ブロックチェーンとは？注目の新技術を初心者にもわかりやすく解説

ブロックチェーンは、仮想通貨ビットコインとともに開発された技術です。管理者のいないP2Pネットワークにおいて、情報の正確性や透明性を担保できる技術として注目を浴びました。その後、仮想通貨以外の分野にもブロックチェーンの技術は応用されています。本記事では、ブロックチェーンの概要や注目された背景、メリット・デメリット、活用事例などについて紹介します。

 

目次

 

 

 

ブロックチェーンの基礎知識

ブロックチェーンとは、一箇所ではなく分散型のコンピュータネットワークに、取引の最初から最後まで、すべての順序を記録する技術です。分散型台帳技術の一種で、正確性と信頼性を担保しやすい特徴があります。ブロックチェーンが登場する以前は、中央集権型の情報管理が主流でした。中央集権型の情報管理とは、取引データを一箇所のデータベースに、そのまま保存していることをいいます。ブロックチェーンは、取引処理が実行されるとその記録が残ります。この記録のことは、トランザクションと呼ばれます。複数のトランザクションは、ブロックと呼ばれる単位にまとめられ、そのブロックが取引情報として積み重なっていきます。ブロックが作成される際に、最後のブロックとつながって保存されるのが特徴です。つまり、どんどんと積み重なるブロックは前後で鎖状（チェーン）につながっていくため、取引記録が時系列に残されます。ブロックチェーン技術のわかりやすい例が、ビットコインです。ビットコインは、2008年に誕生した仮想通貨。その取引履歴は、ブロックチェーン技術によって記録されています。取引情報の改ざんが難しいため、二重払いやなりすましができないようになっています。

 

ブロックチェーンの特徴

ブロックチェーンは、従来の中央集権型の仕組みと比べて、どのような違いがあるのでしょうか。ブロックチェーンの特徴を詳しく見ておきましょう。

 

●特定の管理者やサーバに依存しない

ブロックチェーンは分散型のネットワークにデータをそれぞれ管理し、複数の端末間で通信を行うP2Pテクノロジーのネットワークで構成されています。P2Pに参加するコンピュータは「ノード」とも呼ばれます。主に仮想通貨の取引を行うブロックチェーンでは、一箇所にシステムを置くのではなく、ユーザー同士でシステムを管理しあう構造になっています。そのため、特定の管理者やサーバに依存することがなく、1つのノードが壊れたからといって、ブロックチェーン技術を活用する仮想通貨の取引が停止するようなことはありません。

 

●壊すことがほぼ不可能なネットワークである

ブロックチェーンは一部のデータが削除されても、そのほかのノードに同一のデータが保存されているため復旧が可能です。ブロックチェーンを完全に止めるには、データを共有するすべてのノードを同時に壊さなければなりません。そのため、事実上、ブロックチェーンのネットワークを破壊することは不可能といえます。

 

●ハッシュ関数でデータをチェーン状につなげている

ブロックチェーンのデータには、ハッシュ関数が利用されています。ハッシュ関数とは、基となるデータから不規則な文字列（ハッシュ値）を生成する関数です。ハッシュ関数は、生成されたハッシュ値から、基のデータを読み取ることができません。つまり、不可逆性を持つというのが大きな特徴です。ブロックチェーンでは、前のブロックのハッシュ関数が、次のブロックに含まれています。これを繰り返すことでデータをチェーンのように連結させています。

 

ブロックチェーンの成り立ちと注目されている背景

ブロックチェーンが作られた理由やなぜ注目されているかを、ビットコイン（仮想通貨）やブロックチェーン技術の広がりとあわせて紹介します。

 

●ブロックチェーンの起源は仮想通貨にある

ブロックチェーン技術が開発された背景には、仮想通貨「ビットコイン」の登場があります。ビットコインとは、2008年に誕生した仮想通貨（実体を持たないネット上て使われるお金）のことです。「サトシ・ナカモト」と呼ばれる匿名の人物が、インターネット上に投稿した論文から開発された通貨として知られています。その管理手法として開発されたのが、ブロックチェーン技術です。ブロックチェーン技術は、P2P（ピアツーピア）ネットワークというサーバを介さないPC同士のネットワークでやり取りされています。P2Pは、サーバにデータやアクセスが集中しないため、ビットコインの取引に参加したい方が増えても安定して市場を形成できるのが強みです。

 

●優れたセキュリティ・管理体制が評価されている

先述したように、ブロックチェーンではP2Pネットワークを使用しているためサーバがありません。そのため、個々の機器にトラブルが生じても、ネットワークに参加しているほかの機器には影響が出ないようになっています。また、やり取りされている情報は、ハッシュ関数によって記録されているため、そう簡単には改ざんはできません。情報の管理も、管理者がそもそもいないケースと管理者の許可制のケースがあり、不正を行いにくい環境になっています。

 

●フィンテックを推進する技術として注目されている

フィンテックとは、金融（Finance）と技術（Technology）を組み合わせた言葉です。金融や保険などの分野にIT技術を用いたものを指します。金融（銀行や証券）、保険のやり取りでは、個人情報や取引情報の機密性が重要です。そこで、情報暗号化と透明性を確保できるブロックチェーン技術が注目されています。また、サーバを擁しないことから、大量のデータを処理できる特徴や、管理者でなければネットワークのルールを変更できないセキュリティ面などから、ブロックチェーンはフィンテックを支えるのに適した技術といえます。

 

●金融以外の分野でも実用化が試みられている

フィンテックだけでなく、様々な分野にブロックチェーン技術が取り入れられています。例えば、不動産契約です。例えば、投資用物件は取引履歴や所有者の情報などは、これまで各不動産会社や投資家などが、それぞれで管理していました。売買が盛んになれば、それだけやり取りの情報も増えていくため、情報の管理が煩雑になっていきます。そうした情報を自動的にまとめ、透明性も保持できるということで、ブロックチェーンが利用されています。そのほか、医療やカーシェアなどの分野でも、活用されています。

 

ブロックチェーンの種類

ひとくちにブロックチェーンといっても、パブリック型、プライベート型、コンソーシアム型の3種類に分かれます。

 

種類	大まかな概要	主な用途
パブリック型	管理者が存在せずに誰でも参加できる	仮想通貨
プライベート型	1つの企業が管理の権限を持ち、参加に管理者の許可が必要となる	銀行間の取引や証券取引など
コンソーシアム型	複数の企業が管理の権限を持ち、参加に管理者の許可が必要となる	銀行間の取引や証券取引など

 

それぞれの違いは表のとおりですが、端的にいえば「管理者の有無」によってブロックチェーンの種類が分かれる仕組みです。それぞれの詳細を解説します。

 

●パブリック型

パブリック型は、管理者がいないブロックチェーンです。ビットコインのような仮想通貨においては、主にパブリック型のブロックチェーンが用いられます。情報がすべて開示されているため、透明性が高いのが特徴です。一方で、ブロックチェーンのルールを変更したい場合は、管理者がいないことで合意形成が難しいといった面を持ちます。加えて、プライベートな情報も公開されてしまうため、個人情報のような気密性の高い情報のやり取りには向かないデメリットがあります。一般的に、ブロックチェーンといえばパブリック型を指すことが多いため、開発や外注の際はどのタイプを希望しているか伝えるようにしましょう。

 

●プライベート型

プライベート型は、パブリック型と違いブロックチェーンの管理者がいます。また、利用できるのも不特定多数ではなく管理者から許可された方だけです。分散型ではなく中央集権型に近い形ですが、ブロックチェーンの技術を用いていることから、プライバシーや個人情報を保護・管理しやすく、パブリック型ではやり取りが難しかった情報の管理が行えるのがプライベート型のメリットです。また、管理者がいるため、ルールや設定もスムーズに変更できます。

 

●コンソーシアム型

コンソーシアム型は、パブリック型とプライベート型の特徴を併せ持つタイプです。許可された方しか利用できないのはプライベート型と同じですが、管理者が複数いる点が異なります。また、コンソーシアム型はプライベート型と同様に特定の方しか参加していないため、プライバシーを保護しやすいことがメリットです。しかし、管理者が複数いるため、ルールや運用方針を変更する際にはプライベート型よりも合意形成に時間がかかります。また、複数企業が合同でプラットフォームを作成するケースもあるため、開発段階から他社との連携が必要となる場合があります。

 

ブロックチェーンのメリット

ビットコインのためのシステムだったブロックチェーンが、広く活用されるようになっています。このように急成長した理由は、ブロックチェーンに大きなメリットがあるためです。

 

●データの書き換えや改ざんがほぼ不可能

ハッシュ関数によって実現しているブロックチェーンは、少しでもデータが変われば、それまでにあった値とは異なるハッシュ値が生成されるようになっています。ハッシュ値が変わると、対象となるデータのブロックの内容も変わり、分散されているすべてのコンピュータでも更新されるので、悪意のある改ざんが行われた場合にはすぐに気づくことができます。

 

●システム障害やハッキングに強い

ブロックチェーンは、分散型のネットワークにデータをそれぞれ管理していることが特徴です。サーバやデータベースを持つ中央集権型のシステムは、不具合や攻撃によってサーバがダウンしてしまうと、システム全体の稼働も停止してしまいますが、ブロックチェーンの場合はデータが分散しているため、システム障害や一部のノードが停止しても稼働し続けます。また、ブロックチェーン（パブリック型）は、データを管理している特定の機関が存在しません。権限が一箇所に集中していないので、ハッキングする場合には分散されたすべてのノードのデータにアクセスしなければいけません。そのため、外部からのハッキングに強いシステムといえます。

 

●取引コストが安い

ブロックチェーンを利用した仮想通貨の場合、特定の金融機関を介さないため手数料などのコストが安いことも大きなメリットです。一般的に、海外に現金を送金する場合には、多額の手数料が必要になります。しかし、ブロックチェーンを活用した仮想通貨を海外へ送金するのであれば、銀行を通さずにユーザー同士が直接送金できるため、最小限の手数料で済みます。

 

●管理運用コストが安い

データの改ざんが難しいながら、情報を公開できるのがブロックチェーンの強みです。これまで、情報公開までにデータの管理に大きな手間がかかっていた場合、それらを削減できます。また、以下で説明する「スマートコントラクト機能」によってやり取りの自動化も可能なため、より管理運用にかかるコストを削減できます。加えて、サーバを必要としないため物理サーバの用意や管理、運用などの費用も抑えられます。

 

●スマートコントラクト機能により取引を効率化できる

スマートコントラクト機能とは、ブロックチェーンにおける自動化プログラムのことです。あらかじめルールを定めておくことで、ルールどおりのイベント（条件）が発生した場合にプログラムが実行されます。ブロックチェーンを使用した様々なやり取りや取引に用いられており、自動化によって利用者の待機時間を減らしたり、管理する手間を削減したりすることが可能です。

 

●情報の追跡がしやすい

ブロックチェーンでは、それまでの取引履歴が残り、そのデータは分散して保存されます。そのため、データの破損や利用者のクレームなどが起きた際に、どういった経緯をたどってきたかを素早く確認できるのです。例えば、加工食品において産地偽装があった時、生産から加工、運搬、販売までのデータが残っていることで、どこで改ざんが起きたかが特定しやすくなっています。

 

●シェアリングエコノミーとの相性が良い

シェアリングエコノミーとは、ヒト・モノ・カネなどを共有するサービスのことです。カーシェアリングサービスや家事代行、各種レンタルサービスなどが該当します。これらの利用時に課題となるのが、利用者とサービス提供者間のデータの管理方法です。例えば、「サービスの提供者や利用者が誰であるか」「場所はどこか」「決済方法は何か」などが挙げられますブロックチェーンは、必要なデータの透明性を確保でき、かつ改ざんが難しいといった点で適切な技術だと判断され、様々なサービスの課題解決策として活用されています。

 

●IoTとの相性が良い

ブロックチェーン技術はIoTにも導入されています。IoTは、様々なモノがインターネットにつながることをいいます。身近なものでいえば、スマート家電が挙げられます。インターネットにつながっているので、不在時でも電源をオンオフできたり、インターネットから情報を収集して表示してくれたりします。IoT機器ごとにデータがあり、ネットワークにつながっていることからセキュリティリスクが課題です。ブロックチェーン技術を用いることで、データの集約やセキュリティの向上が期待できるのです。また、前述したスマートコントラクト機能を使って、データ改ざんや悪意あるアクセスなどに素早く対処することもできます。

 

ブロックチェーンのデメリット

コストの安さやセキュリティ性の高さなどの点から、優れたシステムとして急成長を遂げる一方、ブロックチェーンには相応のデメリットも存在します。

 

●処理速度が遅いため取引に時間がかかる

ブロックチェーンは、蓄積されるデータが膨大な量になりやすく、取引の処理に時間がかかりがちです。具体的にいえば、ビットコインの取引を1回行うのに約10分の時間が必要となります。仮想通貨によっては処理速度や取引速度を向上させる取り組みを行っていますが、金融や証券のように「リアルタイムな取引」が求められやすいケースにおいては、ブロックチェーンは不向きといえます。

 

●記録されたデータを削除できない

ブロックチェーンの「データの書き換えができない」メリットは、裏を返せば「書き込んだデータを削除できない」というデメリットにつながります。うっかり個人情報を書き込んだり、アドレスを間違えて送金したりしてしまった場合は、処理のやり直しや取り消しができません。ブロックチェーンを使用する際は、「すべての情報が記録される」ということを念頭に置き、注意しながら使う必要があります。

 

●スケーラビリティ問題がある

「スケーラビリティ」とは拡張性を意味します。ブロックチェーンのスケーラビリティ問題とは、利用者の増加によって処理速度が低下することやそれに伴う手数料の増加などをいいます。これは、生成されるブロックに記録できるデータ上限が決まっているために起こります。ブロックチェーンでは、取引された情報がすべて記録されますが、記載できるデータ量が上限に達すると処理速度が低下するのです。そのため、取引が盛んになればなるほど処理速度が低下する問題が起こります。また、処理を高速化する代わりに手数料を引き上げることになれば、利用者にとっては使いにくいものになります。スケーラビリティ問題をどう回避するかが重要です。

上記のような、メリットとデメリットを抱えているブロックチェーンですが、仮想通貨を支える基盤技術として発展した現代では、多くの事業で活用されています。

 

ブロックチェーンの活用事例

幅広い分野に活用されているブロックチェーン。実際にどのように活用されているのか、仮想通貨以外の具体的な活用事例を3つご紹介します。

 

●Mojaloop（モジャループ）

「Mojaloop」はマイクロソフト創業者であるビル・ゲイツ氏が立ち上げたビル・アンド・メリンダ・ゲイツ財団と、仮想通貨の1つであるリップルが提携するオープンソース形式のペイメント・プラットフォームです。世界中の貧しい方々を対象としたプラットフォームで、銀行口座やクレジットカードを持つことができない方でもアプリで安全にお金を保管し、支払いができるよう設計されています。

 

●Walmart（ウォルマート）

米国に本社を置く世界最大のスーパーマーケットチェーン「Walmart」は、食品管理にブロックチェーンを活用しています。どこの国で、誰が、いつ生産し、それがどのような経路を通って店頭に並べられているのかというトレーサビリティの確保や食品偽装などに対し、ブロックチェーン上に記録されたデータを追えるようになっています。また、食品の配送状況などがリアルタイムで把握できるため、配送の効率化も図れました。このように、Walmartではブロックチェーン技術を使って食の安全を守る取り組みを実施しています。

 

●エストニアのインフラ設備

エストニアは、北ヨーロッパにある人口130万人程度の小さな国ですが、IT先進国として知られています。多くの方が利用しているSkypeもエストニアで開発されました。エストニアは国家レベルでブロックチェーンを活用する初めての国で、課税システムや登記、医療記録、教育などのインフラ部分にブロックチェーンが使用されています。

先に挙げた、課税や医療記録などをブロックチェーンで管理することの発展形として、身分証明に利用することも計画されています。管理された戸籍やマイナンバーと生体認証システムを紐づけて、本人確認や身分証明を円滑に行う仕組みです。現代では「すべての方にIDを提供する」ことを目標として、国連のプロジェクトも進行しています。このほかにも、「ブランド品の真贋判別」や「音楽や映画の著作権管理」、「契約の自動実行（スマートコントラクト）」など、様々な用途にブロックチェーンの活用が検討されています。

 

ブロックチェーンの開発を依頼する際に知っておきたいこと

ブロックチェーン開発を外注する時は、以下の項目について準備しておきましょう。

 

●ブロックチェーンの使用用途を明確にする

自社サービスや社内向けのツールなど、何にブロックチェーンが必要なのかを明確にします。ブロックチェーン以外の技術を用いたほうが適切な場合もあります。そうならないためにも、ブロックチェーンの特徴を把握したうえで、使用用途を見極めましょう。

 

●ビジネスの目的に合ったタイプのブロックチェーンを選ぶ

使用用途を決めたら、ブロックチェーンのタイプを決めます。用途によっては自ずと決まる場合もありますが、定まらない場合は目的に沿って選びます。ブロックチェーンには、先述したようにパブリック型・プライベート型・コンソーシアム型の3種類があります。例えば、仮想通貨や情報分散型のアプリケーション開発であれば、パブリック型となります。自社の顧客に対してのみ使用する・自社内で使用するならプライベート型、複数社で管理したいならコンソーシアム型となります。

 

●開発会社の選び方

ブロックチェーンの用途やタイプが決まったら、外注先を選びます。下記の点に気を配って、会社を選びます。

 

得意分野をチェック

開発会社によって、ブロックチェーンのタイプやほかのシステム開発などの得意分野があります。例えば、AIやクラウドが得意な会社、コンサルティングやWebサイト運用に力を入れている会社などです。外注したいブロックチェーンを用いたサービスの内容も鑑みて、開発会社を絞り込んでください。

 

ブロックチェーンの開発実績をチェック

開発会社の公式サイトなどで公表されている開発実績を確認し、自社が依頼したいブロックチェーンとイメージが近い会社を探しましょう。また、開発の規模や内容の参考になるため、実績内容が大企業向けか中小企業向けかも確認しておくことをおすすめします。

 

見積もり額をチェック

開発会社の得意分野や実績をもとにいくつかの会社に絞り込んだら、相見積もりをとりましょう。希望するブロックチェーン開発に対し、各社がいくらほどを提示してくるのかを確認するためです。加えて、相場を知るためにも1社だけでなく複数社から見積もりを取るのがおすすめです。ここで、明確な理由がなく、極端に高い・安い会社は候補から外します。理由が明示されていなければ、希望するブロックチェーン開発の品質が保たれない可能性があるためです。また、見積もりの項目を見て、追加費用が発生しそうかも見ておきましょう。予算内で開発を依頼するためにも、相見積もりから得られる情報を比較検討し、しっかり確認することが重要です。

 

担当者のコミュニケーションスキルをチェック

見積もり時の担当者の対応もチェックしておきたい部分です。話はわかりやすいか、連絡は取りやすいかなどを確認しておきましょう。話しやすさは交渉のしやすさにつながります。連絡の取りやすさは、細かな報連相ができる相手といえます。このような部分も確認しておくことで、万が一トラブルが起きた際に備えられます。仕様変更や何かミスが起きた際に、コミュニケーションが取りやすい担当者であれば、素早く対応を進められます。

 

ブロックチェーンは世界が注目する革新的な技術

ブロックチェーン・テクノロジーの誕生によって、これまで紙ベースで行っていたすべての契約は、ブロックチェーンでの契約に置き換えることが可能です。ほぼ永続的に維持可能なブロックチェーンの仕組みは、仮想通貨を中心に、商品取引やインフラなど当初想定されていなかった幅広い分野へ導入が進んでいます。急成長したブロックチェーンの技術は、企業の決済サービスの運用などをはじめ、将来的に様々なサービスに大きなメリットをもたらします。自社でサービスを本格導入する前にブロックチェーンの仕組みや特徴について理解を深めておくことをおすすめします。そうした仕組みやメリット・デメリットを把握したうえで、ブロックチェーン開発を依頼するようにしましょう。

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