ブロックチェーンとは。次世代の社会基盤をつくる革新的な技術を解説!

ブロックチェーンは、簡単に説明すると「取引履歴を暗号技術によって過去から1本の鎖のようにつなげるかたちで記録する」仕組みです。

ビットコインなどの仮想通貨から始まりましたが、その応用範囲は広がりを見せています。

改ざん防止やシステム障害に強いため、社会基盤をつくる革新的な技術として、金融、医療、不動産、供給チェーン管理などさまざまな分野で活用されています。

本記事では、私たちの未来を変えていく技術であるブロックチェーンについてわかりやすく解説します。

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ブロックkチェーンとはTOP画像

ブロックチェーンの概要や基本原理を理解しよう

まずはブロックチェーンの基本について押さえておきましょう。

ブロックチェーンとは

ブロックチェーンは、分散型台帳技術と呼ばれる、複数の参加者が共有するデータベースを効果的に管理するための仕組みです。

従来の中央集権型のデータベースとは異なり、ネットワーク上のノードが情報を分散して管理されています。

ブロックチェーンと中央集権型の違いの解説図

情報はブロックと呼ばれる小さな単位となっており、それらのブロックが過去のトランザクションとリンクされて鎖状になっていることから「ブロックチェーン」と呼ばれています。

このブロック同士がハッシュを使った相互認証で高い信頼性を確保していることから仮想通貨や金融などでも使われています。

仮想通貨については、以下の記事でマイニングについて解説しています。

分散型台帳技術の仕組み

ブロックチェーンで使われる分散型台帳技術には、根幹に以下のような要素が関連しています。

分散性

中央機関や管理者は存在せず、ネットワーク上のノードで分散管理されるため、耐障害性や信頼性が高い。

不変性

それぞれのデータのブロックはハッシュによって変更がすぐに検知できるようになっており、信頼性が確保されている。

透明性

分散型台帳ではすべてのノードで情報が共有されることで透明性を高めている。

相互運用性

分散型台帳では、それぞれのノードがネットワークで接続され、相互に連携し認証を行うことで信頼性を高めている。

ブロックチェーンで使われる分散型台帳では、こうした要素が絡み合って信頼性を高めています。

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ブロックチェーンの種類と活用事例

単にブロックチェーンと言ってもいくつかの種類があり、それぞれ利用用途が違います。

本章では、ブロックチェーンの種類や活用事例を紹介します。

ブロックチェーンの種類

ブロックチェーンには、目的や使用状況に応じていくつかの種類に分けられます。

以下では、主な4つの種類のブロックチェーンを紹介します。

パブリック・ブロックチェーン

一般のユーザーがアクセス可能なネットワーク上で運用されるもの。

イーサリアムやビットコインなどの仮想通貨もこれに該当する。

プライベート・ブロックチェーン

特定の企業や組織などで使われる閉じられたネットワーク内で運用される。

セキュリティなどの管理もやりやすく、招待制で運用される。

コンソーシアム・ブロックチェーン

特定の組織や団体で共同で管理や運用が行われる。

団体でルールなどが決められるので、信頼性やセキュリティが高まる。

ハイブリッド・ブロックチェーン

パブリックとプライベートの両方のブロックチェーンの特徴を組み合わせたもの。

一般に公開されるものと特定の人や組織だけに公開される部分とに分けて運用される。

ブロックチェーンの活用事例

ブロックチェーンがどのように使われているのか、実際の活用事例をご紹介します。

ルノーの事例

2020年9月にルノーはブロックチェーンを使ったプロジェクトを開始したと発表した。

自動車のサプライチェーンをブロックチェーンに移行することで、追跡を容易に行うことができる。

設計から生産に至るすべての自動車部品のコンプライアンスを認証できるようにするのが目的。

福岡県飯塚市の事例

福岡県飯塚市では、産学官での連携を図りながらブロックチェーン技術を活用したまちづくりとして、企業支援やIT企業の誘致などまちづくりの取り組みをしている。

参考:飯塚市ブロックチェーン推進宣言

他にも、ブロックチェーンを活用したさまざまな取組みが世界中で行われています。

ブロックチェーン活用のメリットやデメリット

ブロックチェーン技術は、新たな社会基盤につながるような革新的なものです。そしてさまざまな優れた点を持つブロックチェーンには、逆にデメリットとなるような面もあります。ここでは、それらについて見ていきましょう。

ブロックチェーンのメリット

ブロックチェーンの持つ優れた側面について見ていきましょう。

ブロックチェーンには、以下のようなメリットがあります。

    • 高い信頼性とセキュリティ
    • データの改ざんや隠蔽が難しい透明で公平な環境の実現
    • 中央集権的な仕組みの脱却と開かれたイノベーションの誘発
    • スマートコントラクト機能などによる効率性の向上、金融の迅速な取引の推進
    • 低コストでの透明性の高い金融取引の実現
    • 新たなビジネスモデルの創出につながる可能性がある

ブロックチェーンのデメリット

ここでは、ブロックチェーン活用のデメリットを整理してみましょう。

    • 大量処理を実現するスケーラビリティに課題がある
    • 機密性や個人情報保護などプライバシーに懸念がある
    • 膨大な計算処理を行うケースがありエネルギー消費が高い
    • 法整備が不十分である

このようにブロックチェーンの活用には、メリットもあればデメリットもあることを理解しておきましょう。

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ブロックチェーンと従来型のデータベース

多くの情報を蓄積し活用していく技術には、ブロックチェーン以外に従来から幅広く使われてきた従来型データベースがあります。

ブロックチェーンと従来のデータベースにはどのような違いがあるのでしょうか。

そして、両者の連携は可能なのでしょうか。

ブロックチェーンと従来のデータベースの違いとは

ブロックチェーンと従来のデータベースにはいろいろな面で違いがあります。

項目ブロックチェーン従来のデータベース
データの管理形態分散管理により、単一障害点が存在しない中央のデータベースが管理
透明性や改ざん取引などの透明性が高く、改ざん防止なども高性能ブロックチェーンより機能が低い
不可逆性データに不変性があり、変更が難しい修正や削除が用意でデータの不可逆性が低い
コンセンサスネットワーク上のノードの合意で行うコンセンサスアルゴリズムに依存中央で決めるので合意が不要
契約の自動処理スマートコントラクトによる自動処理が可能自動処理が難しくプログラミングで制御される

ブロックチェーンと従来のデータベースの連携

ブロックチェーンも従来のデータベースにもそれぞれ強みがあります。

それぞれのメリットを活かしつつ連携させるには、両者を組み合わせるハイブリッドアーキテクチャと呼ばれる手法があります。

ハイブリッドアーキテクチャは、以下のような方法で実現することができます。

オラクルの活用

ブロックチェーンにおけるオラクルは、ブロックチェーン上のスマートコントラクトに外部のデータを伝達する役割を果たす。

ブロックチェーンは、その性質上、閉じたシステムであり、外部のデータにアクセスする機能を持っていないが、オラクルを利用することで外部世界のデータ(例えば天気情報、株価、経済指標など)と連携することが可能。

オラクルサービスであるChainlink、Band ProtocolなどのAPIを使うことで実現可能。

ハッシュの活用

従来のデータベースでの変更をハッシュとしてブロックチェーンに保存するなどの連携を行う。

ハッシュは任意の長さのデータを固定長の一意的な文字列(ハッシュ値)に変換する関数のため、一意性・不可逆性・高速計算などの特性を活かすことで、ブロックチェーンと従来のデータベースの間のセキュリティとデータの不変性を確保するハイブリッドアーキテクチャを実現する。

サイドチェーンの活用

ブロックチェーンとは、別の追加のブロックチェーン(サイドチェーン)上で実行されるスマートコントラクトを通じて、従来のデータベース内のデータを条件に基づいて自動的に更新する。

これによりブロックチェーンの自動化とセキュリティのメリットを、データベースの操作に活用することができる。

これらの方法を使うことで、ブロックチェーンと従来のデータベースとの連携を行うことが可能となります。

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ブロックチェーンがもたらす社会基盤と未来

ブロックチェーンは、仮想通貨のみならず私たちの社会基盤を大きく変えていく可能性を秘めています。

最後にブロックチェーンがもたらす未来の可能性について見ていきましょう。

    • 分散型金融システムにより、従来の金融機関を通さない分散型取引や保険等が可能となり金融サービスがより自由に行われるようになる。
    • IoTなどにも応用され、エネルギー効率の最適化、交通制御、公共サービスの提供などが効率的に行われ、市民生活の向上が実現される。(スマートシティの実現)
    • 分散型アーキテクチャによってデータの安全性とプライバシー保護が強化され、オンラインでの取引や情報共有が安全かつ透明に行われる。
    • 知的財産やデジタルアセットの管理で透明性と信頼性が確立されることで、クリエイター活動などが活発になる。

他にも、ブロックチェーンの発達によってさまざまなことが変化し、活発化していくことでしょう。

まとめ

仮想通貨で話題となったブロックチェーン技術

しかし、ブロックチェーンは単に仮想通貨の基幹技術というだけでなく、私たちの社会基盤を大きく変革させる可能性を秘めたものです。

ブロックチェーン技術は、改ざん防止やシステム障害に強いため、社会基盤をつくる革新的な技術として金融から医療、物流まであらゆる産業で利用されています。

しかしながら利用の際には、不正防止や透明性の確保などのメリットもあれば、プライバシー保護や技術的な制約などのデメリットがあり、それらを認識しつつバランスを取ることが重要となります。

今回解説したブロックチェーン技術は、単なる仮想通貨に使われる技術というだけでなく、新たな社会の礎として着実に進化し続けることでしょう。

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