ブロックチェーンの仕組みとは?

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ページに訪問していただきありがとうございます。 今回はブロックチェーンの仕組みが一体どんなものなのか?を書いていきます。 金融革命とは正式には【金融技術革命】と言います。 金融×技術【Finance(ファイナンス)×Technology(テクノロジー)】で〈フィンテック〉と呼ばれています。 ブロックチェーンの仕組みを理解するためには前提として〈お金〉の知識も必要ですが、〈技術〉の知識も必要です。お金の知識だけではダメで技術の知識を深めること両方の知識を理解することによって本当の意味で「今後の金融業界がどうなっていくのか?」が見えてきます。 今回の記事は〈技術〉に関しての知識を書いていきます。 お金の歴史の知識は下記の記事を参考にしてただければと思います。
基礎として知っておきたいお金の3つの基本原則
〈技術の知識〉がないと今金融業界で何が起きていて、どういう問題があって、今後どのようになっていくのか?がわからない状態になってしまいます。なので技術の知識も絶対に必要となります。

ブロックチェーンの仕組みとは?

中央の管理者がいなくても信用を維持することができることを目指すこと。 お金の歴史を見ていくとバブル、リーマンブラザーズの破綻など銀行や証券会社、格付け機関も信用ができなくなってます。 {中央管理者がいなくてもかつ信用を創り出す仕組み}決まった管理者がおらず皆でそれぞれを管理をしあう仕組み。 ↓ ブロックチェーン ↓ 名前の由来はブロック(データのかたまり)にしてそのブロックをチェーン(鎖)に繋げること。 ↓ ブロックにはたくさんのデータ(情報・取引記録)が詰まっていて1つのブロックになっておりブロックをチェーンで繋げています。 ブロック1(情報の塊)ーブロック2(情報の塊)ーブロック3(情報の塊)・・・・ ブロックチェーンの仕組みを理解するために。 必要な前提知識として2進法、10進法、16進法を理解しておく必要があります。 2進法・・・・0,1のみを使う 10進法・・・0,1,2,3,4,5,6,7,8,9を使う 16進法・・・0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,Gを使う。2桁の数値は1文字で表記できないので英字(A=10,B=11,C=12,・・・)で表現される。 ブロックチェーンのデータは16進法の32文字で表記されます。 ブロックの詳細な中身は下記のようになります。 ◯ハッシュ値A→前回の取引データを引き継いだデータ ◯ハッシュ値B→今回の取引で新たに創られたデータ ◯ノンス→ランダムで作成された規則性のない数値 ◯全世界で行われた数百以上の取引データ 上記が1つのブロックとして別のブロックとチェーンで紐づけされていきます。(ブロックA) ブロックBもブロックAからの情報を引き継いで新たなデータを使いブロックBを作りブロックCへとどんどんチェーンで繋がっていきます。 ブロックチェーンの仕組みはこのようになっており、言い方を変えればハッシュ値をずっと繋いでいるとも言えます。前のハッシュ値を受け継いで新しいハッシュ値を創り繋げていくと同じ意味となります。

ブロックチェーン具体的な取引手順

(5ステップ A〜E) これらは人間の手で行うのではなくコンピューター上で自動で行われるステップとなります。

ステップA 取引データの作成

AさんがBさんに1BT(ビットコイン)を送るという例での説明。 1:送金者(Aさん)が財布(ウォレット)で送金の処理をする。難しいことではなく【金額を決めて送金ボタンを押すだけ】 コンピューター上の命令イメージ Signature(hash,{1BT,A→B,public})・・1ビットコインをAからBに署名を作成し送る。 ↓ ハッシュ関数 ↓ ハッシュ値 16進法32文字 Aさんがハッシュ関数などを創るのではなくすでにウォレット上にプログラムが組まれており簡単にビットコインを送ることが可能。上記はあくまでコンピューターの中での処理。 処理が終わるとハッシュ関数のほうにデータが移行されます。ハッシュ関数とは1方向関数と言われており1方向からしか導きだせない方法となります。上から下へは導きだすことはできますが、下から上へに復元しようとすると意味のないデータとなってしまい復元されないように出来ている関数です。両方向で再現可能になってしまうと不正が行われてしまう可能性があるためにこのような仕組みになっています。 処理を完了する前にAさんしか持っていないデータ(秘密カギ)で署名をしてデータが創りだされます。自分しかもっていない印鑑を押すようなイメージです。それをコンピューター上で行います。 なぜこんな面倒な処理をするのか? ↓ ブロックチェーンの仕組みはデータを皆で共有しあって不正などないようにそれぞれが監視しています。 Signature(hash,{1BT,A→B,public})をそのまま共有してしまった場合はAさんがBさんに1BTを送金したという情報がバレてしまいAさんのウォレット情報が筒抜けになってしまう危険性があります。 ですので、1方向関数であるハッシュ値をみんなに共有しあうことによってデータの復元をさせないようにして個人の秘密が守られるようになります。

ステップB 取引の通知

1:作成した取引データ(ハッシュ値)をビットコインネットワークに告知。関係者全員にお知らせします。 2:この時点ではまだ実際にはBさんには送金はされていません。仮通知の状態。

ステップC 採掘(マイニング)

何のためにマイニングをするのか? ↓ データを改ざんさせないため。本当は1BTコインしか送金していないので改ざんによって10BTコインを送ったことにしてしまうようなこと。改ざんができるようなデータには信用が成り立たない。 1:採掘者が数百以上の取引をまとめてデータのかたまりを作成する。 採掘者はだれがやるの? ↓ 超難問を一番最初に解けた人がデータをまとめるプログラムを組める人が実際に作成。1ブロックに対して1人がプログラムを作成。1取引ごとに手数料が貰えれば莫大な収入になるので技術者達(企業)がデータのかたまりを創るプログラムを作成。 例 ビットコインはプログラム上2100万BTCとなっておりすでに1600万BTCは世間に流通しており、残りの500万BTCはまだ流通していない。そのなかで1ブロックのなかから超難問を1番最初に解いた人がプログラムを作成の権利が与えられる。実際にプログラムを作成できれば莫大な収益をもたらすために企業も参入しています。 2:発掘者が計算作業をする。発掘者はマイナーとも呼ばれます。 どういう作業のするのか? ↓ 前のブロックからハッシュ値Aを受け取り自分がまとめた数百の取引データを処理してハッシュ値Bを作成。 その後に【ノンス】を導く計算作業をします。この算出は手作業ではなくスーパーコンピュータがいくつもの演算処理を行い組み合わせを検証する作業となります。 ノンスを全世界で一番最初に算出できた人にマイナーとしての権利が与えられます。その後に実際にプログラムを組んで問題ないようでしたら手数料(謝礼)がもらえる仕組みになっています。 イメージとしては未知の埋まっているビットコインを掘り出す作業なので発掘(マイニング)と呼ばれています。 1ブロックの詳細 ◯ハッシュ値A→前回の取引データを引き継いだデータ ◯ハッシュ値B→今回の取引で新たに創られたデータ ◯ノンス→ランダムで作成された規則性のない数値 ◯全世界で行われた数百以上の取引データ

ステップD 取引承認

1:マイナーが発掘が成功すると承認済の新しいブロックを他の参加者に通知。 2:参加者は新ブロックの不正、不整合を検証。この作業も手作業ではなくウォレットにあるプログラムで自動で行います。基本的に人間の手は介入しません。マイニングもスーパーコンピュータによって自動処理されています。 最初のAさんからBさんんへの送金のハッシュ値を見ただけではどんな取引データがあったか?はわかりません。そのデータをAさんだけが知ってる【秘密カギ】で暗号化しています。 カギは2種類 ◯秘密カギ→Aさんしか知らないカギ。ロックをかける。 ◯公開カギ→全員が閲覧することができるカギ。解除だけができる。 AさんがBさんに送ったデータなのか?を確認する時に公開カギによって確認ができます。 処理を行い問題がなければ最終ステップに進みます。

ステップD ブロックチェーンへ追記

1:承認済みのブロックを参加者各自のブロックチェーンに追記 2:受信した人は自分のウォレットで送金を確認。 これによって問題がなければ取引が完了となります。 ブロックチェーンの仕組みがこのようになっています。 ブロックチェーンで一番のキモは下記となります。 【データの改ざんを絶対にさせない】 簡単に改ざんされるようなデータでしたら【信用】が失われてしまいます。 お金=信用 マイニングという面倒な仕組みを行うのはなぜ? 以前までのお金の取引としては銀行口座は真ん中に【銀行】がいました。銀行だった場合はマイニングは必要がなかったのです。中央の銀行が一元管理できていたからです。 銀行の情報を書き換えるのは現実的にほぼ不可能です。銀行は「信用」が命ですのでハッカーなどの侵入を死に物狂いで死守します。逆に侵入されてデータ改ざんをされたら一瞬でその銀行が潰れてしまいます。 銀行はマイニングをする必要がありません。一元管理なのでそのような面倒なことをしなくても問題がないのです。 しかし、ブロックチェーンとなると一元管理する人がいないのでマイニングが必要となってきます。一元管理がされていないということは誰でもデータにさわることが可能です。 ここで1人データの改ざんをしようとした悪者が現れたとします。実際には1BTCしか送金していないのに「3BTC送金した」というデータを改ざんした場合。 そうなるとハッシュ値が変わってしまいその先のブロックの全データもマイニングしないと整合性が図れず不正をしたことがバレてしまう仕組みになっています。 その先の全てのデータを修正すれば不正は見破られないですが、途方もない労力がかかってきます。そもそもそんなことができるなら自身がマイナーとなればそれ以上の収益を得ることが可能になります。データ改ざんなど悪いことをするよりまともにエントリーをしたほうがずっと儲かるのです。 ハッカーなど悪いことをするより正攻法でのほうが儲かるなら誰もわざわざ危ない橋をわたる必要がないのです。 ブロックチェーン2008年開始から現在2018年まで一度も破られていないなど抜群の信用性を保たれています。 今回も長文にお付き合いくださりありがとうございました。

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