【図解あり】ブロックチェーンとは?仕組みなどをわかりやすく解説

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そらまめくん

最近よく聞くブロックチェーンって、いったいどういうものなの?ビットコインと関係があることしか分からないや…

そらまめくん

いまさら恥ずかしくて聞けないけど、ブロックチェーンの何がそんなにすごいの?

SNSやニュースなどで「ブロックチェーン」の存在を知って興味を持ったものの、このような疑問を抱えている人も多いのではないでしょうか。

一言で表すと、ブロックチェーンとは「”デジタルの取引履歴をまとめたブロック”を鎖(チェーン)のように繋げたもの」です。

このブロックチェーンという革命的な技術の登場により、既存の金融市場が抱えていたさまざまな問題が解決されつつあります。

しょーてぃ

ぼくもブロックチェーンの仕組みを理解できた時は、「こんな天才的なアイデアがあるのか!」と本当に興奮しました。

この記事では、ブロックチェーンの仕組みやメリット・デメリットなどを、初心者でも分かるように解説します。

読み終える頃には、ブロックチェーン技術の凄さを鮮明にイメージでき、金融市場の未来にワクワクするはず。

そして、ビットコインをはじめとする仮想通貨、NFTなどのWeb3領域といった関連技術にも自信を持って投資できるようになるでしょう。

しょーてぃ

時間がある人は、こちらの動画で学んでいただくのがおすすめです。
30分以上ありますが、記事よりもさらに詳しく丁寧に解説しています。

【中学生でも分かる】ビットコインの仕組み完全解説【ブロックチェーン基礎】

いったん5分くらいで概要を掴みたい人や、すでに動画を視聴済みで内容をサクッと復習したい人は、この記事を読み進めてみてください。

目次

ブロックチェーンとは一言で表すと「デジタルの取引履歴がまとめられたブロックを繋げたもの」

図解:取引記録のブロックがチェーン状に
しょーてぃ

ブロックチェーンとは、デジタルの取引記録をまとめた「ブロック」を、鎖(チェーン)のように繋げてデータを保管する技術です。

このブロックチェーン上では、取引記録の改ざんが極めて困難になっています。

ブロックチェーンは、この「改ざんが極めて困難」という特徴によって、現在の金融市場に革命を起こしたのです。

実際に、ビットコイン(BTC)をはじめとする仮想通貨やNFTなどの価値を担保する技術として、なくてはならないものになっています。

しょーてぃ

まだ全然イメージが湧かないと思いますが、初心者でも分かりやすく解説していくので安心してください。
まずは「取引記録のブロックが一本の鎖のようにつながっているようなもの」と認識できていればバッチリです。

ブロックチェーンについて理解するのに必要な前提知識

ブロックチェーンについて理解するには、前提として「従来の金融システムが抱える課題」を知る必要があります。

しょーてぃ

従来の金融システムの例として、PayPayやSuicaなどの「電子マネー」を取り上げながら解説しますね。

電子マネーとは、運営会社が「一元管理」するデジタル型の取引台帳のことです。

取引台帳:お金の取引記録をまとめたもの

図解:電子マネーが生まれる前

ここで言う一元管理とは、電子マネーの運営会社だけで取引記録を管理している、という意味ですね。

では、電子マネーアプリの画面上の数字が本物のお金と同じように使えるのはなぜでしょうか?

それは、みんなが電子マネーの運営会社を”信用”しているからです。

図解:電子マネーは信用できる!
しょーてぃ

運営会社が信用できるからこそ、ぼくらはPayPayやSuicaなどの残高を本物のお金のようにみなし、安心して使えるのです。

ただし電子マネーの仕組みは、運営会社のような「中央管理者」への信用がないと成り立たないとも言えます。

中央管理者:組織やシステム内で特別な権限を持ち、意思決定やデータの管理などを行える存在のこと。電子マネーの運営会社以外にも、国や銀行などが該当する。

権力が中央に集中している「中央集権型」の仕組みには、下記のようなリスクが潜んでいるからです。

中央集権型システムの主なリスク
  • 悪意のある運営者が数字を改ざんする
  • 運営会社が倒産する
  • 外部のハッキングでデータが書き換えられる
しょーてぃ

誤解しないでほしいのですが、電子マネーの運営会社が「本当に不正をしている」とは言っていません。
あくまで「仕組み上はこのようなリスクがあり得る」という意味だと捉えてください。

なかには、中央集権型であろうが「銀行や大企業が運営している場合は大丈夫でしょ」と思う人もいるかもしれません。

しかし、日本人が最も信用しているであろう「銀行預金」ですら、万が一銀行が破綻した際には、預金残高のうち1,000万円までしか保護されないルールがあるのです。

図解:電子マネーは信用できる?
しょーてぃ

つまり従来の金融システムでは、お金や台帳の数字といった資産の価値は、中央管理者への信用に依存していました。
そしてブロックチェーンは、こうした中央管理者への信用を不要にし、仕組みそのもので問題を解決するために生まれた技術なのです。

ブロックチェーンの仕組みを支える4つの技術

ブロックチェーン上では、データの不正や改ざんが困難であるため、仕組みの力だけで仮想通貨やNFTなどの価値を担保できています。

この仕組みを支えているのが、下記4つの技術です。

そらまめくん

聞いたことない用語ばっかりだ…。

しょーてぃ

ここがブロックチェーンの仕組みを理解するうえで一番難しいパートです。
できる限りかみ砕いて解説しますので、頑張って着いてきてください!

分散管理(P2P):中央管理者が不要になる

ブロックチェーンを支える1つ目の技術が、「分散管理(P2P)」です。

分散管理:特定の権力者(中央管理者)ではなく、世界中のユーザーみんなで取引記録を管理する仕組み

たとえばビットコインの場合、送金や決済などの取引情報は世界中に発信され、大勢の参加者がその情報を一斉に自分の台帳に書き込みます。

図解:分散管理するとは?
しょーてぃ

このように、みんなで同じデータを管理・監視することで、特定の管理者を信用する必要がなくなるわけです。
ちなみに、ブロックチェーンなどの成り立っているシステムを「非中央集権型」と呼びます。

図解:ビットコインは信用不要

暗号化技術:なりすましを防止する

次に、取引のなりすましを防ぐために欠かせないのが「暗号化技術」です。

しょーてぃ

分散管理では「誰でも参加できる」というメリットがある一方、「悪意のある人がなりすましをする」というリスクも考えられますよね。

そこで、取引のなりすましを防止するために「電子署名」という技術が使われています。

図解:サインをつければ良い

この電子署名は、「AさんがBさんに1BTC送金する」というメッセージに、「秘密鍵」を組み合わせることで機能します。

秘密鍵:メッセージの送り主しか知らないパスワードのようなもの

ですが、秘密鍵は表に公開されていないため、Aさん以外の人はこの電子署名が合っているのかどうか分かりません。

そこで秘密鍵の代わりに、みんなが見ることができる「公開鍵」をメッセージに組み合わせることで、電子署名が本当に正しいのか判断できるようになっています。

図解:電子署名のしくみ
しょーてぃ

難しい言葉がたくさん出てきて混乱していると思いますが、「カレー」の話にたとえるとすぐに理解できますよ。

ではそれぞれの用語を、下記のように置き換えて考えましょう。

  • メッセージ=具材
  • 電子署名=秘伝のレシピを知るAさんだけが作れる「良い香りのカレー」
  • 秘密鍵=秘伝のスパイスのレシピ

この時点で良い香りのカレー(電子署名)を作れるのは、具材(メッセージ)と秘伝のスパイスのレシピ(秘密鍵)を持っているAさんだけです。

しかしスパイスの香りの入った袋(公開鍵)があれば、他の人も良い香りのカレーと具材を見て、袋の香りを嗅ぐことで「これはAさんのカレーだ」と判別できます。

図解:カレー屋さんに例えます
しょーてぃ

このようなイメージで、電子署名を使った暗号化技術によって、本人以外が取引データを作る「なりすまし」を防いでいるのです。

ハッシュ関数:入力データの正しさを確認する

3つ目の技術は、データの正しさを確認するための「ハッシュ関数」です。

ハッシュ関数:何かデータを入力すると「ハッシュ値」という、決まった長さの英数字の羅列を吐き出す関数のこと

このハッシュ関数には、2つの大きな特徴があります。

ハッシュ関数の主な特徴
  1. 入力が1文字でも変わると、出力(ハッシュ値)は全くの別物になる
  2. 出力(ハッシュ値)から元の入力データを予測することはできない
図解:ハッシュ関数
しょーてぃ

ハッシュ関数の仕組みも非常に難しいので、今度は「寿司屋の大将」の話にたとえて解説します。

  • ハッシュ関数:寿司屋の大将
  • 入力:注文の言葉
  • ハッシュ値:出てくる寿司

仮に、大将(ハッシュ関数)に「おすすめを頂戴」と注文(入力)すると、必ず「マグロ」(ハッシュ値)が出てくるとします。

しかし、出てきたマグロだけを見ても、元の注文(入力)が「おすすめを頂戴」だったと予想するのは不可能です。

図解:ハッシュ関数=寿司屋の大将1
しょーてぃ

「マグロくれ」だったかもしれないし、「赤身ください」の可能性だって考えられますからね。

このように、決まった入力には毎回同じ出力をしてくれて、1文字でも変えると出力が大幅に変わるのがハッシュ関数です。

図解:ハッシュ関数=寿司屋の大将2

そして、このハッシュ関数に「特定のルールを満たすハッシュ値じゃないと認めない」というルールを組み合わせることで、不正や改ざんを発見できるようになります。

しょーてぃ

たとえば、「出力結果のハッシュ値の先頭に、0が5つ並ぶこと」を正しい取引記録のルールとして決めたとしましょう。

このルールを満たすハッシュ値を出すためには、「元の取引データ」に「985」のような、ある特別な数字を加えて入力する必要があります。

そしてこの「特別な数字」を見つけるには、膨大な計算をあてずっぽうに繰り返すしかありません。

図解:取引履歴を正しく保存できるから
しょーてぃ

もし誰かが後から取引記録を1文字でも改ざんしたら、どうなるでしょうか?
元の取引から改ざんされたデータに985という数字を加えて入力しても、ハッシュ値の先頭に5つ並ぶことはないのです。

つまり、正しい取引記録ルールを満たせなくなるため、「このデータは改ざんされている!」とすぐに不正が発覚します。

コンセンサスアルゴリズム:取引を承認する

そして最後、4つ目の重要な技術が「コンセンサスアルゴリズム」です。

コンセンサスアルゴリズム:分散管理された台帳の正しさを担保するための仕組み

しょーてぃ

日本語だと「合意形成の仕組み」という意味になります。
どの取引記録を正しいとみなすか」を、みんなで決めるためのルールだと考えてください。

コンセンサスアルゴリズムは、ブロックチェーンによって異なります。

たとえばビットコインチェーンの場合、「プルーフオブワーク(PoW)」という仕組みが採用されています。

プルーフオブワーク(仕事の証明):ハッシュ関数の項目で解説した「膨大な計算によって“特別な数字”を最初に見つけた人」が、その取引を承認できる仕組みのこと

そしてビットコインチェーンでは、このPoWの仕組みと、「取引記録のブロックをチェーン状に繋ぎ、“計算量のもっとも多いチェーン”を信用する」というルールを組み合わせています。

図解:ここまでの話まとめ

そのため、もし誰かがデータを改ざんしようとすると、世界中の誰よりも早く、そして長く計算を続けなければなりません。

これは現実的に極めて困難なので、ブロックチェーン上のデータは改ざんできないと言えるのです。

図解:総復習しておきます
しょーてぃ

正直、ここまでの内容を一発で理解できるのは一部の天才だけです。
ぼくも最初は半分も理解できませんでした。

とはいえ、まずは「なんとなくこんな仕組みで動いているんだな」とイメージできれば十分ですし、完璧には理解できなくてもビットコイン投資は始められますよ。

ブロックチェーンのメリット3つ

ブロックチェーンが持つメリットは、主に下記の3点です。

しょーてぃ

こちらを読むと、ブロックチェーンが金融システムにとってなぜ革命的だと言えるのか、より明確に理解できますよ。

データの改ざんが極めて難しい

ブロックチェーンの大きなメリットとして、何度も解説している通り、データの改ざんが極めて難しい点が挙げられます。

仕組みの解説で触れましたが、「取引のブロックをチェーン状に繋ぎ、“計算量のもっとも多いものを信用する”」というルールがあるため、過去の取引記録を改ざんするのは実質不可能です。

しょーてぃ

事実として、2009年に誕生したビットコインのブロックチェーンは、現在までその仕組み自体が破られて不正や改ざんが起こったことは一度もありません。

システムが止まるリスクが限りなく低い

ブロックチェーンには特定の管理者がおらず、世界中のユーザーが取引記録を共有・管理しています。

したがって、仮に一部のコンピューターがダウンしても、システム全体が停止することはありません。

しょーてぃ

銀行のような中央管理者がいないため、法律やルールで縛るのではなく、「仕組み」だけですべてが回っているんです。

図解:ビットコインは自由な通貨

しかも、取引を承認する人(マイナー)は、誰かに「やれ」とお願いされているわけではありません。

あくまで自分の利益(報酬)のために、自発的に「マイニング」という承認作業(計算)を行ってくれています。

図解:あなたが取引を承認するメリットは?
しょーてぃ

世界中のマイナーが一斉に計算を辞めるとは考えにくいため、ビットコインチェーンのようなシステムは、理論上サーバーダウンが起こらないのです。

取引の透明性を確保しつつコストも削減できる

3つ目のメリットは、「取引の透明性を確保しつつコストも削減できる」点です。

ブロックチェーンの取引記録は、世界中の参加者に公開されているため、誰でもその取引が本当に正しく行われたのかを確認できます。

しょーてぃ

さらに、銀行や企業のような中央管理者を介さないため、国際送金がしやすくなっています

従来の国際送金では、多くの銀行を経由するため、高額な手数料と時間がかかっていました。

一方、ブロックチェーン上ではこうした仲介者が不要になるため、手数料を安く抑え、かつスピーディーに送金できます。

ブロックチェーンのデメリット3つ

ブロックチェーンは中央管理者を不要にし、金融市場に革命を起こした技術ですが、下記のデメリットがある点には注意が必要です。

しょーてぃ

ただし、デメリットの改善もされてきているので、将来はさらに使いやすくなるかもしれません。

取引の処理速度が遅くなるケースがある

ブロックチェーンの主なデメリットとして、取引の処理速度が遅くなる可能性が挙げられます。

多くの取引を承認するのに膨大な計算が必要となるため、取引が集中すると処理が遅延する場合があるのです。

しょーてぃ

これを「スケーラビリティ問題」と言います。

この対策として、現在では「レイヤー2」と呼ばれる技術開発が進んでいます。

レイヤー2:メインのブロックチェーン(レイヤー1)の外で取引を処理して、スケーラビリティ問題を解決する技術

スケーラビリティ問題やレイヤー2について詳しく知りたい人は、こちらの記事も参考にしてください。

>>仮想通貨のレイヤー2とは?メリットやデメリット・代表銘柄を紹介

一度記録されたデータは削除できない

2つ目のデメリットは、一度記録されたデータは削除・修正できない点です。

しょーてぃ

メリットである「改ざんできない」ことの裏返しとも言えますね。

このデメリットについて、とくに注意すべきなのが「送金先のアドレスを間違えた場合」です。

銀行の振込ミスとは違い、送った仮想通貨は二度と戻ってこない(「セルフGOX」と言う)ため、本当に気をつけてください。

送金ミスの対策として、送金前に必ず「アドレスの最初と最後の5桁」が合っているか確認しましょう。

しょーてぃ

送金ミスを防ぐ方法については、【仮想通貨の送金におすすめの銘柄や取引所は?送金ミスの防止策も紹介】で詳しく解説しています。

悪意のある第三者から攻撃を受ける可能性もゼロではない

最後のデメリットは、理論上、悪意のある第三者から攻撃を受ける可能性がゼロではないことです。

先ほど解説した通り、ブロックチェーンには「“計算量のもっとも多いチェーン”を信用する」というルールがあります。

そのため、ネットワークの計算能力の51%以上を支配されると、不正な取引が承認されるおそれがあるのです。

しょーてぃ

これを「51%攻撃」と呼びます。

ただしビットコインほどの規模になると、この51%攻撃は現実的に極めて困難とされています。

世界中の計算能力の半分以上を支配するなんて、とてつもないコストがかかりますからね。

さらに、ビットコイン自体のセキュリティも進化してきているため、51%攻撃がなされてしまう危険性はなおさら低いと言えるでしょう。

しょーてぃ

それでも51%攻撃がされないか不安な人は、【量子コンピュータが実用化されるとビットコインがやばいって本当?】も読んでみてください。

ブロックチェーンの仕組みを理解したあとに読むべき記事3選

ここまで読んで、ブロックチェーンの仕組みや将来性に関する理解がだいぶ深まったかと思います。

次はブロックチェーンの知識を仮想通貨投資に役立てるため、今回紹介する3記事も読んでみてください。

まずは、代表的な仮想通貨であるビットコインについて解説した記事です。

>>ビットコインとは?簡単にわかりやすく解説【初心者向け】

しょーてぃ

ブロックチェーンの仕組みが理解できている「今」だからこそ、こちらの記事の内容もスラスラ頭に入ってくるはずです。
また、ビットコインの将来性に確信を持って投資できるようになりますよ。

ビットコインに投資したいと思えたら、こちらの記事を参考に積立投資を始めてみましょう。

>>【手数料もスプレッドも完全ゼロ】ビットコインの積立投資の始め方【BITPOINT】

しょーてぃ

積立投資では高度な知識が求められませんし、こまめにチャートを見る必要もないので、初心者や忙しい人にぴったりの投資法なんです。

最後に、仮想通貨投資の世界で戦っていくための「勉強法」に関する記事をおすすめします。

>>【初心者必見】暗号資産のおすすめ勉強方法まとめ【コスパ最強】

仮想通貨投資で大きな成果を出すには、ブロックチェーン以外の知識も身につける必要があります。

ただし勉強方法を間違えると、せっかくの努力が報われません。

間違った勉強法の例
  • 基礎知識がないのに仮想通貨のニュースばかり見る
  • ほとんど詐欺なのにひたすら爆益コイン情報を追う
しょーてぃ

先ほど紹介した記事の通りに勉強すれば、仮想通貨投資に必要な知識を最短最速で身につけられますよ。

ブロックチェーンに関するよくある質問

最後に、ブロックチェーンに関するよくある質問に回答します。

ブロックチェーンの何がすごいの?

銀行や企業のような特定の管理者を信用しなくても、個人同士でお金やデータなどのやり取りを安全に行える点です。また、データの改ざんや不正が困難な仕組みになっているため、悪意のある第三者に脅かされる心配がほぼありません。

ブロックチェーンは誰が作ったの?

サトシ・ナカモトという匿名の人物(または組織)です。彼が2008年に発表した論文が基になっています。なお、サトシ・ナカモトの正体は現在も謎に包まれています。

ブロックチェーンとビットコインの関係は?

ブロックチェーンは、ビットコインの価値を担保するための「技術」で、ビットコインはそのブロックチェーン技術を活用して生まれた世界初の「仮想通貨」です。

ビットコインは何チェーン?

「ビットコインチェーン(またはビットコインネットワーク)」という独自のブロックチェーン上で動いています。

ブロックチェーンで有名な企業は?

主に下記の企業が挙げられます。

  • IBM:サプライチェーン管理や国際貿易などでブロックチェーン活用を推進
  • Microsoft:自社のクラウドサービス「Azure」でブロックチェーン開発基盤を提供
  • Amazon(AWS):「Amazon Managed Blockchain」というサービスを提供

興味がある人は、ついでに調べてみてください。

ブロックチェーンの仕組みを理解して時代の波に乗ろう

この記事では、ブロックチェーンとはどのようなものなのか、その仕組みを中心に解説してきました。

記事のまとめ
  • 電子マネーには「中央管理者への信用」が必須という課題があった
  • ブロックチェーンは4つの技術(分散管理・暗号技術・ハッシュ関数・コンセンサスアルゴリズム)でその課題を解決した
  • 結果として、データの改ざんが極めて困難で、透明性の高い仕組みが実現した

ブロックチェーンの仕組みを理解すると、ビットコインの将来性に大きな期待を持てるようになります。

しょーてぃ

投資は決してギャンブルではなく、明確な根拠に基づいて行うものです。

正しい知識を身につければ、仮想通貨に触れるのが怖くなくなりますし、大きな利益を得られる絶好のチャンスを逃さずに済みます。

多くの人が未だに「ビットコインは怪しい」と誤解しているからこそ、正しく理解しているぼくらにとっては大チャンスなのです。

そらまめくん

ブロックチェーンの凄さと、今が仮想通貨投資のチャンスなのは分かった!
でも実際、どのように仮想通貨で稼いでいけば良いの?

しょーてぃ

その方法は、公式LINEで配布している「仮想通貨の裏ロードマップ」という、ぼくが脱サラするまでの具体的な手順をまとめた動画で解説しています!
YouTubeでは出せない有料級の動画ですが、今だけ無料で配布しているので、今のうちに手に入れてください。

さらにLINEのメッセージでキーワード「じゃがいも」と送信すると、過去に配布していた特典も一緒に受け取れるので、こちらも忘れずにどうぞ。

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というわけで、以上になります。

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この記事を書いた人

【経歴】
慶應→工場設計→残業70時間で消耗→投資をガチる→お金と時間が増えた→それをブログで発信→脱サラ&独立→YouTube頑張り中(登録者9万人)

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