ブロックチェーンとは何か？どのように機能するのか？

最終更新：2025/10/08

ご紹介

ブロックチェーン技術は、世界が情報を保存および転送する方法を変革しました。当初はビットコインの基盤として有名になりましたが、その後仮想通貨の枠をはるかに超えて拡大しました。現在、データとトランザクションを処理するための分散型、透明性、改ざん防止機能を備えたシステムを提供することで、金融、ヘルスケア、物流、ガバナンスなど、さまざまな分野のソリューションを強化しています。

ブロックチェーンとは何ですか?

ブロックチェーンは分散型デジタル台帳であり、基本的には 1 つの中央の場所に保存されるのではなく、コンピューターのネットワーク全体で共有されるデータベースです。ブロックチェーン上の情報は、時系列順に暗号化されてリンクされたデータの「ブロック」にグループ化され、連続した「チェーン」を形成します。

この構造のため、一度データが記録され検証されると、ネットワークの合意なしに変更または削除することはほぼ不可能になります。この不変性と中央機関の不在を組み合わせることで、銀行や決済機関などの仲介者を必要とせずに、ユーザーは互いに直接取引を行うことができます。

ブロックチェーンにはオープン性のレベルの異なるさまざまな形式が存在しますが、この期間は通常、仮想通貨の取引を記録する分散型パブリックネットワークを指します。

主な機能と利点

分散化:データは多数の独立したコンピューター (ノード) に保存および維持されるため、単一点障害や攻撃に対する脆弱性が軽減されます。
透明性:パブリックブロックチェーンは、すべての取引データを誰でも閲覧できるようにし、オープンな検証を通じて信頼を促進します。
不変性:ブロックが確認されると、ネットワークの大多数の同意なしにその内容を変更することはできません。
安全：暗号化技術とコンセンサスアルゴリズムにより、元帳は不正な変更から保護されます。
効率：ブロックチェーンは仲介者を排除することで、より高速で安価なピアツーピア取引を可能にします。

分散化を理解する

分散化とは、意思決定権と制御が 1 つの組織に集中するのではなく、ネットワーク参加者間で分散されることを意味します。すべてのノードはトランザクションの検証と記録に役立ち、単一のエンティティがシステムを操作できないようにします。この分散型ガバナンスモデルは、ブロックチェーンを従来の集中型システムと区別する重要な革新の 1 つです。

ブロックチェーンの仕組み

ブロックチェーンは、検証されたトランザクションをリアルタイムで記録する共有台帳として機能します。あるユーザーが別のユーザーにデジタル資産を送信すると、そのトランザクションはネットワークにブロードキャストされます。ノードはデータを個別に検証し、検証されると他のトランザクションとグループ化して新しいブロックを形成します。

各ブロックには以下が含まれます。

取引データ
タイムスタンプ
一意の暗号ハッシュ
前のブロックのハッシュ

これらの暗号化リンクはブロックを順番に接続し、1 つのブロックを変更するには後続のブロックをすべて変更する必要があることを保証します。これはほぼ不可能な作業です。

プルーフ・オブ・ワーク (PoW) やプルーフ・オブ・ステーク (PoS)などのコンセンサスアルゴリズムは、ブロックがチェーンに追加される前に、ノードがトランザクションの有効性についてどのように合意するかを決定します。

ブロックエクスプローラーと呼ばれるツールを使用すると、誰でもブロックチェーンの内容を閲覧できます。これにより、すべてのトランザクションを最初の「ジェネシス」ブロックまで遡って追跡できるようになります。

ブロックチェーンにおける暗号化

暗号化により、ブロックチェーンのデータが安全かつ検証可能な状態が維持されます。基本的な構成要素はハッシュ関数入力データを固定長の文字列に変換します。入力が少しでも変動幅とハッシュ出力は劇的に変化します。これは「アバランシェ効果」と呼ばれる特性です。Bitcoin は、衝突 (2 つの入力が同じ出力を生成すること) に耐性があり、元に戻して元のデータを明らかにすることができない SHA-256 ハッシュアルゴリズムを使用します。

もう一つの重要な概念は公開鍵暗号である（非対称暗号化）。各ユーザーには次の権限があります:

取引に署名するために使用される秘密鍵（秘密に保持される）
他の人が取引を検証するために使用する公開鍵（公開共有）

このシステムにより、正当な所有者だけが取引を承認でき、誰もが独自にその真正性を確認できるようになります。

ブロックチェーンネットワークの種類

パブリックブロックチェーン

誰でも参加でき、トランザクションを閲覧し、バリデーターとして行動できる、オープンで許可のないシステムです。例:ビットコイン、イーサリアム。

プライベートブロックチェーン

単一の組織によって運営される制限付きネットワーク。通常は社内業務のために使用されます。アクセスは制限されており、ガバナンスは集中化されています。

コンソーシアムブロックチェーン

複数の組織によって作成され、共同で管理されるネットワーク。ガバナンスは共有され、参加ルールはコンソーシアムの合意に依存します。公的システムと民間システムの両方の側面を組み合わせています。

一般的な使用例

暗号通貨:ブロックチェーンの本来の応用。銀行を介さずに国境のないピアツーピアの金融取引を可能にします。
スマートコントラクト:ブロックチェーン上にコード化された自動実行契約。分散型アプリ (DApps) と DeFi プラットフォームのバックボーンを形成します。
トークン化:不動産や芸術作品などの現実世界の資産を取引可能なデジタルトークンに変換し、流動性と部分所有権を実現します。
デジタルアイデンティティ:プライバシーを保護し、個人情報の盗難を減らす、安全で検証可能な ID。
投票システム:二重投票や不正行為を排除する、透明性が高く改ざん防止の選挙記録。
サプライチェーンマネジメント：生産から配送まで商品をリアルタイムで追跡し、真正性を保証し、非効率性を削減します。