ビットコイン(Bitcoin)に代表される仮想通貨の中核技術であり、分散型台帳技術とも称されるブロックチェーンが、ビジネス変革の手段として注目を集めている。近年、金融・医療・流通・小売りなどエンタープライズの様々な分野で実証実験が始まった。

 ブロックチェーンをビジネスに活用するには「基礎知識の理解」「ビジネスモデルの検討」「アプリ開発の実践」という3つのステップを踏む必要がある。本連載は各ステップをそれぞれ第1回、第2回、第3回で解説する。

 第1回はブロックチェーンを活用した新たなビジネスモデルの創出を検討しているビジネスパーソンを対象に、ブロックチェーン誕生の背景から、基本的な仕組み、技術的特長、主な基盤の紹介まで、ブロックチェーンの基礎を解説する。

ブロックチェーンとは何か

 ブロックチェーンとは分散型の台帳技術の一種である。複数拠点に分散されたサーバーなどの機器に、それぞれ同一の記録を同期させて一つの台帳を維持する。取引履歴の安全な共有により、「第三者機関経由の集中取引」から非中央集権型の「利用者間の直接取引」へと転換するものであり、中央管理サーバーを仲介せずに資産の移転や清算が可能となる。

ブロックチェーンと中央集権型システムの比較
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 ブロックチェーンは当初、仮想通貨であるBitcoinの実装技術として注目された。現状ではBitcoinのブロックチェーンが持つ以下の設計思想をベースに様々な派生技術が提案され、進化を続けている。

  1. ブロックチェーンネットワーク上の利用者間(P2P:Peer to Peer)取引において第三者機関を介することなく、参加者が相互に承認することによって取引を確定させる。
  2. 複数の取引をブロックとしてまとめ、数珠つなぎに分散元帳に記録する。ブロック作成の際は、取引データと共に直前ブロックのハッシュ値を持たせることにより、改ざんを実質不可能にする。
  3. 参加者全員が同一の元帳データを共有することで、参加者一人ひとりが取引を確認できる。

 上記のハッシュ値とは、ハッシュ関数と呼ばれる関数にデータを入力した際に得られる一定の桁数の値である。ハッシュ計算により、同じデータからは同じハッシュ値が得られるが、わずかでも異なるデータを入力すると、全く異なるハッシュ値が得られる。この特徴を利用して、万一元データが改ざんされても検知が可能となる。

ブロックチェーンの仕組み
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 ブロックチェーン技術は従来の集中型データベースからなる中央集権型システムに比べ、以下のような特性を持ち、幅広い分野への応用が期待されている。

  • 各ノードがトランザクション履歴を共有するため、システムの単一障害点がなく、実質ゼロ・ダウンタイムを実現可能。
  • トランザクション履歴は順番にブロックに格納され、各ブロックが直前のブロックとつながっているため、データの改ざんが極めて困難。

「パブリック型」と「パーミッションド型」

 派生技術が数多く登場しているブロックチェーン技術は、管理主体や参加者などの違いといった特性により「パブリック型」と「パーミッションド型」に分類できる。なおパーミッションド型は、管理主体が単一の「プライベート型」と、管理主体が複数組織にまたがる「コンソーシアム型」に分類される場合もある。

管理主体によるブロックチェーン基盤の分類
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 前述したBitcoinはパブリック型に分類される。参加者に単純だが手間がかかる特定の作業をあえて行わせることで、不正を働く動機を低減させるProof of Work(PoW)と呼ばれる承認アルゴリズムを利用する。

 PoW はBitcoinにおいては「マイニング」とも呼ばれる。参加者はコインの取引を行う際、トランザクションデータをP2P ネットワーク全体に送信する。トランザクションデータを受け取った参加者は、前のトランザクションのハッシュ値と、新しいトランザクションの情報、それにナンスと呼ばれる使い捨てのランダムな値をハッシュ関数に入力して、ハッシュ値を計算する。

 ハッシュ値計算に際しては、「特定の値より小さい値を求める」という条件が与えられており、その値が得られるまでナンスの値を変えながら計算を続ける。参加者の誰かが条件を満たす値を得られた場合、それが正しいことを参加者が相互に確認したうえで、トランザクションデータは正式な取引結果と承認される。計算に成功した参加者には、報酬としてコインが付与される。なお、ナンスを見つける難度は自動的に調整され、10分に1回見つかるようになっている。

 Bitcoin以外で仮想通貨を扱うブロックチェーンサービスとしては「Ripple」と呼ばれる外国為替・送金ネットワークがある。RippleではIOU(I owe You)と呼ばれる借用証書を介した取引を行う。具体的には、参加者間である通貨の支払いを行いたい場合、参加者間で債務の付け替えを行うことで代替する。XRPと呼ばれるRipple内部の仮想通貨を介して、日本円や米ドルといった異なる通貨を交換することも可能である。

 Rippleは取引の承認についてPoWではなく独自のコンセンサス方式を採用している。具体的には、Rippleネットワーク上の信頼できる参加者(承認者)のうち80%以上から承認を得た取引がブロックに追加される。結果として、トランザクションの確定にBitcoinでは10分を要していたところを、Rippleでは数秒で確定させることができる。

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