ブロックチェーンのキホン | 仕組みやメリット、活用事例をご紹介します！

ブロックチェーンとは

近年Fintechなどの領域でも注目されているブロックチェーンの基礎について解説していきます。

言葉の定義

日本ブロックチェーン協会は下記のようにブロックチェーンを定義しています。

１）「ビザンチン障害を含む不特定多数のノードを用い、時間の経過とともにその時点の合意が覆る確率が0へ収束するプロトコル、またはその実装をブロックチェーンと呼ぶ。」

２）「電子署名とハッシュポインタを使用し改竄検出が容易なデータ構造を持ち、且つ、当該データをネットワーク上に分散する多数のノードに保持させることで、高可用性及びデータ同一性等を実現する技術を広義のブロックチェーンと呼ぶ。」

出展：日本ブロックチェーン協会

上記の定義だけでは分かりにくいですが、ブロックチェーンとはデータ管理技術の一つと捉えていただいて構いません。

ブロックチェーンはブロックと呼ばれる単位でデータを管理し、それをチェーンのように連結していることからブロックチェーンと呼ばれています。

基本的な仕組み

ブロックチェーンは、ネットワーク内の取引の記録をブロックと呼ばれるデータの単位に格納します。

ブロックには取引のデータに加え、以前のブロックの内容を示すデータも格納されています。

作り出されたデータが時系列につながっていき、まるでチェーンのように繋がりながらデータが管理されます。

ブロックチェーンの特徴

ブロックチェーンの特徴は主に下記の4点に大別されます。

改ざん不可能性

1点目は改ざん不可能性です。

ブロックチェーンではブロックのデータを改ざんしようとすると、本来のハッシュ値から変わります。

こうなると、後続のブロックのハッシュ値も全て調整しなければいけなくなり、事実上不可能です。

そのため、ブロックチェーンは改ざん不可能性に優れています。

システムダウン耐性

2点目はシステムダウン耐性です。

従来のシステム管理は中央管理体が一元的に管理するものですが、システムダウンしてしまうと管理できなくなります。

他方、ブロックチェーンでは中央管理体で一元的に管理するのではなく、ネットワーク上に散在するノードで分散管理しています。

そのため、ノードが1つダウンしても他のノードが機能し続けているのでシステムダウンには至りません。

トレーサビリティ

3点目はトレーサビリティです。

ブロックチェーンの仕組みを改めて整理すると、ブロックには取引の記録に加えて、以前のブロックの内容を示すハッシュ値も含まれています。

そのため、以前の記録も分かり、トレーサビリティにも優れています。

透明性

データ管理は複数のノードで分散管理されていると言及しましたが、データそのものは複数のノードでネットワーク上で管理されているデータは公開状態になっています。

そのため、常に監視下にあるような状態となっており、ブロックチェーンには優れた透明性があります。

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ブロックチェーンのメリット・デメリット

これまでブロックチェーンが何なのかについて解説してきました。

ここではブロックチェーンのメリットとデメリットについて、それぞれ解説していきます。

ブロックチェーンのメリット

ブロックチェーンのメリットとは何なのでしょうか。

ブロックチェーンのメリットは下記の2点あります。

公明な記録を残すことができる

ブロックチェーンの1点目のメリットとして、公明な記録を残せることが挙げられます。

ブロックチェーンの仕組みについて改めて復習しましょう。

ブロックと呼ばれるデータの単位には取引の内容に加え、以前のブロックの内容を示すハッシュ値も含まれています。

そして、これらのデータは複数のノードで管理され、尚且つネットワーク上で公開状態です。

そのため、ブロックチェーンでは記録を公明に残すことができます。

セキュリティーが強固

ブロックチェーンの2点目のメリットとして、セキュリティーが強固であることが挙げられます。

先述したように、ブロックチェーンのデータを改ざんするには他の全てのハッシュ値なども変更しなければいけません。

そのため、改ざんを試みた形跡があればすぐに発覚します。

このような仕組みによってブロックチェーンは強固なセキュリティーを保っています。

ブロックチェーンのデメリット

ブロックチェーンのデメリットは何なのでしょうか。

ブロックチェーンのデメリットとして、下記の3点が挙げられます。

データの削除・修正ができない

1点目はデータの削除・修正ができないことです。

改ざん対策に優れているブロックチェーンですが、裏を返せば必要な修正や削除もブロックチェーンの仕組みによって行うことができません。

データ量が膨大になる

2点目はデータ量が膨大になることです。

ブロックチェーンではブロックがチェーンのように繋がっていると先述しました。

加えて、ブロックチェーンではデータを削除することができません。

そのため、データ量は増えていき、結果として量が膨大になってしまいます。

データ量が膨大になることで、処理速度が落ちるなどの影響も見られます。

悪意のあるユーザーを排除できない

3点目は悪意のあるユーザーを排除できないことです。

ブロックチェーンにおけるデータ管理は基本的に誰でも参加できます。

しかし、その反面、悪意のあるユーザーがいたとしても排除することはできません。

詳細は後ほど詳しく述べますが、このデメリットを克服したのがプライベートチェーンです。

ブロックチェーンの種類

ブロックチェーンには主に下記の4種類があります。

パブリックチェーン

パブリックチェーンとは、パブリックという言葉にもあるように誰もが参加できるブロックチェーンです。

そのため、ユーザー名やパスワードなどを入力することなく利用できます。

なお、パブリックという言葉にもあるように、誰もが参加できることに加え、誰もが閲覧できる状態になっています。

プライベートチェーン

プライベートチェーンではパブリックチェーンとは異なり、参加するには許可が必要です。

これは管理者が閉鎖ネットワークの中で中央集権型で管理しているからです。

また、パブリックチェーンでは完全に公開状態でしたが、プライベートチェーンでは公開先に制限がかかっています。

コンソーシアムチェーン

コンソーシアムチェーンはパブリックチェーンとプライベートチェーンの中間にあたるようなブロックチェーンです。

複数の企業や組織によって運用されており、プライベートチェーンを分散管理にしたようなものに近いです。

許可制ブロックチェーン

許可制ブロックチェーンでは文字通り、参加に許可の必要なブロックチェーンです。

しかし、公開状態は必ずしも制限されているわけではありません。

そのため、参加は許可制であっても閲覧については誰でも可能という場合もあります。

ブロックチェーンの活用事例

ここではブロックチェーンの活用事例について紹介していきます。

今回は活用事例を4種類取り上げて紹介していきます。

仮想通貨

ブロックチェーンの活用事例として著名なのがビットコインに代表されるような仮想通貨です。

銀行では中央機関を介して取引が行われますが、仮想通貨では異なります。

仮想通貨の場合、分散しているノードを介して直接取引が行われます。

スマートコントラクト

スマートコントラクトとは、あらかじめプログラムされた契約と履行条件が満たされると自動的に取引が行われる仕組みです。

主にIoTや著作権管理、シェアリングなどの分野で活用されています。

NFT

NFTとは代替不可性トークンの略称です。

NFTは真贋証明（ある商品が本物かどうかを判断すること）のツールとして注目されています。

例えば、デジタルアート分野では作品がオリジナルであることを証明するためにNFTが有効です。

ブロックチェーンゲーム

最後に紹介するのはブロックチェーンゲームです。

ブロックチェーンゲームとは文字通りブロックチェーンの技術を用いたゲームです。

ゲームデータが分散管理されていることで、ゲームがなくなったとしても所有していたキャラクターやアイテムなどは資産として残ります。

また、所有しているキャラクターやアイテムなどを他のゲームに使いまわすことも可能です。

このように、ブロックチェーンゲームでは自由な遊び方を楽しめます。

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ブロックチェーンの市場規模

2019年までは、日本国内の多くで試行錯誤しながら活用に向けた実証実験を行うフェーズでした。

そのため2019年度の市場規模は、171億8000万円に留まっています。

その後商流管理やデジタルIDをはじめとした認証を筆頭に導入領域が広まりを見せているブロックチェーンの市場規模は次のように予測が立てられています。

・2020年度…415億2000万円

・2021年度…783億3000万円（見込）

・2022年度…1471億円（予測）

・2023年度…2667億円（予測）

・2024年度…4579億3000万円（予測）

・2025年度…7247億6000万円（予測）

出典：矢野経済研究所

大手企業を中心に普及期に突入したとされる2021年度を境に、中堅企業においても普及期を迎えるとされる2025年には、市場規模は7247億6000万円にまで達すると予測されています。

ブロックチェーンが抱える課題

デジタル化との矛盾

「デジタル」とはもともとラテン語で「指」を意味する言葉です。

指を使って数をかぞえた事から、様々な事象を数値化する事をデジタルと呼ぶようになったのが始まりです。

数値化したデータを経営や組織に活用するという事は、速さや正確さを求めた結果「データを集中させる」という事になります。

一方でブロックチェーンの根幹にあるのは先述の通り「分散」です。

デジタル化＝中央集権型と、ブロックチェーンの戦略相反する性質をもっている事が第一の課題とされています。

分散化の進行

ブロックチェーンの技術により登場したのが、暗号資産（仮想通貨）やNFT（非代替性トークン）といったデジタル金融商品です。

暗号資産を通し、分散化が個々のレベルになった事が第2の課題とされています。

全国銀行協会としてまとまり、決済システムとして「全銀システム」を運営する銀行業界とは異なり、暗号資産業者は各自の対応が求められました。

「日本暗号資産ビジネス協会」にまとめる事により、銀行のような決済システムを構築する事が考えられています。

まとめ～ブロックチェーンがなぜ世界を変えられるのか～

今回はブロックチェーンの基本について解説してきました。

ブロックチェーンを改めて一言でまとめると、ブロックと呼ばれるデータの単位をチェーンのように繋いで扱う技術です。

そんなブロックチェーンには改ざんされない、記録が残るなどのメリットがあり、仮想通貨など、様々なことに活用されてきました。

このようにして世界はスマートに利便性を享受することができています。

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