ビットコインの仕組みとブロックチェーン技術について

ビットコインの仕組みとブロックチェーン技術について、「基本のき」までは知っていても詳しく理解している人は少ないでしょう。仮想通貨元年と呼ばれた2017年、多くの人が実際に仮想通貨取引を行っていますが、ブロックチェーンの本当の意味を理解した上で取引をしている人はごくわずかといった印象です。

萌ちゃん

ビットコインの仕組みとかを調べてみると、すごく難しい言葉ばかりでつい眠たくなってしまうんですよね。

そうね。そもそもビットコインは科学者の研究対象であったし、そのレポートは専門用語ばかりで理解するにはとても時間がかかると思うわ。

沙織先生

萌ちゃん

もっとわかりやすい解説書が欲しいです。

では私が誰もがわかるようにビットコインの仕組みとブロックチェーン技術について解説していくわね！

沙織先生

ブロックチェーン技術とP2P
公開鍵暗号について
- 公開鍵暗号によるやり取り
ビットコインから仮想通貨を理解する
まとめ

ブロックチェーン技術とP2P

ビットコインの取引に使われているのはP2P(ピアツーピア)と呼ばれる通信方式です。前回「ビットコインは利用している人がお互いにインターネット上で通信している」と述べましたが、これこそがP2Pシステムです。 P2Pと言えば、インターネットがまだ今ほど普及していなかったころ、ファイル共有ソフト・ファイル交換ソフトと呼ばれるもののシステムに利用され、逮捕者が出たことでも有名ですね。だからといって、恐ろしいものというわけではありません。通常、インターネット上でデータをやり取りする際には「必ず通信会社のサーバーを通してやりとり」しています。しかしP2Pでは、ビットコインのシステムと同じく「インターネットに接続している人がお互いにインターネット上でファイルを送受信する」ことができます。

サーバーを通してのインターネットとP2Pを利用したインターネットのイメージ図 ※サーバーを利用したやりとり　　　　　利用者↓ 利用者→　サーバー　←利用者　　　　　利用者↑　（必ずサーバーを通さないとデータを取得できない） ※P2Pを利用したやり取り利用者→　利用者→　利用者↓ ↑利用者　　　　　　利用者↓ ↑利用者　　　　　　利用者↓ ↑利用者　←利用者　←利用者

萌ちゃん

あ！この図どこかで見たことがあります！

そう、よく覚えていたわね。前回「ビットコインとは？いま話題の仮想通貨について徹底解説！」に出てきた「ブロックチェーン」の解説図とよく似ているでしょう。

沙織先生

萌ちゃん

なるほど、ブロックチェーンはこのP2Pを利用しているから「銀行や金融機関を通さずに利用」できるんですね！

公開鍵暗号について

ビットコインの仕組みを作っているのは上記P2Pだけではありません。もう一つ重要となるのが「公開鍵暗号」と呼ばれるものです。ビットコインをはじめとした仮想通貨では、取引開始のための口座を開設すると、英数字の文字列を手に入れることができます。これこそがビットコインの口座番号となる「アドレス」なのですが、この番号は送金する時、ビットコインを受けとるときには必ず公開しなければいけません。

萌ちゃん

口座番号ってすごく大切なものですよね。安易に公開するのってすごく怖くないですか？

もちろん、一般的な銀行口座を多くの人に公開したら最悪犯罪に巻き込まれることもあるわね。でもビットコインや仮想通貨全般はそれでも大丈夫なの。

沙織先生

萌ちゃん

なぜですか？というか、仮想通貨って普通と違いすぎて疑問が多すぎます！

そうね。ビットコインや仮想通貨は、理解に時間がかかることが今まで普及しなかった要因の一つであると考えられるわ。なぜ口座番号となる英数字を知られても大丈夫なのか、それは仮想通貨の口座番号に当たるものを生成するためには「公開鍵」と「秘密鍵」の二つが必要となるからなの。秘密鍵さえ知られなければ、口座情報を抜き取られることはないのよ。

沙織先生

公開鍵は情報の暗号化に使われます。一方秘密鍵とは、口座を持つ人のみが知る「暗号化したものを復元するための鍵」になります。 公開鍵と暗号鍵のイメージ

取引相手に教える情報自分の持つビットコインの情報自分に見える情報公開鍵により暗号化されていて閲覧できない ←口座情報→ 秘密鍵によって暗号化されたものが復元され閲覧できる P2Pによるブロックチェーン技術とこの公開鍵暗号の2つによって、ビットコインをはじめとする仮想通貨の情報は安全に守られています。これらはインターネット技術の観点からすると「とてもシンプル」なのですが、シンプルだからこそ強く、セキュリティを突破するためのセキュリティホールも見つかりにくいと言われています。

公開鍵暗号によるやり取り

公開鍵暗号を用いたビットコインのやり取りは、次のような順番で行われます。

公開鍵と秘密鍵が2つで1つのセットとなって作られる
公開鍵をもとに口座番号と同じ役割を果たす「アドレス」を生成
送金情報は「送金者の秘密鍵」を用いて送金に関する署名が行われる
ブロックチェーン(P2P)に送金情報をはめ込む
送金情報と秘密鍵を照合し、情報が正しいかを照合する
ビットコインが相手に届く

ブロックチェーンは絶え間なくつながり、その情報を書き換えることはできません。そのブロックへさらに暗号化された情報が乗せられることにより確かなセキュリティを実現しているのです。

ビットコインから仮想通貨を理解する

これまでブロックチェーンと公開鍵暗号について解説してきましたが、これらの仕組みを理解することで仮想通貨全般の仕組みが理解できます。ブロックチェーンとは「仮想通貨の取引記録」です。ただの取引記録がなぜそこまで信用されるのかと言えば、「その取引記録は誰も書き換えることができないから」です。ブロックチェーン技術を応用した取引はすべて一方向であり、逆戻りすることができません。もし逆戻りすることができるなら、取引記録は簡単に書き換えてしまうことができるでしょう。また、逆戻りできるのにも関わらずホールのないセキュリティを叶えるためには、それ相応のシステムが必要です。そのシステムを利用できるハイスペックなパソコンやデジタル機器が必要になってしまうと、ブロックチェーン技術を利用した通貨は一般人の手には渡らないものになってしまいます。ビットコインだけではなく仮想通貨全般が一般に浸透したのは、そのシステムが単純であるという点が大きいでしょう。