ブロックチェーンとは？仕組みや使い道・注意点を分かりやすく解説

ブロックチェーンとは？

ブロックチェーンとは、ネットワーク上の端末同士を直接接続し、暗号化された取引履歴を分散した状態で記録・処理する技術です。ここでは、ブロックチェーンの仕組みと特徴について解説します。

参考：総務省 ブロックチェーンの概要

ブロックチェーンの仕組みは、分散型台帳という言葉で説明されます。一般的な取引では、取引を管理・記録するシステムが存在する集中管理型システムが主流です。一方、ブロックチェーンを使った取引では、複数のシステムで取引情報を管理・記憶する分散型台帳の仕組みを採用しています。

また、ブロックチェーンを介した取引履歴は、過去から現在まで情報が鎖のように繋がっています。この取引履歴をブロックと呼ぶことから、鎖のように繋げる技術はブロックチェーンと呼ばれます。個々のブロックは取引情報に加え、1つ前のブロック内容をハッシュ値として保持します。

上記のように、取引履歴が鎖のように繋がったものを分散して管理・記録するのがブロックチェーンです。次は、上記の仕組みに紐づいたブロックチェーンの特徴について説明します。

ブロックチェーンの大きな特徴の1つは、システムダウンが起こりにくい点です。一般的な集中管理型システムでは、管理主体のシステムが停止・故障すると、システム全体がダウンする恐れがあります。管理主体が存在しないブロックチェーンでは、このようなリスクは低いと言えます。

また、データ改ざんや破壊が難しい点も、ブロックチェーンの大きな特徴です。1本の鎖のように繋がったブロックチェーンを改ざんするには、それ以降のすべての取引情報とハッシュ値を改ざんする必要があります。したがって、ブロックチェーンの情報改ざん・破壊は非常に困難です。

ブロックチェーンとクラウドのデータベースの違いは、管理主体の有無です。複数のコンピューターで管理されるデータベースも一見分散型システムのように見えますが、管理主体が存在する集中管理システムの1つです。

管理主体が存在するデータベースは、管理者の都合でデータが削除されたり、システムが停止する可能性があります。一方、ブロックチェーンはサービスの提供者・利用者のいずれも情報の削除・システムの停止ができません。

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ブロックチェーンを支える各種技術

ブロックチェーンはいくつかの技術によって成り立っています。ここでは、ブロックチェーンを実現するために必要な、暗号化技術・スマートコントラクト・コンセンサスアルゴリズムについて解説します。

管理主体を持たず、取引に参加する個々のシステムが情報を管理するブロックチェーンでは、取引の安全性を担保するための暗号化技術が必要不可欠です。ブロックチェーンでは、公開鍵暗号を採用しており、電子署名技術を使って安全な取引を実現します。

スマートコントラクトとは、ある条件を満たした場合に自動的に契約・取引を実行する仕組みです。従来の集中管理型システムでは、契約・取引の処理を管理主体のシステムが実行していましたが、管理主体を持たないブロックチェーンでは、スマートコントラクトが取引の信頼性を担保しています。

また、スマートコントラクトの内容や取引履歴はブロックチェーン上にオープンな形で記録されます。したがって、ブロックチェーンの取引の透明性を担っているのもスマートコントラクトであると言えます。

管理主体のシステムを持たないブロックチェーンのようなP2Pにおいて、システム全体の合意形成の方法をコンセンサスアルゴリズムと呼びます。コンセンサスアルゴリズムにはいくつかの種類があり、ビットコイン等に採用されているPoWはその代表例です。

分散型台帳であるブロックチェーンでは、複数のシステムが取引データを共有しています。コンセンサスアルゴリズムは、多くのシステムが保有するデータのうちどのデータが正しいのかを判断するルールを示したもので、悪意のあるユーザーの改ざんに対して正しい合意形成が可能です。

ブロックチェーンが金融・銀行業界にもたらす影響例

ブロックチェーンは、金融機関・銀行業界に対して大きなインパクトを与えるとされています。ここでは、ブロックチェーンが銀行にもたらす大きな影響の例を2つ紹介します。

まずは、支払い・決済の迅速化と運用コスト削減について説明します。第三者による承認が不要となるブロックチェーンでは、その分の手間・時間を削減可能です。同様の理由で、銀行振替よりも低コストで運用できるようになると言われています。

また、精算決済システムへのブロックチェーンの導入は、取引履歴の追従しやすさの面でも既存の集中管理システムより優れています。これにより、ブロックチェーンを運営する企業と銀行が協力して、システムの基盤へのブロックチェーン導入を進めている例もあります。

証券取引の分野においても、分散型台帳であるブロックチェーンの特徴が好影響を与えると予想されています。従来、資産の権利譲渡の場面では仲介人が関わる場合がほとんどですが、ブロックチェーン上で取引すれば、仲介人不要で手数料が発生しなくなります。

さらに、ブロックチェーン上で取引できる市場を増やせば、世界中のさまざまな市場にアクセスできるようになるのも、ブロックチェーンのメリットです。市場のシステムダウンのリスクを低減しながら、世界中の取引コストを大幅に削減できると言われています。

企業でのブロックチェーン活用事例

銀行業界のみならず、一般的な企業においてもブロックチェーン技術を基盤としたシステムを活用する事例があります。ここでは、ソニーとウォールマートのブロックチェーン活用事例について解説します。

ソニーでは、著作権情報をブロックチェーン基盤で管理するシステムを開発・展開しています。AWSのブロックチェーン技術を採用しており、音楽の著作権情報を管理可能です。これによりクリエイターの権利を保護しながら、管理にかかる手間を軽減できます。

改ざんが困難というブロックチェーンの特徴は著作権との相性も良く、著作権証明の確実性が担保できるようになりました。また、著作権の照合作業を自動化できる点もブロックチェーン活用のメリットです。

アメリカのスーパーマーケットチェーンであるウォールマートでは、食品のサプライチェーンの情報をブロックチェーン上で管理するシステムをIBMと共同で開発しました。食品の安全システムを構築するうえで、ブロックチェーン技術を活用しています。

従来、食品による健康被害が発生した場合、その原因の特定に長い時間を要するという課題がありました。その原因として、生産・加工・流通等のサプライチェーンの連携不良が挙げられ、それらをブロックチェーンのトレーサビリティで解決した事例と言えます。

ブロックチェーンを活用するうえでの注意点

さまざまなメリットがあるブロックチェーンですが、注意点がいくつか存在します。ここでは、ブロックチェーンを活用するうえでの注意点を紹介します。

ブロックチェーンは特性上、1度ブロックに書き込んだ情報を削除できません。情報の改ざん防止の面では大きな強みである一方、誤った情報を記録してしまった場合も同様に修正できない点には注意が必要です。

これはプライバシーの問題にも関連する課題です。住所や年齢などの個人情報をブロックチェーン上に保管してしまうと、個人情報が取り消せない状態になってしまいます。ブロックチェーンに記録する情報の精査は慎重に行う必要があります。

ブロックチェーンは過去の取引履歴を鎖のように保存していく仕組みを持ちます。したがって、利用者が増加していくにつれてデータ量も大きく増大し、巨大なデータとなります。取引の集中などによっては高速な処理ができなくなるなど、通信速度面では課題を抱えています。

さらに、分散型台帳であるブロックチェーンでは、この巨大なデータ保管の場所はそれぞれのユーザーのサーバーです。したがって、大きな容量が必要となるほか、初期同期時には長い時間がかかる点もブロックチェーンを利用する課題の1つです。

ブロックチェーンの活用の幅は今後も広がっていく

ブロックチェーンは、その利便性の高さから金融分野を中心に今後も活用が広がっていくと考えられています。また、金融以外の企業においてもブロックチェーンを活用した業務改善・生産性工場が図られています。ブロックチェーンを基盤としたシステムは今後ますます増えていくでしょう。