ビットコインとブロックチェーン技術を分かりやすく図解!

仮想通貨の王様で原点でもあるビットコインとその根幹の技術ブロックチェーンを見ていきましょう!(なんかどこかの金ピカの王様みたい)
ちょっと技術的な話も多く、初めての方には分かりにくい部分あると思います。
まとめにビットコインの可能性と利便性について書いたので、技術的な話はさておきビットコインの良さを知りたい方は目次からそちらへ飛んでみてください。

 

ビットコインとは

ビットコインとは、世界で一番最初に発行された分散型仮想通貨です。
仮想であるため、リアル通貨は存在せず、インターネット上でのみ決済が行うことができます。それ以外、発行元たる中央銀行が存在していない以外は、リアル通貨とさして変わりはありません。個人間・企業間において、物やサービスの売買に使用することができます。そして、インターネット上での決済なため、相手が遠く離れていても短時間で送金することが可能です。

ビットコインにも円やドルのように単位があり、「BTC」と呼ばれます。
そして価値の変動も同様にあるので、為替投資のように投資対象にもなります。FXもあるんですよ。変動幅が半端ないですが!!(2017年11月現在)

ビットコインは仮想通貨の王様で原点の名の通り、仮想通貨市場全体の約60%を占めております。王様の面目躍如です。
他のアルトコインは、そのビットコインの欠点を補う形で様々なものが発行されており、今でもその数は増え続けています。

 

ビットコインの開発者

ビットコインを開発したのは、サトシ・ナカモトと呼ばれる人です。
なんと日本人!…と言われていますが、その正体は依然不明です。
正体不明の謎の人です。というか個人なのか団体のかすらも謎だったりします。
一説によると、ビットコインを開発した後、100万枚のビットコインを保有しているそうです。時価で考えるとすごい金額になりますね。

 

ビットコインの特徴

ビットコインは先に話した通り、中央銀行が発行しているものではありません。
通常で考えれば、そんな誰が管理しているかも分からないものを通貨として扱うなんて、正気の沙汰ではありませんよね。誰かが勝手に大量に発行することができたりしたら、通貨としての価値がありません。公平じゃないわけですから。

ビットコインは機関ないしサーバーで一元管理しているのではなく、多数のコンピューターで形成されたネットワークで分散的(P2P)に管理されています。そしてこの時に問題となるのが、セキュリティ。ビットコインは、これをプルーフ・オブ・ワーク(PoW)と呼ばれる技術によって解決しており、P2PとPoWでブロックチェーン(分散型台帳技術)を維持することにより運営されております。

はい、意味わかりませんよね。
僕も最初はこんがらがりました。

一つ一つ説明していきます。
まずこうした仮想通貨という構想は誰でも出来ると思いますが、現実化する際に問題となるのが、管理セキュリティ面です。

 

ビットコインの管理


ビットコインの管理は、分散型ネットワーク(P2P)を使用しています。
中央銀行のような発行元が存在しないため、ネットワークに参加している人達が主体となって分散的に管理されています。
P2Pは昔、音楽共有ファイルなどで話題になりましたね、Winnyとか。あと、MicrosoftのSkypeもこのP2P技術を使用しています。

そして、このP2P技術を応用したのが、ブロックチェーン(分散型台帳)技術です。
ブロックチェーンを簡単に説明すると、「過去全ての取引データの集合体」です。
このデータの集合体をP2Pで分散して管理しているわけですね。そのため、一つのコンピュータのデータを破壊や改竄をしても、意味がないわけです。
そして、このブロックチェーンは誰でも見ることのできるネットワーク上に公開されているので、自分がビットコインを受け取ったかどうかの取引履歴があるかどうかを確認することができます。ブロックチェーンに、自分が正当保有者であることが記載されているということですね。

しかし、これだけでは一つのコインを二人の人に送る「二重払い」の問題が解決できません。
これについては、詳しい説明は省いて簡単に説明すると、先にブロックチェーンに記載された方の取引が優先されます。この取引を記載されているのがブロックチェーンの「ブロック」となります。

 

ブロックとは

ブロックチェーンとはブロックを鎖状に繋いでいるもののことですが、この「ブロック」とは何かというと、ある一定期間の取引履歴のことで、そのブロックにまとめられているのは、
・全世界の10分間の取引履歴
・前ブロックのハッシュ値
・nonce値(ハッシュ値)

になります。
この1つのブロックを生成するのに掛かる時間が10分間で、これはビットコインのシステムで定められた所要時間です。そのため、システムが変更されるまでこの所要時間は変わることはありません。

そしてこのビットコインのブロックを生み出す工程を説明すると、
1. 正しいnonce値を最初に算出したコンピュータがネットワークにブロックを流します(この計算作業をマイニングと呼び、膨大な計算を総当たりで行う必要がある)。
2. 各コンピュータ(ビットコインのブロックチェーンに参加しているもの)がそのブロック内の取引が正しいかどうかの確認を行います(承認作業)。
3. 確認後、そのブロックが前のブロックの後ろに繋がれます。それが連なっていくイメージですね。これがチェーン=鎖の由来になります。

そして、承認作業であるプルーフ・オブ・ワーク(PoW)がビットコインの不正製造を防いでいます。

 

マイニングとプルーフ・オブ・ワーク


プルーフ・オブ・ワーク(以下PoW)とは、ビットコインの不正製造・偽造を防ぐためのもので、ビットコインのセキュリティの根幹とも言えるものです。
ブロックが生成された際に、「前ブロックのハッシュ値」から逆算で算出することのできないランダムな変数である「nonce値」があり、これを総当たりで膨大な計算を行い、見つけ出さなければいけません。このブロックの生成と承認作業のことを「マイニング(採掘)」と呼び、それを行うその人を「マイナー」と呼びます。つまり、PoWに参加している人=マイナーですね。
そして、そのマイナーにはマイニング(採掘)した報酬として、新規発行のビットコインが支払われます。
これがビットコインを新規発行で受け取る唯一の手段です。

つまり、ブロック生成の10分間において行われているのは、特定のnonce値を含んだブロックを膨大な計算作業で見つけ出し、その中の取引をみんなで承認している(PoW)ということです。そして、その承認作業は、最低6回以上行っており、その承認作業が行われて初めて送金が完了したことになるのです。
この10分間は、PoWをする人が増えたり、コンピューターの能力が向上したとしても、それに合わせて難易度調整が行われるようになっています。そのため、システム上の変更がされない限りこの10分間に変化はありません。

ここでPoWがビットコインの偽造をどう防いでいるのかです。
もし、ビットコインの偽造を考える者・団体がいた場合、それは取引データの改竄を行わなければいけません。そうすると求めなければならないnonce値も変わり、再計算をしなければいけないことになります。そしてここで重要なのが、ブロックには過去の取引データも全て含まれているため、つまり過去の取引データ全て改竄する必要性が出てきます。
この改竄は、PoWを上回る作業スピードで連結する全てのデータの改竄を行わなければならず、悪意を持った少数者が改竄の努力を重ねても、その作業スピードは公正な承認を行っている多数のPoWの承認スピードに追いつくことはありません。
故に、実質的にデータの改竄は不可能となっています。

しかし、ここでPoWの弱点として、悪意を持った者や特定の個人もしくは団体が、採掘速度の51%以上を支配してしまった場合、不正取引を行うことが可能となってしまうという問題です。これを「51%問題」といい、これが起きてしまった場合、PoWの仕組みは成立しなくなってしまいます。
確率的には低いとはいえ、どんなシステムにも弱点はあるということですね。

 

電子署名を使用して送金


ビットコインは電子署名を使用して送金されます。
この電子署名は何かというと、確実に自分が送金したという署名ですね。
この署名は、秘密鍵・公開鍵・ビットコインアドレスを使用しており、その署名が成されたことを持って送金されることになります。もちろん、ブロックチェーンにも書き込まれることになります。
ビットコインのセキュリティ基盤の一つになります。
[clink url=”http://kugekazuhiro.com/invest/cryptocurrency/electronicsignature/”]

 

ビットコインの発行上限

ビットコインは金と言われる所以はこれですね。
円やドルなどの法定通貨は、中央銀行が刷れば流通量は無限に増えます。
でも金は採掘総量がおおよそですが分かっていますよね?だから希少価値が高いともいえます。
ビットコインにも発行上限量が決められており、その枚数は2100万BTCと言われています。
そして2017年現在で、約1600万BTCが世界で流通しており、残りは約500万BTCです。2140年ごろには全てのビットコインが発行されて発行が終了すると言われていますね。

これが、ビットコインは「デジタルゴールド」と言われている点です。

 

ビットコインの半減期

ビットコインの半減期とは、マイニング報酬が半分になる時です。
ビットコインは、2009年に始まり、その時のマイナーの採掘報酬は1ブロック毎に50BTCでした。
今から見るとすごい数字ですね…。2017年11月現在で1BTC=90万前後なので…すごい。
まぁ当時は無価値も同然でしたからね。

その後、2013年に最初の半減期があり、報酬は25BTCに減り、続いて2016年7月に2回目の半減期が訪れ、2017年現在のマイニングによる報酬は12.5BTCになりました。これまでおよそ約4年ごとに半減期が訪れています。

これはブロックの生成時間に関係しており、ビットコインの1ブロックの生成時間は10分間で、ビットコインの半減期が訪れる間隔は21万ブロック毎と決まっています。
これにより、1ブロック生成に10分かかり、21万ブロック生成されるのに約4年という計算になります。
これを最後まで計算してみると、2140年ごろには全てのブロックの生成が終わることになります。

報酬が半分になったらマイナーのやる気が無くなるんじゃないかと思いますよね?
そりゃそうです、同じ作業で報酬が半分になったら誰でもやる気がなくなります。
特にマイニングには膨大な計算が必要なため、日本で行なった場合、電気代がとてつもないことになりますから。
ただこれについては、新たなビットコインが発行されないということは、希少性が高まります。そのため半減期直前には、それが要因となり、ビットコインの相場は大きく上昇し、マイナーは報酬が半分になっても良いような状態になったわけですね。
事実、2013年と2016年の半減期直前は大幅な上昇がありました。

市場ってうまくできていますね。

 

まとめ

ここで、仮想通貨の王様で原点であるビットコインについてサクッとまとめましょう。
ちょっと技術的な話が多かったと思うので、ビットコインの可能性と利便性についてです。

ビットコインはまず発行上限が2100万BTCと固定されている、所謂デジタルゴールドと呼べる存在です。半減期も約4年毎と設定されているため、今後も長期的な目線で見れば、その価値は上昇していくと言っていいでしょう。短期的には変動幅すごいでしょうけど(笑)
ビットコインが使える店舗やサービスも急激に増えてきており、国を主体としない国際通貨とも言える存在なので、次回の半減期が来る2020年の東京オリンピックの頃には利用整備もされ、一般的なものとなっている可能性もありますね。
逆に国を主体としない通貨のため、責任の所在がなく、無価値になる可能性も無きにしも非ずですね。デメリットはそうした点でしょうか。

個人的にはとても楽しみです。

仮想通貨を初めて買う方は手数料も安価で、積立投資もできるZaifがおすすめ!

最新情報をチェックしよう!