットとなる。例えば個人情報などは本人の求めに応じて削除する義務が個人情報保護法によって定められているが、ブロックチェーンでこれを運用しようとした場合、一度記録した個人情報は二度と削除できなくなってしまうだけでなく、暗号化された状態ではあるもののネットワーク上の全ての参加者に情報が行き渡ってしまう。

このような場合、ブロックチェーンの性質は逆にデメリットになってしまうため、ブロックチェーン単体ではなく、外部のデータベース等と組み合わせて使うなどの工夫が必要となる。

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。

ブロックチェーンを活用できるサービス

ブロックチェーンは、2008年に生まれてから約10年の間に、さまざまな技術アップデートがなされてきた。細かな定義に解釈の違いはあるが、一般的には暗号通貨のための技術だったブロックチェーン1.0から、フィンテックへの活用が可能になった2.0、そしてフィンテック領域以外への活用が可能になった現在が3.0と言われる。
技術革新によって、ブロックチェーン上でアプリケーション(分散型アプリケーション:DApps)を動作できるようになったことで、活用の幅は飛躍的に広がった。企業が実務にブロックチェーンを活用するにあたり基盤となるプラットフォームが、ようやく整いつつあるのが現状です。

WEB 3.0の時代

Ethereum(イーサリアム)

2013年、ヴィタリック・ブテリンが若干19歳で考案したブロックチェーンプラットフォーム。分散型アプリケーションやスマートコントラクト*のアプリケーション構築を可能にするオープンソースプロジェクトで、送金、決済、ID認証など、さまざまなサービスがEthereumから生まれている。

*スマートコントラクト:契約・取引を自動化する仕組み

NEM(ネム)

2014年にスタートし、2015年3月に公開されたブロックチェーンプラットフォーム。複数アカウントからの署名を必要とするマルチシグコントラクト*によるセキュリティを特長としている。

*マルチシグコントラクト
… 複数の署名を必要とする契約の仕組み。強固なセキュリティを可能にする。

Hyperledger(ハイパーレッジャー)

IBMやIntelなど、世界各国のIT企業が参加する、ブロックチェーン技術の推進を目的としたオープンソースプロジェクト。暗号通貨をベースとする他のブロックチェーンプラットフォームとは異なり、ブロックチェーン技術の社会実装のみを目的として存在する。さまざまな課題に特化した複数のブロックチェーンプラットフォーム開発プロジェクトが同時進行している。

Ripple(リップル)

ブロックチェーンとは異なるDLT(分散台帳技術)を用いて、即時に国際送金可能な決済プラットフォームを提供する。フィンテック領域に強みがあり、国内外の金融機関でRippleを活用した決済サービスが開始されている。

独自通貨の流通・管理

ブロックチェーンのビジネス活用事例:独自通貨の流通・管理
ブロックチェーンの歴史は暗号通貨からはじまった。これまで国が保証していた通貨への信頼をブロックチェーンが代替し、ネットワーク上でのP2P決済(Peer to Peer、当事者間の対等な決済)が可能になる。地域の自治体や企業が独自に通貨を発行し、コミュニティの活性化を図ることができる。オンラインゲーム内の独自通貨として使用されるケースもある。

「都市銀行発の暗号通貨、coin(コイン)」三菱UFJフィナンシャル・グループ

朝日新聞デジタル(朝日新聞デジタルへの外部リンク)によると、三菱UFJフィナンシャル・グループは2019年後半にMUFGコインと呼ばれていたデジタル通貨「coin(コイン)」の実用化を目指す方針を決めた。スマホアプリ上で銀行口座の預金とコインを交換可能で、個人間の送金が瞬時かつ低コストになる、加盟店決済やIoT決済の手段になる、などのメリットが期待されている。

実用に際しては価格変動が懸念材料となる暗号通貨だが、同コインは1円=1コインに固定するステーブルコイン*とするという。

*ステーブルコイン:価格変動がなく、価格が安定した通貨。

「ICO*で地方の財政難に取り組む」西粟倉村

都市への人口集中を背景に、過疎化が進む地方自治体の中には財政難に陥るところも少なくない。人口約1,500人の岡山県英田郡西粟倉村は、「西粟倉村コイン」を発行し、ICOによる資金調達を行うことを2018年6月に決定(西粟倉コインへの外部リンク)。それに伴い一般社団法人西粟倉村トークンエコノミー協会を設立。同協会が西粟倉村と連携し、調達資金を村の活性化に関わる事業に配分していく。金融庁によるICO規制の向きがあるが、西粟倉村は規制方針に沿ってICOを実施する予定だという。

*ICO:Initial Coin Offeringの略称。独自の仮想通貨トークンを発行し、資金調達を行うこと。

スマートコントラクト(契約の自動実行)

ブロックチェーンのビジネス活用事例:スマートコントラクト(契約の自動実行)
ブロックチェーン上に取引内容をプログラミングしておくことで、仲介者なしに自動で契約を成立させることができる。例えば商品の売買も、契約内容の改ざんが難しいため、小売業者を介さずに安心して行える。取引の記録はオンラインに保存され、誰でも閲覧可能。中間業者の手数料が不用なため、販売価格は下げることができる。

「ブロックチェーン技術を活用した不動産デジタルプラットフォーム」GA technologies

国内不動産テック企業のGA technologiesは、ブロックチェーン技術を活用した不動産デジタルプラットフォームの構築を開始したことを発表。スマートコントラクトを実装し、契約、登記、決算・資産の移動をデジタル化していくという。

参考:ブロックチェーン技術を活用した不動産デジタルプラットフォームの構築を開始(PR TIMESへの外部リンク)

トレーサビリティ(製品情報の追跡)

ブロックチェーンのビジネス活用事例:トレーサビリティ(製品情報の追跡)
ブロックチェーンネットワークの取引履歴を活用し、製品情報の追跡を高次元で実行することができる。これまで偽装問題が頻発していた食品の産地や原材料、消費期限などを、改ざんできないブロックチェーンで管理することにより、食の安全をもたらすことも可能だ。製品に貼り付けられたNFCタグやQRコードからアクセスし、製品情報を簡単に追跡できるようになることで、消費者も安心して買い物ができる。

「食の安全確保に向けた小売業界のブロックチェーン活用」ウォルマート

ウォルマート(米)は食品の安全性、透明性を担保するための取り組みとして、IBMと提携し、サプライチェーン全体の情報にアクセスし、トレース可能なプラットフォームを構築。2018年10月に実用化した。IBMが提供する同サービスは「IBM FOOD TRUST」として、業界を横断した「食のトレーサビリティ」の実現を目指すという。

「高級ブランド品の真贋をAURAブロックチェーンで証明」LVMH

LVMH(仏)は、Ethereumの技術を活用したブロックチェーンプラットフォーム「AURA(オーラ)」の構築を発表。
プラダとリシュモンと共同で、ConsenSys社の技術とマイクロソフト社によって保護されたマルチノーダルのプライベートブロックチェーンであるAuraブロックチェーンコンソーシアムを設計しました。

Auraは、創設企業だけではなく、全てのラグジュアリーブランドに門戸を開き、様々な規模の企業を支援し、個々のニーズに対応できる柔軟性があります。
高級ブランドの追跡にブロックチェーン活用するため「ルイ・ヴィトン」「ディオール」から導入し、2023年には「メルセデスベンツ」など順次他のブランドへAURA(オーラ)ブロックチェーンを導入予定です。将来的には他社ブランドも巻き込んでいく意向のようです。消費者は製品に付けられたQRコードから、サプライチェーンをトレースできるほか、2次流通時にも記録が残るため製品の真贋を証明することができます。

現在、LVMHは製造プロセスにおいてブロックチェーン技術を活用し、製品ごとに詳細な情報を透明かつ信頼性のある形で把握できるようにしています。製造の過程では、各製品がブロックチェーン上に記録され、製品情報の複製が不可能になります。購入者は商品を購入する際に、ブランドのアプリを介してAURAを通じて商品情報を簡単に確認することができます。このブロックチェーンの特長を利用することで、透明性の高い情報をもとに安心して買い物ができるようになるでしょう。
AURAで利用されているブロックチェーンはコンソーシアム型であり、これによりどんな高級ブランドでも参加することが可能です。これは高級ブランドによる、高級ブランド向けのプラットフォームです。

ERC721のテクノロジーを活用するAURAは、原材料やそこから作られた商品の流れのみならず、一度販売されたあとにどのように中古市場へと到達しているのかを追跡可能にします。
ERC-721は、イーサリアム(Ethereum)ブロックチェーン上で非代替可能なトークン(Non-Fungible Token, NFT)を作成するための標準プロトコルの一つです。ERC-721規格に従って作成されたトークンは、個別かつ独自の特徴を持ち、それぞれが異なる価値やプロパティを持つことができます。これにより、あるERC-721トークンは他のERC-721トークンと1対1で交換できないため、各トークンは一意であることが保証されます。

ERC-721規格とは

ERC-721規格がNFTの基準となっているため、多くのNFTプロジェクトやデジタルアート、ゲームなどで使用されています。以下に、ERC-721の主な特徴を示します:

非代替可能性(Non-Fungibility)
ERC-721トークンは各々が一意であり、他のトークンと交換できない特性を持ちます。これにより、独自の所有権やプロパティが付与されたデジタルまたは現実世界のアセットを表現できます。

オーナーシップとトランスファビリティ
ERC-721トークンはイーサリアムアドレスに関連付けられ、そのアドレスがトークンの所有者を示します。所有権はトークンのトランスファーによって移動可能であり、トークンを他のアドレスに転送することができます。

メタデータサポート
ERC-721はトークンのメタデータを格納するための仕組みを提供しており、各トークンに関する詳細な情報や外部リンクを含めることができます。これにより、デジタルアートやコレクティブルなどのトークンに関連する情報を拡張できます。

イベントとスタンダードインターフェース
ERC-721はトークンの作成、転送、所有者変更などの重要なイベントに関するスタンダードなインターフェースを提供しています。これにより、異なるプロジェクトやサービスが同じトークン規格に基づいて相互運用性を持たせることが可能です。

高級ブランド品など世界で一つの物として証明することが可能です。NFT市場の拡大とともに、ERC-721は広く採用され始めており、今後は様々なクリエイティブなプロジェクトに応用されています。

「ブロックチェーンで電力のトレーサビリティを実現」みんな電力

電力自由化後、民間の電力小売事業者の参入が活発になっている。みんな電力は、生産者の顔の見える野菜ならぬ、生産者の顔の見える電力を提供するため、NEMのブロックチェーンを活用し、電力のトレーサビリティを実現。ユーザは提携するクリーンエネルギーの生産者の中から供給をうける発電所を選択することができる。

権利や資産の管理

ブロックチェーンのビジネス活用事例:権利や資産の管理
これまで、ものや権利を所有していることの証明は、実際に持っているという事実か、政府や自治体、業界団体による承認によってなされていた。これらの管理が十分ではなかった業界も多かったが、ブロックチェーンにより、権利や資産などの管理を迅速かつ透明性を担保して行えるようになった。2次流通にあたって、元の所有者や著作権者に還元される仕組みなど、新たな所有権を成立させることもできる。

「ブロックチェーンを活用したアート作品の流通・評価インフラ」スタートバーン

スタートバーンは、ブロックチェーンによる作品証明書・来歴証明書の発行が可能な、アート作品の登録・販売サービス「startbahn.org」を運営。同サービス外にも権利移転が可能で、2次流通の際の著作権管理や真贋証明にも用いることができる。同社のアートブロックチェーンネットワークは、各アート関連サービス、ギャラリー、美術館などのさまざまなアート業界のプレイヤーと連携し、世界中のアート作品の作品・来歴を管理することを目指す。

参考:スタートバーン

「ブロックチェーンによる著作物の権利情報処理」ソニー/ソニー・ミュージックエンタテインメント/ソニー・グローバルエデュケーション

膨大なコンテンツがオンラインにアップロードされるようになった現代だが、著作権の管理は従来通りに業界団体や著作者個人によって行われていた。ブロックチェーンを活用し、コンテンツの作成者を証明することで、オンラインシステム上で迅速かつ透明性を担保した著作権管理を可能にする。デジタル教科書などの教育コンテンツから導入し、音楽、映画、VR、電子書籍などへと順次拡大していく予定だという。

参考:ブロックチェーン基盤を活用したデジタルコンテンツの権利情報処理システムを開発

本人確認・身分証明

ブロックチェーンのビジネス活用事例:本人確認・身分証明
国が管理するマイナンバーや戸籍から、Webサービスの会員情報までさまざまなID認証(身分証明)がある。ブロックチェーンで管理することで、特定のID管理者は不用となり、個人情報漏えいのリスクも避けることができる。逆に公開してもよい情報を選択し、それらをネットワークで共有することで、1つのIDでさまざまな認証を行うことも可能だ。

「すべての人にIDを提供する」ID2020

世界には11億人ものIDを持たない人々がいるという。それらの人々に法的なIDを付与することを目標に掲げる国連プロジェクト「ID2020」の一環として、ブロックチェーンと生体認証システムを活用したデジタルIDを、Accenture(アクセンチュア)が開発。2030年までに安全で永続性のあるデジタルIDを普及させることを目標にしている。

引用:デジタルIDで人権保護を目指すID2020

「通信事業者によるグローバルなデジタルID情報管理・認証システム」ソフトバンク

ソフトバンクとブロックチェーン技術開発企業TBCASoftは、ブロックチェーンによるID情報管理・認証を推進するワーキンググループを、通信事業者のグローバル・ブロックチェーン・コンソーシアム「Carrier Blockchain Study Group」で発足させた。

TBCASoftが構築するアプリケーションフレームワーク基盤「Cross-Carrier Identification System」をベースに、各通信事業者はデジタルIDの管理・認証を行うことができる。同取り組みが広がれば、世界中の通信事業者を通じて企業やユーザにデジタルIDの認証サービスが提供されることになる。

参考:ソフトバンクおよびTBCASoft、ブロックチェーンによるID情報管理・認証を推進するワーキンググループをCBSGで発足

ブロックチェーンの種類

ブロックチェーンの種類は3つ
ブロックチェーンには「パブリック型」「プライベート型」「コンソーシアム型」という3つの種類がある。

先ほど説明したブロックチェーンの仕組みはパブリック型であり、ビットコインやイーサリアムなどほとんどの仮想通貨が採用している。取引は世界に公開されるため透明性が高く、ネットワークへは世界中の誰でも参加でき、取引の管理主体は多数存在し分散している。

これに対し、「プライベート型」は、秘密情報などを扱う金融機関など単一の組織内で使われる。取引は一般には非公開で、特定の管理者がデータの編集や削除をする権限をもち、参加は承認制だ。取引の記録や承認は迅速だが、耐改ざん性や障害耐性といったブロックチェーンの良さを活かしきれていない面もある。

残る「コンソーシアム型」は、パブリック型とプライベート型の中間に位置するブロックチェーンだ。リップルはこのコンソーシアム型を採用している。同業他社の複数の企業などによって使われる。管理主体は複数で、取引の公開範囲はその管理者のみに限定される。部分的に分散型のブロックチェーンと言えるだろう。

パブリック型ブロックチェーン

パブリック型ブロックチェーンはインターネットに接続できる人であれば誰でも許可なく取引に参加できる、管理者が存在しないブロックチェーンです。ブロックチェーンの基本形ともいえるモデルであり、ビットコインをはじめイーサリアム、ライトコインなど多くの仮想通貨がこの種類です。

パブリック型は完全にオープンであることが特徴で、管理者がいなくてもマイニングと呼ばれる膨大な計算による承認によって取引の正当性が担保されます。情報共有と相互監視によって、信用できる管理者が不要な非中央集権型のネットワークを成立させているわけです。

そのメリットは、誰でもデータを参照できるので透明性が高いこと、管理者や管理組織の意向に左右されないこと、参加者がいる限り取引が止まらないことなどです。

反面、新しい情報を書き込むための合意形成を行うには多くの処理と時間を要します。そのためスピーディに大量の取引を行うサービスには向かないとされます。実際、ビットコインのブロックの承認ではブロックサイズが制限されていることから約10分の時間がかかります。この処理速度が低下する問題は「スケーラビリティ」による課題として知られています。

さらに、マイニングでは多くのマシンパワーや電力が費やされるため、エネルギーをいたずらに消費しているとの指摘もあります。また、データが完全に公開されているためプライバシーの保証はありません。

そして、パブリック型ブロックチェーンのもうひとつの課題として挙げられるのが、「ファイナリティ」がないことです。ファイナリティは「その決済が確定した状態」を意味する金融用語で、日銀では「ファイナリティのある決済」を「それによって期待どおりの金額が確実に手に入るような決済」と説明しています。パブリック型に導入されているコンセンサスアルゴリズム(合意形成をはかる仕組み)では、取引のファイナリティを確保するのは困難です。

プライベート型ブロックチェーン

プライベート型ブロックチェーンは、特定の管理者(運営者)が存在する、限定されたユーザのみが利用できるブロックチェーンです。

プライベート型は中央集権型のネットワークです。透明性はないものの、外部に公開されないためプライバシーが確保され、閉じたシステム内でブロックチェーンにデータを格納できます。

何より不特定多数のノード間で合意形成を行う必要がなくマイニングも行わないため、大量の処理が必要な場合でも迅速に対応できます。一方、管理者が独断的にルールを変更することが可能で、また管理者に何らかの問題や障害が生じたときにはシステムが成り立たなくなるおそれがあります。

こうした特徴からプライベート型は単体の企業や組織内での用途に向いているとされ、とくに金融機関が活用を推進しています。

コンソーシアム型ブロックチェーン

コンソーシアム型ブロックチェーンは、複数の管理主体が存在するブロックチェーンです。

コンソーシアム型は、パブリック型の分散性という優れた特徴とプライベート型の迅速な大量処理が可能という機能を兼ね備えたモデルです。管理者が複数存在するためルール変更についても一定数以上の合意が必要となり、セキュリティや耐障害性もプライベート型に比べると強固です。改ざん耐性や分散台帳といったパブリック型の利点も受け継いでいます。

そのためコンソーシアム型ブロックチェーンは同業他社が協力して構築するブロックチェーンに活用され始めています。また、コンソーシアム型で運用される仮想通貨も存在します。

ブロックチェーンの種類と特徴を知ることで、自社のビジネスに適したブロックチェーンの活用法を考えることができます。また、ブロックチェーンの基本的な仕組みについては、こちらの記事「ブロックチェーンの仕組みと知っておきたい基礎知識」もお読みください。

ブロックチェーンの種類比較

パブリック型 プライベート型 コンソーシアム型
管理者 不特定多数 単独の企業や組織 業界を跨いだ複数の企業や組織
参加者 誰でも可能 承認制で単独の企業・組織内に限定 承認制で複数の企業・組織内に限定
特徴 ・取引は世界に公開されるため透明性が高い
・取引の承認速度が遅い
・取引は非公開
・取引の承認速度が早い
・取引は場合によって公開か非公開
・取引の承認速度が早い
事例 ビットコイン、イーサリアム miyabi、mijin ハイパーレジャーファブリック、Quorum

ブロックチェーンのメリット

ブロックチェーンはインターネットに匹敵する技術革新であるともいわれています。それはなぜなのか、ブロックチェーンのメリットについて見てみましょう。

改ざんが困難

金融機関などの第三者機関がデータを管理するシステムでは、組織や企業がシステムを管理・監視するため、不正な改ざんや攻撃、ミスからデータを守れるかどうかはその組織・企業の信頼性や技術力にかかっています。

しかしブロックチェーンは第三者機関が不要です。取り引きの内容は複数の対等な立場のノード(コンピュータ)が確認します。そして大多数のノードが正しいと判断し、合意が得られたデータのみがブロックチェーンに記録されていきます。

ブロックチェーンの仕組み

ブロックチェーンの各ブロックにはまた、取引データと一緒に必ず前のブロックのハッシュ値が格納されています。各ブロックを改ざんするとハッシュ値はまったく異なるものに変更され、整合性を保とうとすると過去のブロックのハッシュ値も変更しなければならないため、結果的に改ざんが困難な状況を作り出します。

このような仕組みにより、ブロックチェーンは強力な改ざん耐性を有しています。

システムがダウンしにくい

ブロックチェーンでは、従来のサーバ・クライアント方式のネットワークではなく、複数の同等な立場にあるコンピュータ(ノード)が多数集まって相互に通信するP2Pネットワークが使用されます。

P2Pネットワークは分散型のシステム構成となっているため、一部のコンピュータがダウンしてもシステム全体は動作し続けられるという特徴があります。また、一部のノードからデータが消失した場合でも、ほかのノードがデータを保持しているためシステムの継続性が保たれるのもP2Pネットワークによるメリットです。

信頼性が高い

ブロックチェーンでは、情報共有と相互監視という仕組みによって高い信頼性が確立されています。この「仕組みに起因する信頼性」こそが、仮想通貨を法定通貨と同等に近い価値あるものにしている要因です。

従来の取引や契約は、相手を信用するか、仲介役となる権威のある第三者を信頼することで成り立っています。しかし、ブロックチェーンという仕組みを通せば詐欺や不正が起こりにくいので、そもそも相手や第三者を信用するということ自体が必要なくなります。

ブロックチェーンのデメリット

一方、ブロックチェーンにもデメリットと呼べる点があります。こちらも見てみましょう。

データの削除・修正ができない

ブロックチェーンに一度保存されたデータは削除や修正ができません。改ざんを防ぐためにそのような仕組みになっているからですが、仮に間違ったデータがブロックに混入してしまった場合にはデメリットとなります。

処理速度は速くない

P2Pネットワークの弱点として、ネットワーク上に処理能力の低いマシンが多数接続されていると全体的な処理能力が低下して処理速度が落ちてしまいます。

また、そもそもブロックチェーンの承認作業には膨大なプロセスが必要となるため、もともと処理速度は速くありません。処理速度を上げるための工夫もされていますが、送金するだけでも数分程度かかることもあり、この点は改善の余地があります。

データが増え続ける

ブロックチェーンを利用する人が増えると、ブロックチェーン内のデータ量、あるいは取引量そのものが増えていきます。データや取引量が増えればその分、処理速度も落ち、スピード低下がますます深刻化します。送金に時間がかかるだけではなく、送金要求がなかなか承認されなかったり、取り引き手数料が高騰したりするといった問題も起きるようになります。

ビットコインではブロックチェーンのブロックサイズが1MBに制限されており、ブロックサイズが上限に達した取引が増えることで送金遅延などの障害が引き起こされるスケーラビリティ問題が起きています。

悪意のあるユーザーを排除できない

ブロックチェーンは基本的にオープンで誰でも参加できるため、悪意を持つユーザーの参加を排除できません。悪意を持つユーザーがいても改ざんなどを実行しづらいのがブロックチェーンの特徴ですが、潜在的なリスクを抱えることになるのは間違いありません。

なお、このような不特定多数が参加できるブロックチェーンは、パブリックブロックチェーンと呼ばれます。これに対し、近年では中央管理者が存在し、参加者を一定の条件によって限定するようなプライベートブロックチェーンも増えています。プライベートブロックチェーンは、データの削除・修正が可能、処理速度が速い、悪意あるユーザーを排除できるなどの、ブロックチェーンのデメリットを解消する特徴を備えています。

一方、プライベートブロックチェーンは中央管理者に対する信頼によって成立するシステムなので、ブロックチェーン本来のメリットを犠牲にしている部分もあるといえます。

ブロックチェーンを有効に活用するには、メリットとデメリットを十分に理解しておくことが不可欠です。ブロックチェーンについて基礎的なことを知りたい方は「ブロックチェーンの仕組みと知っておきたい基礎知識」という記事、ブロックチェーンの活用事例を知りたい方は「ブロックチェーンでできることとは? 活用事例を紹介」という記事もぜひお読みください。

まとめ

ブロックチェーン技術は、金融や医療、食品、不動産など、様々な分野での応用が期待されている。
しかし、現状としては構想や実証実験にとどまっているケースが多い。ブロックチェーンが本格的に社会に普及していくには、数年かかると予想されています。

仮想通貨とともに生まれたブロックチェーン技術は発明からすでに 8 年半がたち、いまや社会の基盤に影響を与えるまでになりました。しかし、ブロックチェーン技術そのものは、けっして突如無から生まれたものでなく、とてつもなく難解な新技術というわけでもありません。あくまで今まで存在していた要素技術の集合であり、その緻密な組み合わせの妙によってなされた結晶なのです。だからこそ、新たな要素を付け加え、また応用範囲を変えてみるといった取り組みが活発に行われており、その競争の勢いは今もとどまるところを知りません。

以前からブロックチェーンという言葉を知っていた方も、この記事で初めて知ったという読者にも、そのエッセンスが少しでも伝われば嬉しく思います。そして、この記事を読んでブロックチェーン技術に興味を持つ人がひとりでも増え、そして願わくは新たなイノベーションへのきっかけにならんことを。