初心者のためのブロックチェーン: 知っておくべきすべて

もしあなたが分散型技術の世界に新しいのであれば、圧倒されるような多くの質問があるかもしれません。ブロックチェーンとは正確に何ですか？どのようにして取引を保証するのですか？そして、なぜそれが暗号通貨にとってそれほど重要なのですか？このガイドでは、ブロックチェーン技術の基礎を基本からより複雑なメカニズムまで旅するお手伝いをします。

ブロックチェーン: データ伝送の革命

ブロックチェーン技術は、私たちがデータを保存し、共有する方法を変えました。従来のデータベースが単一の組織によって管理されるのに対し、ブロックチェーンはコンピュータのネットワークを通じて機能します。各コンピュータはノードと呼ばれ、すべてのデータのコピーを保持しているため、ネットワークの承認なしに情報を操作できる単一の当事者はいません。

ビットコインの基盤としてのスタートから、ブロックチェーンはサプライチェーン管理、医療、投票、そして多くの他の分野を含むまでに拡大しました。しかし、この技術を特別なものにしているのは何でしょうか？最も重要なのは、分散化、透明性、不変性という3つの特性の組み合わせです。

ブロックチェーンをブロックチェーンにするものは何ですか？

ブロックチェーンは基本的に特別な種類のデータベースであり、分散ネットワーク内の何千ものコンピュータによって保存および維持されるデジタル台帳です。データはブロックに整理され、時系列で連結され、高度な暗号技術によって保護されます。

この構造の主な機能:

データがブロックチェーンに追加されると、それを変更することはほぼ不可能です。各ブロックには、ハッシュと呼ばれるユニークな識別子(が含まれており、前のブロックのハッシュも含まれています。誰かがブロックを変更しようとすると、すべての後続のブロックに影響が及びます。この変更はネットワーク全体に即座に可視化されることになります。

分散型の性質は、仲介者が必要ないことを意味します。ユーザーは銀行や他の仲介者を介さずに、直接取引を行うことができます。これにより、中間のタイミングとそれに伴うコストが削減されます。

ほとんどのブロックチェーンはオープンで公共であり、誰でもトランザクションやブロックデータを見ることができます。この透明性は信頼を生み出しますが、一方で匿名性はアイデンティティのドル化ではなく、暗号技術を通じて扱われることを意味します。

ブロックチェーンの歴史

ビットコインがブロックチェーンを有名にする前、その概念は学術研究に隠されていました。1990年代初頭、コンピュータ研究者のスチュアート・ハバーと物理学者のW・スコット・ストーネッタは、デジタルドキュメントを不正な変更から保護するための方法として、ブロックの暗号化されたシーケンスを実験しました。彼らの研究は、データセキュリティについての全く新しい考え方の扉を開きました。

このアイデアに基づいて、暗号学や計算機科学の他の人々がすぐに続けて作業を始めました。その結果、中央銀行や政府なしで運営できる最初の暗号通貨であるビットコインが誕生しました。それ以降、ブロックチェーンはニッチな技術から、金融業界を超えた産業に影響を与えるグローバルなムーブメントへと進化しました。

ブロックチェーンの実践的な仕組み

ブロックチェーン取引の背後にあるプロセスを理解することは、この技術を完全に把握するために重要です。

ステップ1：トランザクションが開始されます

他の人に暗号通貨を送るとき、ネットワークにメッセージを送信します。このメッセージには、送信者、受信者、金額、および送信時刻などのすべての関連情報が含まれています。

ステップ2：検証が行われる

ネットワーク内の各ノードは、取引を受信し、それを検証します。彼らは、送信者が実際に送信される資金を所有していることを、過去の取引を調べることで確認します。また、署名が本物であることも確認します。これは、送信者が取引を承認したことを示す暗号的な確認です。

ステップ3: ブロック生成

検証されたトランザクションは、新しいブロック内の他の検証されたトランザクションと一緒にグループ化されます。各ブロックには次のものが含まれます:

• トランザクションデータ )各トランザクションの詳細(
• タイムスタンプ )ブロックが正確に作成された時刻(
• 暗号学的ハッシュ )ユニークフィンガープリント(
• 前のブロックのハッシュ ) がチェーンを作成する (

ステップ4: ネットワークコンセンサス

ここで興味深いことが起こります。このブロックをブロックチェーンに追加するためには、ネットワークの参加者がその正当性に同意する必要があります。これはコンセンサスメカニズムを通じて達成されます。これは、ネットワークの大多数がブロックを承認することを保証する一連のルールです。

ステップ5: ブロックがチェーンに追加されます

コンセンサスが達成されると、ブロックはブロックチェーンに追加されます。各新しいブロックが前のブロックを参照するため、最初のブロックであるジェネシスブロックまでの全履歴を追跡できます。

ステップ6: 完全な透明性

ブロックチェーンの最大の利点の1つは透明性です。誰でもブロックチェーンを検査し、これまでに行われたすべてのトランザクションを見ることができます。送信者、受信者、金額、タイムスタンプを確認できます。この透明性により、トランザクションを偽造することが非常に難しくなります。

ブロックチェーンにおける暗号技術の役割

暗号技術はブロックチェーンの神経系のようなものであり、すべてが正しく誠実に機能することを保証します。

重要な暗号学的プロセスであるハッシュ化は、任意のデータ量を固定長のテキスト文字列に変換します。これらのハッシュ関数には、2つの重要な特性があります:

衝突耐性: 同じハッシュを生成する2つの異なるデータセットを見つけることは実質的に不可能です。確率は天文学的に小さいです。

ラビーネ効果: 入力データの最小の変更でも、出力が劇的に異なる結果をもたらします。たった1つの文字の大文字小文字を変更するだけで、ハッシュが完全に変わります。

ハッシュ関数は一方向性であり、ハッシュから元のデータを逆算することはできません。これは、データが一度ハッシュ化されると、元に戻すことができないことを意味します。

別の重要な技術は公開鍵暗号です。各ユーザーには2つの鍵があります：秘密鍵)は秘密に保持し(、公開鍵)は誰でも見ることができます(。取引を開始する際には、秘密鍵で取引に署名し、デジタル署名を作成します。他の人はあなたの公開鍵を使用して、あなたが本当に取引を承認したことを確認できます。このシステムは、あなた自身だけが取引を承認できることを保証し、誰でもその真実性を確認できます。

コンセンサスメカニズム: ノードが合意する方法

分散型ネットワークでは、何千ものコンピュータが独立して動作していますが、すべてのコンピュータが現実を同じように認識することをどのように保証するのでしょうか？その答えはコンセンサスメカニズムにあります。

コンセンサスメカニズムは、ネットワーク内のすべてのノードが何が真実であるかに合意できるようにするルールベースのシステムです。これがなければ、混乱が生じます - 一部のノードはブロックチェーンの異なるバージョンを持つ可能性があり、取引が複数回記録される可能性があるか、悪意のある行為者が偽の取引を持ち込む可能性があります。

) プルーフ・オブ・ワーク：オリジナルアプローチ

プルーフ・オブ・ワークはビットコインによって導入され、現在でも最も知られているコンセンサスメカニズムです。

PoWでは、ネットワークのマイナーが非常に複雑な数学的な謎を解くために競争します。謎を最初に解いたマイナーは、次のブロックをブロックチェーンに追加することができ、報酬として新しく発行された暗号通貨と取引手数料を受け取ります。

このプロセスはマイニングと呼ばれ、膨大なコンピュータの処理能力とエネルギーを必要とします。しかし、まさにそれがシステムを安全にしているのです。ブロックをハッキングするには、悪意のある行為者がすべての数学的問題を再び解決する必要があります。これは実質的に不可能なタスクです。

ステークの証明: より効果的な方法

イーサリアムなどの新しいブロックチェーンは、PoWのエネルギー消費が問題であることを認識した後、Proof of Stakeに移行しました。

PoSでは、エネルギーを大量に消費するマイニングはありません。代わりに、バリデーターは、ネットワークに「ステーク」###担保としてロックされた暗号通貨の量に基づいて選ばれます。バリデーターが誠実に行動し、ブロックを正しく検証すると、報酬として手数料を得ることができます。彼らが不正を試みると、ステークされた資金の一部を失います。

PoSはリソースの消費がかなり少ないですが、それはまた、裕福な参加者がより多くの影響力を持つことを意味します—開発者が慎重にナビゲートしなければならないトレードオフです。

( アンド コンセンサスメカニズム

PoWやPoSの他にも多くのバリエーションがあります:

Delegated Proof of Stake )DPoS### は PoS に似ていますが、トークン保有者はすべての人が検証できるのではなく、より少ないセットの委任されたバリデーターに投票します。

権限証明 (PoA) は、知られた信頼できる個人または組織がブロックを検証することを許可します。これは、プライベートまたはセミプライベートのブロックチェーンでよく機能します。

各メカニズムには、ネットワークの目標に応じて利点と欠点があります。

ブロックチェーンの種類

すべてのブロックチェーンが同じように作られているわけではありません。誰がアクセスできるかに基づいて異なる場合があります：

パブリックブロックチェーンは完全にオープンです。誰でも参加し、取引を検証したり、ノードを立ち上げたりすることができます。ビットコインやイーサリアムがその例です。これらは分散型で、透明性があり、検閲に対して強靭です。

プライベートブロックチェーン は、単一の組織またはグループによって運営されます。承認された参加者のみがアクセスできます。これらは、企業が機密データの保存やサプライチェーン管理などの内部目的で使用することがよくあります。

コンソーシアムブロックチェーン はハイブリッドソリューションです。複数の組織が共同でネットワークを構築および管理します。一部は公共であり、他はプライベートであり、ニーズに応じて異なります。

ブロックチェーンは何に使われるのか？

( 暗号通貨とグローバル送金

それが元々のユースケースであり、今でも強力です。ブロックチェーンは仲介者なしでピアツーピア取引を可能にし、つまり国際送金がより迅速かつ安価になります。ビットコインや他の数千の暗号通貨はこの可能性に基づいて構築されています。

) スマートコントラクトと分散型アプリケーション

スマートコントラクトは、特定の条件が満たされると自動的に実行されるプログラムされた契約です。Ethereumはこのアイデアを普及させ、従来の銀行なしで借りたり、貸したり、取引を行うことができる分散型金融プラットフォーム###DeFi###への扉を開きました。

( 資産のトークン化

実物資産—不動産から美術品まで—はブロックチェーン上でデジタルトークンに変換できます。これにより流動性が向上し、より多くの人々が投資機会にアクセスできるようになります。

) デジタルアイデンティティ

ブロックチェーンは、安全で改ざん不可能なデジタルアイデンティティを作成することができます。私たちの生活がよりデジタル化されている世界では、これは個人情報を保護するために決定的なものになる可能性があります。

確保された投票

ブロックチェーン上で投票を登録することにより、各投票が正確にカウントされる透明で改ざん防止の選挙システムを構築することができます。

サプライチェーンマネジメント

企業はブロックチェーンを使用して、製品を生産から販売まで追跡できます。各取引や商取引は記録され、プロセス全体の完全で改ざん不可能な履歴が作成されます。これは、真正性と品質を確認するために特に価値があります。

最後の考え

初心者向けのブロックチェーンは複雑に見えるかもしれませんが、その本質はシンプルです：それはデータを記録するための分散型、透明性があり、安全な方法です。暗号技術、非中央集権、合意メカニズムの組み合わせが、どの単一の当事者も操作できないシステムを作り出します。

暗号通貨の技術としての控えめな始まりから、ブロックチェーンはほぼすべての産業に影響を与えるまでに進化しました。技術が成熟し、よりユーザーフレンドリーになるにつれて、さらに多くの革新的な用途が現れることが予想されます。暗号通貨に興味があるか、一般的な技術に興味があるか、単にデータ管理の未来を理解したいだけの場合でも、ブロックチェーンを理解するために時間を投資する価値があります。