【まなび箱】今さら聞けない「ブロックチェーンってなに?」

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ブロックチェーンとは?──デジタル時代のインフラ構築に必要不可欠な技術

「ブロックチェーン」はデジタル時代の革新的技術ともいわれています。現在では、ビットコインなどの「仮想通貨(暗号資産)」での利用が注目されていますが、物流や公的システムなど、大規模な社会基盤やインフラ構築に必要不可欠な技術として、多くの技術者が利用用途の研究や実証実験などを行っています。ブロックチェーンの仕組みや特徴、利用されている技術、活用事例などを紹介します。

ブロックチェーンの仕組みや特徴について

ブロックチェーンとは、インターネット上の情報管理や各種取引を記録するための技術です。ブロックチェーンによる情報管理は、特定のコンピュータではなく、複数台のコンピュータが分散して行います。

複数台のコンピュータが連携して巨大な情報を管理しているため「分散型台帳」技術と呼ばれています。

従来の情報管理は中央集権型であり、特定の企業や組織が行うのが主流でした。オンプレミスであれクラウドあれ、データを一箇所のデータベースに集めて保存するスタイルです。

これまでのクローズドな情報管理から、情報をオープンにしながら記帳・管理するシステムのため、基本的に誰でも利用したり、情報を閲覧することができます。

出典:総務省より

なぜブロックチェーンと呼ばれるのか。ネットワークで発生した取引などの情報(記録)を、「ブロック」と呼ばれる塊に格納しているからです。

個々のブロックにはその時の取引記録だけではなく、1つ前に生成された(情報が記録された)ブロックの内容を示す、ハッシュ値と呼ばれる情報もあわせて記録(格納)されています。

ブロックチェーンではこのような取引の情報を、トランザクションの最初から最後まで、時系列ですべて記録しています。ブロックはそれぞれのコンピュータに保存されるのではなく、同じデータ(ブロック)が複数のコンピュータで保存されます。

従来型の情報管理に比べ、ブロックチェーンネットワークは次のような特徴を持ちます。

・データの改変に強い
・ネットワークが堅牢
・ハッキングに強い


ブロックチェーンの種類は大きく3つ

ブロックチェーンは管理者の有無により、「パブリック型」「コンソーシアム型」「プライベート型」の3種類に分かれ、それぞれ利用用途が異なります。ビットコインのような仮想通貨では、主にパブリック型のブロックチェーンが使用されます。

一方、コンソーシアム型やプライベート型は、特定企業や複数企業が管理者となると同時に、参加時に管理者の許可が必要となります。

そのため、企業が自社の社員にのみ開放するネットワークや銀行システムなど、特定の人と管理者のみが参加する場で使われる傾向があります。

■ブロックチェーンの種類


ブロックチェーンを支える技術とは


  • P2P(Peer to Peer:ピア・トゥー・ピア)

複数台のパソコンで共通の情報を管理し、通信するネットワークを実現しているのが、「P2P(Peer to Peer:ピア・トゥー・ピア)という技術です。

サーバーとクライアントの立場や役割に分かれるのではなく、それぞれのコンピュータ(ブロックチェーンでは「ノード」と呼びます)が、サーバー・クライアント両方の役割を担います。各ノードが網の目のように互いに繋がり、直接通信するのがP2Pシステムであり、従来のシステムに比べ設定や管理が簡単です。

複数のノードでネットワーク全体を構築しているため、1つのノードにトラブルが生じても、ネットワーク全体では大きなトラブルにはなりません。

ブロックチェーンでは同一データを複数のノードに共有・保存しているため、一台のノードのデータが削除されても、他のノードに保存されたデータから復旧することが可能です。

つまり、ブロックチェーンネットワーク全体を止めるには、データを共有するすべてのノードを同時に破壊する必要があります。このような行動は不可能のため、ブロックチェーンネットワークは堅牢なシステムと言えるのです。

セキュリティ面においても、P2Pシステムは力を発揮します。データを管理する特定の機関やサーバーが存在しないため、ハッカーはどのノードに攻撃すればよいのかの判断が難しいからです。

仮に特定のノードにウイルスを送りこんだとしても、そのノードとすべてのノードは直接繋がっていないため、被害は最小限で済みます。

  • ハッシュ関数

ハッシュ関数とは、基となるデータから不規則な文字列を生成する関数です。生成されたデータは「ハッシュ値」と呼ばれ、暗号化の計算式として利用されています。

生成データから基のデータを復元することはほぼできないため、Webサイトのログインパスワード保存などの場面で利用されています。ブロックチェーンでは、このハッシュ関数を様々な場面で活用しています。

  • 公開鍵暗号方式

「公開鍵暗号方式」とは、送り手と受け手、二者間の通信を暗号化する際の技術です。

ブロックチェーンで使用している「公開鍵暗号方式」には、鍵は誰でも入手できる「公開鍵」と、本人しか持っていない「秘密鍵」の2種類があります。

データ暗号化には公開鍵を使て、受け取ったデータは受信側のみ保持している秘密鍵でしか復元ができません。2つの鍵を組み合わせることで、セキュアな情報の受渡しを実現しています。


「ビットコイン=ブロックチェーン」ではない

「ブロックチェーン」と「ビットコイン」は同じではありません。ビットコインは、あくまで数多くある仮想通貨のひとつだからです。

「ビットコインなどの仮想通貨を実現するための技術基盤」が、ブロックチェーンの正しい解釈です。そのためブロックチェーンは仮想通貨に限らず、幅広い分野での利活用が可能なため、これからの時代の新たなインフラになると期待されています。


ブロックチェーンの普及が今後期待される業界は?

まず、小売・流通分野が挙げられます。商品のトレーサビリティを行うのにブロックチェーンが最適だからです。実際、世界最大のスーパーマーケットチェーン「Walmart(ウォルマート)」では、食品の管理にブロックチェーンを活用しています。

例えば、店頭に並んでいる食品に問題があった場合、ブロックチェーンの各ブロックを見れば、どの国で誰にいつ生産されたのかがわかります。どのような経路で運ばれてきたのか、記録を正確に残こせるため、不具合が起きた箇所の特定を素早く行うことができます。

不動産業界でもブロックチェーンは大いに力を発揮します。誰がいつ、いくらでその不動産を購入したのか、登記情報を時系列で記録することができ、必要な情報を瞬時に閲覧できるからです。譲渡や売買時の書類記入にかかる手間や時間も、ブロックチェーンが導入されれば大幅に減少します。

医療業界ではブロックチェーンを活用して、病歴を残す取り組みが行われています。近い将来には、どの病院に行っても、同じ問診や検査を繰り返すこともなくなるかもしれません。

自治体のシステムでもブロックチェーンが期待されています。実際、デジタル先進国と称されるエストニアでは国民の医療記録の保存・閲覧などに、ブロックチェーンが活用されています。

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