ブロックチェーンは2008年にサトシナカモトによって作られたビットコイントランザクションを記録する台帳技術のことです。
このブロックチェーンの凄さはデータの改ざんがほぼ不可能なことです。
そこで気になるのがなぜ、改ざんが不可能なのか？そもそもブロックチェーンはどのような仕組みで動いているのか？です。
コインチェックは初心者でも直感的な操作ができる優しいアプリを提供しています。
ダウンロード数5年連続No1の実績がある取引所なのでこの機会にぜひ。
Contents
ハッシュ関数
ブロックチェーンは各ブロックにハッシュ値を持っています。そのためデータが変更されるとハッシュ値も変わるために改ざんが容易に検出されます。
ハッシュ関数データは「指紋」
ハッシュ関数はデータを「指紋」のようなものに変える仕組み
ハッシュ関数はデータを「指紋」のようなものに変える仕組みです。
例えば、あなたの名前や住所を入力すると特定の数字や文字の列が出てきます。この列は入力が同じならいつも同じですが、入力が少しでも変わると全く違う列になります。
指紋が変われば改竄はバレる
ブロックチェーンではこのハッシュを使ってデータが改ざんされていないか確認します。例えば、あなたが友達に手紙を送るとき手紙の内容をハッシュ関数に通して「指紋」を作ります。友達が手紙を受け取ったら同じようにその手紙をハッシュ関数に通します。もし「指紋」が一致すれば、手紙の内容が変わっていないことが確認できるでしょう。
もし誰かが手紙を途中で書き換えたらハッシュ関数を通した結果が変わるので、改ざんがすぐに分かってしまいます。
ハッシュ関数はデータが正しいままかどうかを確認するための便利ツールなんですね。
ブロックチェーンでは、これを使ってデータの安全性を守っています。
チェーン構造
各ブロックは前のブロックのハッシュ値を含むため、一つのブロックを改ざんすると後続のすべてのブロックも変更する必要が出てきます。
各ブロックが「指紋」みたいなもの（ハッシュ値）を持つ
多少しつこいですが、また指紋を例えに出してご説明します。
ブロックチェーンでは各ブロックが前のブロックの「指紋」みたいなもの（ハッシュ値）を持っています。これを簡単に言うと、ブロックが一列に並んで手をつないでいるようなものです。
もし誰かが途中のブロックを改ざんしようとするとそのブロックの指紋が変わってしまい、後ろのブロックたちと手がつながらなくなります。
例えば、あなたが友達と手をつないでいるとき誰かが途中で手を離すとみんなが気づきますよね。
それと同じでブロックチェーンでは一つのブロックを改ざんすると、後ろのすべてのブロックも変えないとつながりが崩れてしまうので、データを改ざんすることはとても難しいのです。
ひとつのブロックが変更されるとその後ろのブロックも変更する必要があるってことね。
これがブロックチェーンの安全性を高める仕組みです。
分散型台帳
データはネットワーク内のすべてのノードに分散して保存されるため、一部のノードを改ざんしても全体の整合性を保つことができます。
データをすべてのコンピュータ（ノード）に分散して保存
分散型台帳はデータをネットワークに参加するすべてのコンピュータ（ノード）に分散して保存する仕組みです。これを簡単に説明するとクラス全員が同じノートを持っているようなものです。
もし誰かがノートの内容をこっそり変えようとしても、他の全員のノートと比べてすぐに間違いが見つかります。
例えば、クラスで日直が宿題を書き写すとき、全員がその内容を自分のノートに書き写します。もし誰かがその宿題を変えようとしても他の全員のノートと一致しないためすぐに不正がバレます。
このように、分散型台帳では一部のデータが改ざんされても、他のノードが正しい情報を持っているため全体のデータの正確性（整合性）を保つことができます。
ネットワークに参加しているコンピューターのことをノードって言うんだね。
このノードによってデータの整合性を保つことができています。
P2Pネットワーク
各ノードが取引履歴を共有しデータの信頼性を保つことができます。
みんなが同じ情報を共有している
P2Pネットワークはみんなが同じ情報を持ち合う仕組みです。
例えば、友達同士でお菓子を交換したときにみんなでその記録をノートに書いておくとします。もし誰かが「お菓子をもっともらった」と嘘をついても、他の全員のノートを見れば嘘だとすぐに分かります。
これと同じでP2Pネットワークでは、各コンピュータが取引の記録を持っているのでデータが改ざんされにくく、みんなが安心して情報を信頼できるのです。
コンセンサスアルゴリズム
取引の承認にはネットワーク全体の合意が必要であり、不正な取引は承認されにくい。
参加者全員が取引内容に同意するための仕組み
コンセンサスアルゴリズムはネットワークの参加者全員が取引内容に同意するための仕組みです。
これを簡単に説明すると、みんなで遊ぶゲームのルールを決めるようなものです。例えば、友達とカードゲームをするときみんなでルールを決めてから始めますよね。誰かがルールを破ろうとすると他の友達が気づいて「それはダメだよ」と言います。
ブロックチェーンでも同じで取引が正しいかどうかをネットワーク全体で確認します。もし不正な取引があればみんなでそれを拒否するので、不正が通りにくくなります。
ネットワーク全体で共有されているので安心ですね。
データの安全性と信頼性が保たれます。
電子署名
公開鍵暗号技術により取引の安全性を確保できます。
データの安全性を守るために電子署名はある
電子署名の仕組みはデータの安全性を守るための方法です。
これを簡単に説明すると手紙に特別な印を押すようなものです。例えば、あなたが友達に手紙を送るとき、その手紙にあなたしか持っていない特別な印を押します。
友達はその印を見ることで手紙が本当にあなたから送られてきたものであり、途中で誰かに書き換えられていないことを確認できます。
この特別な印を作るために使うのが公開鍵暗号技術です。この技術は取引やメッセージが安全に送受信されて内容が改ざんされていないことを保証できます。
なんだかブッロクチェーン技術の凄さがわかってきたわ。
電子署名は公開鍵を使ってデータが安全に送受信されるための技術です。
スマートコントラクト
自動化された契約により透明性と信頼性を向上させる。
スマートコントラクトはプログラムにより契約を自動で実行する仕組みです。
具体例として自動販売機を考えてみましょう。商品を選び、代金を投入すると、商品が自動で出てきます。これと同様にスマートコントラクトは事前に決めた条件が満たされると契約を自動で履行します。
例えば、不動産取引では買い手が正しく資金を支払ったときにのみ権利書が渡されるようにプログラム（設定）できます。これにより仲介者を介さずに安全で効率的な取引が可能になります。
スマートコントラクトがインフラに導入されたらえらいことになりそう！
契約を自動で履行できれば仲介者を介さずに安全で効率的な取引ができますね。
耐障害性
一部のノードがダウンしても他のノードがデータを保持し続ける。
耐障害性
耐障害性とはシステムの一部が壊れても全体が動き続ける能力のことです。
例えば、教室で班ごとに宿題をする場合を考えてみると分かりやすいです。5人の班があってそれぞれが宿題の一部を担当しています。もし1人が病気で休んでしまった場合にも他の4人が休んだ人の分も含めて宿題を持っているので班全体としては宿題を完成させることができますよね。
ブロックチェーンではノードと呼びます
ブロックチェーン（コンピューター）の世界でも同じような仕組みがあります。
データを複数の場所（ノードと呼びます）に保存しておくのです。例えば、あなたの大切な写真を3つのパソコンに同時に保存しておくとします。1台のパソコンが壊れても他の2台にはまだ写真が残っているので大切な思い出を失わずに済みます。
ブッロクチェーンでもデータを複数の場所に分散して保存しておくんですね。
そうです。一部が壊れても全体としては機能し続けることができます。これが耐障害性の基本的な考え方です。
高い計算コスト
改竄には膨大な計算リソースが必要となるため改竄を実行するのは途轍もなく困難。
ブロックチェーンではデータを変えるのがとても難しくなっています。これは、高い計算コストが必要だからです。
簡単に言うと、ブロックチェーンは大きなパズルのようなものです。一つのピースを変えようとするとそれに関連する全てのピースも変えなければなりません。
例えば、100個のブロックがつながっているとします。3番目のブロックの情報を変えたいとしましょう。
すると、3番目から100番目までの全てのブロックの情報も変える必要があります。
コンピューターを使ってもこの作業には膨大な時間と電力が必要です。
今までのブロックの繋がりを考えると100％不可能なレベルじゃないですか。
はい。この作業には膨大な時間と電力が必要ですので、理論的には可能ですが、現実的ではありません。
データを変えるのに必要な労力があまりにも大きい
このように、データを変えるのに必要な労力があまりにも大きいためブロックチェーンのデータは安全に保たれます。悪い人がデータを勝手に変えようとしても、その労力と費用があまりにも大きすぎて実際にはほぼ不可能なのです。
これが、ブロックチェーンが安全だと言われる理由の一つです。高い計算コストがデータの安全性を守っています。
データの一貫性
ネットワーク全体で同じデータを共有するために改ざんがあればすぐに検出されます。
データの一貫性とはネットワーク全体で同じデータを共有することで改ざんがあればすぐに検出できる仕組みです。
例えば、ブロックチェーンを考えてみると分かりやすいです。
参加者全員が同じ取引履歴を持つ分散型の台帳なので、もし誰かがデータを改ざんしようとするとその変更は他の参加者の持つデータと一致しなくなります。そのためすぐに不正が検出されます。
データの一貫性を保つことで信頼性の高いシステムを構築できます。
ナンスの使用
ブロック生成時にナンスを用いることで特定の条件を満たすハッシュを見つける必要があり、改ざんが難しくなります。
ナンスはブロック生成時に使われる特別な数字
ナンスはブロックチェーンで新しいブロックを作るときに使われる特別な数字です。
例えば、宝探しゲームのように考えてみましょう。プレイヤーは特定の条件を満たす宝を見つける必要があります。
ナンスはその条件を満たすために使われ正しいナンスを見つけると新しいブロックが作成されます。
ナンスはブッロクチェーンを作るときに必要な数字ってことね。
ナンスを変えないと新しいブロックを作れないので、データの改ざんが難しくなりますね。
タイムスタンプ
各ブロックにタイムスタンプが付与され時系列での整合性が保たれる。
タイムスタンプはブロックチェーンで各ブロックに日付と時刻を記録する仕組みです。
データがいつ追加されたかを確認でき、時系列での整合性が保たれます。例えば、日記帳に毎日の日付を書き込むようなものです。
もし誰かが過去の日記を改ざんしようとすると日付がずれるのですぐに不正が発覚します。
ビットコイン上にデータを刻むと日付と時刻が記録されるのはこのためですね。
はい。タイムスタンプはデータの改ざんを防ぎ信頼性を高める役割を果たします
不変性
一度記録されたデータは変更できないため改ざんが困難です。
不変性とは一度記録されたデータが変更できない性質のことです。
例えば、日記に書いた内容を消せないインクで書くようなものです。ブロックチェーンでは各データが過去のデータとリンクされており、変更しようとすると全体の整合性が崩れます。
例えば、NFT（非代替性トークン）はブロックチェーン上に記録されており、その情報は変更できないため信頼性が高まります。
ビットコインNFTはまさに唯一無二のデジタルアート（NFTアート）ってことね。
ブッロクチェーン（ビットコイン）に刻まれたものは永久的に変更できません。
検証の容易さ
改ざんがあれば容易に検出できるデータ構造を持っている。
検証の容易さとはデータが改ざんされていないかを簡単に確認できる仕組みのことです。
例えば、ブロックチェーンでは各データがチェーンのように繋がっており、もし誰かがデータを改ざんしようとするとその変更は他のデータと一致しなくなります。
改ざんの検出が簡単に行える構造はまさにブロックチェーンのようなデータ構造にあるからこそです。
データの信頼性を高めることができるブロックチェーンはまさに革新的な技術です。
信頼性の確保
すべての参加者が同じ台帳を持ち信頼性を確保できる。
信頼性の確保とはすべての参加者が同じデータを持つことでデータの正確さを保証する仕組みです。
例えば、ブロックチェーンでは各ネットワーク参加者が同じ取引履歴を持つため、誰かがデータを改ざんしようとしても他の参加者のデータと一致しなくなります。
ブッロクチェーンはこうした仕組みにより中央の管理者がいなくても、データの正確性が保証されます。
自己組織化
中央管理者が不要で各ノードが自律的に動作する。
自己組織化とはシステムが中央の管理者なしで各部分が自律的に動作する仕組みです。
例えば、鳥の群れが空を飛ぶときリーダーがいなくても全体として秩序を保ちながら動きます。
各鳥が近くの鳥の動きを見て調整することで全体がまとまった行動を取ります。
このように、自己組織化では個々の要素が自分の判断で動くことで全体の調和が保たれます。
透明性の向上
取引履歴が公開されており誰でも確認可能です。
透明性の向上とは取引履歴が公開されているため誰でも確認できる仕組みです。
例えば、ブロックチェーンを使ったビットコインではすべての取引が公開されているために誰でもネット上でその履歴を確認できるのです。
つまり、不正が行われていないかを誰でもチェックできるため信頼性が高まります。
例えば、寄付金の使い道を透明にするためにブロックチェーンを利用することで寄付者は自分のお金がどのように使われたかを確認できます。
セキュリティー技術の組み合わせ
ブッロクチェーンには暗号技術や電子署名などの複数のセキュリティー技術が組み合わされている。
セキュリティー技術の組み合わせとは複数の技術を使って安全性を高める方法です。
例えば、暗号技術と電子署名を組み合わせることでデータの改ざんやなりすましを防ぎます。
暗号技術はデータを読めないようにして電子署名はそのデータが本物であることを証明します。
技術の組み合わせを活用してオンラインでの取引や文書のやり取りを安全に行うことができます。
最後に
今回はブロックチェーンで改竄が不可能な理由を例文を踏まえて誰にでも分かるようにご紹介してきました。
ブロックチェーンが安全だと言われる理由が今回の記事で多少理解して頂けたのではないでしょうか。
ビットコイン（ブロックチェーン）の安全性が理解できたらビットコイン投資を始めてみるのもいいでしょう。
DYOR！！
この記事は5分で読めます。ブロックチェーンの安全説について知りたい方はこのままお読みください。