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ブロックチェーン
回答
ブロックチェーン（Blockchain）とは、DLT（Distributed Ledger Technology、分散台帳技術）の1種で、ビットコインの基盤技術として用いられている。分散型のシステムで、管理者が不在でも、安全に価値を流通することを実現した。
取引データをブロックという単位にまとめ、暗号化されたデータを用いて時系列に保管し、1つの台帳を参加者で共有・管理することにより、取引の改ざんを非現実的にし、取引の安全性を高めている。
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【ポイント】
- ブロックチェーンの仕組み
ブロックチェーンでは、取引データがブロックと呼ばれる単位にまとめて記録される。取引データがブロックに含まれることを「承認（Confirmation）」という。
ブロックチェーンの参加者は、Peer to Peer（P2P）と呼ばれる通信構造で他の参加者とつながる。現在のブロックには過去の全ての取引データが含まれるので、誰かからブロックのデータを受け取れば、すぐにシステムに参加できる。
ブロックチェーンでは、ブロックを他者に改ざんされないようにデータが暗号化され、Peer to Peerでつながっている全ての参加者に送付される。データを受け取った参加者は、マイニング（採掘）を行い、この復号を試みる。マイニングを行う参加者（マイナー）は個人に限らず、機関やマイニング・プールによって行われる場合もある。ブロックチェーンではProof of workと呼ばれるアルゴリズムが採用されているため、全てのマイナーは全体の計算力に対する自分の計算力の比の分だけ、復号できる可能性がある。
最初に解を見つけたマイナーにはマイニング報酬が支払われ、次のブロックを作ることができる。新たに作られるブロックには、前のブロックの解と新たな取引データが組み込まれ、再び暗号化されて全ての参加者に送付される。ブロックチェーンでは、この仕組みが繰り返される。
- 取引の安全性
ブロックチェーンでは、公開鍵暗号方式を用いて取引データを暗号化し、システム参加者に膨大な計算を求めることによって、取引の改ざんを非現実的にし、取引の安全性を保っている。データが暗号化される際は、公開鍵が用いられ、その復号には秘密鍵が必要となる。秘密鍵は第三者に公開されるものではないため、第三者が公開鍵で暗号化されたデータを復号することはできない。
ブロックチェーンでは、1つ前のブロックに記録されているデータを改ざんする場合、そのブロックの暗号を解読しなければならない。1つ前のブロックには2つ前のブロックの暗号の解が記されているため、2つ前の暗号も解読しなければならない。つまり、1つ前のブロックを改ざんするためには、過去の全てのブロックにかけられた暗号を解読しなければならず、膨大な計算量が求められる。この仕組みにより、データの改ざんを非現実的なものとしている。
- ブロックチェーンの課題
ブロックチェーンでは、複数の異なるブロックを受け取った時、正しいブロックを識別するアルゴリズムが事前に組み込まれている。そのアルゴリズムでは、まず、より長いブロックを正しいものとして認識する。もし、ブロックの長さが同じであれば、先に受け取ったブロックを正しいものとして認識する。
そのため、悪意あるマイナーが他のマイナーよりも先に暗号を解読し、新たにブロックを作り、その暗号までも解読して参加者に送付した場合、その改ざんされたブロックを受け取ったマイナーは、それを正しいものとして認識してしまう。ブロックチェーンの仕組みではこれを回避することができない。
また、あるマイナーやマイニング・プールが全体の計算力の過半数を持つようになると、二重支払い問題が起こりやすくなる。これは、51%攻撃と呼ばれている。ビットコインでは、ブロックが複数できてブロックに記録されている取引データを確認した後に実際の取引を行うようにし、二重支払い問題を回避している。