未来志向のビジネスパーソンが注目しているブロックチェーン技術。だが、その正体はつかみにくい。技術者でなくても理解できるよう、ブロックチェーンをやさしく解説する。

 今から10年前、リーマンショックに端を発した金融危機に世界が揺れる中、ほぼ時を同じくして発表された論文がある。サトシ・ナカモトを名乗る人物が暗号系のメーリングリストに発表した「Bitcoin:A Peer-to-Peer Electronic Cash System」だ。これがビットコイン(Bitcoin)の始まりである。

 タイトルにあるように、その内容は信頼できる機関を設置せず、誰でも出入り自由なピア・ツー・ピア(P2P)と呼ぶネットワークにおいて、電子的な現金(仮想通貨)の仕組みを構築するものである。この論文のアイディアを実装したシステムは、2009年1月3日に運用を開始した。

 一般に、仮想通貨には「取引の非可逆性」や「二重使用の防止」などの要件が求められる。だがビットコインは、従来の中央集権的な組織を前提とする方式とは異なり、電子署名が付与された「取引記録」と、それを格納する「ブロックチェーン(分散台帳)」、加えて自律的にシステムを維持するためのインセンティブ(動機付け)の仕組み「Proof of Work(PoW)」を巧みに用いて実現している。本連載では、このうちブロックチェーンにフォーカスを当てて、5回にわたってその特徴や課題、展望などを解説したい。

 第1回は、仮想通貨の元祖とも言うべきビットコインを支える技術要素をひも解き、そのメリットとデメリットを整理したうえで、改めてブロックチェーンについて解説する。ブロックチェーンを理解するには、ビットコインについても押さえておく必要があるため、しばらくお付き合いいただきたい。

ビットコイン=ブロックチェーン+取引記録+PoW

 ビットコインは、P2Pネットワークに投稿された個々の取引記録を、下図のように約10分ごとにブロックという単位で格納していく。

ビットコインの構造
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 ブロックチェーンは、ビットコインを実現するための基盤技術として考案されたものだ。以下ではデータ構造の観点から、入れ物である分散台帳(ブロックチェーン)と、コンテンツ(取引記録)に分離し、それぞれの仕組みのメリットとデメリットを考えてみたい。

ビットコインの特徴
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 そもそもブロックチェーンには、中央銀行のような、中央集権的な管理組織が存在しない。P2Pネットワーク上の各ノード(接続されている不特定多数のコンピュータ機器)が同じデータをそれぞれ保有している。そのため、単一障害点(その箇所に障害が発生すると、システム全体が障害に陥るような箇所)が存在せず、システム全体として障害に強いという特徴がある。

 過去の取引記録は全て公開されており、誰でも検証が可能だ。仮に二重使用を試みようと悪意ある取引記録を投稿しても、それがブロックに取り込まれることはない。参加者全員による衆人環視によって、コンテンツの整合性(二重使用防止など)が保たれているのだ。

 さらに、各ブロックには直前のブロックに関するハッシュ値が含まれており、チェーン状に連鎖された構造になっている。ここから「ブロックチェーン」と呼ばれており、あたかも古い地層の上に新しい地層が積み重なっていくようなイメージである。そのため過去のブロックを書き換えるには、現在に至るまでの全てのブロックを書き換える必要がある。古いブロックほど書き換えが困難となり、改ざんに強い性質を持つのだ。

 一方、コンテンツ(取引記録)には電子署名が付与されており、なりすまし防止や言い逃れ防止の機能も併せ持つ。大まかに言うと、取引記録は誰からもらったビットコインであるかの情報(入金部分)と、誰に送金するかの情報(出金部分)で構成される。また、入金部分には前の所有者から指定された受取人本人であることを証明する秘密鍵(署名鍵)を用いた電子署名が付与されている。署名対象には出金部分も含んでいるので、誰に送金するかといった情報を後から否認することはできない。

 ブロックチェーンと取引記録を巧みに結び付け、自律的に維持するためのインセンティブの仕組みがPoWだ。取引記録を格納したブロックを完成させるには、システム維持に貢献した証として一定の計算時間(10分想定)を要する問題の解を埋め込む必要がある。これが「NONCE」と呼ぶ乱数だ。NONCEを最初に発見した者は、そのブロックをP2Pネットワークに投稿し、皆でその解が正しいかどうかを検証する。検証がOKであれば、そのブロックは承認され、NONCEの発見者はあらかじめブロックに埋め込んだ自分宛ての口座に報奨金(ビットコイン)をもらえる。そして次のブロック作成の競争が開始。こうして報奨金目当てに解を探し当てる競争が醸成される。これを金の採掘になぞらえて「マイニング」と呼ぶ。

 インセンティブの仕組みを導入することで、ビットコインに対して不正(ブロックの改ざんや二重使用の画策など)を働くよりも「正直な協力者」となってマイニングを通じて報奨金を獲得するほうが経済的にも合理的な状況を作り上げている。別の言い方をすれば、人々の欲望をビットコインの健全性確保に振り向けているのだ。

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