ブロックチェーンとは？仕組みやメリット、企業の活用事例など基礎知識を解説

更新日: 2020年07月31日

金融とテクノロジーを掛け合わせた「フィンテック」が、日本でも注目を集めています。その代表例の1つにビットコインを始めとする「仮想通貨」があります。その「仮想通貨」が通貨として機能し、サービスが成り立つ上で非常に重要な技術と言われているのが*「ブロックチェーン」*です。

今回は、ブロックチェーンの仕組みと、仮想通貨で活用される際のメリット、そしてブロックチェーンの今後の課題を紹介します。

ブロックチェーンとは？
ブロックチェーンの基本的な仕組み
ブロックチェーンとビットコインの混同に注意
ブロックチェーンの種類
1. パブリック型
2. プライベート型
ブロックチェーンのメリット
ブロックチェーンを活用した企業事例
ブロックチェーンの課題
ブロックチェーンには安全で透明性の高い取引の実現を期待

ブロックチェーンとは？

ブロックチェーンとは
*「ブロックチェーン」とは、ビットコインの中核となる「取引データ」技術のことを指します。取引のデータ（履歴）を「トランザクション」と呼び、そして、複数のトランザクションをまとめたものを「ブロック」と言います。このブロックが連なるように保存された状態が「ブロックチェーン」*です。

ブロックチェーンは分散して管理されるのが特徴で、ビットコインなどを利用しているあらゆるユーザーのコンピューターに保存されます。*銀行のような特定の管理機関がないため、権限が一箇所に集中することはありません。*そのためシステム障害に強く、かつ低コストで金融サービスが運用できると期待されています。

ブロックチェーンの基本的な仕組み

ブロックチェーンは「分散」してユーザー同士が管理し合う台帳

ブロックチェーンの分散型取引台帳システムとは
ブロックチェーンを簡単に表現すると、「みんなで管理する台帳」です。ブロックチェーンは「分散」しており、ユーザー同士が管理しています。この形式を*「P2P（ピアツーピア）方式」といい、「分散型取引台帳」*とも呼ばれています。金融機関を介さず、ユーザー同士でシステムを管理する構造です。

ブロックチェーンは、複数のコンピューターで分散して管理されているため、ビットコインの取引ごとのリアルタイム更新には対応できません。なので、10分単位でまとめて承認作業が行われるという特徴があります。

ブロックチェーンは「ブロック」はハッシュ関数で暗号化される

ブロックチェーン取引時のハッシュ関数による暗号化とは
取引データ（履歴）である「トランザクション」には、*「何月何日にAからBへ○○BTCを送金した」*という内容のデータが記録され「ブロック」になります。このデータはオープン化されているため、誰でも確認することができます。しかし、トランザクションの「具体的な取引内容」はハッシュ関数によって「暗号化」されるという特徴があります。

ハッシュ関数とは、元となるデータから一定の文字数の不規則な文字列（ハッシュ値）を生成する関数です。同一のデータであれば同じハッシュ値が生成されますが、少しでも異なれば全く異なるハッシュ値が生成されます。また、生成された文字列から、元のデータを読み取ることができない「不可逆性」を持っているのが特徴です。

ブロックデータには、ハッシュ関数によって暗号化されたトランザクションと直前のブロックデータのハッシュ値が含まれています。直前のハッシュ値と、「ナンス値」という特別な数字を見つけ出すことにより整合性が取ることができ、ブロックがブロックチェーンへ新たに追加される流れを「承認」といいます。

ブロックチェーンはすべての取引履歴が公開されている

ビットコインの売買など、ブロックチェーンに記録されているすべての取引履歴は、だれでも「Blockchain.info」から確認できるのが特徴です。上記で説明した、10分単位で承認されたブロック内に含まれる「取引件数」「取引されたビットコインの量」「ハッシュ値」「前ブロックのハッシュ値」を時系列に確認できます。

ここでは、ハッシュ値によって暗号化されているため、取引の「履歴」として記録されても、「内容」の詳細は確認できないので安心できます。むしろ、時系列がオープンになっていることは、不正を防ぐための役割の1つと言えるでしょう。

ブロックチェーンは新たなビットコインを生成できる

新たにブロックを追加するときは、先にも紹介したとおり、直前のブロックのハッシュ値と、今回のブロックに含まれる「全取引データ（トランザクション）」と「ナンス値」をハッシュ関数によって暗号化します。

この整合性を確認し「承認」するためには膨大な計算を行います。この承認作業を*「マイニング（採掘）」といい、不正が行われていないことを証明する仕組みを「proof of work（仕事の証明）」*といいます。
これを「成功」させた人にビットコインの報酬が支払われるというシステムがあり、このときビットコインが「新規発行」されるのです。

ビットコインの発行総量は事前に決められており、2140年までに2,100万BTC（上限数）に達すると言われています。「マイニング」というブロックチェーンが生まれる仕組みにより、ビットコインの急激な増減が起きないように調整されているのです。

ブロックチェーンとビットコインの混同に注意

上記で説明した通り、ブロックチェーンとビットコインは深い関係にあります。とはいえ、「ブロックチェーン＝ビットコイン」ではではありませんので、それは押さえておきましょう。

ブロックチェーンはビットコインを実現するために開発されたものではありますが、あくまでその仕組み自体を指すものです。意味が混同しないように注意しましょう。

ブロックチェーンの種類

ブロックチェーンは大きく「パブリック型」と「プライベート型」に分けることができます。

パブリック型

「パブリック型（パブリックチェーン）」は、中央集権的な管理期間を持たず、不特定多数のだれでも自由に参加でき、だれでもマイニングに参加できるブロックチェーンを指します。ビットコインが代表的です。

プライベート型

「プライベート型（プライベートチェーン）」は、管理者がいるのが特徴です。マイニングを行うためには、管理者の許可によってコントロールできるため（パブリック型はマイナーの賛同を得なければならない）、金融システムの管理などに活用できるでしょう。

ブロックチェーンのメリット

1.ブロックチェーンは「中央集権化」を防げる

ブロックチェーンのメリット1つ目は、「中央集権化」が防げることでしょう。一元管理しないことによって、システムが実質的にダウンしない（分散することで他所で復旧できる）というメリットです。

また、多くの利用者の間でブロックチェーンを共有しあうため、特定の管理者による独裁的にコントロールされないのもメリットです。

2.ブロックチェーンは海外送金の低コスト化が実現する

2つ目のメリットは、特定の金融機関を介さないことによって海外への送金コストが大幅に削減できることです。通常、金融機関を経由することで数百円から数千円の手数料が発生します。かつては送金回数が増えるほどコストが嵩んでしまいました。しかし、ブロックチェーンによってユーザー同士の直接的な送金が実現し、安価な手数料で送金が可能となりました。手数料は取引量によって変化するため、確認が必要です。現在の手数料を確認したい場合は、以下のサイトから閲覧できます。

Blockchain.info

3.ブロックチェーンはデータの改ざんを不可能にする

3つ目のメリットは、データの改ざんが実質不可能になることです。先にも紹介してきたとおりブロックチェーンは暗号化され、分散して保存されています。また、その暗号化されたデータは不可逆性があるため、特定することはできません。意図的に改ざんすれば、分散したデータとの整合性が取れないため、すぐに不正が明らかになるのです。

4.スマートコントラクトによる契約の効率化と改ざん防止

4つ目のメリットは、スマートコントラクトという技術によって契約の効率化と改ざん防止に役立てられる点です。スマートコントラクトによって契約に関わる第三者機関（仲介者）を通さず、約定照合や契約状況の把握ができるため既存の契約業務を自動化できます。また、3つ目のメリットとして挙げた、暗号化、分散管理によって契約内容の改ざんも防げるのです。証券や不動産取引、ローンのような契約が複雑化しやすく第三者機関による審査や照合が必要な領域において活用が期待されています。

参考：証券ポストトレード業務へのブロックチェーン/分散型台帳技術の適用検討完了について | 大和総研グループ

ブロックチェーンを活用した企業事例

ビットコインを始め仮想通貨が広がったことは、仮想通貨に不可欠なブロックチェーンがそれだけ有用なシステムであることを意味します。ブロックチェーンによる情報の透明性と正確性を利用し、現在では様々な分野の大手企業やスタートアップ企業、行政がサービスの提供を試みています。以下ではいくつかの活用事例をご紹介していきたいと思います。

不動産「契約の自動化（スマートコントラクト）」

株式会社 GA technologiesは、ブロックチェーン技術を活用した賃貸契約の効率化を進めています。申し込みから契約、入居審査の完了などを同一プラットフォーム上でやりとりできる仕組みを構築することで、場所や時間に囚われず、スピーディーな契約が期待できます。

参考：ブロックチェーン技術を活用した不動産デジタルプラットフォームの構築を開始

銀行「UBS」

ブロックチェーンと仮想通貨の相性がいいことは、金融業界にも応用可能であることが言えます。スイスの大手銀行「UBS」は、効率化を図るために、ブロックチェーンを活用したコスト削減を進めており、事務管理や決済を高速化させる実証実験を実施しています。

投票「茨城県つくば市の投票実験」

茨城県つくば市では、2018年にブロックチェーンを用いたネット投票が日本で初めて行われました。このネット投票は「Society 5.0 社会実装トライアル支援事業」と呼ばれる、つくば市が実施するプロジェクトを選ぶために行われ、ブロックチェーンを活用することで、マイナンバーカードの署名電子証明書と暗証番号を利用し、本人の投票であることを識別しています。これにより投票者情報と投票内容の別サーバーでの管理が可能となり、データの改ざんや消失が防止できるようになりました。

ライドシェア「Arcade City」

アメリカのスタートアップ企業「Arcade City」は、Uberなどと同様のライドシェアサービスを提供しています。他社と違う点は、ブロックチェーンを活用したシステムで全ての取引を進めることにより、取引を透明化させ、ドライバーと利用者での個人間の取引が可能となる点です。また、ドライバーが独自に値段を決め、独自のライドシェアビジネスを構築できることも特徴です。

ブロックチェーンの課題

ブロックチェーンは、まだ活用されはじめた段階の技術です。今後の課題として挙げられるのが、処理速度です。データを分散管理することや、リアルタイムでの処理が行えないため、実店舗のような即時決済を行うようなシステムでの活用は今後の課題となるでしょう。

一方で、ブロックチェーンの特性である「分散型」と「不可逆性」によるセキュリティ面のメリットは非常に大きいと言えます。従来の中央集権型タイプの場合であれば、サーバーへの負荷が大きく、システムがダウンしてしまうシチュエーションでも耐えることができるからです。新しい技術ゆえに課題はありますが、得られるメリットが大きいため今後に期待が集まる技術と言えます。

ブロックチェーンには安全で透明性の高い取引の実現を期待

ブロックチェーンは、仮想通貨などフィンテックを語る上で欠かせない技術です。政府や銀行などが介入せず、取引に関するデータが分散し、すべての人がデータを確認できることから改ざんが起こりにくいというメリットがあります。

また、プライベート型のブロックチェーンは、そういったメリットをいかしつつ特定の管理者を置けることから企業での決済サービス運用などの活用が期待されています。ブロックチェーンの活用は、金融サービスに大きなメリットをもたらすと言われていますので、ぜひ参考にしてみてください。

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