知ってて当たり前！？【そもそもブロックチェーンとは何か？】
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今更ですが仮想通貨が注目されている理由をご存知でしょうか？
仮想通貨は『ブロックチェーン』を活用したプロジェクトで支払いに使用される通貨の様なものです。
ブロックチェーンを活用して様々な問題を解決していく事が期待されています。
つまりブロックチェーンという仕組みが、社会に大きな影響を与えるわけです。
今回は今更ながらですが『ブロックチェーン』について説明していこうと思っています。
※注目すべき点をピックアップして説明している為、より詳しく知りたい方は以下の本を読むことをお勧めします。
おススメ図書:
①いちばんやさしいブロックチェーンの教本
②ブロックチェーン仕組みと理論
③ブロックチェーンがよ～くわかる本
ブロックチェーンとは？
正直一言で表すことが難しく、日本のブロックチェーンに詳しい代表者達が集まって話し合っても、ハッキリ定義するのが難しいのが「ブロックチェーン」です。
１）「ビザンチン障害を含む不特定多数のノードを用い、時間の経過とともにその時点の合意が覆る確率が0へ収束するプロトコル、またはその実装をブロックチェーンと呼ぶ。」
２）「電子署名とハッシュポインタを使用し改竄検出が容易なデータ構造を持ち、且つ、当該データをネットワーク上に分散する多数のノードに保持させることで、高可用性及びデータ同一性等を実現する技術を広義のブロックチェーンと呼ぶ。」
引用: http://jba-web.jp/archives/2011003blockchain_definition
個人的に簡単にまとめると取引などのデータを記述しそれをつなぎ合わせていくことです。
分散型台帳などともいわれます。
ある大きさのブロック内に取引データなどを記述していき、それをつなぎ合わせたものです。
※ビットコインなら1ブロック１MB、ビットコインキャッシュなら８MBなど。
既存のサービスはデータの改ざんができたりするものが多く、一つのデータが壊れた場合にシステムにトラブルが生じるなどの問題がありましたが、ブロックチェーンによってこういった問題の解決につながるとされています。
ブロックチェーンの特徴
・p2p（ピア・ツー・ピア）のネットワークを利用することで中央集権的な管理者がいない。
※１．例）銀行のサーバーなどで取引データなどを管理していましたが、パブリックブロックチェーンならそれに参加者している人々（ノード）で管理できる仕組みになっています。
※２．これによりノードの一つが壊れても、別の人のノードが生き続ける限りブロックチェーンは壊れません。
・マイニング（PoWなど）によりブロックに書き込まれた情報を改ざんしたりするのは、ほぼ不可能な仕組みになっている
※１．マイニングに成功すると次のブロックを生成することができ、その報酬としてビットコインなどをもらえっる仕組みになっています。
※２．マイニングにかかる電気代が高騰しすぎている事が問題になりつつあります。マイニングを行うのに超高性能マシンが必要で、電気代が安い地域や資金力のある人たちがマイニングし始めるようになり、一部のマイナー達（ハッシュパワー）がビットコイン等の価格に大きく影響するようになってしまいました。
※３.ブロックチェーンのプロジェクト毎にマイニングの方式が変わったり、マイニングと呼ばず別の名前で呼んでいます。例）ネムはハーベスティングなど。
・分散型台帳と呼ばれ、取引情報をノード（参加者）全員で持ち合っている仕組み
・ブロックには前のブロック情報（ハッシュ値）と取引履歴などがセットになっている
→ブロック内には（Tx:トランザクション、タイムスタンプ、前のブロックハッシュ値、ナンスなど）が記載されています。
※ナンスとはNumber used once(一度だけ使用される使い捨ての数字)の略です。このナンスを求めるにはハッシュ値が０×０・・・（難易度によって変化する）の数字を計算する必要があります。この演算することをマイニングと言います。
※２．マイニングにより同時にブロックが生成してしまう場合もありますが、早い物勝ちでより多くのブロックをつなげていき、長くなった方を正しいと判断します。
・ブロックチェーンにも種類がある
※１．管理者が不在でP2Pで共有しあうものを『パブリックブロックチェーン』と呼びます。
※２．管理者が存在し小規模など、クローズドな組織で運営するブロックチェーンを「プライベートブロックチェーン」と呼びます。
※３．会社などの許可された複数の団体で使用されるブロックチェーンを「コンソーシアム型ブロックチェーン」と呼びます。
・ブロックチェーンには様々な機能を書き込むことが可能
→ビットコインは主に決済がメインで取引履歴をブロックに書き込む仕組みですが、イーサリアムなどはスマートコントラクトと言って、自動で契約を履行させる機能などが実装可能です。
関連記事: 【仮想通貨の2大巨頭】ビットコインとイーサリアムの違いは？
ビットコインとは？
ブロックチェーンや仮想通貨と言えば『ビットコイン』が最も有名です。
ビットコインの特徴を簡単にまとめました。
・2100万枚の発行枚数が決められている
・マイニング報酬は4年ごとに半減していく
※現在は12.5BTCが報酬
→マイナーがどんどん減るのでは？
発行枚数が限られており、価値このまま上がっていけばマイニング報酬が少なくても、マイナーのインセンティブは下がらないと予測されている。
・10分で1個のブロックが生成されるようにプログラムによって難易度調整（ディフィカルティ）されている。
・1ブロックサイズは１MB
→開発者によってブロックサイズを大きくするのか？などたびたび問題になる。
・1秒間に7件の取引を記載することが出来る
・ビットコインのブロックは10分に1つ生成されている
→ライトコインは2分30秒に1つの生成スピードである。
ビットコインの問題
「送金手数料が安く」「早く取引できる」こうした事がメリットでしたが、最近はご存知の通り取引量が増えた結果、マインング手数料がものすごく高騰し、決済に時間がかかる状態になっています。
こうした問題を解決する為に、ブロックサイズを大きくしたり、書き込める情報をより圧縮したりする議論や研究が進んでいます。こうした取引の遅延などに関する問題をスケーラビリティ（拡張性）問題と呼ばれています。
関連記事:
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以上のような問題が解決しないとサトシ・ナカモトがめざした世界は実現しない可能性もあると個人的に考えています。
ビットコインの開発者の間でもビックブロック派とコア派と呼ばれる団体に分かれて、それぞれの目指す世界を構築していっています。
ビットコイン以外の仮想通貨をアルトコインと言いますが、このスケーラビリティを解決する為に作られているものが多いです。
関連記事: ライトコインの値上がり理由は？ライトコインの持つ可能性とは
また、自分の公開アドレスからどれだけ送金されているかなど、見えてしまう為、多額に送金した方や送られた側などは誰かは特定できませんがみればわかってしまいます。こうした観点からすると匿名性はそれほど強くないと言えます。こうした問題を解決する為に匿名性の高い通貨も誕生しました。
関連記事：匿名性の高い仮想通貨とは？メリットやデメリット！Dash,Zcash,Monero,vergeなど・・・
サトシナカモト論文
仮想通貨と聞くと「ビットコイン」というイメージされる方も多いと思います。
このビットコインの開発者がナカモト・サトシです。
気になる方は論文を読むことをお勧めします。→https://bitcoin.org/bitcoin.pdf
日本人みたいな名前ですが、素性は分かっていません。
また、一人なのかグループなのかそういった事も全く分かりません。
サトシ・ナカモトが目指した世界は「金融機関という第三者機関の介在なしで利用者同士が直接オンライン支払いできる仕組みを作るということ」と言えると思います。
ビザンチン将軍問題
ビットコインや仮想通貨を調べると「ビザンチン将軍問題」が取り上げられます。
この問題は遥か昔ビザンチン帝国が存在した際、ある都市を攻略するのに9つの部隊の一斉攻撃が必要で、もし1つの部隊が攻撃しなかった場合は敗北必至な状況でした。
攻め込むか、撤退するかを9人の多数決で決めることになりました。
※帝国を取り囲んでいる為、9人の部隊の代表者が集まって決めることができませんでした。
そこで、各部隊は伝令によって攻めるべきか撤退すべきかの意思表示を行うことにしました。
さて、ここからがポイントです。
伝令によると「4人は攻めるべき」「４任は撤退すべき」と意見が別れました。
残り一人の意見で結論が出ます。
ただ、この一人が何らかの理由（スパイや攻めている国に恨みがある場合）でと裏切り者の可能性があります。
戦で負けるようにするには、攻める意思表示のある部隊には「攻める」、撤退の意思表示がある部隊には「撤退」と意思表示を行います。結果全員で攻めないので負けてしまいます。
この様に複数人で承認して結論を出す場合、不正などでメンバーの合意か取れずトラブルが起こる場合があります。この問題をビザンチン将軍問題と呼びます。
こうした理由で合意が失敗することを「ビザンチン障害」といいます。ブロックチェーンはこうしたビザンチン将軍問題をコンセンサスアルゴリズムによって対策しています。
ブロックチェーンの情報を書き換えようとすると、書き換える予定の前のブロックの内容もすべて書き換えないといけなくなっています。
全てのブロックを書き換える手間を考えると（書き換える事自体は実質不可能）、新しいブロックを生成し手数料が入った方が良いというインセンティブが働くように考えられています。
つまりビザンチン将軍問題の対策がされていると言えます。
まとめ
・ブロックチェーンを定義することは非常に難しいが、イメージするとある「箱の中にデータを書き込みそれがが連なったもの。」
・ブロックチェーンは改ざん不可能、取り消し不可能など様々な特徴がある。
・ブロックチェーンには種類がある。
・ブロックチェーンを使い、有名な仮想通貨はビットコイン
・ビットコイン以外にも多数の種類のコインがある
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