ビットコインなどの暗号資産の中核技術

ブロックチェーンとは、データがネットワークに分散保持されることにより、記録されたデータの改ざんに多くのコストが必要となるため、結果的に安全性が確保されるという特徴を有する技術のこと。ブロックチェーンはもともとビットコインを代表とする暗号資産を支える技術として生み出され、一定の取引情報をブロックにまとめ、ブロック単位で参加者が合意形成を行う。合意されたブロックは確定したデータとして、各参加者がそれぞれの台帳を更新する。合意形成とは、取引の順序や正当性を決めるアルゴリズムであり、参加者それぞれがその信頼性を担保する仕組みになっている。

ブロックチェーンの構造

• 上図のように、ブロックが鎖のようにつながっているので、ブロックチェーンと呼ばれている。
• ブロックには、直前のブロックのハッシュ値が含まれる。ブロックを追加する際は、前のブロックのハッシュ値を求め、それをブロック内に記録する。

なりすましが困難で、改ざん耐性が高い

ブロックチェーンでは、なりすましや改ざんを防止するためにハッシュ関数やデジタル署名を採用している。ハッシュ関数とは、元データからある演算によって一定サイズの文字列（ハッシュ値）を生成するもので、同じ元データなら何度演算しても同じハッシュ値が得られるが、元データが少しでも異なるとハッシュ値は全く違うものとなる。ハッシュ関数は、不可逆特性があり、ハッシュ値から元データを復元することは極めて困難だ。ブロックチェーンの各ブロックには、直前のブロックのハッシュ値が格納されているため、あるブロック内のデータを書き換えると、そのブロックのハッシュ値が変わり、ブロックチェーンとしての整合性が失われる。正常なチェーンはそのまま成長を続けるが、改ざんされたチェーンは切り捨てられてしまう。この一連の役割を担うアルゴリズムが｢PoW（Proof of Work）」である。改ざんを成し遂げるには、正常なチェーンの成長を上回るスピードで、後続するブロックすべての合意形成が必要となる。しかし、他の参加者の計算能力の合計を上回る計算能力が必要になるため、事実上不可能とされる。これが、ブロックチェーンの改ざんが困難だとされている理由である。

ブロックチェーンは、すべての参加が｢ノード｣として分散し、同じデータを｢台帳｣として保持しているため、参加者が多いほど障害に強くなる。すべてのノードがダウンしない限り、データが永続的に残ることも特徴だ。また、電子署名や公開鍵暗号など、世界標準技術を組み合わせて実現した、オープンなテクノロジーである。

ブロックチェーンには｢パブリック｣と｢プライベート｣、二つのタイプがある。パブリックのタイプがいわゆる一般的なブロックチェーンで、管理者が代表してネットワークを管理するのではなく、ネットワークの参加者が管理する点が大きな特徴となる。ビットコインをはじめとした暗号資産（仮想通貨）がその代表といえる。一方、プライベートのタイプは管理者を置くため、管理者を中心とした中央集権的な体制の管理となる。また、パブリックのような莫大な計算能力が不要で、広く公開する必要もないため、企業内などのシステムでの利用が期待されている。

ブロックチェーンは、改ざん耐性、永続性、オープンテクノロジーという特性ゆえに、ビットコインなどの暗号資産以外にも広く応用が期待されている。土地登記や電子カルテ、チケットサービス、サプライチェーンの管理など、幅広い分野で実証実験が進んでいる。